王璐

【摘 要】本文對600MW燃煤機(jī)組煙氣超低排放改造工程作了介紹、分析。文中主要對超低排放的概念、意義進(jìn)行了介紹，并以樂清電廠一期為例的600MW燃煤機(jī)組超低排放改造方案、改造目標(biāo)等問題作了簡要分析、研究。

【關(guān)鍵詞】超低排放；600MW燃煤機(jī)組；提效方案

1 緒論

1.1 超低排放的概念

超低排放，是指火電廠燃煤鍋爐在發(fā)電運(yùn)行、末端治理等過程中，采用多種污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)技術(shù)，使其大氣污染物排放濃度基本符合燃?xì)鈾C(jī)組排放限值，即煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度（基準(zhǔn)含氧量6%）分別不超過10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3，比《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）中規(guī)定的燃煤鍋爐重點(diǎn)地區(qū)特別排放限值分別下降50%、30%和50%，是燃煤發(fā)電機(jī)組清潔生產(chǎn)水平的新標(biāo)桿[1]。

1.2 論文研究背景及意義

傳統(tǒng)的燃煤電廠歷來被視為大氣污染物的主要來源，是國家環(huán)保監(jiān)管的重點(diǎn)。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的高度重視，實(shí)施煙氣超低排放改造既滿足了國家日趨嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的需要，又是國有企業(yè)保證環(huán)境質(zhì)量、保護(hù)公眾健康的社會(huì)責(zé)任；是創(chuàng)新傳統(tǒng)燃煤發(fā)電發(fā)展方式，也是發(fā)電企業(yè)拓展燃煤發(fā)電產(chǎn)業(yè)的新思路；有助于推廣先進(jìn)的高效協(xié)同污染物控制技術(shù)，推進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

2 改造內(nèi)容

樂清電廠一期2×600MW燃煤機(jī)組同步配套建有SCR脫硝系統(tǒng)及石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，目前機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。本改造工程只對樂清一期實(shí)施超低排放改造，對現(xiàn)有的除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進(jìn)行提效，采用高效協(xié)同脫除技術(shù)，使機(jī)組煙氣的主要污染物（煙塵、二氧化硫、氮氧化物）排放濃度達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放控制水平（煙塵5mg/Nm3，二氧化硫35mg/Nm3，氮氧化物50mg/Nm3），實(shí)現(xiàn)煙氣超低排放。

3 改造方案

3.1 脫硝系統(tǒng)提效

3.1.1 原有SCR脫硝系統(tǒng)簡介

樂清一期機(jī)組采用上海鍋爐廠超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，已安裝低NOx燃燒器。原一期機(jī)組煙氣脫硝改造采用美國巴威公司的選擇性催化還原（SCR）技術(shù)。煙氣從省煤器引出，一臺(tái)爐配置兩個(gè)反應(yīng)器，經(jīng)過脫硝后，煙氣接入空預(yù)器。配有煙氣系統(tǒng)、SCR反應(yīng)器吹灰系統(tǒng)、氨空氣混合及噴射系統(tǒng)等。系統(tǒng)設(shè)計(jì)脫硝效率為70%。

3.1.2 SCR脫硝裝置提效方案

通過脫硝系統(tǒng)提效的方式，使得SCR的出口NOx濃度降低到50mg/Nm3以下，SCR系統(tǒng)按照85%效率進(jìn)行設(shè)計(jì)。

一期機(jī)組脫硝裝置原設(shè)計(jì)初裝兩層催化劑，設(shè)計(jì)脫硝效率70%，預(yù)留第三層催化劑安裝空間。本次脫硝提效需增加催化劑體積，加裝預(yù)留層或者更換初裝兩層原催化劑，使脫硝效率由80%提高至85%。

SCR提效前后的還原劑消耗量減小，原有系統(tǒng)絕大部分設(shè)備可利舊，只需在預(yù)留層新增催化劑及吹灰器，SCR氨氣調(diào)節(jié)閥需更換，可在機(jī)組檢修時(shí)進(jìn)行方案的實(shí)施。

3.2 除塵系統(tǒng)提效

3.2.1 原有除塵系統(tǒng)情況簡介

樂清一期機(jī)組鍋爐出口煙氣經(jīng)省煤器后進(jìn)入SCR反應(yīng)器，經(jīng)空預(yù)器與一、二次風(fēng)進(jìn)行換熱后流經(jīng)干式靜電除塵器、聯(lián)合風(fēng)機(jī)和吸收塔后由煙囪排入大氣。在此過程中，對煙氣中煙塵的脫除起作用的主要是干式靜電除塵器和濕法脫硫系統(tǒng)的吸收塔。

一期機(jī)組每臺(tái)機(jī)組配兩臺(tái)雙室四電場干式靜電除塵器，除塵設(shè)計(jì)效率≥99.5%。脫硫吸收塔具有一定的除塵作用，其除塵效率約為50%左右。吸收塔除霧器由平板式改為屋脊+管式后，除霧器出口石膏霧滴攜帶量≤40mg/Nm3。

3.2.2 除塵提效方案

鍋爐空預(yù)器出口的煙氣經(jīng)過管式GGH煙氣冷卻器降溫至90℃以下，然后進(jìn)入低低溫電除塵，經(jīng)過除塵后通過聯(lián)合風(fēng)機(jī)進(jìn)入吸收塔，吸收塔出口的煙氣進(jìn)入一電場濕式靜電除塵器，除塵凈化后進(jìn)入管式GGH煙氣加熱器升溫至80℃后，通過煙囪排放[2]。

該方案在設(shè)計(jì)工況下（燃煤收到基灰份為15%，除塵系統(tǒng)入口煙塵濃度15.17g/Nm3），低低溫電除塵、脫硫吸收塔和兩電場濕式電除塵器的除塵效率分別為99.91%、50%、70%，煙囪出口煙塵濃度4.5mg/Nm3。

3.3 脫硫系統(tǒng)提效

3.3.1 原有脫硫系統(tǒng)簡介

樂清一期機(jī)組原脫硫裝置采用石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，無旁路、有GGH，無增壓風(fēng)機(jī)（脫硝改造已拆除，已并入聯(lián)合風(fēng)機(jī)）。其中吸收塔采用帶托盤的逆向噴淋塔，設(shè)計(jì)有三臺(tái)循環(huán)泵及三層標(biāo)準(zhǔn)型噴淋層，一層托盤。脫硫裝置設(shè)計(jì)煤種含硫量為0.7%，設(shè)計(jì)脫硫效率95%，煙囪出口SO2濃度為81mg/Nm3（標(biāo)態(tài)，6%O2）。

一期機(jī)組自投運(yùn)以來，燃煤的實(shí)際含硫量約為0.25%-0.6%，脫硫裝置入口SO2濃度范圍為580～1395mg/Nm3。此時(shí)一般運(yùn)行二臺(tái)循環(huán)泵，脫硫效率94%-95.5%，煙囪出口SO2濃度為26～86mg/Nm3。

3.3.2 脫硫系統(tǒng)提效技術(shù)方案

采用拆除GGH+雙層交互式噴淋層+雙托盤方案。

a）拆除原有的三層噴淋母管及支撐梁，將第二、三層標(biāo)準(zhǔn)型噴淋母管及噴嘴改為交互式噴淋系統(tǒng)；原第一層循環(huán)泵增加揚(yáng)程后與原第二層循環(huán)泵構(gòu)成第一層交互式噴淋系統(tǒng)；同時(shí)增加一臺(tái)備用循環(huán)泵，與原第三層循環(huán)泵構(gòu)成第二層交互式噴淋系統(tǒng)。

b）對原有三臺(tái)漿液循環(huán)泵進(jìn)行改造；另新增一臺(tái)循環(huán)泵。由于原有第一、三層循環(huán)泵的揚(yáng)程有所變化，因此需進(jìn)行改造。

c）在第一層噴淋母管拆除后留下的空間新增設(shè)一層合金托盤及支撐梁；與原有的一層托盤構(gòu)成雙托盤系統(tǒng)。

d）托盤的開孔率由33%調(diào)整為32%。

e）增加一臺(tái)備用循環(huán)泵后，相應(yīng)增加配套的土建、電氣及儀控設(shè)施。

f）原有第一層與第三層的漿液循環(huán)泵互換時(shí)，土建基礎(chǔ)無須改動(dòng)。

g）拆除GGH及附屬設(shè)備，并改造GGH進(jìn)出口煙道及支架。

3.4 聯(lián)合風(fēng)機(jī)改造

現(xiàn)有聯(lián)合風(fēng)機(jī)在提效改造后已無法滿足要求，必須進(jìn)行改造。

a）提效改造后聯(lián)合風(fēng)機(jī)入口流量：

根據(jù)MGGH設(shè)備廠家提供的方案，經(jīng)MGGH降溫后聯(lián)合風(fēng)機(jī)入口煙氣溫度降低到約92℃，此時(shí)聯(lián)合風(fēng)機(jī)入口煙氣流量減少到393.35m3/s。

b）由于改造后煙氣阻力增加較多，現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)已無法滿足改造后的工況要求，需擴(kuò)容改造，改造后引風(fēng)機(jī)參數(shù)為（TB工況）：風(fēng)機(jī)入口體積流量444.6m3/s，風(fēng)機(jī)入口溫度100℃，風(fēng)機(jī)入口全壓-6758Pa，風(fēng)機(jī)出口全壓6204Pa，風(fēng)機(jī)全壓升12962Pa，電機(jī)功率約7000kW。

4 結(jié)論

借鑒日本等國際的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，樂清一期機(jī)組通過增加備用層催化劑、省煤器分級、低低溫靜電除塵系統(tǒng)、增設(shè)濕式電除塵（一電場）、雙托盤、交互式噴淋系統(tǒng)改造等多項(xiàng)技術(shù)措施后，設(shè)計(jì)煙氣污染物排放值能夠達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放控制水平，實(shí)現(xiàn)煙氣超低排放。

2015年12月2日，國務(wù)院總理李克強(qiáng)召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議，決定全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造，大幅降低發(fā)電煤耗和污染排放[3]。超低排放技術(shù)是多種污染物高效協(xié)同脫除的“集合體”，打破了燃煤機(jī)組單獨(dú)使用脫硫、脫硝、除塵裝置的傳統(tǒng)煙氣處理格局，使該集成系統(tǒng)技術(shù)的污染物脫除效率提升至一個(gè)新高度，同時(shí)可順利實(shí)現(xiàn)多種主要污染物一次性脫除的目標(biāo)。超低排放是推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的新技術(shù)，對于中國乃至全世界的環(huán)境安全都是新的貢獻(xiàn)，應(yīng)予以鼓勵(lì)和推廣。

【參考文獻(xiàn)】

[1]【漲知識(shí)】什么是火電機(jī)組超低排放[OL].北極星電力網(wǎng).

[2]薛建明，縱寧生.濕式電除塵器的特性及其發(fā)展方向[J].1997（3）.

[3]國務(wù)院：全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造[OL].中國新聞網(wǎng)，2015-12-02.

[責(zé)任編輯：湯靜]