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摘要:全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造，是推進(jìn)煤炭清潔化利用、改善大氣環(huán)境質(zhì)量、緩解資源約束的重要舉措。大唐國(guó)際盤(pán)山電廠為達(dá)到“河北省2015年底對(duì)所有燃煤發(fā)電機(jī)組除塵、脫硫、脫硝設(shè)施實(shí)施升級(jí)改造和治理，二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放濃度須全部達(dá)到超低排放限值要求”的目標(biāo)對(duì)3、4號(hào)進(jìn)行超低排放改造。對(duì)大唐盤(pán)山電廠超低排放改造工程的技術(shù)方案進(jìn)行綜合闡述，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合總結(jié)。

關(guān)鍵詞：超低排放；吸收塔串塔；二氧化硫；脫硫；脫硝

1引言

大唐盤(pán)電公司2×600MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界控制循環(huán)汽包爐鍋爐，分別于2001年12月和2002年6月投產(chǎn)發(fā)電。

大唐盤(pán)電公司2×600MW機(jī)組鍋爐煙氣系統(tǒng)超低排放改造為EPC工程，脫硫系統(tǒng)入口固體顆粒物濃度為20mg/m3、二氧化硫濃度為3000mg/m3以?xún)?nèi)條件下，煙囪入口固體顆粒物和二氧化硫排放濃度分別達(dá)到5mg/m3(若入口固體顆粒物濃度在30mg/m3，煙囪入口固體顆粒物排放濃度達(dá)到10mg/m3)和20mg/m3以下進(jìn)行改造。對(duì)脫硝系統(tǒng)進(jìn)行改造，在脫硝反應(yīng)器入口氮氧化物濃度為450mg/m3條件下，確保煙囪入口氮氧化物排放達(dá)到50mg/m3以下進(jìn)行改造。

煙氣脫硫采用石灰石－石膏濕法脫硫技術(shù)，脫硫劑制備方式為石灰石粉制漿+石灰石濕磨制漿、脫硫副產(chǎn)物為石膏，1臺(tái)鍋爐配置兩座吸收塔。脫硫系統(tǒng)于2012年進(jìn)行了脫硫增容改造(原脫硫系統(tǒng)為浙大網(wǎng)新實(shí)施，增容改造為清新環(huán)境實(shí)施)，采用雙吸收塔濕法脫硫工藝，設(shè)計(jì)吸收塔入口濃度為不大于3300mg/m3，出口SO2排放濃度不大于50mg/m3，脫硫效率98.5%。新建吸收塔為一級(jí)吸收塔，老吸收塔作為二級(jí)吸收塔。

大唐盤(pán)電公司鍋爐煙氣脫硝采用選擇性催化還原法(SCＲ)脫硝工藝，用純氨作為還原劑，公用系統(tǒng)及裝置按2臺(tái)爐改造整體容量設(shè)置。SCＲ按2+1層布置考慮，初裝2層蜂窩式催化劑后要求在鍋爐任何工況處理100%煙氣量條件下脫硝效率不小于80%(單臺(tái)爐均按照SCＲ入口NOx濃度為450mg/m3)，達(dá)到脫硝出口NOx濃度控制在80mg/m3以下，氨的逃逸率小于3ppm，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%。

2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)

2.1脫硫系統(tǒng)入口煙氣參數(shù)

本期脫硫改造工程中，F(xiàn)GD入口煙氣如表1所示。

表1脫硫系統(tǒng)入口煙氣參數(shù)

2.2原有系統(tǒng)配置情況說(shuō)明

一級(jí)吸收塔直徑為Φ15m，塔高為33.6m。二級(jí)吸收塔直徑為Φ16.5m，塔高30.8m。

一級(jí)吸收塔設(shè)2臺(tái)漿液循環(huán)泵，對(duì)應(yīng)2層噴淋層，每臺(tái)漿液循環(huán)泵對(duì)應(yīng)一層噴淋層。循環(huán)泵的循環(huán)漿液量分別為9000，3900m3/h，對(duì)應(yīng)揚(yáng)程分別為22.5，24.5m。

二級(jí)吸收塔設(shè)3臺(tái)漿液循環(huán)泵，循環(huán)泵流量9900m3/h，對(duì)應(yīng)揚(yáng)程分別為19.52，21.32，23.12m。循環(huán)泵入口濾網(wǎng)及緊固件采用1.4529不銹鋼材質(zhì)。

兩臺(tái)機(jī)組共配置6臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，羅茨式，流量為7100m3/h，壓頭為90kPa。

每臺(tái)鍋爐配置2臺(tái)脫硝反應(yīng)器，反應(yīng)器本體尺寸為10m×12.65×12m，每臺(tái)脫硝反應(yīng)器設(shè)計(jì)成2+1層催化劑布置方式，其中下層為預(yù)留層，每層催化劑模塊布置方式為7×10。

每臺(tái)鍋爐配置有2臺(tái)離心式稀釋風(fēng)機(jī)，為和氨氣混合提供稀釋空氣，運(yùn)行采取一運(yùn)一備方式。聲波吹灰器共布置有兩層，單側(cè)SCＲ反應(yīng)器每層布置4臺(tái)聲波吹灰器，共16臺(tái)。蒸汽吹灰器共布置兩層，單側(cè)SCＲ反應(yīng)器每層布置3臺(tái)蒸汽吹灰器，共12臺(tái)。

3超低排放改造工程要求和設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1改造工程要求

針對(duì)脫硫系統(tǒng)入口固體顆粒物濃度在20mg/m3、二氧化硫濃度在3000mg/m3以?xún)?nèi)條件下，煙囪入口固體顆粒物和二氧化硫排放濃度分別達(dá)到5mg/m3(若入口固體顆粒物濃度在30mg/m3，煙囪入口固體顆粒物排放濃度達(dá)到10mg/m3)和20mg/m3以下進(jìn)行改造。

對(duì)脫硝系統(tǒng)進(jìn)行改造，在脫硝反應(yīng)器入口氮氧化物濃度為450mg/m3條件下，確保煙囪入口氮氧化物排放達(dá)到50mg/m3以下進(jìn)行改造。工期要求:兩臺(tái)機(jī)組停機(jī)過(guò)渡時(shí)間各42天。

本次改造工程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)吸塔內(nèi)的湍流器的實(shí)際運(yùn)行情況，湍流器需要拆除，同時(shí)將原有的吸收塔抬升，增加一層噴淋層，噴淋層布置在現(xiàn)有的噴淋層的上方。

為減少一級(jí)吸收塔出口漿液攜帶量大的問(wèn)題，在噴淋層的上方增加一級(jí)屋脊除霧器，除霧器配套上下兩層自動(dòng)沖洗系統(tǒng)。

脫硝系統(tǒng)改造工程，改造內(nèi)容:3號(hào)、4號(hào)爐預(yù)留層催化劑安裝、3號(hào)、4號(hào)爐各增加耙式蒸汽吹灰器和聲波吹灰器、稀釋風(fēng)機(jī)、氨空混合器及CEMS部分設(shè)備升級(jí)改造。

引風(fēng)機(jī)改造工程:因涉及到脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)的相關(guān)改造，引風(fēng)機(jī)煙氣系統(tǒng)的阻力發(fā)生變化，改造后煙氣阻力增加1300Pa。

3.2改造工程設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)

本期超低排放改造工程的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2改造工程設(shè)計(jì)參數(shù)

4改造后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)

本工程將對(duì)3號(hào)、4號(hào)機(jī)組的燃燒煙氣進(jìn)行脫硫改造，采用石灰石/石膏濕法脫硫工藝，脫硫率不小于99.35%，凈化后單臺(tái)機(jī)組煙氣中的含塵濃度分別降低到5mg/m3，SO2濃度小于35mg/m3(設(shè)計(jì)煤種，干基，6%O2)，凈化后的廢氣經(jīng)煙囪排入大氣。

每年可削減SO2排放量約43385.88t(單臺(tái)爐，設(shè)計(jì)煤種，年設(shè)備運(yùn)行小時(shí)數(shù)按5500h計(jì))。

本工程脫硫前后空氣污染物變化一覽表見(jiàn)表3。

表3脫硫前后空氣污染物變化

4改造后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)

本工程將對(duì)3號(hào)、4號(hào)機(jī)組的燃燒煙氣進(jìn)行脫硫改造，采用石灰石/石膏濕法脫硫工藝，脫硫率不小于99.35%，凈化后單臺(tái)機(jī)組煙氣中的含塵濃度分別降低到5mg/m3，SO2濃度小于35mg/m3(設(shè)計(jì)煤種，干基，6%O2)，凈化后的廢氣經(jīng)煙囪排入大氣。

每年可削減SO2排放量約43385.88t(單臺(tái)爐，設(shè)計(jì)煤種，年設(shè)備運(yùn)行小時(shí)數(shù)按5500h計(jì))。

本工程脫硫前后空氣污染物變化一覽表見(jiàn)表3。

表3脫硫前后空氣污染物變化

5工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

本期改造工程的工程設(shè)計(jì)參數(shù)與工程實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對(duì)比如表4所示。

表4工程設(shè)計(jì)與工程實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

6工程設(shè)計(jì)總結(jié)

盤(pán)山4號(hào)機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行后，結(jié)合我院的設(shè)計(jì)參數(shù)，現(xiàn)將該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)總結(jié)如下:吸收塔串塔技術(shù)用于超低排放改造中，實(shí)際運(yùn)行效果與設(shè)計(jì)基本相符，并具有一定的提升。

吸收塔內(nèi)組件的設(shè)計(jì):螺旋噴嘴不適合石灰石－石膏法煙氣脫硫工藝，容易堵塞。在投資預(yù)算允許的條件下，盡可能的采用偏心錐、單頭雙向、雙頭雙向噴嘴。

一級(jí)吸收塔頂部增設(shè)一級(jí)除霧器，除霧器出口的霧滴含量應(yīng)小于100mg/m3，以減少一級(jí)吸收塔隨煙氣將大量的漿液攜帶至二級(jí)吸收塔。

噴淋層的設(shè)計(jì)和噴嘴的布置:噴嘴的覆蓋率根據(jù)物料平衡計(jì)算中，噴嘴的噴射角度為90°，覆蓋率建議≥250%，實(shí)際的噴射效率≥300%。

二級(jí)吸收塔頂部的高效除霧器，在條件許可下，盡可能地滿(mǎn)足除霧器廠家要求的空間，以滿(mǎn)足出口煙氣排放要求。

漿液循環(huán)泵的設(shè)計(jì):1000kW及其以下的循環(huán)泵的布置，如現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件有限，可采用直連的形式，不采用減速機(jī)傳動(dòng)，但須設(shè)備采購(gòu)中明確提出。

漿液循環(huán)泵采用進(jìn)口產(chǎn)品，相對(duì)于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行效果須進(jìn)一步明確。

文章來(lái)源：《環(huán)境工程》2019年

作者簡(jiǎn)介：汪作勝，男，碩士，工程師，主要從事電力環(huán)保脫硫脫硝設(shè)計(jì)改造工作.