摘要：“超低排放”改造中雖有各種工藝路線，但煙氣協(xié)同治理技術(shù)則是各種工藝路線中的較為突出的一種，該技術(shù)主要是采用了低低溫電除塵器技術(shù)，配合吸收塔高效脫硫、除塵裝置，從而運行濕法脫硫技術(shù)協(xié)同治理達到超低排放的目標。本文介紹了華能沁北發(fā)電有限責任公司三期2×1000MW超超臨界機組超低排放改造，脫硫裝置增容改造工程設(shè)計中的一些設(shè)計心得及工程中遇到的問題及解決方案。


關(guān)鍵詞：超低排放；協(xié)同治理；吸收塔

1引言

“超低排放”改造中雖有各種工藝路線，但煙氣協(xié)同治理技術(shù)則是各種工藝路線中的較為突出的一種。煙氣協(xié)同治理技術(shù)的最大優(yōu)勢在于強調(diào)設(shè)備間的協(xié)同效應(yīng)，充分提高設(shè)備主、輔污染物的脫除能力，在滿足煙氣污染物治理的同時，實現(xiàn)經(jīng)濟、優(yōu)化及穩(wěn)定運行。

2工程項目簡介

華能沁北發(fā)電有限責任公司三期2×1000MW機組鍋爐為東方鍋爐廠制造的超超臨界一次中間再熱直流鍋爐，鍋爐BMCR工況蒸發(fā)量為3110t/h。本次超低排放脫硫裝置設(shè)計入口煙氣量3520432m3/h（標態(tài)，濕基，6%O2），原煙氣SO2濃度按3350mg/m3（標態(tài)，干基，6%O2），吸收塔入口粉塵30mg/m3（標態(tài)，干基，6%O2）設(shè)計，脫硫系統(tǒng)出口（煙囪入口）SO2排放濃度不大于35mg/m3（標態(tài)、干基，6%O2），脫硫效率不低于99.0%，煙囪入口粉塵濃度小于5mg/m3（標態(tài)，干基，6%O2）[1]。

3總體方案設(shè)計

本次改造總體方案是在原有吸收塔基礎(chǔ)上進行改造，主要原則：

（1）本次改造吸收塔拆除最低層噴淋層，在該位置加裝一層托盤裝置，再移位最低層噴淋層至第四層，同時加裝第五層噴淋層，最終配置為：五層噴淋層加一層合金托盤設(shè)置。（2）更換原有所有噴淋層及噴嘴，以增加噴淋層覆蓋率。（3）對原氧化風系統(tǒng)進行改造，原噴槍式改造為管網(wǎng)式。（4）拆除原有除霧器，更換成三層屋脊式高效除霧器+一級煙道除霧器。（5）吸收塔煙氣出口由側(cè)出方式改為頂出方式。

（1）吸收塔設(shè)計。

由于本次改造漿液循環(huán)停留時間按4.5min進行設(shè)計，原有吸收塔漿池無法滿足設(shè)計要求，需要對原有漿池進行擴容改造，原有吸收塔漿池部分需要抬高4.16m，改造后的容積為3656m3；其次需要增加一層噴淋高度及更換除霧器，原有除霧器區(qū)域需要增高8m；同時原有吸收塔出口為側(cè)出方式，本次改造為頂出方式，因此需要拆除原有吸收塔塔頂，改造后塔頂及彎頭高度11m，改造后的吸收塔總高度達到了60m，這么高的吸收塔頂出改造方式在行業(yè)內(nèi)也尚屬首次，因此吸收塔結(jié)構(gòu)加固進行反復(fù)多次的校核計算，以達到結(jié)構(gòu)安全可靠的目的，同時本項目采用低低溫協(xié)同治理方式，經(jīng)過多次CFD流場模擬比對進行設(shè)計。

（2）煙道設(shè)計。

該項目設(shè)計過程中，凈煙道支撐方案設(shè)計難度很大，特別是其中兩個支點跨度斜面距離達到了12m，并且煙道截面尺寸由13400（mm）X19000（mm）變截面至14000（mm）X7000（mm）變截面處于60m高空風、雪載荷均很大，一方面要滿足煙道結(jié)構(gòu)強度的需要，另一方面需要考慮煙道結(jié)構(gòu)方向的穩(wěn)定性，因此設(shè)計時經(jīng)過多種模擬方案的論證，最后方案確定為通過改造原有煙道，在其頂部開口進行加高、加固，同時保留原有煙道底部三角煙道作為改造后的煙道支撐進行配重，以達到煙道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定平衡的作用，同時又通過煙道縱向加固肋加強從而提高煙道跨度大的結(jié)構(gòu)強度要求。

（3）噴淋層設(shè)計。

通過增加噴淋層噴嘴數(shù)量，更換噴嘴形式，從而提高噴淋覆蓋率及提高脫硫效率，本項目每層設(shè)置了229個噴嘴，噴嘴設(shè)計流量為53m3/h，噴嘴形式多樣有單向雙頭、單向單頭、雙向雙頭。

（4）除霧器設(shè)計。本次改造拆除原有塔內(nèi)二層屋脊式除霧器，更換為三層屋脊式除霧器+一級煙道除霧器，除霧器出口霧滴20mg/m3。

（5）確定項目主要設(shè)計參數(shù)。

（6）提高脫硫效率及除塵的方式[2]。

石灰石-石膏濕法脫硫工藝的主要功能就是脫除SO2，根據(jù)SO2脫除率的影響因素分析，我們針對性的采取一些措施可提高SO2和粉塵的脫除效率：

（1）提高液氣比：在兼顧效率與經(jīng)濟的基礎(chǔ)上增大液氣比；（2）增大漿液霧化效果：選擇多種型式霧化效果的噴嘴；（3）調(diào)節(jié)漿液pH值：采用大規(guī)格漿池；控制Ca/S和廢水中Cl-的排放，調(diào)節(jié)pH值；（4）煙氣分布的均勻性：優(yōu)化塔內(nèi)煙氣流場及增加托盤裝置；（5）增大粉塵粒徑：采用低低溫靜電除塵器增大粉塵粒徑；（6）提高除霧器性能：采用高性能的三級屋脊式除霧器+一級煙道除霧器。

4運行問題及解決方案

調(diào)試運行過程中，出現(xiàn)了一系列問題：

（1）滿負荷運行時4號循環(huán)泵和5號循環(huán)泵發(fā)生共振，經(jīng)過多次試驗及各方的檢查，最后發(fā)現(xiàn)是運行人員，因為塔內(nèi)有泡沫溢流，降低了正常運行液位所致。

（2）煙道除霧器壓力值超過設(shè)計值，經(jīng)過檢查為沖洗水閥門內(nèi)漏，導(dǎo)致沖洗水壓力不足，從而無法沖洗干凈所致。

（3）石灰石耗量超過設(shè)計值，經(jīng)過PH計、密度計對比，發(fā)現(xiàn)由于PH計沖洗不及時，導(dǎo)致PH計讀數(shù)不準，PH過低導(dǎo)致進漿量增加，從而石灰石耗量超標。

（4）通過該項目設(shè)置的托盤前后壓差比對，測算加裝后的托盤阻力在700-1000pa之間波動，比設(shè)計時考慮的1200pa小，在性能上達到了更優(yōu)的效果。

（5）通過運行的數(shù)據(jù)比較，在其它入口條件相同時，入口溫度越高，出口粉塵越高。

5結(jié)語

華能沁北發(fā)電有限責任公司三期2×1000MW機組的超低排放項目改造后的社會意義在于機組滿負荷狀態(tài)下，改造前單臺機組每小時SO2脫除量約為10.12噸/小時，改造后單臺機組每小時可脫除SO2量約10.746噸/小時，按年投運7000小時計算，則單臺機組改造后每年可多脫除SO2量4382噸/年，兩臺機組可以多脫除SO2量8764噸/年。

通過減少排放煙氣中二氧化硫和粉塵的含量，達到保護了生態(tài)環(huán)境、節(jié)約物質(zhì)能源的目的，這在一定程度上做到了清潔生產(chǎn)，給電廠內(nèi)工作人員和周遍生活的居民營造了一個好的生活環(huán)境，另外也提高了物料和能源的利用率，實現(xiàn)了資源的回收利用，減少了人類生產(chǎn)活動對環(huán)境的破壞，實現(xiàn)經(jīng)濟生產(chǎn)的和諧、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]郭東明，編著.脫硫工程技術(shù)與設(shè)備[M].化學工業(yè)出版社，2012.

[2]孫克勤，鐘秦，編著.火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計、建造及運行[M].化學工業(yè)出版社，2005.