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摘要：隨著全球范圍內(nèi)對(duì)于環(huán)保問(wèn)題重視度的不斷提升，如何才能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫超低排放，成為當(dāng)前需要重點(diǎn)研究的問(wèn)題。本文針對(duì)機(jī)組煙氣脫硫超低排放工程進(jìn)行改造，希望可以滿足脫硫超低排放的整體要求。

關(guān)鍵詞：機(jī)組；煙氣；脫硫；改造

河津發(fā)電分公司現(xiàn)有處理模式還無(wú)法滿足排放的要求，為了能夠達(dá)到實(shí)際的排放要求，可以滿足大氣環(huán)境質(zhì)量的有效改善，能夠建立出對(duì)應(yīng)的綠色環(huán)保電廠，公司進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的審計(jì)與改造，希望通過(guò)改造來(lái)滿足其實(shí)際的要求。

1 脫硫改造工藝的主要設(shè)計(jì)原則

對(duì)2×350MW燃煤發(fā)電機(jī)組進(jìn)行超低排放改造；改造后脫硫系統(tǒng)SO2排放濃度<35mg/Nm3；改造后脫硫系統(tǒng)采用單塔雙循環(huán)石灰石-石膏濕法脫硫工藝；取消增壓風(fēng)機(jī)，引增合一；原吸收塔進(jìn)行利舊改造；原噴淋層考慮利舊改造，更換原噴淋層支管，采用高效噴嘴；原除霧器進(jìn)行拆除，新增高效除霧器；原石灰石供應(yīng)和制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、事故排放系統(tǒng)、工藝水及工業(yè)水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)利舊。

2 脫硫系統(tǒng)改造方案

結(jié)合本工程場(chǎng)地及技術(shù)特點(diǎn)，本次脫硫改造采用石灰石－石膏濕法單臺(tái)雙循環(huán)技術(shù)，主要特點(diǎn)：滿足較高含硫量煤或脫硫效率相對(duì)偏高的FGD系統(tǒng)要求；一般來(lái)說(shuō)，一級(jí)的循環(huán)PH值主要控制在4.5~5.0，當(dāng)PH值較低的時(shí)候就可以溶解石灰石，讓石膏結(jié)晶，這樣就會(huì)獲取更高品質(zhì)的石膏；二級(jí)循環(huán)PH值主要在5.6~6.4之間，其本身能夠獲取較高的脫硫效率，實(shí)現(xiàn)液氣比的降低，進(jìn)而將能耗控制；在進(jìn)行一級(jí)循環(huán)預(yù)處理之后，煙氣中的HF、塵、HCL的含量，當(dāng)循環(huán)漿液相對(duì)干凈的時(shí)候，就可滿足高脫硫的實(shí)際要求；每一個(gè)循環(huán)本身都是獨(dú)立加以控制的，這樣可以滿足快速的調(diào)整與優(yōu)化處理，也能夠滿足負(fù)荷的變化以及含硫量的改變處理；無(wú)論是哪一級(jí)的循環(huán)漿池，都能夠滿足其儲(chǔ)存容積的減少；錐型收集碗能夠均布煙氣流場(chǎng)，提高第二個(gè)循環(huán)的脫硫效率和除霧器除霧效果。

2.1 煙氣系統(tǒng)

因?yàn)椴捎靡龊弦?，本工程需要拆除原有增壓風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)支吊架一并拆除，原煙道整個(gè)拆除（含支架），原主煙道上原煙道接口封堵，在主煙道頂部新開一個(gè)原煙道接口連接至吸收塔入口，原煙道膨脹節(jié)利舊，取消原煙氣擋板門，凈煙氣煙道根據(jù)相應(yīng)布置做相應(yīng)修改。改造后原煙氣系統(tǒng)阻力為200Pa（從主煙道接口至吸收塔入口），凈煙氣系統(tǒng)阻力150Pa（從吸收塔出口至主煙道接口，不含濕電系統(tǒng)阻力）。

2.2 SO2吸收系統(tǒng)

吸收塔由一級(jí)循環(huán)池和一級(jí)吸收區(qū)、二級(jí)吸收區(qū)、除霧器區(qū)組成。煙氣經(jīng)過(guò)二級(jí)洗滌后排入煙囪。本次單臺(tái)雙循環(huán)將原吸收塔做為主塔進(jìn)行加高改造，將原吸收塔第三層噴淋層和第四層噴淋層之間切割開，加高11.75米，在原第三層噴淋層上部加裝收集碗，收集碗收集的漿液自留進(jìn)副塔通過(guò)漿液循環(huán)泵進(jìn)行漿液二次循環(huán)，收集碗材料采用合金。收集碗上部新增一層噴淋層，利舊原吸收塔第四層噴淋層做為二級(jí)吸收區(qū)第二層噴淋層，原吸收塔支管和噴嘴部分更換。

新建一座直徑為7.5米、高31.5米的副塔，主塔與副塔間用直徑為兩米的管道連接，副塔新增2臺(tái)側(cè)進(jìn)式攪拌器，氧化空氣采用管網(wǎng)布置，材質(zhì)為2205，氧化空氣引接至原吸收塔氧化空氣管道，在每臺(tái)副塔與主塔之間，原煙道下部新增一個(gè)漿液循環(huán)泵房，放置兩臺(tái)漿液循環(huán)泵流量8800m3/h（一臺(tái)新增：功率800kw，揚(yáng)程20.2m，一臺(tái)利舊原4號(hào)循環(huán)泵），兩臺(tái)漿液旋流泵，每個(gè)泵房增加一套檢修起吊設(shè)備，在每個(gè)副塔頂部安裝一臺(tái)旋流器。為滿足吸收塔出口液滴要求，每塔新增一層管式除霧器，原兩層屋脊式除霧器拆除，更換為高效屋脊式除霧器。吸收塔系統(tǒng)改造后，吸收塔本體阻力為2300Pa。

3 脫硫超低排放改造的具體方案實(shí)施

3.1 引風(fēng)機(jī)改造部分

河津發(fā)電分公司引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用“離心式引風(fēng)機(jī)+靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)”。離心式引風(fēng)機(jī)由成都電力機(jī)械廠提供，型號(hào)為YC35756，配置電機(jī)功率為2800kW。增壓風(fēng)機(jī)由成都電力機(jī)械廠提供，型號(hào)為ANT45e6，電機(jī)功率為3000kW。

改造原則：拆除現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)，引增合一；引增和一后，引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)功率不能夠滿足改造需求，需要對(duì)全廠引風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行全部更換。

改造說(shuō)明：本工程原引風(fēng)機(jī)選型時(shí)，未按預(yù)留脫硝裝置+濕式電除塵器考慮。但在設(shè)置脫硝裝置+濕式電除塵器裝置后，煙氣系統(tǒng)阻力將增加，因此需對(duì)引風(fēng)機(jī)出力進(jìn)行核算。核算時(shí)，為保證風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，要求風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)到失速曲線具有足夠大的距離。根據(jù)《電站鍋爐風(fēng)機(jī)選型和使用導(dǎo)則》（DL/T468-2004）規(guī)定：軸流式風(fēng)機(jī)需要保持相應(yīng)的失速裕度，其可用失速安全系數(shù)表示為k，針對(duì)失速工況點(diǎn)的風(fēng)量、風(fēng)壓，在進(jìn)行設(shè)計(jì)選型過(guò)程中，最好是考慮到k>1.3。公式 ，其中p、q為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的風(fēng)壓和風(fēng)量；pk、qk為失速工況點(diǎn)的風(fēng)壓和風(fēng)量。機(jī)組經(jīng)超低排放改造后，系統(tǒng)總阻力增加約3050pa。陰風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)TB點(diǎn)功耗為3531.67kW，改造后的引風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)荷按照4200kW考慮，風(fēng)機(jī)效率85%。

3.2 濕式電除塵器設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠的粉塵超低排放控制技術(shù)主要采用濕式電除塵器技術(shù)，濕式電除塵器又分為兩個(gè)主要技術(shù)流派，一種為板式臥式不銹鋼陽(yáng)極電除塵器技術(shù)，另外一種為管式立式導(dǎo)電玻璃鋼陽(yáng)極管電除塵器技術(shù)。

3.2.1 濕式電除塵技術(shù)路線的確定

目前國(guó)內(nèi)超低排放粉塵控制技術(shù)主要分為兩大流派。

脫硫塔+高效除塵除霧器一體化工藝：其工作原理是氣體進(jìn)入管束除塵裝置，經(jīng)過(guò)旋流子分離器，氣體進(jìn)行離心運(yùn)動(dòng)，大量細(xì)小液滴與顆粒在高速運(yùn)動(dòng)條件下碰撞機(jī)率大幅增加，易于凝聚、聚集成為大顆粒，大顆粒被筒壁的液膜吸收，從而實(shí)現(xiàn)從氣相的分離；高效除塵除霧裝置在達(dá)到超低排放要求的同時(shí)，具有運(yùn)行阻力低，造價(jià)低，改造簡(jiǎn)單，工期短，運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，但是由于其無(wú)動(dòng)力，僅靠離心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)去除煙塵和石膏微塵，在低負(fù)荷時(shí)，煙氣流速減少，會(huì)使離心力降低，除塵效果變差，因此本工程不推薦采用。

濕式電除塵器：其工作原理為，在濕式靜電除塵器的陰極線和陽(yáng)極線間增加直流高壓電。在受到強(qiáng)電場(chǎng)作用下，就會(huì)有雪崩式電離的出現(xiàn)，導(dǎo)致少量的陽(yáng)離子和大量的負(fù)離子出現(xiàn)。在煙氣之中的塵粒子就能夠與這一部分離子出現(xiàn)相互的配裝，在面臨高壓靜電場(chǎng)庫(kù)侖力作用時(shí)就會(huì)直接被陽(yáng)極收集，在受到水膜作用后依靠重力自流向下，最終與煙氣實(shí)現(xiàn)分離；對(duì)于極小部分的粒子，由于其黏性，所以也會(huì)粘附在陰極線上，通過(guò)關(guān)機(jī)后沖洗的方法將其清除。濕式電除塵器除能夠去除細(xì)微煙塵和石膏微塵外，還能夠除去SO、以及汞化合物，能夠保證機(jī)組在各種負(fù)荷下的煙塵排放濃度＜5mg/Nm3，具有超前的、綜合性的環(huán)保功能。所以，本次改造推薦采用濕式電除塵器。

濕式電除塵技術(shù)又分為金屬板式臥式和玻璃鋼管式立式兩種技術(shù)流派，均可控制PM2.5、酸霧、氣溶膠、亞微米顆粒物、汞等的排放。在設(shè)備選型時(shí)，由于板式臥式濕式電除塵器占地面積較大，現(xiàn)場(chǎng)布置困難，所以本次改造方案采用玻璃鋼管式立式技術(shù)。濕煙氣從脫硫塔進(jìn)入濕式電除器，然后從濕式除塵器底部流出，通過(guò)煙道進(jìn)入煙囪。

3.3 設(shè)計(jì)原則

總體原則：采用先進(jìn)、成熟、可靠的技術(shù)，造價(jià)要經(jīng)濟(jì)、合理，運(yùn)行穩(wěn)定，便于運(yùn)行維護(hù)。

主要原則：保證技術(shù)是先進(jìn)的、可靠的，能滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行需要；本系統(tǒng)考慮煙氣顆粒物的適當(dāng)變化，結(jié)合最大負(fù)荷煙氣參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；材料選擇上保證適應(yīng)實(shí)際運(yùn)行條件的需要，考慮適當(dāng)?shù)母g余量；設(shè)備提供合適數(shù)量的檢修口、取樣口、人孔門，盡量設(shè)置在平臺(tái)附近；設(shè)備和管路將充分考慮系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行工作的方便。

機(jī)械部分設(shè)計(jì)原則：濕式電除塵裝置能適應(yīng)鍋爐各負(fù)荷工況；對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的裝置都應(yīng)該滿足工況下的系統(tǒng)運(yùn)行要求，并需正常的啟動(dòng)其裝置與設(shè)備，在FGD控制室中實(shí)現(xiàn)正常監(jiān)控和事故處理；針對(duì)電源故障，對(duì)于可能帶來(lái)無(wú)法挽回?fù)p失的，還需做好負(fù)荷電源的連接；當(dāng)裝置處于停運(yùn)階段，在不需過(guò)多或非常規(guī)準(zhǔn)備與操作的前提下，滿足其實(shí)際的排水與沖洗處理；針對(duì)所使用的管道設(shè)備，如補(bǔ)償器、煙道等，在設(shè)計(jì)中就需考慮到在故障出現(xiàn)后會(huì)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力及溫度熱應(yīng)力；所有管道與設(shè)備，包含了煙道的設(shè)計(jì)，都需要對(duì)壓力、流量、溫度等進(jìn)行合理分析，并了解事故出現(xiàn)之后的安全裕量；在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，其材料也應(yīng)考慮到運(yùn)行的條件；針對(duì)FRP管道和塑料管，還需做好機(jī)械損傷的防范；在進(jìn)行設(shè)備的沖洗與清掃中，需直接將廢水收集到FGD的排水坑中去，之后直接在吸收塔之中重復(fù)加以利用；針對(duì)所有設(shè)備、管道的布置，都需考慮到運(yùn)作的方便性，能夠明確系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。