鄧輝鵬

(中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司，北京　100160)

陜西華電蒲城第二發(fā)電有限責(zé)任公司2×660 MW機(jī)組超低排放改造

鄧輝鵬

(中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司，北京100160)

摘要：介紹了陜西華電蒲城第二發(fā)電有限責(zé)任公司2×660 MW機(jī)組超低排放改造工程的主要技術(shù)路線，提出了煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、吸收劑制備和貯存系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水及工業(yè)水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)及事故漿液系統(tǒng)的改造措施及技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)比了改造前、后的技術(shù)指標(biāo)。改造后，機(jī)組達(dá)到了超低排放的目標(biāo)，可為需進(jìn)行煙氣超低排放改造的電廠提供參考。

關(guān)鍵詞：濕法煙氣脫硫；超低排放；吸收塔；雙塔雙循環(huán)

0引言

陜西華電蒲城第二發(fā)電有限責(zé)任公司三期2×660 MW機(jī)組原有脫硝裝置為選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置，原有除塵器為雙室四電場(chǎng)靜電除塵器，原有脫硫裝置為石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置，設(shè)置煙氣換熱器(GGH)，一爐配一塔，煤種收到基硫分為2.9%，煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)入口SO2質(zhì)量濃度為6 522 mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基、6% O2，下同)，出口SO2排放質(zhì)量濃度小于365 mg/m3。

該電廠與西安市的直線距離為108 km，屬于重點(diǎn)地區(qū)，根據(jù)《煤電節(jié)能減排升級(jí)及改造行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020)》 中“鼓勵(lì)西部地區(qū)新建機(jī)組接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值”的行動(dòng)目標(biāo)，該電廠需要實(shí)行超低排放改造，要求改造后煙囪入口SO2，NOx和煙塵的限值分別為35，50，10 mg/m3。

1超低排放技術(shù)路線

陜西華電蒲城第二發(fā)電有限責(zé)任公司三期2×660 MW機(jī)組脫硝改造采取了安裝備用層催化劑的技術(shù)方案，單臺(tái)機(jī)組新增催化劑327 m3。

脫硫除塵改造的技術(shù)方案為：原有電除塵器采取高頻電源的改造方案，改造后出口粉塵質(zhì)量濃度小于30 mg/m3。脫硫裝置采用串塔(雙塔雙循環(huán))方案，利舊原吸收塔為一級(jí)塔，新建吸收塔為二級(jí)塔，拆除原有脫硫系統(tǒng)的GGH，新建吸收塔放置在拆除的GGH位置，二級(jí)吸收塔設(shè)置1層合金托盤(pán)和三級(jí)屋脊式除霧器。FGD系統(tǒng)入口SO2質(zhì)量濃度為6 522 mg/m3，要求出口SO2排放質(zhì)量濃度不大于35 mg/m3，脫硫效率大于99.47%，出口粉塵質(zhì)量濃度小于10 mg/m3。

2超低排放改造方案

2.1煙氣系統(tǒng)

拆除原有GGH，在原GGH位置新建二級(jí)吸收塔，煙道進(jìn)行相應(yīng)改造。原煙氣經(jīng)過(guò)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)入現(xiàn)有吸收塔A，與石灰石漿液反應(yīng)后脫除其中的部分SO2，煙氣溫度進(jìn)一步降至飽和溫度。吸收塔A頂部出口煙氣進(jìn)入新增吸收塔B進(jìn)行深度脫硫，將煙氣中SO2的質(zhì)量濃度降至35 mg/m3以下后，經(jīng)煙囪排放。

2.2吸收氧化系統(tǒng)

每臺(tái)鍋爐設(shè)1套SO2吸收系統(tǒng)，吸收塔串聯(lián)布置。原塔完全保留，新塔布置在原塔后，利用現(xiàn)有GGH位置。原吸收塔作為一級(jí)吸收塔，吸收區(qū)直徑為16.4 m，高40.7 m，配置4層噴淋層、4支矛槍式氧化風(fēng)管和兩級(jí)平板式除霧器。此次改造利舊原有4臺(tái)漿液循環(huán)泵，吸收塔漿池容積不變，吸收塔高度不變，漿液停留時(shí)間為4.65 min，滿足脫硫設(shè)計(jì)要求。為防止大量液滴被攜帶到2個(gè)吸收塔的連接煙道，造成煙道堵塞結(jié)垢，此次改造保留原有吸收塔的除霧器?，F(xiàn)有氧化風(fēng)機(jī)為兩級(jí)壓縮羅茨風(fēng)機(jī)，故障頻繁，嚴(yán)重影響系統(tǒng)正常工作，為保證改造系統(tǒng)的可靠性，此次改造采用性能較為可靠的離心風(fēng)機(jī)。由于需要排放的石膏漿液量增大，此次改造更換為大容量的石膏漿液排出泵。原有石膏漿液排出泵放到二級(jí)吸收塔作為倒?jié){泵，將二級(jí)吸收塔漿液輸送到一級(jí)吸收塔，再通過(guò)一級(jí)吸收塔的石膏漿液排出泵打到石膏漿液旋流器脫水；同時(shí)，在一級(jí)吸收塔與二級(jí)吸收塔之間設(shè)自流管道。

新增吸收塔直徑為18.1 m，高35.60 m，漿池區(qū)直徑為18.1 m，吸收區(qū)直徑為18.1 m，每塔配置1套合金托盤(pán)和2層噴淋層。對(duì)應(yīng)的2臺(tái)漿液循環(huán)泵流量為11 800 m3/h，吸收塔液氣比為13.8。新增吸收塔的除霧器采用高效三級(jí)屋脊式除霧器(攜帶霧滴的質(zhì)量濃度<15 mg/m3)，材質(zhì)為聚丙烯塑料(PP)，布置在吸收塔噴淋層上部。除霧器設(shè)置6層沖洗。二級(jí)塔不單獨(dú)設(shè)置氧化風(fēng)機(jī)，氧化風(fēng)由原吸收塔配置的3臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)管道引接，中間設(shè)置手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥，根據(jù)運(yùn)行情況調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度。為防止大顆粒進(jìn)入循環(huán)泵，現(xiàn)有吸收塔循環(huán)泵入口增設(shè)合金濾網(wǎng)，二級(jí)吸收塔配置4 臺(tái)攪拌器。

2.3吸收劑制備和貯存系統(tǒng)

改造后石灰石消耗量變化不大，制漿系統(tǒng)可以不做改變。由于原有稱重給料機(jī)故障較多，下料系統(tǒng)需要進(jìn)行改造并增加螺旋給料機(jī)。

目前的供漿系統(tǒng)采用4 臺(tái)(2運(yùn)2備)供漿泵對(duì)應(yīng)2套供漿管道，供漿管道缺陷太多，供漿管道發(fā)生腐蝕磨損時(shí)會(huì)對(duì)吸收塔運(yùn)行造成影響。此次改造采用雙路供漿的方式，增加1路備用副管，當(dāng)主管的電動(dòng)閥門(mén)故障或管道漏漿時(shí)，可手動(dòng)關(guān)閉主管閥門(mén)，利用副管上的電動(dòng)閥門(mén)實(shí)現(xiàn)石灰石供漿的控制。

2.4石膏脫水系統(tǒng)

考慮與石膏排漿泵的匹配，此次改造更換現(xiàn)有的石膏旋流站，更換下的石膏旋流子作日常運(yùn)行維護(hù)用。

石膏脫水系統(tǒng)為全廠共用，改造前的單臺(tái)石膏皮帶設(shè)計(jì)容量為66 t/h，共設(shè)置4臺(tái)，3運(yùn)1備。改造后全廠需要石膏皮帶總?cè)萘繛?10 t/h，高負(fù)荷時(shí)可啟動(dòng)備用皮帶機(jī)。根據(jù)設(shè)備的最大利舊原則，此次可不對(duì)現(xiàn)有皮帶系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2.5工藝水、工業(yè)水系統(tǒng)

脫硫系統(tǒng)增容改造后，二級(jí)吸收塔設(shè)置了3層屋脊式除霧器，為防止除霧器堵塞，保證除霧器高效、穩(wěn)定運(yùn)行，此次改造新增工藝水箱，主要供3臺(tái)除霧器沖洗水泵用水，改造后水箱供水可滿足系統(tǒng)不小于1 h的用水量。增加1路補(bǔ)水管道，提高水系統(tǒng)的可靠性。

現(xiàn)有工業(yè)水去脫硫島的壓力低于0.3 MPa，需要對(duì)管路進(jìn)行加壓，此次改造增加2臺(tái)工業(yè)水管道泵。

2.6壓縮空氣系統(tǒng)

原脫硫系統(tǒng)設(shè)置5 m3容積的壓縮空氣儲(chǔ)罐，超低改造后用氣量無(wú)明顯增加，原壓縮空氣系統(tǒng)可以滿足改造后的要求，只需增加用氣儀表的管道和閥門(mén)。

2.7事故漿液系統(tǒng)

該工程原脫硫系統(tǒng)設(shè)置2個(gè)吸收塔排水坑，每套機(jī)組設(shè)置1個(gè)，#5，#6 吸收塔現(xiàn)有地坑只有1臺(tái)泵，為增加系統(tǒng)的可靠性，每個(gè)地坑增加1臺(tái)備用泵?，F(xiàn)有事故漿液箱1 座，為#1～#6 機(jī)組公用，尺寸為?15 m×19 m，容積為3 356 m3，脫硫增容改造后，吸收塔漿池容積變大，考慮系統(tǒng)的安全性，需要增加1套事故漿液系統(tǒng)，但是在二期超低排放改造中執(zhí)行。

2.8廢水處理系統(tǒng)

三期脫硫廢水處理裝置容量按一至三期4×330 MW +2×660 MW 機(jī)組脫硫裝置的廢水處理量考慮，最大出力為70 m3/h，現(xiàn)有廢水處理系統(tǒng)可以滿足超低排放改造后整個(gè)系統(tǒng)的出力要求，無(wú)需進(jìn)行增容改造。

3技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)特點(diǎn)

改造前、后主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1　改造前、后主要技術(shù)指標(biāo)

超低排放改造的技術(shù)特點(diǎn)。

(1)吸收塔串聯(lián)布置，運(yùn)行時(shí)控制前塔漿池的pH值在較低值，利于氧化，可獲得高品質(zhì)石膏，控制后塔漿池的pH值在較高值，可保證較高的脫硫效率。能適應(yīng)含硫量和負(fù)荷的變化，系統(tǒng)余量充足，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

(2)新建吸收塔內(nèi)設(shè)置了合金托盤(pán)，增強(qiáng)了吸收塔內(nèi)煙氣的均勻性，提高了除霧器的性能，有很強(qiáng)的脫硫、除塵協(xié)同效應(yīng)。

(3)新建吸收塔作為二級(jí)吸收塔，直徑大于原有吸收塔，可將塔內(nèi)煙氣流速控制在3.5 m/s以下，增加了煙氣停留時(shí)間，減少了煙囪入口煙氣攜帶霧滴的質(zhì)量濃度。

(4)由于新吸收塔與原有吸收塔相互獨(dú)立，改造過(guò)程中無(wú)需停運(yùn)原有脫硫系統(tǒng)，只需在煙道匯口時(shí)停運(yùn)，大大減少了主機(jī)的停機(jī)時(shí)間。

(5)改造方案僅拆除了原系統(tǒng)中的GGH，原有吸收塔基本沒(méi)有改動(dòng)，最大限度利用了原有吸收塔的設(shè)備和材料。

4改造效果

#6機(jī)組脫硫增容改造完成后，于2015年6月完成試運(yùn)行。改造后除塵器出口粉塵質(zhì)量濃度小于30 mg/m3時(shí)，煙囪入口SO2質(zhì)量濃度小于35 mg/m3，煙囪入口粉塵質(zhì)量濃度小于10 mg/m3；當(dāng)除塵器出口粉塵質(zhì)量濃度小于20 mg/m3時(shí)，可控制煙囪入口粉塵質(zhì)量濃度小于5 mg/m3。超低排放改造前，SCR裝置脫硝效率≥77.8%，NOx排放質(zhì)量濃度為100 mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基、6% O2)；超低排放改造后，SCR裝置脫硝效率≥88.9%， NOx排放質(zhì)量濃度降至50 mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基、6% O2)。

5結(jié)束語(yǔ)

陜西華電蒲城第二發(fā)電有限責(zé)任公司采用雙塔雙循環(huán)的脫硫超低排放改造后，達(dá)到了預(yù)期的效果，獲得很多燃煤電廠超低排放改造的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，可為煙氣中SO2質(zhì)量濃度高(大于3 500 mg/m3)、停機(jī)允許時(shí)間短的電廠實(shí)行超低排放改造提供參考。

(本文責(zé)編：劉芳)

收稿日期:2015-11-30；修回日期:2016-03-21

中圖分類(lèi)號(hào)：X 701

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-1951(2016)04-0061-02

作者簡(jiǎn)介：

鄧輝鵬(1980—)，男，湖南郴州人，工程師，從事火力發(fā)電廠煙氣脫硫、脫硝、除塵等方面的研究(E-mail:denghp@chec.com.cn)。