燃煤電廠鍋爐超凈排放技術(shù)的改造研究

尹擁軍 趙國(guó)鋒

摘要：近年來(lái)，為促進(jìn)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)進(jìn)步和發(fā)展，更加追求清潔性能較好、效率較高的能源。不過(guò)，我國(guó)電力仍依據(jù)燃燒煤支撐，考慮到燃燒煤產(chǎn)電時(shí)存在環(huán)境污染問(wèn)題，故需盡量降低燃燒煤產(chǎn)電廠所排出的污染氣體，依據(jù)超凈排放環(huán)保技術(shù)方法完成對(duì)鍋爐的改造升級(jí)，進(jìn)而促進(jìn)煤電環(huán)保綠色發(fā)展。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;鍋爐;超凈排放;技術(shù)改造

1案例概述

以某燃煤電廠為例，具有2個(gè)300MW亞臨界供熱機(jī)組，能夠脫除硫體系、清除粉塵體系。未提供煙氣換熱器、增壓風(fēng)機(jī)，具備煙氣旁路，可維持168h滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。依據(jù)現(xiàn)有脫除硫體系，脫除效率維持在95%，出口位置二氧化硫含量在200mg/m3及以下。由于現(xiàn)有脫除硫體系及清除粉塵體系不符合當(dāng)前環(huán)境保護(hù)需求，二氧化硫排放量及粉塵排放量均需減少。故針對(duì)鍋爐實(shí)行超凈排放環(huán)保技術(shù)改造升級(jí)，盡量滿足現(xiàn)今環(huán)境保護(hù)需要。

2依據(jù)超凈排放方法改造升級(jí)鍋爐計(jì)劃

2.1改造升級(jí)內(nèi)容

（1）原吸收塔更換為還原塔;調(diào)節(jié)漿液罐區(qū)直徑14.0m，控制吸收部位直徑11.5m，調(diào)節(jié)除霧區(qū)直徑13.0m。

（2）在吸收塔的漿液罐處增加一個(gè)區(qū)域調(diào)節(jié)器，以取代以前的氧化空氣管網(wǎng)。

（3）每個(gè)吸收塔配備兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，一臺(tái)正常運(yùn)行，一臺(tái)備用;每個(gè)吸收塔需要氧化處理的空氣總量設(shè)定為9600m3/h。

（4）在吸收塔入口煙道和最低噴淋層前增加兩個(gè)多孔分布器。

（5）每座吸收塔設(shè)四層噴淋層，增加四臺(tái)循環(huán)泵，采用三臺(tái)前循環(huán)泵調(diào)節(jié)流量至5200m3/h;采用每臺(tái)新循環(huán)泵將流量調(diào)節(jié)至6200mg/m3/h。

（6）拆除原有二級(jí)除霧器，增加三級(jí)脊式除霧器和一級(jí)管狀除霧器更換;在干燥的基礎(chǔ)上，將出口處的液滴體積保持在15mg/m3。

（7）拆除吸收塔內(nèi)側(cè)原有的頂出位置，改為半頂出結(jié)構(gòu)，優(yōu)化提升煙氣流動(dòng)位置。

（8）噴淋除塵裝置安裝在原煙道區(qū)。

2.2一塔設(shè)置兩個(gè)區(qū)域

之前脫硫設(shè)施采取石灰石-石膏濕方法脫硫形式，一塔存在一個(gè)區(qū)域。一塔一個(gè)區(qū)域可對(duì)脫硫設(shè)置予以簡(jiǎn)化，為滿足氧化作用及吸收作用，應(yīng)維持漿液對(duì)應(yīng)pH值處于5.0～5.5，和最優(yōu)值相距比較遠(yuǎn)。在氧化方面，需犧牲粒徑大小及石膏純度值，形成的石膏純度值不夠，存在脫水方面難度;在吸收方面，無(wú)法改善脫硫功效，難以保證脫硫效率在99%以下。

針對(duì)存在的問(wèn)題，實(shí)施鍋爐改造升級(jí)的時(shí)候，采取一塔設(shè)置兩個(gè)區(qū)域方法，注重對(duì)吸收塔漿池位置予以改造完善，保證一個(gè)塔漿池中能夠存在兩個(gè)差異性pH值環(huán)境區(qū)域，依次為氧化以及吸收供給條件。而且，氧化區(qū)域維持pH值處于一定范圍，有助于順利得到純度比較高的石膏成品;吸收區(qū)域保持pH值處于一定范圍，則可得到比較好的脫硫效率，保證脫硫效率增加到99%上。此外，循環(huán)漿液所停留時(shí)長(zhǎng)減少，使停留時(shí)長(zhǎng)下降至3min;降低脫硫體系運(yùn)轉(zhuǎn)阻力，使阻力降低150～250Pa。同時(shí)，依據(jù)一塔設(shè)置兩個(gè)區(qū)域方法有助于后期檢測(cè)維修。

2.3改善漿液循環(huán)流動(dòng)量

煙氣中的二氧化硫含量、漿液的pH值、漿液在吸收塔中的循環(huán)流量以及煙氣流量比與吸收塔中的二氧化硫脫除密切相關(guān)。對(duì)脫硫效率干擾較大的指標(biāo)是漿液循環(huán)流量。

鍋爐實(shí)施超凈排放改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)漿液循環(huán)流量進(jìn)行改進(jìn)，提高脫硫效率，以符合環(huán)保節(jié)能的理念。為使最終脫硫效率保持在99.2%以上，將噴淋層數(shù)設(shè)置為4層，漿液總循環(huán)流量保持在21800m3/h，保證系統(tǒng)安全剩余量保持在55%，脫硫效率顯著提高。

2.4設(shè)置高效多孔分配器

在鍋爐改造升級(jí)過(guò)程中，增加了高效多孔分布器。泥漿可在表面形成液體保持層。煙氣在此流動(dòng)時(shí)，持液層會(huì)膨脹，從而加強(qiáng)煙氣吸收，有效地洗滌煙氣，提高脫硫效果，除塵。

2.5高效除霧方法

對(duì)于脫硫系統(tǒng)出口處的粉塵，通常采用除霧器去除霧滴。因此，有必要設(shè)置一臺(tái)高效除霧器，以避免除霧器出口霧滴體積增大，從而有效地去除粉塵。在改善鍋爐超凈排放時(shí)，高效除霧器葉片采用帶孔鉤形，改變間距和非象限布置，使除霧器出口霧滴量保持在15mg/m3以內(nèi)。此外，由于高效除霧器采用變徑噴淋沖洗水管，當(dāng)沖洗水管末端水壓相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，沖洗覆蓋率保持在150%以上，從而達(dá)到高效除塵的目的。

2.6避免煙氣短路的方法

為了提高脫硫效率和除塵效率，避免吸收塔上方塔壁形成煙氣短路對(duì)脫硫效果和除塵造成干擾，應(yīng)結(jié)合避免煙氣短路的方法。鍋爐實(shí)施超凈排放改善時(shí)，可采用兩種方法防止煙氣短路。一是在噴淋層之間設(shè)置效率提升環(huán)，以抵抗吸收塔上方塔壁煙氣短路，促進(jìn)煙氣流向中心位置，避免影響脫硫除塵效果;其次，在吸收塔周圍設(shè)置實(shí)心錐形噴嘴，避免吸收塔上方煙氣沿塔壁暴露，有效避免吸收塔上方塔壁的損壞，提高漿液的有效利用率。

2.7進(jìn)口位置噴出霧氣方法

當(dāng)煙塵顆粒直徑大小存在差異的時(shí)候，依據(jù)尋常脫硫塔實(shí)行煙塵清潔作用存在不同，一般狀況下，待煙塵顆粒直徑大小在1μm以下的時(shí)候，清除煙塵效率低于40%;待煙塵顆粒直徑大小在3～5μm的時(shí)候，清除煙塵效率處于90%之上;待煙塵顆粒直徑大小在5μm以上的時(shí)候，清除煙塵效率保持100%。對(duì)于鍋爐實(shí)施超凈排放升級(jí)時(shí)，在吸收進(jìn)口煙道位置增加設(shè)置噴出霧氣設(shè)施，依據(jù)噴出霧氣而引發(fā)煙塵下凝，進(jìn)而提升煙塵顆粒直徑大小，增加脫硫噴淋層對(duì)于煙塵的清除效果。而且，采取規(guī)格適當(dāng)?shù)膰婌F嘴，對(duì)于霧滴顆粒直徑、噴出霧氣噴嘴流量予以限制，促使煙塵下凝，改善煙塵清除效率。

結(jié)論

綜上所述，為滿足環(huán)保節(jié)能的要求，對(duì)燃煤電廠鍋爐進(jìn)行超清潔排放技術(shù)改造是必然選擇。依托“單塔雙區(qū)”設(shè)置，結(jié)合全循環(huán)控制和高效多孔分布器技術(shù)、高效除霧技術(shù)、防煙短路技術(shù)和入口通道噴淋技術(shù)，裝置效率得到顯著提高。整個(gè)機(jī)組在運(yùn)行中較好地滿足了環(huán)保節(jié)能要求。

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