300MW循環(huán)流化床鍋爐超低排放改造應(yīng)用

摘 要：我公司兩臺300MW循環(huán)流化床機(jī)組在運(yùn)行中已不能滿足國家環(huán)保局最新下發(fā)的超低排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，按照要求我公司分別對兩臺機(jī)組的脫硫，脫硝、及除塵部分進(jìn)行超低排放改造，使改造后的煙氣排放指標(biāo)達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞：300MW循環(huán)流化床鍋爐；超低排放；改造

引言

我公司一期裝機(jī)容量為2×300MW，配套上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG-1065/17.5-M4505的亞臨界、一次中間再熱、單鍋筒、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)循環(huán)硫化床鍋爐，兩臺機(jī)組配置一座海勒式間接空冷塔，空冷塔采用“三塔合一，兩機(jī)一塔”技術(shù)，及空冷塔、脫硫吸收塔、煙囪三個塔布置在一起，兩臺機(jī)共用一個塔。脫硫采用爐內(nèi)摻燒石灰石粉的脫硫技術(shù)以及爐后濕法石灰石脫硫工藝進(jìn)行脫硫。除塵器采用浙江菲達(dá)環(huán)保生產(chǎn)的高效電袋組合式除塵器，兩級電除塵裝置、三級布袋除塵裝置進(jìn)行除塵。未設(shè)置脫硝系統(tǒng)。兩臺機(jī)組于2012年5月投產(chǎn)發(fā)電。投產(chǎn)以來，我廠煙氣排放指標(biāo)均低于當(dāng)時《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，煙塵排放濃度穩(wěn)定在30mg/Nm3以下，凈煙氣SO2含量可穩(wěn)定在100mg/Nm3以下，煙氣中NOX濃度穩(wěn)定在100 mg/Nm3以下。

2014年8月8日山西省人民政府辦公廳下發(fā)文件（晉政辦發(fā)[2014]62號）《關(guān)于推進(jìn)全省燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放的實施意見》規(guī)定燃用低熱值煤發(fā)電機(jī)組執(zhí)行以下超低排放標(biāo)準(zhǔn)：NOX 50mg/Nm3、SO2 35mg/Nm3、煙塵10mg/Nm3。2014年9月12日國家發(fā)展和改革委員、環(huán)境保護(hù)部和國家能源局下發(fā)（發(fā)改能源[2014]2093號）文件《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020）》，規(guī)定不符合超低排放標(biāo)準(zhǔn)的燃煤電廠需在2014-2020進(jìn)行超低排放改造。為滿足上述國家環(huán)保超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，我公司需對鍋爐進(jìn)行脫硝改造、脫硫提效改造以及脫硫吸收塔后預(yù)留增加濕式電除塵位置和電除塵器提效改造；改造后在現(xiàn)有煤種情況下要求達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 脫硫部分改造

改造前我公司爐外脫硫系統(tǒng)設(shè)計為一個吸收塔，三臺循環(huán)泵和三層噴淋系統(tǒng)組成，內(nèi)設(shè)兩級平板式除霧器。來自鍋爐的煙氣，在塔內(nèi)與吸收劑逆流接觸并進(jìn)行吸收反應(yīng)，反應(yīng)物在吸收塔漿池進(jìn)行強(qiáng)制氧化，進(jìn)而得到脫硫副產(chǎn)品石膏。改造前脫硫系統(tǒng)入口硫份在2000mg/Nm3左右時，脫硫出口硫份可達(dá)80mg/Nm3左右；機(jī)組負(fù)荷在200MW左右時，脫硫系統(tǒng)入口硫份達(dá)到3000mg/Nm3左右時，脫硫出口硫份可達(dá)100mg/Nm3以下。為滿足超低排放要求，本次改造利用石灰石-石膏濕法單塔雙循環(huán)技術(shù)，將煙氣在一座吸收塔內(nèi)完成了兩次脫硫，達(dá)到了雙塔串聯(lián)效果。具體改造方案如下：

吸收塔是整個脫硫裝置的核心。原吸收塔已不能滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，需要對吸收系統(tǒng)進(jìn)行增容改造，原有脫硫系統(tǒng)每臺機(jī)組3臺循環(huán)泵，每臺循環(huán)泵流量為4700m3/h，也嚴(yán)重偏小，脫硫裝置需通過增加液氣比、延長霧化停留時間、增強(qiáng)氧化等措施，才能較好地保證吸收效果和脫硫效率。本次改造將原吸收塔作為雙循環(huán)回路塔主塔，利用吸收塔底漿池構(gòu)成一級循環(huán)，脫硫率控制在～75%，循環(huán)漿液pH值控制在4.5～5.0，保證充分的亞硫酸鈣氧化效果和充足的石膏結(jié)晶時間。原吸收塔在第2、3層噴淋層之間截斷，增加塔高～17.6m，改造后吸收塔總高由原來的30.2m加高為47.8m中間設(shè)置集液盤，下部設(shè)2層噴淋，集液盤上部設(shè)3層噴淋層。

新建塔外循環(huán)塔：塔外循環(huán)塔構(gòu)成二級循環(huán)，塔外循環(huán)塔內(nèi)的石灰石漿液從循環(huán)泵打入吸收塔，吸收SO2后通過集液盤又返回塔外循環(huán)塔循環(huán)。塔外循環(huán)塔內(nèi)漿液pH值控制在5.6～6.0，優(yōu)化CaCO3吸收SO2的反應(yīng)，脫硫率不低于97%。

現(xiàn)有漿液循環(huán)泵A（Q=4700m3/h；H=19.7m）更換為Q=7290m3/h；H=19.7m?，F(xiàn)有漿液循環(huán)泵B（Q=4700m3/h；H=21.6m）利舊?，F(xiàn)有漿液循環(huán)泵C（Q=4700m3/h；H=23.5m）移位利舊，吸入口改到從塔外循環(huán)塔引接，現(xiàn)有循環(huán)泵C用于次高層。新增漿液循環(huán)泵D（Q=7290m3/h；H=19.7m）、E（Q=7290m3/h；H=23.3m）。改造后總循環(huán)漿液量為：4700×2+7290×3=31270m3/h。主塔設(shè)計兩臺漿液循環(huán)泵，輔塔設(shè)計三臺循環(huán)泵。將兩級平板式除霧器改為三級屋脊式除霧器。

2 增加脫硝系統(tǒng)

目前我廠未設(shè)脫硝裝置，現(xiàn)在機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定時NOX生成濃度大多數(shù)時間在60mg/Nm3以下，因機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)引起負(fù)荷變化時，NOX最高在160mg/Nm3左右，無法滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)增加脫硝系統(tǒng)，采用非選擇性催化還原脫硝工藝（SNCR），對1、2號機(jī)每臺機(jī)組設(shè)一套SNCR脫硝裝置，在設(shè)計煤種及校核煤種、鍋爐最大工況（BMCR）、處理100%煙氣量、脫硝裝置入口NOX濃度不大于200mg/Nm3，脫硝裝置效率不小于75%，排放濃度不大于50mg/Nm3。

SNCR煙氣脫硝技術(shù)具體改造方案如下：兩臺爐各加裝一套SNCR反應(yīng)裝置；另在廠區(qū)適當(dāng)位置新建尿素區(qū)，為鍋爐進(jìn)行尿素溶液的供應(yīng)。分別在兩臺爐的三個旋風(fēng)分離器入口裝設(shè)5支尿素噴槍，在三個旋風(fēng)分離器的出口裝設(shè)一支尿素噴槍。運(yùn)送至現(xiàn)場的袋裝顆粒尿素儲存在尿素儲存間，經(jīng)電動葫蘆吊裝送入尿素溶解罐，并在尿素溶解罐中與按比例補(bǔ)充的新鮮除鹽水中充分溶解成40～60%質(zhì)量濃度的尿素溶液，通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲罐。尿素溶液經(jīng)由供液泵經(jīng)綜合管架，進(jìn)入SNCR稀釋、計量與分配系統(tǒng)供給尿素噴槍，噴入用氨點，投入噴槍的數(shù)量根據(jù)機(jī)組負(fù)荷與煙氣中NOX含量調(diào)節(jié)控制。

3 除塵器改造

我廠除塵器由浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰咎峁繝t配電袋除塵器2臺。除塵器投運(yùn)以來運(yùn)行正常，除塵效果良好，除塵器出口含塵量小于40mg/Nm3左右，再加上脫硫的除塵作用，我公司煙氣出口煙塵排放濃度能控制在10mg/Nm3左右。

本次改造采用電袋除塵器只將布袋更換為超細(xì)纖維布袋，電場區(qū)更換高頻電源的方案，將電袋除塵器出口含塵量降至10mg/Nm3以下。

4 結(jié)束語

我公司#2機(jī)組于2015年09月16日改造完成，2015年10月16日完成100%負(fù)荷168小時性能試驗，#1機(jī)組于2015年11月04日改造完成，2015年11月25日完成100%負(fù)荷168小時性能試驗。兩臺機(jī)組超低排放改造后排放指標(biāo)均能滿足NOX控制在50mg/Nm3以下、SO2控制在在35mg/Nm3以下、煙塵控制在10mg/Nm3以下的排放標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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