燃煤电厂锅炉超净排放技术的改造研究

刘晏泽

（国能（天津）大港发电厂有限公司，天津 300272）

近年来，为促进国内经济可持续进步和发展，更加追求清洁性能较好、效率较高的能源。不过，我国电力仍依据燃烧煤支撑，考虑到燃烧煤产电时存在环境污染问题，故需尽量降低燃烧煤产电厂所排出的污染气体，依据超净排放环保技术方法完成对锅炉的改造升级，进而促进煤电环保绿色发展。

1 案例概述

以某燃煤电厂为例，具有2个300MW亚临界供热机组，能够脱除硫体系、清除粉尘体系。未提供烟气换热器、增压风机，具备烟气旁路，可维持168h满负荷运转。依据现有脱除硫体系，脱除效率维持在95%，出口位置二氧化硫含量在200mg/m3及以下。由于现有脱除硫体系及清除粉尘体系不符合当前环境保护需求，二氧化硫排放量及粉尘排放量均需减少。故针对锅炉实行超净排放环保技术改造升级，尽量满足现今环境保护需要。

2 依据超净排放方法改造升级锅炉计划

2.1 改造升级参数

进口位置烟气指数：干基时，烟气量大概是119万m3/h（实际O2，标准状况）；湿基时，烟气量大概是127万m3/h（实际O2，标准状况）；烟气温度值维持148℃；最大烟气温度值保持180℃；故障烟气温度值维持200℃；故障时长是20min。进口位置烟气各种成分和成分占据比例：烟气各种成分涵盖氮气、二氧化碳、氧气、水分、二氧化硫，其中，氮气占据比例70.64%，二氧化碳占据比例18.11%，氧气占据比例7.27%，水分占据比例3.74%，二氧化硫占据比例0.23%。干基时，进口位置污染物量（6%O2，标准状况）：二氧化硫处于3250mg/m3；粉尘在200mg/m3以下；三氧化硫在100mg/m3以下；氯化氢在80mg/m3以下；氟化氢在25mg/m3以下。

2.2 改造升级内容

（1）采取变径塔对之前吸收塔予以更换；调节浆池区域直径值处于14.0m，控制吸收位置直径值处于11.5m，调节清除雾气区域直径值处于13.0m。

（2）在吸收塔中浆池位置增加区分区域调节器，对之前氧化空气管网予以更换。

（3）各个吸收塔设有2个氧化风机，维持1个氧化风机正常工作，1个氧化风机备用；维持各个吸收塔中需要氧化处理空气总量设置9600m3/h。

（4）在吸收塔进口烟道位置和最下面一层喷淋层前面增加设置2个多孔排布器。

（5）各个吸收塔设有4个喷淋层，添加4个循环泵，采取3个之前循环泵，调节流量处于5200m3/h；采取各新的循环泵，使流量调节至一小时6200mg/m3。

（6）除去之前2级清除雾气器，增加3级屋脊状清除雾气器加1级管状清除雾气器予以更换；干基时，维持出口位置液滴量处于15mg/m3。

（7）除去之前吸收塔内侧出顶处，更换成半顶出构造，对烟气流动场所实行优化升级。

（8）在原烟道区域加设喷雾收尘装置。

2.3 改造升级技术方法

（1）一塔设置两个区域。之前脱硫设施采取石灰石-石膏湿方法脱硫形式，一塔存在一个区域。一塔一个区域可对脱硫设置予以简化，为满足氧化作用及吸收作用，应维持浆液对应pH值处于5.0～5.5，和最优值相距比较远。在氧化方面，需牺牲粒径大小及石膏纯度值，形成的石膏纯度值不够，存在脱水方面难度；在吸收方面，无法改善脱硫功效，难以保证脱硫效率在99%以下。

针对存在的问题，实施锅炉改造升级的时候，采取一塔设置两个区域方法，注重对吸收塔浆池位置予以改造完善，保证一个塔浆池中能够存在两个差异性pH值环境区域，依次为氧化以及吸收供给条件。而且，氧化区域维持pH值处于一定范围，有助于顺利得到纯度比较高的石膏成品；吸收区域保持pH值处于一定范围，则可得到比较好的脱硫效率，保证脱硫效率增加到99%上。此外，循环浆液所停留时长减少，使停留时长下降至3min；降低脱硫体系运转阻力，使阻力降低150～250Pa。同时，依据一塔设置两个区域方法有助于后期检测维修。浆池中不同区域pH值如表1。

表1 浆池中不同区域pH值

（2）改善浆液循环流动量。之前烟气中二氧化硫含量、浆液pH值大小、吸收塔中浆液循环流动量、烟气流动量之比和吸收塔中二氧化硫清除情况存在密切关系。对于脱硫效率干扰作用比较大的指数是浆液循环流动量。

对于锅炉实施超净排放改造时，依据浆液循环流动量予以改善，增加脱硫效率，进而符合环境保护理念及节能观念。为维持最后脱硫效率大于等于99.2%，设定喷淋层数目是4个，保持浆液总体循环流动量处于21800m3/h，保证系统安全剩余量维持55%，显著提升脱硫效率。

（3）设置高效率多孔排布器。针对锅炉实行改造升级的过程中，增加设置高效率多孔排布器，浆液能够于表层构成持液层，待烟气流动到此处的时候，可形成持液层鼓起现象，从而加强烟气吸收作用，针对烟气实施有效洗涤，改善脱硫效果及清除粉尘作用。

（4）高效率清除雾气方法。对于脱硫体系出口位置粉尘，常采取清除雾气器带着液滴欲与清除，故需设置高效率清除雾气器，规避清除雾气器出口位置液滴量提升情况，进而得到有效清除粉尘作用。在对锅炉实施超净排放改进的时候，加设高效率清除雾气器叶片是带孔钩状，采取更改间距情况和非象限排布状况，促使清除雾气器出口位置液滴量维持于15mg/m3及以内。而且，因为高效率清除雾气器采取更改直径大小的喷淋式冲洗水管，针对冲洗水管末处水压值较为平稳的情况下，维持冲洗覆盖占比高于150%，进而较高效率清除粉尘。

（5）规避烟气短路方法。为改善脱硫效率以及清除粉尘效率，规避因为吸收塔上面塔壁位置形成烟气短路情况，而干扰脱硫效果和清除粉尘作用，应结合使用规避烟气短路方法。针对锅炉实施超净排放改善的时候，可采取两种方式予以预防烟气发生短路现象，首先，使提效环设在喷淋层之间，进而抵抗吸收塔上面塔壁位置烟气出现短路情况，促使烟气往中心位置实施流动，避免影响脱硫作用及清除粉尘效果；其次，使实心锥喷嘴设在吸收塔周围，规避烟气顺吸收塔上面塔壁发生外露现象，且有效规避吸收塔上面塔壁受损情况，增加浆液有效利用状况。

（6）进口位置喷出雾气方法。当烟尘颗粒直径大小存在差异的时候，依据寻常脱硫塔实行烟尘清洁作用存在不同，一般状况下，待烟尘颗粒直径大小在1μm以下的时候，清除烟尘效率低于40%；待烟尘颗粒直径大小在3～5μm的时候，清除烟尘效率处于90%之上；待烟尘颗粒直径大小在5μm以上的时候，清除烟尘效率保持100%。对于锅炉实施超净排放升级时，在吸收进口烟道位置增加设置喷出雾气设施，依据喷出雾气而引发烟尘下凝，进而提升烟尘颗粒直径大小，增加脱硫喷淋层对于烟尘的清除效果。而且，采取规格适当的喷雾嘴，对于雾滴颗粒直径、喷出雾气喷嘴流量予以限制，促使烟尘下凝，改善烟尘清除效率。

3 改造升级效果

采取超净排放方法完成锅炉改造升级后，在脱硫方面，除硫效率提升高99.2%～99.4%；在除尘方面，清除粉尘效率增加到87%上。通过结合超净排放方法实行锅炉改造升级后，清除粉尘设施及脱硫设施符合环境保护要求及节能需求。

4 结语

综上所述，结合某燃煤电厂案例，研究选用超净排放方法改造升级锅炉计划，提出改造升级参数，明确改造升级内容，列举改造升级技术方法，涵盖一塔设置两个区域、改善浆液循环流动量、设置高效率多孔排布器、高效率清除雾气方法、规避烟气短路方法、进口位置喷出雾气方法等，得到了良好的改造升级效果，二氧化硫排放量和粉尘排放量得到明显降低，可满足环境保护要求。