燃煤电厂脱硫系统超低改造技术浅析

王月飞 国能亿利能源有限责任公司电厂

一、脱硝超低排放提效改造背景

为积极响应《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020）》，自2015年以来，全国范围内燃煤电厂都在积极推行烟气超低排放改造。现有燃煤机组烟气脱硝改造方案从装置实际运行情况出发，遵循“改造技术成熟、可靠、先进；改造措施经济、合理、有效；改造后设备运行稳定、安全；整机使用寿命周期长，达到超低排放标准”的原则，针对存在的实际问题提出建设性的改造措施，做到“范围明确、重点突出、便于实施、缩短工期”。

二、脱硝系统异常问题

燃煤电厂在运行过程中，同时出现了脱硝系统喷氨量过大、烟气中NOx浓度“正挂”严重、空气预热器进出口压差升高、除尘器除尘效率降低的现象，燃煤机组运行的经济性和稳定性受到了极大的威胁。通过现场检查发现，该电厂脱硝系统的实际喷氨量，比理论消耗量高25%以上，造成运行成本的显著增加。脱硝系统出口烟气中NOx浓度为75mg/m3（标态，干基，6%O2）左右，而烟囱总排口烟气中NOx浓度为35mg/m3（标态，干基，6%O2）左右，“正挂”现象严重。空气预热器进出口压差从平时运行控制的0.8～1.0kPa，升高至2.5kPa左右，同时引风机电流上升20A左右。静电除尘器的二次电流发生逐渐降低的现象，且除尘器出口烟尘浓度有逐步升高的趋势，对烟尘的达标排放产生极大的威胁。

三、燃煤电厂脱硫及除尘系统超低排放改造

（一）脱硫系统概况

本文研究了某燃煤电厂。该电厂的装机容量为2×300MW，锅炉具有亚临界参数，锅炉型号为HG-1025/17。640540/540-YM型两个亚临界锅炉，具有一次加热，自然循环鼓式输送。蒸汽轮机是亚临界萃取冷凝式蒸汽轮机，型号：C300/235-16.7/0.35/537/537，是亚临界，中间加热，单萃取，冷凝的蒸汽轮机，发电机型号-QFSN-300-2B。脱硫过程为硫石膏石灰石烟气脱硫。脱硫使用将液体注入到废气脱硫塔中的技术。用于液柱注入的废气脱硫技术是一种更先进的石灰-石膏脱硫技术。石膏脱硫技术自引进我国以来，就深受广大燃煤企业的重视，其高效率，低消耗，低污染等特性使其能够迅速在我国燃煤企业中广泛应用，该功能单元使用1kWh的电能来评估生命周期。

（二）原工艺系统

1.烟气系统

烟气系统包括原始烟气炉，烟气网炉，烟道和伸缩缝。目前，我省发电厂已完成上电与扩产的整合。经过电除尘系统处理后的烟气在风扇的作用下通过烟囱进入吸收塔，以去除污染物。进入脱硫系统的烟气穿过烟气出口，从进水管进入吸收塔，在塔中上升并与冷却塔中的喷雾以相反的方向进行反应。经过一系列的化学反应后，塔中的污染物被清除并通过烟道释放到大气中，然后烟气进入除雾系统。顾名思义，其功能是在脱硫后收集烟气小滴，收集后返回吸收塔进行二次处理。由于气液室内的固体堆积，除雾器系统将被严重阻塞，从而降低了效率。为了确保除雾器系统的平稳运行并避免堵塞，有必要定期用工艺用水冲洗除雾器系统的每个位置。

2.石膏脱水系统

石膏排泄泵通过管道输送石膏克隆的吸收塔中的含石膏污泥。旋风除尘器执行两项功能：一是将现有悬浮液脱水一步，二是对石膏的性能进行分类。石膏悬浮液在离心力的作用下进入旋风分离器，小颗粒向上移动并从溢流中喷出。旋风分离器悬浮液中的固体从旋风分离器的边缘向下移动，并在电流下形成40%～50%的固体浓度。通过溢流口的部分浆料返回到吸收塔，另一部分被输送到废水处理系统，该系统用于减少脱硫系统中其他重金属的含量并提高脱硫效率。从分离器的边缘向下移动的浆料进入真空带脱水系统，真空带脱水后的浆料进入浆料过滤池，最后返回滤液泵的吸收塔。悬浮液用真空胶带脱水机处理，以减少水含量，提高石膏的纯度，并压成饼状。短时间存放后，悬架可通过汽车到达制造商。

（三）脱硫系统改造方案

优化现有的喷雾系统，更换原来的循环泵B和C，并增加浆液供应。原始的吸收塔直径为13m，高度为29.3m，配有三层喷雾。三个用于浆液的循环泵，容量为5300m3/h，压力-20.3/22.2/24.1m，喷嘴为偏心锥形。为了减小系统的阻力，更换了C泵的叶轮，并且C泵的电流小于更改后的初始设计值。考虑到超低排放的要求，为确保脱硫效率，经过仔细考虑，决定用恒压替换浆液循环泵B和C，流量增加到6150m3/h。转换后，总喷雾量达到17600m3/h，对应于液气比为12.42。重新布置初始喷涂层，以满足对新喷嘴放置的需求。从烟道气中去除的二氧化硫必须在必要时被完全氧化，以确保烟道气和悬浮液具有最充分的响应并且不会在吸收塔和吸收塔的内壁上结垢，喷涂过程必须认真细致地完成，尽量减少喷涂失误，从而有效提高氧化反应效率。大部分氧化反应在吸收塔中进行，另一部分由烟道气中所含的氧气补充。因此，吸收塔污泥池的污泥存储标准必须满足最低氧化要求。根据计算，与最小氧化空间相对应的悬浮罐最小容积为857m3，现有的悬浮罐容积满足转化后氧化空间的最小需求。为了使脱硫系统的副产物达到标准，所形成的小的石膏颗粒可以在吸收塔的下落液体中长时间保留，这对于提高石膏的质量非常重要。石膏质量直接关系到产品的使用质量，含水率最高不能超过10%，才能有效提高混凝土质量。

四、结语

技术可能是实现超低排放的主要问题，但管理和运营水平也是非常重要的补充。现场测试结果表明，尽管对超低排放量的改造可以满足对超低排放量的要求，但脱硫系统也存在许多问题。我们希望本文将提供一个可行的解决方案为电厂提供参考。