專(zhuān)利技術(shù)助力火電實(shí)現(xiàn)煙氣超低排放

馮其秀

（國(guó)家能源（山東） 工程技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

1 國(guó)家相關(guān)環(huán)保政策要求

山東省環(huán)保廳會(huì)同省發(fā)展改革委、省經(jīng)濟(jì)和信息化委、省財(cái)政廳、省物價(jià)局等部門(mén)印發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)燃煤機(jī)組(鍋爐) 超低排放的指導(dǎo)意見(jiàn)》 （魯環(huán)發(fā)[2015]98 號(hào)） 的要求：“燃煤機(jī)組進(jìn)行超低排放改造后，主要大氣污染物煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，分別不高于5/35/50 毫克/立方米” 以及要求“2015 年年底前，全省30 萬(wàn)千瓦及以上公用燃煤機(jī)組完成超低排放改造任務(wù)的臺(tái)數(shù)達(dá)到30%以上。2016 年年底前，30 萬(wàn)千瓦及以上公用燃煤機(jī)組完成超低排放改造任務(wù)的臺(tái)數(shù)達(dá)到70%左右。2017 年年底前，30 萬(wàn)千瓦及以上公用燃煤機(jī)組全部完成超低排放改造任務(wù)”。

2 某火電公司30 萬(wàn)千瓦機(jī)組項(xiàng)目改造前的基本情況

某發(fā)電公司原脫硫系統(tǒng)由北京龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司在原上海中芬環(huán)?？萍加邢薰疽褐到y(tǒng)基礎(chǔ)上改造完成，采用濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)，改為噴淋塔，一爐一塔配置，系統(tǒng)設(shè)置GGH。原設(shè)計(jì)燃煤含硫量為1.4%（FGD 入口SO2濃度3804mg/Nm3），設(shè)計(jì)脫硫率為97.3%，出口SO2濃度≈100mg/Nm3。不能滿足最新的環(huán)保政策要求。

3 超低排放改造項(xiàng)目改造采用的新專(zhuān)利技術(shù)及原理

項(xiàng)目改造采用高效深度脫硫除塵單塔一體化技術(shù)，深度脫硫采用高效旋流霧化技術(shù)(專(zhuān)利號(hào)：20101022B438.7)，除塵采用離心管束式除塵裝置（專(zhuān)利號(hào)：201410427997.9）。

3.1 高效旋流霧化脫硫技術(shù)

在現(xiàn)有的脫硫噴淋塔噴淋層下增設(shè)旋流霧化層，采用高效旋流霧化噴嘴，使脫硫劑粒徑由傳統(tǒng)的1500～3000μm 降到50～150μm，形成云霧狀，大大提高脫硫劑比表面積，使脫硫吸收反應(yīng)速度加快，實(shí)現(xiàn)小液氣比的情況下的高效脫硫，降低了脫硫能耗；采用霧化旋流切圓布置的專(zhuān)利技術(shù)，構(gòu)造脫硫塔內(nèi)噴霧旋流場(chǎng)，煙氣與脫硫劑混合充分均勻，加大煙氣中SO2與脫硫劑反應(yīng)機(jī)率，實(shí)現(xiàn)云流場(chǎng)再造，進(jìn)一步提高脫硫效率。

3.2 離心管束式除塵技術(shù)

拆除原有除霧器，安裝離心管束式除塵裝置。經(jīng)高效脫硫及初步除塵后的煙氣向上進(jìn)入離心管束式除塵裝置，高速旋轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)的氣流，氣流中的細(xì)小霧滴、塵顆粒在離心力作用下與氣體分離，向筒體表面方向運(yùn)動(dòng)。而高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣流迫使被截留的液滴在筒體壁面形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液膜層。從氣體分離的細(xì)小霧滴、微塵顆粒在與液膜層接觸后被捕悉，實(shí)現(xiàn)細(xì)小霧滴與微塵顆粒從煙氣中的脫除。

4 超低排放改造項(xiàng)目改造主要內(nèi)容及新增設(shè)備

脫硫采用高效旋流噴霧煙氣脫硫技術(shù)，除塵采用離心式管束除塵技術(shù)，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)脫硫除塵單塔一體化超低排放。改造主要內(nèi)容包括：

4.1 煙氣系統(tǒng)

拆除GGH，原煙道基本不做改動(dòng)，凈煙道拉直同時(shí)留有傾斜角度，便于凝結(jié)水收集，通過(guò)引流管流到地溝收集，全部?jī)魺煹乐匦路栏幚怼?/p>

4.2 SO2 吸收系統(tǒng)

原吸收塔頂部加高2.5 米。吸收塔底部側(cè)面開(kāi)孔，通過(guò)兩根直徑1.2 米管道連通吸收塔和塔外漿池。塔外漿池改造，直徑增大到16.5 米，塔高8 米，增大漿池容積，總體增大脫硫系統(tǒng)的漿液停留時(shí)間，確保石膏結(jié)晶時(shí)間，確保脫硫反應(yīng)效率。原頂部噴淋層噴嘴更改成單頭雙向噴嘴。吸收塔本體增加旋流噴霧層，對(duì)應(yīng)增加漿液循環(huán)泵。塔內(nèi)改造部位重新防腐，防腐材料選用玻璃鱗片和耐磨陶瓷等。

4.3 管束式除塵裝置

拆除吸收塔中原屋脊+管式除霧器，安裝新式管束式除塵器、支撐梁和格柵、沖洗水系統(tǒng)及相關(guān)管道、控制閥門(mén)。沖洗水用量100m3/h，壓力0.2～0.3Mpa，系統(tǒng)原有除霧器沖洗水泵，流量120m3/h,壓力0.6 Mpa，滿足沖洗水的要求。本次改造期間更換工藝水管道，將原有氣動(dòng)閥門(mén)改為電動(dòng)蝶閥。

4.4 供漿系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)

新增1 臺(tái)石灰石供漿泵；增加石膏排出泵及相應(yīng)管道；更換真空皮帶脫水機(jī)及附屬設(shè)備。

4.5 儀控部分

1） 控制方式，將脫硫系統(tǒng)泵、電動(dòng)閥等新增設(shè)備納入現(xiàn)有的脫硫DCS 系統(tǒng)集中控制。脫硫部分新增I/O 卡件納入現(xiàn)有的DCS 柜備用卡位，完成DCS 控制邏輯和監(jiān)視畫(huà)面的組態(tài)調(diào)試。2） 信號(hào)與測(cè)量，脫硫所需的壓力儀表、溫度儀表、流量?jī)x表、物位儀表等所有儀表，電動(dòng)執(zhí)行器及其電源柜，電纜、電纜轉(zhuǎn)接箱、電纜橋架、儀表管路等材料的供貨。3） 電氣部分，本次改造包括電氣系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣安裝設(shè)計(jì)，主要包括：6kV 配電系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)動(dòng)力中心(PC) 供配電系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC) 控制與保護(hù)、脫硫島內(nèi)照明檢修系統(tǒng)、管道電伴熱、防雷接地系統(tǒng)及安全滑觸線電纜和電纜構(gòu)筑物、電氣設(shè)備布置。

5 超低排放改造項(xiàng)目改造后效果

該脫硫增容改造工程于2016 年12 月12 日至19 日進(jìn)行168h 試運(yùn)。2016 年12 月20 日至21 日，第三方專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)實(shí)地檢測(cè)煙氣排放情況并出具報(bào)告；2016 年12 月23 日，山東省環(huán)保廳現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收通過(guò)。

相比較傳統(tǒng)項(xiàng)目改造方式，該技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，主要特點(diǎn)包括：1） 離心管束式除塵器效率高，沖洗用水量偏少，且本身不耗能，阻力與屋脊加管式除霧器相當(dāng)。吸收塔入口煙塵濃度在30-50mg/Nm3時(shí)，出口煙塵濃度＜5mg/Nm3。2） 在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上改造工程量小、工期短：可利用原有吸收塔改造，不改變吸收塔外部結(jié)構(gòu)。布置簡(jiǎn)潔，工程量小，改造工期不超過(guò)30 天。3） 投資低、運(yùn)行費(fèi)用低：該技術(shù)改造吸收塔內(nèi)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)脫硫除塵一體化，投資低于常規(guī)技術(shù)約50%。且離心管束式除塵器不耗電，阻力與除霧器相當(dāng)。4）系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高。