摘要：結合某電廠的實際情況，通過對超低排放改造技術方案的比較，簡要介紹了火電廠超低排放改造目前應用的主流技術。


關鍵詞：火電廠；超低排放；改造；技術

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)電機組的主要污染排放指標達到天然氣燃氣輪機發(fā)電機組的標準。經(jīng)過對現(xiàn)役機組的改造，使電廠排放的煙塵、二氧化硫、氮氧化物達到清潔排放的要求。

隨著改造技術的成熟，環(huán)境保護部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了關于印發(fā)《全面實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號文），要求到2020年，全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭實現(xiàn)超低排放（即在基準氧含量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年開始進行超低排放改造。本文以某電廠為工程實例，簡要闡述目前火電廠超低排放改造的主流技術。

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、空氣預熱器前的位置。脫硝系統(tǒng)催化劑層數(shù)按“2+1”設計，已運行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#機組煙氣脫硫采用1爐1塔方案，鍋爐來的原煙氣由主煙道引出，進入煙氣換熱器（簡稱GGH）、吸收塔進行脫硫，處理后的煙氣經(jīng)塔頂除霧器除去液滴后，返回至GGH進行加熱，最后煙氣通過煙囪排入大氣。

（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脫水，真空皮帶脫水機二級脫水，脫水后石膏落入石膏庫內(nèi)堆存，通過汽車外運出廠。

（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)采用過濾式除塵法（即布袋除塵器）目前，1#、2#機組的布袋除塵裝置除塵效率為99.9%，在沒有布袋破損的運行工況下除塵器出口粉塵濃度小于30mg/Nm3。

3、超低排放改造技術方案選擇

根據(jù)機組運行狀況，通過對各個專業(yè)技術方案對比，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是在燃盡風區(qū)域產(chǎn)生的，低低氮燃燒器是通過改造燃燒器，調(diào)整二次風和燃盡風的配比，增加燃盡風的比例，大幅度減少燃盡風區(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)進行布置，力求工藝流程和設施布置基本不變，對各機組設施的變動最少的原則，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到吸收塔入口頂板的空間布置旋匯耦合裝置；新增一臺循環(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；氧化風機全部更換為三臺離心式風機，兩運一備運行。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，相應增加兩臺循環(huán)泵，更換所有噴嘴為高效螺旋噴嘴；新增一臺氧化風機，與原三臺風機調(diào)整為三用一備運行。吸收塔需要拔高4m。

方案三、吸收塔漿池保留原有五臺吸收塔攪拌器，增加一套分區(qū)調(diào)節(jié)器。同時增設一套氧化空氣管網(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，相應增加一臺循環(huán)泵，更換所有噴嘴為高效螺旋噴嘴；氧化風機全部更換為三臺離心式風機，兩運一備運行。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、運行費用低；系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠性高等技術優(yōu)勢，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行維護費用費用較高，耗電耗水量較大，后期運行腐蝕嚴重，受場地條件影響，施工困難，改造周期長，因此，根據(jù)實際情況選擇方案一。

3.4、拆除GGH

拆除GGH有主要有以下突出的優(yōu)點：

(1)拆除GGH可降低煙囪污染物排放濃度；(2)簡化系統(tǒng)，提高運行可靠性，降低運行維護費用；(3)GGH拆除后消除了堵灰隱患，提高了機組的可靠性。結合上述優(yōu)點，可見拆除GGH是十分必要的。

3.5、煙囪防腐部分

方案一、采用泡沫?；u；

方案二、采用玻璃鋼煙囪內(nèi)筒；

方案三、采用鈦鋼復合鋼板煙囪內(nèi)筒。

雖然鈦鋼復合鋼板初期投資費用較高，但是在耐高溫性能、耐化學腐蝕性能、防止二次帶水、維修工作量等方面，鈦鋼復合鋼板均有明顯優(yōu)勢。另外脫硫改造拆除GGH后，省下的GGH運行費用、每年的檢修維護費用是相當可觀的，因此鈦鋼復合鋼板方案經(jīng)濟性價比較好，應當選擇方案三。

4、以某電廠為例，超低排放改造技術方案

4.1、脫硝系統(tǒng)

增加一層蜂窩式催化劑，增加相應的聲波吹灰器及蒸汽吹灰器，SCR反應器及支架不做改造，相關聯(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)蒙皮和增加一個原煙道膨脹節(jié)，溢流管最高點相應提高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)泵及氧化風機

在高效旋匯耦合脫硫技術基礎上，利舊現(xiàn)有3臺循環(huán)泵，增加一臺新的循環(huán)泵，將與循環(huán)泵位置沖突的攪拌器移位；相應增加噴淋層支撐梁、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臺吸收塔設置3臺流量7000Nm3/h、壓力85kPa的氧化風機，2用1備。新增3臺單級高速離心式氧化風機，放置于原1#增壓風機房內(nèi)，并拆除原增壓風機房內(nèi)設備設施。

4.4、臨時煙囪

改造吸收塔頂，安裝臨時煙囪，臨時煙囪高度為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)滿足改造后運行要求，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，通過沖洗除塵器元件，帶走管壁附著的塵粒。

煙氣通過管束式除塵器后，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。

4.7、拆除GGH

為減少煙氣系統(tǒng)的運行阻力及故障點，拆除了GGH。配合拆除GGH及附屬設施，對拆除部分進行煙道優(yōu)化。

4.8、煙囪防腐部分

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

5、結束語

電廠經(jīng)過上述改造，大氣污染物排放濃度全部達到超低排放控制標準，預計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，帶來了明顯的環(huán)境效益及社會效益。超低排放改造對改善本地區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量，減少霧霾天氣，促進經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著積極的作用。