燃煤电厂烟气超低排放脱硫系统优化控制分析

张林宝

（中国华电科工集团有限公司，北京 100070）

燃煤电厂烟气超低排放使燃煤机组大气污染物排放标准满足天然气燃气排放标准需求，也就是烟尘≤5mg/Nm³，NOx≤50mg/Nm³，SO2≤35mg/Nm³。某燃煤电厂的脱硫系统为了能够有效实现SO2≤35mg/Mm³的目的，使用脱硫增效改造方式为：新添加两个浆液循环泵，使第三层及第二层标准式喷淋层转变成为交互式喷淋层。在浆液循环量不断扩大的过程中，原吸收塔浆池容积并不够，所以在吸收塔旁边添加塔外浆池，对浆液停留的时间进行保证。脱硫系统在实现超低排放后，对于系统稳定性运行过程中的需求在不断地提高。所以，要实现脱硫系统的优化控制。

1 流化风系统的优化

现代部分燃煤电厂的烟气脱硫系统都是利用石灰石-石膏湿法实现，为了能够进一步降低投资、用电率和占地，都是在场内实现石灰石粉仓方案的设置。为了避免石灰石粉堵塞和黏结，都会设置流化风，详见图1。此种配置方案的主要优势就是脱硫系统和电站主体设备在运行过程中是独立的，但是因为其中设置了独立电加热器及流化风机，导致系统较为复杂，提高了耗电量，并且也提高了投资和噪音源，影响了周边的环境。优化后的方案为脱硫流化风使用电站主体仪用气，通过计算，每个石灰石粉仓一般需要1.7Nm³/min 的流化风量，0.1MPa 的压头。为了使电站主体系统仪用气影响降低，将一个2m³仪用压缩空气罐设置到粉仓附近，之后和石灰石粉仓流化板相互连接。为了避免仪用压缩空气时出现带水的情况导致石灰石粉板结，将备用电加热器设置到仪用压缩空气管和石灰石粉仓流化板母管中。

图1

2 工艺水系统的优化

在石灰石-石膏湿法应用到烟气脱硫系统中，要对其补充工艺水，以此满足脱硫系统水平衡的需求。为了降低电站水耗，都是通过电厂循环水排放污水，通过工业废水处理系统水，使其成为脱硫工艺水水源。因为我国大部分都是使用脱硫岛通过脱硫专业公司EPC 模式实现，通过设计院负责电站主体。为了能够有效地简化设计接口，在工艺水集水池中结合多种水，使其成为主体设计院的主要内容，然后通过输送水泵，将混合水朝着脱硫工艺水箱进行输送，脱硫专业公司通过工业水泵提供脱硫工艺水，还能够实现脱水系统冲洗、除雾水冲洗等。

因为其中的补充水等高氯离子水会同时对工艺水供给，混合后的工艺水具有浓度高的氯离子，这时的脱硫系统工艺水泵、水箱、管道及阀门都是利用合金钢材及衬胶等实现，不仅会使系统投资得到提高，还会使系统在运行过程中的风险得到进一步提高。

对此，工艺水分级系统进行全面优化的思路为：首先，通过初步设计电厂中的工艺补充水平衡图对脱硫工艺水的补充水源水量、水质及种类进行全面的分析，结合脱水工艺水系统进行分级，并且还要和脱硫工艺水系统进行结合，尤其是氯离子浓度超过1000ppm 的水质，要能够直接补入吸收塔，不能再进入工艺水混合池中。氯离子浓度在1000ppm 以下的补充水要送到工艺水箱中，通过工艺水泵送到各个工艺水用水点中。图2 为工艺水系统优化流程。

使用此方案后，能够以各种水的水量、水质等情况分别到脱硫工艺系统和吸收塔中补入。酸碱再生排水的管道、阀门等附件使用合金钢及衬胶，其他的管道、设备和附件都是用普通碳钢。此方案系统较为简洁，不仅能够降低工程造价和输送水泵的电耗，还能进一步保证系统运行过程中的安全性。

图2 工艺水系统优化流程

3 添加湿式电除尘器

3.1 湿电优势

其一，能够将SO3去除。脱销催化剂能够使部分的SO2转变称为SO3，提高SO3。干式电除尘及脱硫系统无法将SO3微液滴去除。

其二，实现微细粉尘的收集。脱硫系统无法收集微细粉尘，除雾器无法有效去除微细的烟尘、水雾、气溶胶粒子及重金属等，此物质会提高粉尘的排放量。

3.2 水平衡优化

在吸收塔安装后及GGH 安装前安装湿电，使用国外技术，板式结构、卧式布置，使用阳极板连续喷淋及阴极线间歇式的喷淋系统，壳体使用Q235B 普通钢的加鳞片衬里，极板、内部配管、喷嘴、支撑件和极线都是使用SUS316L不锈钢。每台炉中配置2 台湿电，每台湿电一共都有两室，每室具有一个电场。湿电型号为2NYW120，每台锅炉的整流变压器一共有4 台，额定二次电压55kV，额定二次电流为1600mA，定额排水量为27.2t/h。湿电利用循环水对前部阳极板进行冲洗，利用工艺水对阴极线、阳极板及气体均布板进行冲洗之后，冲洗水排到循环水箱及排水箱中。排水箱中的部分水到废水处理装置中排放，处理后使其成为吸收塔除雾器冲洗水，另外，部分的水溢流到循环水箱循环使用。利用补给水量及外排水量进行控制，从而使整体水系统水量保持平衡。

为了避免出现浆液溢流的情况，建议进入脱硫系统水量得到降低。首先，使设备冷却水使用闭环方式实现设置，也就是设置冷却水独立循环系统，或者和电厂闭式循环冷却水合并，冷却水排水不会再进入脱硫系统中；其次，建议使用相应的措施使低温省煤器出口温度进行降低，调整锅炉负荷的过程中要求低温省煤器出口烟气温度设置在85℃左右；最后，使用相应措施，基于保证系统安全，使滤液水成为除雾器冲洗水。

4 结语

在科技不断进步的过程中，人们对于环保问题也越来越重视，也更加重视烟气超低排放脱硫系统，对其进行分析，能够降低污染物排放量。