浅谈提升高硫煤机组FGD可靠性之措施

吕志超

（浙江蓝天求是环保股份有限公司，杭州 310012）

浅谈提升高硫煤机组FGD可靠性之措施

吕志超

（浙江蓝天求是环保股份有限公司，杭州 310012）

针对高硫煤机组FGD的技术特点，从设计源头介绍了如何提升高硫煤机组FGD可靠性的措施，并佐以工程实例。

高硫煤机组；石灰石-石膏湿法脱硫工艺（FGD）；可靠性

1 引言

2011年，国家环保部发布新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011），进一步提高火电厂SO2的排放标准，要求自2014年7月1日起，现有燃煤锅炉SO2的排放限值为200mg/Nm3，重点地区的燃煤锅炉SO2排放限值为50mg/Nm3，广西、重庆、四川和贵州地区的燃煤锅炉SO2排放限值为400mg/Nm3。尽管广西、重庆、四川和贵州地区的SO2排放标准相对较低，但这些地区的燃煤含硫量普遍较高，经常达到3%，甚至达到5%，因而对脱硫系统的压力非常大，且随着环保压力的日益增大，各地纷纷出台了脱硫系统取消旁路的规定。目前脱硫系统俨然已成火电厂的“第四大主机”，因此如何提升脱硫系统的可靠性，提高机组的可利用小时数，已成为一个严峻的课题。而高硫煤机组由于存在SO2排放浓度高、脱硫效率要求也高的双高现象，更是成为重中之重。

本文以高硫煤机组为例，介绍了一些提升高硫煤机组FGD可靠性的措施，并佐以工程实例，说明这些措施均已经过工程实际检验并效果明显。

2 提升高硫煤机组FGD可靠性的措施

2.1 合理的喷淋层设计

FGD喷淋层通常以单元制设计，即一层喷淋层对应一台循环泵。喷淋层设计除了要综合考虑循环泵的容量和塔内喷嘴布置外，还应结合电厂燃煤含硫变化情况，合理设置喷淋层数，可根据燃煤含硫变化关停部分喷淋层，以节省运行费用。

此外，喷淋层喷嘴布置一定要避免对支撑梁的直接冲刷，且最外沿的喷嘴务必要距塔壁一定距离（约700mm左右），以尽量减少喷嘴对塔壁的冲刷。另根据广西、贵州一些电厂的运行经验，对于高硫煤机组，推荐采用偏心锥喷嘴，而螺旋锥喷嘴更容易堵塞。

2.2 可靠的塔内件设计

取消旁路烟道后，FGD俨然成为电厂的“第四大主机”，为了确保不因FGD而导致主机停机，势必要提高FGD吸收塔塔内件的可靠性：

（1）循环泵和石膏排出泵的塔内滤网采用1.4529等合金材料，以提高其寿命、降低检修概率；或者循环泵和石膏排出泵入口管道采用塔外滤网型式，以实现不停机检修。

（2）塔内氧化曝气管或氧化喷枪采用1.4519等合金材料，以提高其寿命。

（3）吸收塔塔壁喷淋层区域和喷淋层支撑梁采用1.4529合金材料防腐，以提高塔壁喷淋层区域和喷淋层支撑梁的耐冲刷性。

2.3 有效的油污排除措施

锅炉的点火方式主要有燃油、燃气和等离子点火方式。尽管目前等离子点火方式应用日益广泛，但还有一些锅炉在日常运行中会长期或偶尔适用燃油点火方式。由于取消了旁路烟道，锅炉点火期间，含油污烟气一样要通过FGD，于是为了保护吸收塔塔内件和确保脱硫效率，脱硫系统设计时，必须要设置有效的油污排除措施：

（1）在吸收塔浆液池上方塔壁设置消泡剂投放孔，可在塔内浆液泡沫过多时投放消泡剂，以保证塔内浆液的质量。

（2）由于油污通常都漂浮于液面，在略高于吸收塔浆池设计液位处的塔壁设置油污排放孔，可通过管道接至吸收塔排水坑或石膏排出泵入口管，然后通过吸收塔排水坑泵或石膏排出泵直接输送至废水处理系统进行处理。

然而，对于投油时间需求较长的项目，如循环流化床锅炉调试期间，以上两种措施并不能确保FGD安全运行。由于锅炉在投油时，电除尘器不通电，袋除尘器投旁路运行，这时锅炉的大量灰尘会直接进入吸收塔，并被循环浆液洗涤进入吸收塔浆池。由于烟气含尘浓度高（10～30g/Nm3），时间一长就会造成塔内浆池瘫痪，所以需要在吸收塔附近设置一座抛浆沉淀池，以清除塔内灰尘含量超高的浆液。

2.4 可靠的事故喷淋系统

脱硫吸收塔内喷淋层（FRP）、除雾器（PP）和塔内防腐材料（丁基橡胶，若为玻璃鳞片，则耐温更高些）的长期运行温度限值一般为80℃左右。而锅炉在实际运行中，烟气温度会偶尔超过160℃，且在事故工况下，循环泵停运，锅炉烟气会直接通过吸收塔。因此要保护吸收塔塔内件，须在吸收塔入口烟道设置事故喷淋冷却系统。为提高该系统的可靠性，事故喷淋冷却系统可引入两路水源：一路引自除雾器冲洗水；另一路引自全厂消防水系统，两路水源通过气动阀切换。日常运行时系统用水采用除雾器冲洗水；当全厂停电时，系统用水采用全厂消防水（全厂停电时，引风机停运，但还有一部分高温烟气会通过吸收塔）。

当FGD入口烟气温度超过160℃或吸收塔循环泵全部停运时，均应立即投运事故喷淋系统。事故喷淋系统的用水量可按100%BMCR工况烟气量从事故最高烟气温度降到80℃所需冷却水量设计，并考虑一定裕量。

3 工程实例

广西柳州发电有限责任电公司（以下简称：柳电公司）有两台200MW（经改造后现为220MW）发电机组，分别于1994 年、1995 年投入运行。初始脱硫采用湿式石灰石-石膏法工艺，两炉一塔方案。但因两炉一塔运行检修不便，且煤质变化频繁，后要求脱硫改造，保留原脱硫系统供2#炉使用，新建一套完整的脱硫系统供1#炉使用。本文介绍的是后期新建的脱硫系统，该项目全部采用了上述提及的措施。该项目的设计数据见下表。

柳电公司1#炉脱硫系统设计数据表

该项目已于2012年5月通过168h试运，试运期间的各项性能指标均优于设计值，脱硫效率一度稳定在99%以上（见图1、图2）。投运一年多，系统性能稳定，FGD未发生事故停机，且电厂经常根据实际燃煤的含硫量灵活调整喷淋层数，关停部分循环泵，在保证环保要求的前提下，降低了FGD运行费用。

由上述两图可见，试运期间，当SO2浓度在11,250mg/Nm3左右时，脱硫效率稳定在99.25%以上；当SO2浓度在14,000mg/Nm3左右时，脱硫效率稳定在99%以上。

图1 FGD入口SO2浓度曲线DCS截图

通过柳州项目的工程实际检验，本文所罗列的四条措施可充分提升高硫煤机组FGD的可靠性。随着国内脱硫机组运行时间的日益增长，将会有更多提升高硫煤机组FGD可靠性的措施涌现出来。

图2 FGD脱硫效率曲线DCS截图

火电厂大气污染物排放标准（GB 1223-2011）[S]．

Simple Discussion on Upgrading Measures of FGD Reliability of High Sulfur Coal Generating Set

LV Zhi-chao
(Zhejiang Lantian Qiushi Environmental Protection Co., Ltd, Hangzhou 310012, China)

Based on FGD technical characteristic of high sulfur coal generating set, the paper describes how to upgrad measures of FGD reliability of high sulfur coal generating set from the design source and assists the engineering example.

high sulfur coal generating set; wet FGD of limestone-gypsum; reliability

X701

A

1006-5377（2015）01-0043-03