摘要：結(jié)合某電廠的實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)超低排放改造技術(shù)方案的比較，簡(jiǎn)要介紹了火電廠超低排放改造目前應(yīng)用的主流技術(shù)。


關(guān)鍵詞：火電廠；超低排放；改造；技術(shù)

1、工程背景

火電廠的超低排放主要目的是為了使燃煤發(fā)電機(jī)組的主要污染排放指標(biāo)達(dá)到天然氣燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)役機(jī)組的改造，使電廠排放的煙塵、二氧化硫、氮氧化物達(dá)到清潔排放的要求。

隨著改造技術(shù)的成熟，環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布了關(guān)于印發(fā)《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》的通知（環(huán)發(fā)[2015]164號(hào)文），要求到2020年，全國(guó)所有具備改造條件的燃煤電廠力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)超低排放（即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米）。

在上述背景下，大部分火電廠在2016年開(kāi)始進(jìn)行超低排放改造。本文以某電廠為工程實(shí)例，簡(jiǎn)要闡述目前火電廠超低排放改造的主流技術(shù)。

2、以某電廠為例，脫硝、脫硫、除塵系統(tǒng)改造前的狀況

2.1、脫硝系統(tǒng)采用選擇性催化脫硝法（SCR）

催化劑室布置在尾部煙道中鍋爐省煤器后、空氣預(yù)熱器前的位置。脫硝系統(tǒng)催化劑層數(shù)按“2+1”設(shè)計(jì)，已運(yùn)行2層催化劑。

2.2、脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫法

（1）1#、2#機(jī)組煙氣脫硫采用1爐1塔方案，鍋爐來(lái)的原煙氣由主煙道引出，進(jìn)入煙氣換熱器（簡(jiǎn)稱(chēng)GGH）、吸收塔進(jìn)行脫硫，處理后的煙氣經(jīng)塔頂除霧器除去液滴后，返回至GGH進(jìn)行加熱，最后煙氣通過(guò)煙囪排入大氣。

（2）煙氣脫硫吸收塔采用逆流噴霧塔，將裝有氧化空氣管道的漿液池直接布置在吸收塔中部，塔體上部設(shè)置三層噴淋層。

（3）石灰石制漿系統(tǒng)采用粒徑小于20mm的石灰石塊，經(jīng)濕式球磨機(jī)直接制成濃度為25%的石灰石漿液。

（4）石膏脫水系統(tǒng)采用石膏旋流站一級(jí)脫水，真空皮帶脫水機(jī)二級(jí)脫水，脫水后石膏落入石膏庫(kù)內(nèi)堆存，通過(guò)汽車(chē)外運(yùn)出廠。

（6）廢水處理系統(tǒng)采用中和、絮凝、沉淀、脫水方式處理。

（6）除塵系統(tǒng)采用過(guò)濾式除塵法（即布袋除塵器）目前，1#、2#機(jī)組的布袋除塵裝置除塵效率為99.9%，在沒(méi)有布袋破損的運(yùn)行工況下除塵器出口粉塵濃度小于30mg/Nm3。

3、超低排放改造技術(shù)方案選擇

根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀況，通過(guò)對(duì)各個(gè)專(zhuān)業(yè)技術(shù)方案對(duì)比，形成超低排放改造方案主要有以下幾部分：

3.1、脫硝部分

方案一、低低氮燃燒器改造：常規(guī)低氮燃燒器約75%的NOx是在燃盡風(fēng)區(qū)域產(chǎn)生的，低低氮燃燒器是通過(guò)改造燃燒器，調(diào)整二次風(fēng)和燃盡風(fēng)的配比，增加燃盡風(fēng)的比例，大幅度減少燃盡風(fēng)區(qū)域產(chǎn)生的NOx，從而有效降低NOx排放。

方案二、脫硝裝置增加一層蜂窩式催化劑，提高脫硝效率，降低NOx排放。

本著改造工程盡可能按現(xiàn)有脫硝系統(tǒng)進(jìn)行布置，力求工藝流程和設(shè)施布置基本不變，對(duì)各機(jī)組設(shè)施的變動(dòng)最少的原則，本次改造選擇方案二。

3.2、脫硫部分

方案一、吸收塔最下層噴淋層中心線(xiàn)到吸收塔入口頂板的空間布置旋匯耦合裝置；新增一臺(tái)循環(huán)泵，并與原最底層噴淋層改為交互式噴淋層，更換噴嘴為高效螺旋噴嘴；氧化風(fēng)機(jī)全部更換為三臺(tái)離心式風(fēng)機(jī)，兩運(yùn)一備運(yùn)行。吸收塔拔高2m。

方案二、吸收塔最上層噴淋層上部增加兩層噴淋層，相應(yīng)增加兩臺(tái)循環(huán)泵，更換所有噴嘴為高效螺旋噴嘴；新增一臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，與原三臺(tái)風(fēng)機(jī)調(diào)整為三用一備運(yùn)行。吸收塔需要拔高4m。

方案三、吸收塔漿池保留原有五臺(tái)吸收塔攪拌器，增加一套分區(qū)調(diào)節(jié)器。同時(shí)增設(shè)一套氧化空氣管網(wǎng)，替換原有氧化空氣噴槍。吸收塔最下層噴淋層中心線(xiàn)到吸收塔入口頂板的空間布置兩層多孔分布器；吸收塔最上層噴淋層上部增加一層噴淋層，相應(yīng)增加一臺(tái)循環(huán)泵，更換所有噴嘴為高效螺旋噴嘴；氧化風(fēng)機(jī)全部更換為三臺(tái)離心式風(fēng)機(jī)，兩運(yùn)一備運(yùn)行。吸收塔需要拔高2m。

上述三種改造方案，方案一具有脫硫效率高、除塵效率高；改造工期短、工程量小；投資低、運(yùn)行費(fèi)用低；系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此，本次改造選擇方案一。

3.3、脫硫后除塵部分

方案一、拆除原兩層屋脊式除霧器，在吸收塔里增加管束式除塵器。

方案二、吸收塔出口后加裝濕式靜電除塵器。

由于加裝濕式靜電除塵器年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用費(fèi)用較高，耗電耗水量較大，后期運(yùn)行腐蝕嚴(yán)重，受場(chǎng)地條件影響，施工困難，改造周期長(zhǎng)，因此，根據(jù)實(shí)際情況選擇方案一。

3.4、拆除GGH

拆除GGH有主要有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：

(1)拆除GGH可降低煙囪污染物排放濃度；(2)簡(jiǎn)化系統(tǒng)，提高運(yùn)行可靠性，降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；(3)GGH拆除后消除了堵灰隱患，提高了機(jī)組的可靠性。結(jié)合上述優(yōu)點(diǎn)，可見(jiàn)拆除GGH是十分必要的。

3.5、煙囪防腐部分

方案一、采用泡沫玻化磚；

方案二、采用玻璃鋼煙囪內(nèi)筒；

方案三、采用鈦鋼復(fù)合鋼板煙囪內(nèi)筒。

雖然鈦鋼復(fù)合鋼板初期投資費(fèi)用較高，但是在耐高溫性能、耐化學(xué)腐蝕性能、防止二次帶水、維修工作量等方面，鈦鋼復(fù)合鋼板均有明顯優(yōu)勢(shì)。另外脫硫改造拆除GGH后，省下的GGH運(yùn)行費(fèi)用、每年的檢修維護(hù)費(fèi)用是相當(dāng)可觀的，因此鈦鋼復(fù)合鋼板方案經(jīng)濟(jì)性?xún)r(jià)比較好，應(yīng)當(dāng)選擇方案三。

4、以某電廠為例，超低排放改造技術(shù)方案

4.1、脫硝系統(tǒng)

增加一層蜂窩式催化劑，增加相應(yīng)的聲波吹灰器及蒸汽吹灰器，SCR反應(yīng)器及支架不做改造，相關(guān)聯(lián)的煙道不做改造。

4.2、脫硫系統(tǒng)

吸收塔塔頂抬高2m，抬高吸收塔入口煙道底板1m，并更換入口C276合金，更換吸收塔入口及吸收塔出口和煙囪入口煙道膨脹節(jié)蒙皮和增加一個(gè)原煙道膨脹節(jié)，溢流管最高點(diǎn)相應(yīng)提高1m。

吸收塔最下層噴淋層至入口煙道頂面之間安裝旋匯耦合裝置，增加煙氣與漿液的接觸面積，提升吸收塔整體脫硫效率，原有3層噴淋層不變。

4.3、漿液循環(huán)泵及氧化風(fēng)機(jī)

在高效旋匯耦合脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，利舊現(xiàn)有3臺(tái)循環(huán)泵，增加一臺(tái)新的循環(huán)泵，將與循環(huán)泵位置沖突的攪拌器移位；相應(yīng)增加噴淋層支撐梁、噴淋層、噴嘴及襯膠管道等。為提高噴淋區(qū)域覆蓋率，減少煙氣沿塔壁及噴淋區(qū)的煙氣逃逸，最下層噴淋層噴嘴更換。

現(xiàn)2臺(tái)吸收塔設(shè)置3臺(tái)流量7000Nm3/h、壓力85kPa的氧化風(fēng)機(jī)，2用1備。新增3臺(tái)單級(jí)高速離心式氧化風(fēng)機(jī)，放置于原1#增壓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)，并拆除原增壓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備設(shè)施。

4.4、臨時(shí)煙囪

改造吸收塔頂，安裝臨時(shí)煙囪，臨時(shí)煙囪高度為9米，直徑為5米。

4.5、防腐工程

凈煙道不改造部分防腐全部拆除重新做玻璃鱗片防腐。吸收塔攪拌系統(tǒng)、石膏排出泵、石灰石漿液制備系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)滿(mǎn)足改造后運(yùn)行要求，本次未做改造。

4.6、脫硫后除塵部分

拆除原兩層屋脊式除霧器，在吸收塔里增加離心管束式除塵器。吸收塔內(nèi)設(shè)置離心管束式除塵器取代傳統(tǒng)的除霧器，布置于吸收塔頂部最上一層噴淋層的上部。煙氣穿過(guò)噴淋層后，再連續(xù)流經(jīng)管束式除塵器除去所含漿液霧滴。在管束式除塵器的內(nèi)部布置沖洗噴嘴，通過(guò)沖洗除塵器元件，帶走管壁附著的塵粒。

煙氣通過(guò)管束式除塵器后，其煙氣攜帶水滴含量低于25mg/Nm3。煙氣粉塵含量低于5mg/Nm3。布袋除塵器不做改動(dòng)。

4.7、拆除GGH

為減少煙氣系統(tǒng)的運(yùn)行阻力及故障點(diǎn)，拆除了GGH。配合拆除GGH及附屬設(shè)施，對(duì)拆除部分進(jìn)行煙道優(yōu)化。

4.8、煙囪防腐部分

由于拆除GGH，導(dǎo)致脫硫出口煙溫低，二氧化硫結(jié)露腐蝕煙囪，因此采用鈦鋼復(fù)合鋼板制作煙囪內(nèi)筒。

5、結(jié)束語(yǔ)

電廠經(jīng)過(guò)上述改造，大氣污染物排放濃度全部達(dá)到超低排放控制標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)每年可減少二氧化硫排放量1500噸，氮氧化物排放量600噸，煙塵排放量300噸，帶來(lái)了明顯的環(huán)境效益及社會(huì)效益。超低排放改造對(duì)改善本地區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量，減少霧霾天氣，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著積極的作用。