燃煤机组“超洁净排放”中脱硫改造策略分析与实现

打开文本图片集

摘 要：随着环保要求的提高，燃煤机组的超洁净排放已经列入部分地区的电力发展战略规划。本文对现有较为实用的脱硫技术进行了对比，并以600MW的燃煤机组为例，阐述了在该型号机组上完成超洁净排放的脱硫改造策略分析，并根据实际情况确定了最终的脱硫改造策略，最后介绍了具体的工艺系统改造方案。

关键词：超洁净排放；脱硫改造；FGDplus

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.083

1 引言

煤炭在今后较长时间内仍我是我国电力行业的主要一次能源，长期以来燃煤火力发电厂被社会认为是污染物排放大户，虽然国家不断更新火力发电厂环保排放标准，提高污染物排放限值要求，发电企业也积极投入资金和设备进行环保方面的改造，但是燃煤火力发电厂的污染物排放浓度和总量仍然高于其它清洁能源[1]。

为缓解电力需求与社会环保要求日益增长的矛盾，一些经济发达的地区提出了比国家标准更严格的污染物排放指标。例如珠三角的一些地区对辖内一定装机容量以上的燃煤机组要求进行完成脱硫、脱硝和高效除尘的“超洁净排放”改造，烟气排放达到燃天然气特别排放限值要求，即：氮氧化物不大于50mg/m³、二氧化硫不大于35mg/m³、烟尘不大于5mg/m³的标准。本文对珠三角某地区的600MW的燃煤机组超洁净改造中的脱硫改造策略进行了分析。整个脱硫改造遵循以下原则：

（1）采用成熟高效的工艺方案，选择性能优良、技术可靠、运行稳定的设备，保证工艺方案的可实施性和先进性。

（2）改造不影响主机设备出力、效率等性能参数，不影响机组主要运行模式。

（3）尽量利用现有设备与管道，减少现场改造工程量。改造后对烟气系统的管道和设备重新进行核算，如有需要，应进行必要的加固、补强或改造。

（4）设备选型与参数拟定考虑上下游工艺的协调与匹配。

（5）改造时间合理，能够在机组计划停机期内完成改造。

（6）合理的改造费用和后期运行成本。

2 脱硫改造技术

由于常规湿法脱硫工艺技术不能达到超洁净排放的技术要求，因此该技术不予考虑；由于双吸收塔和双循环技术均占用场地较大，不符合本项目的客观情况，因此也不予考虑。目前其他使用较多的脱硫技术的特点如下：

2.1 FGDplus技术

通过运用 “导向传质”原理，对现有的空塔喷淋层技术进行创新改进，以减少气液传质阻力和能量消耗，达到提高脱硫效率，减少系统能耗和SO2排放的目的[2，3]。

2.2 旋汇耦合（湍流子）脱硫技术

湍流塔是在传统喷淋空塔的基础上，增设一套由多个湍流单元构成的旋汇耦合装置。该技术基于多相紊流掺混的强传质机理，利用气体动力学原理，通过特制的旋汇耦合装置，产生气液旋转翻腾的湍流空间，气液固三相充分接触，大大降低了气液膜传质阻力，大大提高传质速率，迅速完成传质过程，从而达到提高脱硫效率的目的。

2.3 双托盘脱硫技术

在喷淋空塔的基础上，设置一层或多层塔板，塔板位于吸收浆液喷嘴下部，塔板上按照一定的开孔率布满小孔，吸收剂浆液在塔板上形成一定厚度的液层。

3 项目改造策略确定

上述三种脱硫技术的具体特点比较如表1所示。

通过以上的比较，由于FGDplus的系统阻力小，示范项目的脱硫效率达到99.7%，并综合考虑项目改造过程中的工艺及后期运行成本及管理，本项目采用FGDplus技术完成脱硫改造。

4 脱硫工艺系统改造方案

整个改造工程主要对以下部分进行了改造：

4.1 吸收塔

原有吸收塔最下一层喷淋层距吸收塔原烟气入口距离约为2米，不能满足加装FGDplus的要求，本次改造需要将原有吸收塔烟气入口及最下一层喷淋层之间加高2米用于布置FGDplus。

4.2 浆液循环泵

吸收塔加高后更换最下层浆液循环泵，将原扬程为18.4m泵更换为扬程26.4m泵，用于供给最上层喷淋层。

4.3 脱硫辅助系统

脱硫辅助系统主要包括石灰石浆液供给系统、氧化风系统、石膏脱水系统、废水处理系统。经核算，石灰石浆液供给系统及石膏脱水系统、氧化风系统及脱硫废水处理系统无需改造，原有系统满足超洁净排放改造要求。

4.4 烟道

吸收塔加高，吸收塔出口净烟道相应增加2米。

4.5 防腐

主要包括吸收塔及新增烟道，按需要进行防腐改造或新增防腐。

参考文献：

[1]杨青山，毛玲玲，赵湖滨等.火电厂“超洁净排放改造策略”[J].华电技术，2015，37（05）：63-65.

[2]蒋会杰.论石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术[J].山东工业技术，2014，24（02）：23-24.

[3]龙世国，徐恩强，卢相霖.烟气脱硫技术的发展新现状与趋势[J].工业技术，2014，3（02）：87-88.

作者简介：徐毅（1979-），男，江西奉新人，工程师，研究方向：机电一体化及控制策略研究。