燃煤機(jī)組“超潔凈排放”中脫硫改造策略分析與實(shí)現(xiàn)

摘 要：隨著環(huán)保要求的提高，燃煤機(jī)組的超潔凈排放已經(jīng)列入部分地區(qū)的電力發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。本文對(duì)現(xiàn)有較為實(shí)用的脫硫技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，并以600MW的燃煤機(jī)組為例，闡述了在該型號(hào)機(jī)組上完成超潔凈排放的脫硫改造策略分析，并根據(jù)實(shí)際情況確定了最終的脫硫改造策略，最后介紹了具體的工藝系統(tǒng)改造方案。

關(guān)鍵詞：超潔凈排放；脫硫改造；FGDplus

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.083

1 引言

煤炭在今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍我是我國(guó)電力行業(yè)的主要一次能源，長(zhǎng)期以來(lái)燃煤火力發(fā)電廠被社會(huì)認(rèn)為是污染物排放大戶，雖然國(guó)家不斷更新火力發(fā)電廠環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，提高污染物排放限值要求，發(fā)電企業(yè)也積極投入資金和設(shè)備進(jìn)行環(huán)保方面的改造，但是燃煤火力發(fā)電廠的污染物排放濃度和總量仍然高于其它清潔能源[1]。

為緩解電力需求與社會(huì)環(huán)保要求日益增長(zhǎng)的矛盾，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)提出了比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的污染物排放指標(biāo)。例如珠三角的一些地區(qū)對(duì)轄內(nèi)一定裝機(jī)容量以上的燃煤機(jī)組要求進(jìn)行完成脫硫、脫硝和高效除塵的“超潔凈排放”改造，煙氣排放達(dá)到燃天然氣特別排放限值要求，即：氮氧化物不大于50mg/m?、二氧化硫不大于35mg/m?、煙塵不大于5mg/m?的標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)珠三角某地區(qū)的600MW的燃煤機(jī)組超潔凈改造中的脫硫改造策略進(jìn)行了分析。整個(gè)脫硫改造遵循以下原則：

（1）采用成熟高效的工藝方案，選擇性能優(yōu)良、技術(shù)可靠、運(yùn)行穩(wěn)定的設(shè)備，保證工藝方案的可實(shí)施性和先進(jìn)性。

（2）改造不影響主機(jī)設(shè)備出力、效率等性能參數(shù)，不影響機(jī)組主要運(yùn)行模式。

（3）盡量利用現(xiàn)有設(shè)備與管道，減少現(xiàn)場(chǎng)改造工程量。改造后對(duì)煙氣系統(tǒng)的管道和設(shè)備重新進(jìn)行核算，如有需要，應(yīng)進(jìn)行必要的加固、補(bǔ)強(qiáng)或改造。

（4）設(shè)備選型與參數(shù)擬定考慮上下游工藝的協(xié)調(diào)與匹配。

（5）改造時(shí)間合理，能夠在機(jī)組計(jì)劃停機(jī)期內(nèi)完成改造。

（6）合理的改造費(fèi)用和后期運(yùn)行成本。

2 脫硫改造技術(shù)

由于常規(guī)濕法脫硫工藝技術(shù)不能達(dá)到超潔凈排放的技術(shù)要求，因此該技術(shù)不予考慮；由于雙吸收塔和雙循環(huán)技術(shù)均占用場(chǎng)地較大，不符合本項(xiàng)目的客觀情況，因此也不予考慮。目前其他使用較多的脫硫技術(shù)的特點(diǎn)如下：

2.1 FGDplus技術(shù)

通過(guò)運(yùn)用 “導(dǎo)向傳質(zhì)”原理，對(duì)現(xiàn)有的空塔噴淋層技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，以減少氣液傳質(zhì)阻力和能量消耗，達(dá)到提高脫硫效率，減少系統(tǒng)能耗和SO2排放的目的[2，3]。

2.2 旋匯耦合（湍流子）脫硫技術(shù)

湍流塔是在傳統(tǒng)噴淋空塔的基礎(chǔ)上，增設(shè)一套由多個(gè)湍流單元構(gòu)成的旋匯耦合裝置。該技術(shù)基于多相紊流摻混的強(qiáng)傳質(zhì)機(jī)理，利用氣體動(dòng)力學(xué)原理，通過(guò)特制的旋匯耦合裝置，產(chǎn)生氣液旋轉(zhuǎn)翻騰的湍流空間，氣液固三相充分接觸，大大降低了氣液膜傳質(zhì)阻力，大大提高傳質(zhì)速率，迅速完成傳質(zhì)過(guò)程，從而達(dá)到提高脫硫效率的目的。

2.3 雙托盤脫硫技術(shù)

在噴淋空塔的基礎(chǔ)上，設(shè)置一層或多層塔板，塔板位于吸收漿液噴嘴下部，塔板上按照一定的開(kāi)孔率布滿小孔，吸收劑漿液在塔板上形成一定厚度的液層。

3 項(xiàng)目改造策略確定

上述三種脫硫技術(shù)的具體特點(diǎn)比較如表1所示。

通過(guò)以上的比較，由于FGDplus的系統(tǒng)阻力小，示范項(xiàng)目的脫硫效率達(dá)到99.7%，并綜合考慮項(xiàng)目改造過(guò)程中的工藝及后期運(yùn)行成本及管理，本項(xiàng)目采用FGDplus技術(shù)完成脫硫改造。

4 脫硫工藝系統(tǒng)改造方案

整個(gè)改造工程主要對(duì)以下部分進(jìn)行了改造：

4.1 吸收塔

原有吸收塔最下一層噴淋層距吸收塔原煙氣入口距離約為2米，不能滿足加裝FGDplus的要求，本次改造需要將原有吸收塔煙氣入口及最下一層噴淋層之間加高2米用于布置FGDplus。

4.2 漿液循環(huán)泵

吸收塔加高后更換最下層漿液循環(huán)泵，將原揚(yáng)程為18.4m泵更換為揚(yáng)程26.4m泵，用于供給最上層噴淋層。

4.3 脫硫輔助系統(tǒng)

脫硫輔助系統(tǒng)主要包括石灰石漿液供給系統(tǒng)、氧化風(fēng)系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)。經(jīng)核算，石灰石漿液供給系統(tǒng)及石膏脫水系統(tǒng)、氧化風(fēng)系統(tǒng)及脫硫廢水處理系統(tǒng)無(wú)需改造，原有系統(tǒng)滿足超潔凈排放改造要求。

4.4 煙道

吸收塔加高，吸收塔出口凈煙道相應(yīng)增加2米。

4.5 防腐

主要包括吸收塔及新增煙道，按需要進(jìn)行防腐改造或新增防腐。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊青山，毛玲玲，趙湖濱等.火電廠“超潔凈排放改造策略”[J].華電技術(shù)，2015，37（05）：63-65.

[2]蔣會(huì)杰.論石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，24（02）：23-24.

[3]龍世國(guó)，徐恩強(qiáng)，盧相霖.煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展新現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].工業(yè)技術(shù)，2014，3（02）：87-88.

作者簡(jiǎn)介：徐毅（1979-），男，江西奉新人，工程師，研究方向：機(jī)電一體化及控制策略研究。