淺論燃煤電廠環(huán)保升級(jí)改造及實(shí)施效果

鄧傳如++宋志浩

摘 要：近年來國家在煤電行業(yè)陸續(xù)出臺(tái)了一系列的環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，最大限度控制火力發(fā)電廠SO2、NOX、煙塵等污染物的排放，尋求經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益的有效統(tǒng)一；我廠為響應(yīng)國家政策，實(shí)現(xiàn)污染物的達(dá)標(biāo)排放，在現(xiàn)有環(huán)保設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行環(huán)保系統(tǒng)升級(jí)改造，改造內(nèi)容包括：“電除塵系統(tǒng)增設(shè)氣流均布格柵，更換高效除霧器，增設(shè)濕式靜電除塵器側(cè)位牽拉系統(tǒng)，改造陰極系統(tǒng)；SCR系統(tǒng)加層，SCR反應(yīng)器增設(shè)氨逃逸測點(diǎn)；環(huán)保實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)”等。整個(gè)環(huán)保系統(tǒng)改造后，設(shè)備的投運(yùn)率和投運(yùn)效率均大大提高，實(shí)現(xiàn)了污染物的超低排放目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：除塵系統(tǒng)；脫硝系統(tǒng)；實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)；綜合改造；實(shí)施效果

中圖分類號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0004-02

1 引言

新源熱電2*300MW亞臨界燃煤供熱機(jī)組，于2012年9月28日兩套機(jī)組一次建成投產(chǎn)，煙氣治理環(huán)保設(shè)施同步建設(shè)投入運(yùn)行，其中脫硝采用SCR脫硝工藝，脫硫采用石灰——石膏濕法脫硫工藝，除塵采用雙室四電場靜電除塵器并在脫硫后加裝濕式電除塵器。建設(shè)時(shí)，根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011），煙氣治理環(huán)保設(shè)施設(shè)計(jì)出口標(biāo)準(zhǔn)按沿海重點(diǎn)區(qū)域排放標(biāo)準(zhǔn)：NOx排放標(biāo)準(zhǔn)<100mg/Nm3、煙塵排放濃度<20mg/Nm3、SO2排放濃度<50mg/Nm3。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，燃煤電廠的環(huán)保發(fā)電成為社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)話題。國家在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)進(jìn)一步刺激經(jīng)濟(jì)增長，頒布了超低排放的法律法規(guī)。日鋼集團(tuán)積極響應(yīng)國家的方針政策，于2016年6月1日至8月12日先后對(duì)兩臺(tái)燃煤發(fā)電機(jī)組進(jìn)行停機(jī)環(huán)保升級(jí)改造。

2 濕式電除塵改造方案及實(shí)施

2.1 增設(shè)氣流均布格柵

該裝置采用具有一定旋轉(zhuǎn)角度的FRP格柵，平行布設(shè)在濕式電除塵器的陰極下端。具有以下功能：

氣體再整流：煙氣在濕除截面上的更加均勻分布，以提高除塵效率。

陰極重錘掉落保護(hù)：陰極線采用重錘懸掛，當(dāng)陰極線因腐蝕或其他原因掉落時(shí)，有格柵承接不至于砸壞殼體防腐層。

陰陽極檢修平臺(tái)：當(dāng)需要檢修陰陽極時(shí)，格柵可作為檢修平臺(tái)，方便檢修人員操作維修。

2.2 增設(shè)高效除霧器

吸收塔內(nèi)除霧器更換為（進(jìn)口）一層管式兩層屋脊式的高效除霧器，用以分離凈煙氣夾帶的霧滴，使得除霧器出口煙氣攜帶的水滴含量低于50mg/Nm3。除霧器材料采用帶加強(qiáng)的阻燃聚丙稀，沖洗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)除霧器進(jìn)行全面自動(dòng)/人工沖洗，除霧器以單個(gè)組件進(jìn)行安裝，內(nèi)部通道的布置適于維修時(shí)內(nèi)部組件的安裝和拆卸。

2.3 增設(shè)濕式靜電除塵器側(cè)位牽拉系統(tǒng)

在陰極重錘處增加牽拉格柵和牽拉固定裝置；重錘利舊、重錘殼體更換；增加牽拉裝置絕緣密封風(fēng)機(jī)及配套電加熱器以隔絕濕煙氣，防止漏電。牽拉裝置增設(shè)測溫?zé)犭娮?，牽拉位置增設(shè)法蘭短管，并對(duì)破壞的塔壁防腐層進(jìn)行修補(bǔ)。

2.4 改造陰極系統(tǒng)

陰極線全部更換為鈦合金材質(zhì)（對(duì)比見表1），功能是與陽極形成電場，荷電微細(xì)灰塵及霧滴顆粒，驅(qū)離荷電后的微細(xì)灰塵及霧滴顆粒趨向陽極表面，微細(xì)灰塵顆粒在陽極表面與霧滴顆?；旌虾螅纬苫旌弦旱巫杂陕淙氤龎m器下部完成收集。

它具有重量低、強(qiáng)度高、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗強(qiáng)腐蝕能力。

3 脫銷改造方案及實(shí)施

3.1 SCR系統(tǒng)加層改造

脫銷系統(tǒng)采用爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)，利用水平濃淡燃燒器降低NOX產(chǎn)生量，尾部采取選擇性催化還原（SCR）法來達(dá)到去除煙氣中NOX的目的，采用2+1層模式（其中兩層投運(yùn)，一層備用），本次將備用層填充催化劑，使得煙氣中的NOX與氨在催化劑的表面充分發(fā)生的化學(xué)還原反應(yīng)，生成N2和H2O。

3.2 SCR反應(yīng)器增設(shè)氨逃逸測點(diǎn)

SCR反應(yīng)器A、B側(cè)增設(shè)氨逃逸測點(diǎn)時(shí)刻監(jiān)測不超過3ppm，與系統(tǒng)脫硝出口NOX和折算后數(shù)值雙措控制，及時(shí)調(diào)整耗氨量，有效降低了氨逃逸量。

4 采用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

為了進(jìn)一步提升電廠環(huán)保監(jiān)管水平與針對(duì)性，強(qiáng)化對(duì)環(huán)保參數(shù)變化的反應(yīng)調(diào)整能力，將日照市環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測控制系統(tǒng)引入公司環(huán)保系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)脫硫、脫硝、除塵系統(tǒng)所有參數(shù)及主機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，數(shù)據(jù)更新周期降至秒級(jí)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保全工況監(jiān)控。

5 環(huán)保升級(jí)改造成果

5.1 濕式電除塵改造效果

由表2：同等負(fù)荷下粉塵排放量降低了約0.2mg/Nm3，緩解了電除塵頻繁故障帶來環(huán)保壓力，為實(shí)現(xiàn)環(huán)保指標(biāo)的超低（<5mg/Nm3）排放奠定了保障基礎(chǔ)。

5.2 脫硝系統(tǒng)改造效果

由表3：改造后萬度電節(jié)約液氨0.762kg，全年兩臺(tái)機(jī)組按上網(wǎng)電量45億度計(jì)算，年可節(jié)約液氨334噸，即降低了空預(yù)器的堵塞速度，年可創(chuàng)效益334噸*3000元=100.2萬元。

6 空預(yù)器堵塞明顯改善

6.1 空預(yù)器堵塞分析

伴隨機(jī)組運(yùn)行時(shí)間增加，脫硝催化劑性能下降，氨逃逸量增加，煙氣中的SO3進(jìn)一步同煙氣中逃逸的氨反應(yīng)生成硫酸氫銨和硫酸銨，其反應(yīng)如下：

NH3+SO3+HO2→NH4HSO4

NH3+SO3+HO2→（NH4）2SO4

正常情況下NH4HSO4在空氣預(yù)熱器換熱元件表面發(fā)生粘附和結(jié)灰的溫度區(qū)間為150℃～220℃，夏天排煙溫度高，發(fā)生NH4HSO4粘附的區(qū)域面積較??；冬季排煙溫度低，特別低負(fù)荷狀態(tài)發(fā)生NH4HSO4粘附的區(qū)域面積擴(kuò)大；因此，低負(fù)荷狀態(tài)下會(huì)發(fā)生NH4HSO4粘附和腐蝕。若低負(fù)荷時(shí)間較短，負(fù)荷提高后溫度升高，可在一定程度上緩解NH4HSO4的粘附程度，但若發(fā)生NH4HSO4被飛灰包裹等情況，溫度升高后NH4HSO4無法分解，則該部分堵塞無法恢復(fù)。將會(huì)導(dǎo)致煙氣系統(tǒng)差壓大，引風(fēng)機(jī)超出力，機(jī)組被迫限出力運(yùn)行，最終只能7天以上的停機(jī)檢修，采用人工高壓水沖洗方式處理堵塞問題。

6.2 空預(yù)器堵塞照片

如圖1。

6.3 空預(yù)器堵塞速度明顯降低

通過對(duì)SCR預(yù)留層安裝催化劑以提高脫硝效率，利用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和對(duì)液氨逃逸率的控制，實(shí)現(xiàn)NOX排放合格前提下，減少噴氨量，降低氨逃逸量，從而降低了（NH4）2SO4和NH4HSO4化合物的生成，升級(jí)改造至今，空預(yù)器壓差正常，未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

7 運(yùn)行中待解決問題

電除塵電場故障，經(jīng)常陰極線（芒刺線）斷裂，搭接到陽極板上造成電場短路，火化率高二次電流波動(dòng)，在線不法處理，只能停機(jī)后進(jìn)入電場內(nèi)部更換陰極線。

電除塵運(yùn)行曾出現(xiàn)電場內(nèi)部陽極板跳出框架外，異極間距減小，造成火化率升高；只能停機(jī)后進(jìn)入電場內(nèi)部調(diào)整異極間距。

8 結(jié)語

我燃煤發(fā)電廠采用低氮燃燒-脫銷，旋轉(zhuǎn)電極式除塵器、石灰-石膏濕法脫硫+WESF煙氣深度凈化等工藝，至投運(yùn)以來一直滿足按沿海重點(diǎn)區(qū)域排放標(biāo)準(zhǔn)。

本次電除塵、脫硝系統(tǒng)的環(huán)保升級(jí)改造，確保了NOx<50mg/Nm3，粉塵<5mg/Nm3，SO2<35mg/Nm3，實(shí)現(xiàn)了超低排放目標(biāo)。

脫硝系統(tǒng)和空預(yù)器及時(shí)吹灰，正常運(yùn)行8h吹灰一次，確保換熱面的清潔；機(jī)組低負(fù)荷時(shí)嚴(yán)格控制氨逃逸率，正常負(fù)荷下減少噴氨量，以確保機(jī)組空預(yù)器堵塞情況不惡化；后期改造考慮設(shè)置SCR調(diào)溫旁路，提升反應(yīng)溫度；對(duì)空預(yù)器冷端換熱元件材質(zhì)更換為渡搪瓷材質(zhì)，減緩空預(yù)器堵塞速度。電除塵電場故障率高將成為下一步環(huán)保升級(jí)改造重點(diǎn)。

本次環(huán)保升級(jí)，提升了我公司環(huán)保能源管理水平，順應(yīng)了國家的發(fā)展經(jīng)濟(jì)首保環(huán)保戰(zhàn)略及公司“時(shí)間日鋼、創(chuàng)新日鋼、效益日鋼、物流日鋼、品牌日鋼、綠色日鋼、環(huán)保日鋼”的創(chuàng)新理念，為保障日照市及其周邊的大氣質(zhì)量做出了積極的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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