淺談提升高硫煤機組FGD可靠性之措施

呂志超

（浙江藍天求是環保股份有限公司，杭州 310012）

淺談提升高硫煤機組FGD可靠性之措施

呂志超

（浙江藍天求是環保股份有限公司，杭州 310012）

針對高硫煤機組FGD的技術特點，從設計源頭介紹了如何提升高硫煤機組FGD可靠性的措施，并佐以工程實例。

高硫煤機組；石灰石-石膏濕法脫硫工藝（FGD）；可靠性

1 引言

2011年，國家環保部發布新的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223-2011），進一步提高火電廠SO2的排放標準，要求自2014年7月1日起，現有燃煤鍋爐SO2的排放限值為200mg/Nm3，重點地區的燃煤鍋爐SO2排放限值為50mg/Nm3，廣西、重慶、四川和貴州地區的燃煤鍋爐SO2排放限值為400mg/Nm3。盡管廣西、重慶、四川和貴州地區的SO2排放標準相對較低，但這些地區的燃煤含硫量普遍較高，經常達到3%，甚至達到5%，因而對脫硫系統的壓力非常大，且隨著環保壓力的日益增大，各地紛紛出臺了脫硫系統取消旁路的規定。目前脫硫系統儼然已成火電廠的“第四大主機”，因此如何提升脫硫系統的可靠性，提高機組的可利用小時數，已成為一個嚴峻的課題。而高硫煤機組由于存在SO2排放濃度高、脫硫效率要求也高的雙高現象，更是成為重中之重。

本文以高硫煤機組為例，介紹了一些提升高硫煤機組FGD可靠性的措施，并佐以工程實例，說明這些措施均已經過工程實際檢驗并效果明顯。

2 提升高硫煤機組FGD可靠性的措施

2.1 合理的噴淋層設計

FGD噴淋層通常以單元制設計，即一層噴淋層對應一臺循環泵。噴淋層設計除了要綜合考慮循環泵的容量和塔內噴嘴布置外，還應結合電廠燃煤含硫變化情況，合理設置噴淋層數，可根據燃煤含硫變化關停部分噴淋層，以節省運行費用。

此外，噴淋層噴嘴布置一定要避免對支撐梁的直接沖刷，且最外沿的噴嘴務必要距塔壁一定距離（約700mm左右），以盡量減少噴嘴對塔壁的沖刷。另根據廣西、貴州一些電廠的運行經驗，對于高硫煤機組，推薦采用偏心錐噴嘴，而螺旋錐噴嘴更容易堵塞。

2.2 可靠的塔內件設計

取消旁路煙道后，FGD儼然成為電廠的“第四大主機”，為了確保不因FGD而導致主機停機，勢必要提高FGD吸收塔塔內件的可靠性：

（1）循環泵和石膏排出泵的塔內濾網采用1.4529等合金材料，以提高其壽命、降低檢修概率；或者循環泵和石膏排出泵入口管道采用塔外濾網型式，以實現不停機檢修。

（2）塔內氧化曝氣管或氧化噴槍采用1.4519等合金材料，以提高其壽命。

（3）吸收塔塔壁噴淋層區域和噴淋層支撐梁采用1.4529合金材料防腐，以提高塔壁噴淋層區域和噴淋層支撐梁的耐沖刷性。

2.3 有效的油污排除措施

鍋爐的點火方式主要有燃油、燃氣和等離子點火方式。盡管目前等離子點火方式應用日益廣泛，但還有一些鍋爐在日常運行中會長期或偶爾適用燃油點火方式。由于取消了旁路煙道，鍋爐點火期間，含油污煙氣一樣要通過FGD，于是為了保護吸收塔塔內件和確保脫硫效率，脫硫系統設計時，必須要設置有效的油污排除措施：

（1）在吸收塔漿液池上方塔壁設置消泡劑投放孔，可在塔內漿液泡沫過多時投放消泡劑，以保證塔內漿液的質量。

（2）由于油污通常都漂浮于液面，在略高于吸收塔漿池設計液位處的塔壁設置油污排放孔，可通過管道接至吸收塔排水坑或石膏排出泵入口管，然后通過吸收塔排水坑泵或石膏排出泵直接輸送至廢水處理系統進行處理。

然而，對于投油時間需求較長的項目，如循環流化床鍋爐調試期間，以上兩種措施并不能確保FGD安全運行。由于鍋爐在投油時，電除塵器不通電，袋除塵器投旁路運行，這時鍋爐的大量灰塵會直接進入吸收塔，并被循環漿液洗滌進入吸收塔漿池。由于煙氣含塵濃度高（10～30g/Nm3），時間一長就會造成塔內漿池癱瘓，所以需要在吸收塔附近設置一座拋漿沉淀池，以清除塔內灰塵含量超高的漿液。

2.4 可靠的事故噴淋系統

脫硫吸收塔內噴淋層（FRP）、除霧器（PP）和塔內防腐材料（丁基橡膠，若為玻璃鱗片，則耐溫更高些）的長期運行溫度限值一般為80℃左右。而鍋爐在實際運行中，煙氣溫度會偶爾超過160℃，且在事故工況下，循環泵停運，鍋爐煙氣會直接通過吸收塔。因此要保護吸收塔塔內件，須在吸收塔入口煙道設置事故噴淋冷卻系統。為提高該系統的可靠性，事故噴淋冷卻系統可引入兩路水源：一路引自除霧器沖洗水；另一路引自全廠消防水系統，兩路水源通過氣動閥切換。日常運行時系統用水采用除霧器沖洗水；當全廠停電時，系統用水采用全廠消防水（全廠停電時，引風機停運，但還有一部分高溫煙氣會通過吸收塔）。

當FGD入口煙氣溫度超過160℃或吸收塔循環泵全部停運時，均應立即投運事故噴淋系統。事故噴淋系統的用水量可按100%BMCR工況煙氣量從事故最高煙氣溫度降到80℃所需冷卻水量設計，并考慮一定裕量。

3 工程實例

廣西柳州發電有限責任電公司（以下簡稱：柳電公司）有兩臺200MW（經改造后現為220MW）發電機組，分別于1994 年、1995 年投入運行。初始脫硫采用濕式石灰石-石膏法工藝，兩爐一塔方案。但因兩爐一塔運行檢修不便，且煤質變化頻繁，后要求脫硫改造，保留原脫硫系統供2#爐使用，新建一套完整的脫硫系統供1#爐使用。本文介紹的是后期新建的脫硫系統，該項目全部采用了上述提及的措施。該項目的設計數據見下表。

柳電公司1#爐脫硫系統設計數據表

該項目已于2012年5月通過168h試運，試運期間的各項性能指標均優于設計值，脫硫效率一度穩定在99%以上（見圖1、圖2）。投運一年多，系統性能穩定，FGD未發生事故停機，且電廠經常根據實際燃煤的含硫量靈活調整噴淋層數，關停部分循環泵，在保證環保要求的前提下，降低了FGD運行費用。

由上述兩圖可見，試運期間，當SO2濃度在11,250mg/Nm3左右時，脫硫效率穩定在99.25%以上；當SO2濃度在14,000mg/Nm3左右時，脫硫效率穩定在99%以上。

圖1 FGD入口SO2濃度曲線DCS截圖

通過柳州項目的工程實際檢驗，本文所羅列的四條措施可充分提升高硫煤機組FGD的可靠性。隨著國內脫硫機組運行時間的日益增長，將會有更多提升高硫煤機組FGD可靠性的措施涌現出來。

圖2 FGD脫硫效率曲線DCS截圖

火電廠大氣污染物排放標準（GB 1223-2011）[S]．

Simple Discussion on Upgrading Measures of FGD Reliability of High Sulfur Coal Generating Set

LV Zhi-chao
(Zhejiang Lantian Qiushi Environmental Protection Co., Ltd, Hangzhou 310012, China)

Based on FGD technical characteristic of high sulfur coal generating set, the paper describes how to upgrad measures of FGD reliability of high sulfur coal generating set from the design source and assists the engineering example.

high sulfur coal generating set; wet FGD of limestone-gypsum; reliability

X701

A

1006-5377（2015）01-0043-03