300 MW燃煤機(jī)組濕法脫硫二爐一塔改一爐一塔研究

黃愷琿

(廣州發(fā)展集團(tuán)股份有限公司能源經(jīng)濟(jì)研究中心，廣東廣州510623)

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300 MW燃煤機(jī)組濕法脫硫二爐一塔改一爐一塔研究

黃愷琿

(廣州發(fā)展集團(tuán)股份有限公司能源經(jīng)濟(jì)研究中心，廣東廣州510623)

某電廠二期3號(hào)、4號(hào)爐石灰石-石膏濕法煙氣脫硫(FGD)共用一個(gè)脫硫塔系統(tǒng)，為滿足國(guó)家環(huán)保要求，實(shí)施取消脫硫旁路擋板及提高脫硫效率改造，將二爐一塔改為一爐一塔，改造后，實(shí)現(xiàn)封閉脫硫旁路并提高脫硫效率的目標(biāo)，單機(jī)滿負(fù)荷工況脫硫率由95.3%提高到98.3%，F(xiàn)GD出口SO2濃度由55 mg/Nm3降為30 mg/Nm3左右，同時(shí)通過(guò)配套增引合一風(fēng)機(jī)改造提高了風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全性，并有效降低風(fēng)機(jī)總電耗。

300 MW燃煤機(jī)組；濕法脫硫；吸收塔；二爐一塔；一爐一塔

0　引言

廣州發(fā)展某4臺(tái)300 MW燃煤電廠建設(shè)有一期和二期脫硫系統(tǒng)，一期脫硫是1號(hào)、2號(hào)爐共用一個(gè)脫硫塔系統(tǒng)，二期脫硫是3號(hào)、4號(hào)爐共用一個(gè)脫硫塔系統(tǒng)，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)，為二爐一塔設(shè)計(jì)，脫硫系統(tǒng)設(shè)置旁路擋板門、GGH，每臺(tái)爐配置一臺(tái)100%容量的增壓風(fēng)機(jī)。

為滿足國(guó)家環(huán)保要求[1]，2014年二期3號(hào)、4號(hào)爐實(shí)施取消脫硫旁路擋板及提高脫硫效率改造(一爐一塔改造)。改造方式為3號(hào)爐脫硫繼續(xù)利用原二期脫硫吸收塔及其附屬系統(tǒng)，4號(hào)爐新建脫硫塔及其附屬系統(tǒng)，兩臺(tái)爐均進(jìn)行增引合一和煙道調(diào)整。

1　改造內(nèi)容

1.13號(hào)爐脫硫改造內(nèi)容

(1)增引合一風(fēng)機(jī)改造

拆除原增壓風(fēng)機(jī)及附屬設(shè)備、增壓風(fēng)機(jī)出入口煙道擋板門，拆除原引風(fēng)機(jī)及附屬設(shè)備、引風(fēng)機(jī)出口單擋板門。

新增A，B雙級(jí)動(dòng)調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)(上海鼓風(fēng)機(jī)廠)及配套電機(jī)(湘潭電機(jī)廠，功率3 000 kW)，風(fēng)機(jī)和電機(jī)共用一個(gè)液壓潤(rùn)滑油站，每臺(tái)引風(fēng)機(jī)配套兩臺(tái)軸冷風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道設(shè)置出口雙密封擋板門、兩臺(tái)風(fēng)機(jī)出口擋板門共用一套密封風(fēng)系統(tǒng)(包括兩臺(tái)密封風(fēng)機(jī)及一臺(tái)電加熱器)。

(2)煙氣系統(tǒng)改造

拆除原增壓風(fēng)機(jī)出口擋板門高壓密封風(fēng)系統(tǒng)(包括一臺(tái)高壓密封風(fēng)機(jī)、一臺(tái)電加熱器及管道)和原低壓密封風(fēng)系統(tǒng)(包括兩臺(tái)低壓密封風(fēng)機(jī)、一臺(tái)電加熱器及管道)，由于凈煙氣擋板設(shè)備和位置不變，將低壓密封風(fēng)至凈煙氣擋板門管道截?cái)嗖⒎舛隆?/p>

拆除原旁路擋板門及旁路煙道，在凈煙氣靠煙囪側(cè)封堵。

將原3號(hào)、4號(hào)爐共用名稱為2號(hào)吸收塔改造為3號(hào)爐脫硫系統(tǒng)3號(hào)吸收塔，另新建4號(hào)吸收塔供4號(hào)爐脫硫用。將原4號(hào)爐增壓風(fēng)機(jī)出口來(lái)原煙氣煙道與3號(hào)爐增壓風(fēng)機(jī)出口來(lái)原煙氣煙道匯合處封堵，將原2號(hào)吸收塔出口凈煙氣回?zé)焽杩?號(hào)爐側(cè)封堵，真正實(shí)現(xiàn)一爐一塔。

增加事故噴淋系統(tǒng)。由于取消了旁路煙道系統(tǒng)，為了在煙氣溫度過(guò)高時(shí)保護(hù)吸收塔襯膠不被損壞，在3號(hào)爐A，B引風(fēng)機(jī)出口匯合后橫四路由東向西拐彎處煙道內(nèi)部加裝了事故噴淋裝置，事故噴淋由兩路水源提供，一路是3號(hào)吸收塔除霧器沖洗水，一路是電廠消防水(接口位置在4號(hào)爐引風(fēng)機(jī)后第25號(hào)消防井處，用DN150的管接出后加裝手動(dòng)蝶閥供3號(hào)、4號(hào)爐脫硫系統(tǒng)用)。

由于二爐一塔改為一爐一塔，為了保證脫硫效率，將原3號(hào)吸收塔托盤開(kāi)孔數(shù)由83 386個(gè)(開(kāi)孔率為38.45%)改為47 884個(gè)(開(kāi)孔率為22.08%)，堵孔35 502個(gè)。

1.24號(hào)爐脫硫改造內(nèi)容

(1)增引合一風(fēng)機(jī)改造

拆除原增壓風(fēng)機(jī)及附屬設(shè)備、增壓風(fēng)機(jī)出入口煙道擋板門，拆除原引風(fēng)機(jī)及附屬設(shè)備、引風(fēng)機(jī)出口單擋板門。

新增A，B雙級(jí)動(dòng)調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)(上海鼓風(fēng)機(jī)廠)及配套電機(jī)(湘潭電機(jī)廠，功率3 700 kW)，風(fēng)機(jī)和電機(jī)共用一個(gè)液壓潤(rùn)滑油站，每臺(tái)引風(fēng)機(jī)配套兩臺(tái)軸冷風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道設(shè)置出口雙密封擋板門、兩臺(tái)風(fēng)機(jī)出口擋板門共用一套密封風(fēng)系統(tǒng)(包括兩臺(tái)密封風(fēng)機(jī)及一臺(tái)電加熱器)。

(2)新建吸收塔系統(tǒng)設(shè)備

拆除原旁路擋板門及旁路煙道，在凈煙氣靠煙囪側(cè)封堵。

新建4號(hào)吸收塔及其附屬系統(tǒng)，包括GGH煙氣系統(tǒng)，煙道事故噴淋系統(tǒng)(防止煙氣溫度過(guò)高損壞吸收塔設(shè)備)，漿液循環(huán)泵系統(tǒng)等。吸收塔采用雙托盤層，大大增加煙氣均勻度，提高漿液與煙氣接觸面積和時(shí)間，提高脫硫效率。

新建氧化風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，供4號(hào)吸收塔和正在建設(shè)的2號(hào)吸收塔用，采用進(jìn)口高速離心風(fēng)機(jī)，為吸收塔漿液氧化提供保證。

新建GGH系統(tǒng)，保證排煙溫度達(dá)到80 ℃以上，采用蒸汽吹灰，大大降低GGH差壓上升的速度。

2　改造效果

2.13號(hào)、4號(hào)爐改造前后主要參數(shù)對(duì)比

3號(hào)爐脫硫改造于2014年3月3日完工投入運(yùn)行，2014年3月31日通過(guò)168 h試運(yùn)。4號(hào)爐脫硫?yàn)樾陆ㄒ粋€(gè)脫硫塔及其附屬系統(tǒng)，于2014年4月6日完工投入運(yùn)行，2014年4月22日通過(guò)168 h試運(yùn)。表1、表2為改造后的3號(hào)、4號(hào)吸收塔，分別在2臺(tái)、3臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。

2.23號(hào)爐脫硫改造后脫硫率提升效果

(1)SO2排放濃度下降、脫硫效率提高明顯。對(duì)比改造前后單機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行工況，改前、改后，脫硫效率分別為95.3%，98.6%，入口SO2濃度分別為1 241 mg/Nm3，1 290 mg/Nm3，出口SO2

表2　改造前后脫硫參數(shù)對(duì)比(改造后3號(hào)、4號(hào)吸收塔三臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行)

濃度分別為55 mg/Nm3，17 mg/Nm3，吸收塔pH值分別為6.31，5.98。改造后在入口SO2濃度相對(duì)較高、吸收塔pH值較低的情況下，SO2排放濃度下降，脫硫效率提高明顯。

(2)脫硫塔安全系數(shù)提升，煤種硫分適應(yīng)性增強(qiáng)。改造后鍋爐燃燒硫分0.6%以下煤種情況時(shí)，在維持兩臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行情況下，可滿足脫硫效率98%及SO2排放50 mg/Nm3的要求，有效提高漿液循環(huán)泵運(yùn)行安全系數(shù)，同時(shí)保留有煤種硫分上升的空間。

2.34號(hào)爐脫硫新建吸收塔性能

(1)SO2排放濃度下降、脫硫效率提高明顯。對(duì)比改造前后單機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行工況，而且在優(yōu)化運(yùn)行的大背景下，只有兩臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行，改前、改后，脫硫效率分別為95.3%，97.7%，入口SO2濃度分別為1 241 mg/Nm3，1 340 mg/Nm3，出口SO2濃度分別為55 mg/Nm3，29.7 mg/Nm3，吸收塔pH值分別為6.31，6.0。改造后在入口SO2濃度相對(duì)較高、吸收塔pH值較低的情況下，SO2排放濃度下降，脫硫效率提高明顯。4號(hào)吸收塔在3臺(tái)泵運(yùn)行的情況下，脫硫效率更是達(dá)到98.3%，脫硫效率得到實(shí)在提高。

(2)脫硫塔安全系數(shù)高，煤種硫分適應(yīng)性增強(qiáng)。改造后鍋爐燃燒硫份0.6%以下煤種情況時(shí)，在維持兩臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行情況下，可滿足脫硫效率98%及SO2排放50 mg/Nm3的要求，有效提高漿液循環(huán)泵運(yùn)行安全系數(shù)，同時(shí)保留有煤種硫份上升的空間。

2.4耗電率變化

改造前后脫硫系統(tǒng)各主要設(shè)備耗電率數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3　改造前后脫硫系統(tǒng)各主要設(shè)備耗電率　%

表3中的數(shù)據(jù)作如下處理：將改造之前的二期脫硫系統(tǒng)耗電率(除了增壓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)外)平攤到3號(hào)、4號(hào)爐脫硫系統(tǒng)耗電率中。

從表3中數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，3號(hào)爐脫硫改造之后耗電率增加0.25%，4號(hào)爐脫硫改造后耗電率增加0.11%，實(shí)際上增引合一后，風(fēng)機(jī)耗電率明顯下降，但是這個(gè)電能的節(jié)省消耗在其他設(shè)備上，3號(hào)爐是消耗在3號(hào)吸收塔余量過(guò)大(包括漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、GGH低泄露風(fēng)機(jī)都是為600 MW設(shè)計(jì)的)，4號(hào)爐是消耗在改造后的煙道阻力大大增加上。

2.5機(jī)組安全性和檢修靈活性增強(qiáng)

二期脫硫一爐一塔改造后3號(hào)、4號(hào)爐脫硫系統(tǒng)各自獨(dú)立，運(yùn)行簡(jiǎn)單靈活，可靠性較高，在一套脫硫系統(tǒng)故障時(shí)，不會(huì)影響另一臺(tái)鍋爐運(yùn)行。脫硫系統(tǒng)檢修可以隨相應(yīng)機(jī)組的大小修進(jìn)行，機(jī)組和脫硫系統(tǒng)檢修安排更加靈活[2]。

3　結(jié)論

本次3號(hào)、4號(hào)爐脫硫一爐一塔改造已經(jīng)達(dá)到了封閉脫硫旁路并有效提高脫硫效率的目的，單機(jī)滿負(fù)荷工況脫硫率由95.3%提高到98.3%，F(xiàn)GD出口SO2濃度由55 mg/Nm3降為30 mg/Nm3左右；通過(guò)配套增引合一風(fēng)機(jī)改造提高了風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全性，并有效降低風(fēng)機(jī)總電耗[3]，改造達(dá)到了預(yù)期效果，值得推廣。下一步，需要密切注意改造后可能發(fā)生的GGH堵塞、除霧器結(jié)垢、設(shè)備腐蝕、通流部件磨損、吸收塔漿液品質(zhì)惡化、石膏品質(zhì)差、廢水不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題[4]，加強(qiáng)運(yùn)行、維護(hù)和管理，提高設(shè)備可靠性，確保系統(tǒng)連續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]聶鵬飛,王洋,陳啟福，等.600 MW火電機(jī)組濕法脫硫旁路擋板封堵改造案例[J].中國(guó)電力,2013,46(3):100-103.

[2]戎淑群,邵峰.300 MW燃煤機(jī)組脫硫工程一爐一塔與二爐一塔方案比較[J].熱力發(fā)電,2005,34(10):4-6.

[3]況延良,臧艷.燃煤電廠常見(jiàn)濕法脫硫裝置運(yùn)行特點(diǎn)分析[J].華東電力,2013,41(5):1132-1138.

[4]修立杰,蘇永健,王震宇，等.火力發(fā)電廠濕法脫硫FGD防腐工藝的優(yōu)化分析[J].電力科學(xué)與工程,2014,30(6):20-25.

Study on Two Boilers with One Absorption Tower Reformed to One Boiler with One Absorption Tower of Wet FGD for 300 MW Coal-fired Unit

HUANG Kaihui

(Energy Economics Research Center，Guangzhou Development Group Incorporated，Guangzhou 510623,China)

To meet the requirements of the national environmental protection standards, by canceling desulfurization bypass damper, improving the desulfurization efficiency, and retrofitting two boilers with one tower to one boiler with one tower, reformations had been implemented on the wet flue gas desulfurization plant No.3 and No.4 Boilers which shared one desulfurization tower system in Project 2 of a certain power plant. The results showed that, desulfurization efficiency had been improved, and the desulfurization rate on stand-alone full load conditions increased from 95.3% to 98.3%, while the FGD outlet concentration of SO2reduced from 55 mg/Nm3to about 30 mg/Nm3, which effectively reduced the total power consumption and improved operational safety of fan by supporting combination of the booster fan and induced draft fan.

300 MW coal-fired unit;FGD; absorption tower;one boiler with one absorption tower; two boiler with one absorption tower

2016-03-01。

黃愷琿(1982-)，男，工程師，主要從事能源環(huán)保和能源經(jīng)濟(jì)研究，E-mail:48427894@qq.com。

TK227.6；X511

A

10.3969/j.issn.1672-0792.2016.08.015