湿法烟气脱硫超低排放改造工程方案论述

湿法烟气脱硫超低排放改造工程方案论述

柳杨

（1高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室（哈尔滨锅炉厂有限责任公司）黑龙江哈尔滨150046；

2哈尔滨锅炉厂环保工程技术有限公司黑龙江哈尔滨150046）

摘要：火力发电站作为社会与经济发展的重要组成部分，在运行的过程中，往往需要大量的煤炭资源，煤炭资源燃烧时，会产生出SO2、粉尘等气体，从而对环境造成了严重的污染。因此，本文以我厂某机组为例，对湿法烟气脱硫超低排放改造工程方案进行了论述，首先，介绍了脱硫改造技术的选择，并阐述了系统配置方案，然后分析了脱硫超低排放改造的效果，为我国火力发电厂更好的运营奠定良好基础。

关键词：湿法烟气脱硫；超低排放；改造

引言

火力发电站运行的过程中，往往会产生大量有害气体，对环境造成了严重破坏。所以，在很早阶段，火力发电站就采用施法烟气脱硫法对产生的烟气进行处理，在一定程度上减少了烟气中污染元素的含量。而随着社会的发展，人们生活水平的提升，使人们加强了对环境保护的重视程度，在2014年，国家颁布了《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014～2020年）》，该通知要求，要对现有的600MW以上燃煤机组进行改造，使SO2的排放量低于35Nm3，NOX的排放量低于50mg/Nm3，粉尘的排放量低于5mg/Nm3。为了响应国家的号召，我公司对燃煤机组进行了改造，详细情况如下所示。

一、脱硫改造技术方案的选择

我公司某机组脱硫设备中，由一炉一塔构成，吸收塔使用的为逆流喷淋空塔，通过石灰石-石膏湿法脱硫全套技术脱硫处理的，同时设计了3层喷淋层，脱硫率为97.5%，入口处的SO2含量在8136mg/Nm3以下时，出口处的SO2含量在200mg/Nm3以下，不符合当前超低排放的要求，因此，要开展脱硫改造活动。

（一）采用单塔还是双塔方案

当前阶段中，存在很多脱硫改造方式，各改造方法具有不同的特点与优势。双塔双循环改造，虽然能够进一步提高脱硫的效果，能够对含硫量较高的煤粉进行处理，但改造时需要增加一些设备，较大的场所空间。单塔双循环虽然改动的内容较小，但起到的脱硫改造效果有限。由此，我公司选择了效果可靠的双塔双循环改造方案。

（二）双塔双循环串联顺序方案的选择

采用双塔双循环是老塔做为一级塔还是新建吸收塔做为一级塔比较难选择，由此我们做了两个方案进行对比。

方案一，老塔为一级塔，新建吸收塔为二级塔；

方案二，新建吸收塔为一级塔，老塔为二级塔。

（1）运行电耗对比

方案二相对于方案一，电耗减少45kW。

（2）.改造工期对比

方案一、方案二改造时，均需要拆除增压风机，以便在此位置设置新增的吸收塔。增压风机拆除后，原脱硫系统需停机，导致主机需同时停机。

新塔安装时，烟道、湿电等同时安装，因两个方案中新增吸收塔改造工期基本相同，故两个方案总工期、主机停机时间基本相同。

（3）.选择方案二的理论依据

二氧化硫在吸收塔内的吸收形式，可分为气相反应与液相反应。

气相反应速率决定于二氧化硫的气相分压，气相分压值与二氧化硫浓度有关，浓度越大，气相反应速率也越大。液相反应速率决定于二氧化硫的液相分压，液相分压值与浆液PH值有关，PH值越大，液相反应速率也越大。二氧化硫进入吸收塔后，因初始浓度高，此时反应速率取决于气相反应速率，但随着吸收的进行，二氧化硫气相分压逐渐下降，吸收速度减慢，为提高剩余二氧化硫的脱出效率，需增加液相反应速率，相应需要增大浆液PH值。

针对于本工程，两级串联吸收塔脱硫装置，一级吸收塔中，二氧化硫气相分压已非常小，需要增大二级塔浆液PH值。因二级塔浆液池容积大、设备运行灵活，增大老塔PH值，操作相对容易，故推荐老塔高PH值运行，即新建塔为一级塔。

在已投运的两级串联吸收塔脱硫装置中，除非受场地极端限制，基本都是新建吸收塔作为一级塔使用，且运行效果良好。

2“双塔双循环”技术方案的配置

双塔双循环+湿式电除尘器方案，新增吸收塔作为一级塔，原吸收塔作为二级塔，增设湿式电除尘器。保证吸收塔出口SO2排放浓度＜35mg/m3（标态、干基、6%O2），烟囱入口粉尘排放浓度＜5mg/Nm3，烟囱入口雾滴含量＜20mg/Nm3。为防止在电源故障时，所有可能造成不可挽回损失的设备，本次改造工业水泵接线应连接至保安电源。对原系统容易损耗、磨损或出现故障并因此影响装置运行性能的所有设备（例如吸收塔喷嘴、除雾器等）进行修复或更换。一级塔氧化空气系统新增两台氧化风机，新增一套浸没深度为6.5m的氧化管网，二级塔氧化空气系统利旧原有两台氧化风机，新增一套浸没深度为8m的氧化管网；在一级塔入口烟道至喷淋层之间增设一层筛板，保证出口SO2排放浓度＜35mg/m3。吸收塔整体阻力2500Pa（一级塔和二级塔），除雾器阻力350（一级塔和二级塔）Pa，脱硫系统整体阻力3050Pa（不含湿电本体阻力和烟囱自拔力补偿）。

3脱硫超低排放改造的效果

改造后整套装置在FGD入口SO2浓度为6486mg/Nm3，（标干、实际O2），BMCR工况条件下脱硫效率大于99.46%，FGD出口SO2浓度<35mg/Nm3（标干、实际O2），当FGD入口SO2浓度比设计值增加20%时脱硫系统能安全运行。此次改造为双塔双循环+湿式电除尘器，脱硫出口粉尘排放浓度＜10mg/Nm3，湿式电除尘器出口粉尘排放浓度＜5mg/Nm3；吸收塔或湿式电除尘器出口雾滴含量＜20mg/Nm3。

总结：综上所述，在社会经济快速发展的情况下，人们对火力发电站具有了更高的要求，想要达到这一要求，必须要对现有的燃煤机组进行改造，提高机组脱硫的效率，减少SO2等污染气体的排放，满足当前人们对环境保护的要求，打造出良好的生活环境。

参考文献：

[1]王艳，程轲，易鹏.超低排放背景下燃煤电厂烟气控制技术费效评估[J].环境污染与防治，2017，（03）：331-335.

[2]李宇翔，温超强，黄秀灯，等.20t/h工业链条锅炉烟气湿法钙基吸收同步脱硫脱硝应用研究[J].广东化工，2016，（22）：67-69.

[3]程永新.600MW燃煤电厂超低排放技改方案及应用[J].电力科学与工程，2016，（07）：73-78.

[4]梁磊.高浓度SO_2石灰石-石膏湿法脱硫系统升级改造及应用[J].电力科学与工程，2016，（04）：71-74.

[5]张东辉，庄烨，朱润儒，刘科伟.燃煤烟气污染物超低排放技术及经济分析[J].电力建设.2015（05）：47-48

[6]陈安新，张军梅，盖东飞，湿法烟气脱硫吸收塔流场的数值模拟研究[J].华电技术.2013（06）：56-57