探究發電廠脫硫系統升級改造及改造后系統優化

摘 要：本文將結合生產實際對發電廠脫硫系統升級改造及優化進行闡述，實現硫化物的達標排放，為同類發電廠脫硫系統升級改造提供有益借鑒。

關鍵詞：發電廠；脫硫系統；煙氣—煙氣再熱器；升級改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.018

1 引言

目前我國以煤炭為主的火電廠的運行給環境帶來了較大的影響，主要表現在含硫污染物的排放上面，對于降低火力發電過程中硫化物的排放率問題已經是迫在眉睫，火電廠脫硫系統升級改造也是刻不容緩，在提高設備的可靠性的同時也要降低耗能，這對提高空氣質量具有重要意義。

2 電廠脫硫系統概述及問題分析

2.1 電廠脫硫系統概述

發電廠脫硫工程采用石灰石—石膏濕氣法煙氣脫硫工藝，一爐一塔，設備主要包括：吸收塔系統、石膏脫水系統、工藝水系統、熱控系統、電氣系統、排放系統、壓縮空氣系統、煙氣系統和石灰石漿液制備系統，其中主要設備有煙氣—煙氣再熱器、增壓風機和吸收塔。該脫硫裝置設計在燃用設計煤種及校核煤種、鍋爐最大連續蒸發量、處理100%煙氣量條件下脫硫裝置脫硫率保證值大于90%。

2.2 脫硫系統問題分析

（1）由于不同批次煤炭質量稍有差別，導致實際燃用的煤炭含硫量與設計煤種存在一定的偏差，實際煙氣脫硫入口SO2濃度較高，最高值硫份可高達1.3%以上，凈煙氣SO2濃度已經無法滿足最新的大氣污染物綜合排放標準的的要求。（2）該脫硫裝置配套了兩臺石灰石制漿系統，但是由于其主設備濕式球磨機功率較小，導致制漿系統出力不足，當機組硫份值偏高時，無法向吸收塔提供足夠的吸收劑，引起系統脫硫效率降低，造成污染物排放超標。 （3）由于吸收塔除霧器除霧效果較差，經過吸收塔后， 大量的石灰石（石膏）顆粒隨煙氣進入煙氣—煙氣再熱器，導致煙氣—煙氣再熱器換熱元件兩側壓差快速上升，需要停止運行，并對設備進行沖洗，這可能對主設備的安全運行產生不利影響。（4）原有設備排放系統只有一個事故漿液箱，并且其儲存量較小，當有兩臺以上機組同時進行檢查維修時，其儲存量將無法滿足吸收塔漿液的排放需求，會給機組的檢查維修帶來不便。（5）現有煙氣—煙氣再熱器的漏風率大于2.0%，未處理的煙氣泄漏量已經超出了《火電廠大氣污染排放標準》（GB13233-2011）中對粉塵和SO2最高排放閾值。

3 電廠脫硫系統升級改造方案

3.1 脫硫系統擴容

（1） 將煙氣—煙氣再熱器的換熱元件由Howden HS8e型換成HC型，則通道將增大，并且換熱元件高度從600mm降到450mm，同時煙氣—煙氣再熱器吹灰系統也進行同步改造，達到高壓水、低壓水和主蒸汽吹掃，煙氣從引風機直接進入煙氣—煙氣再熱器，經過吸收塔直接通過煙囪排入大氣。（2）拆除原有的3000m3/h羅茨風機，安裝6500m3/h單級高速離心風機，吸收塔內原有矛槍式氧化風管改為列管式，確保吸收塔漿池中亞硫酸鈣的氧化。（3）原有的屋脊型除霧器表面結構堵塞比較嚴重，需要全部更換，同時增加頂層沖洗水，為了進一步改善除霧器效果，在除霧器和噴淋層之間增加一層聚丙烯材料的管式除霧器。（4）由于原有吸收塔攪拌器多次發生磨損和斷裂，使用效果較差，把原有萊寧 HWL200型攪拌器改為EKATO HWL 2000型，以保證吸收塔漿池中石膏漿液不發生沉集和亞硫酸鈣的均勻氧化。（5）由于石灰石漿液系統中制漿出力不足，并且煙氣中的SO2實際濃度比設計值大，需要對制漿系統進行增容改造，需要新增一套石灰石粉倉和石灰石漿液箱，保留原濕式球磨機系統和新增系統同時運行，更換原有石灰石漿液輸送泵，兩套制漿系統可以分別對吸收塔供漿，提高系統的可靠性。（6）根據上述脫硫過程中遇到的問題，為了滿足系統改造的需求，還需新增1個事故漿液箱，有效容積應2200m3，其余機械、電氣、控制、土建等系統應根據工藝需要做相應改造。

3.2 煙氣—煙氣再熱器漏風率改造

（1）調整并更換煙氣—煙氣再熱器三向密封片（包括橫向、縱向和周向），調整后要保證設備運行時密封片不與其它部件摩擦、卡澀。

（2）增加一套密封系統并保留原有密封系統，新增系統包括風機、電機、擋板門及執行器、煙道、煙道非金屬膨脹節等，并在煙氣—煙氣再熱器的煙氣側底部扇形板處增加吹掃隔離風通道，風源采用處理后的凈煙氣煙道，經過入口處的擋板門后，經密封風機升壓后進入扇形板作為隔離風。

4 電廠脫硫系統優化措施

（1）漿液pH值控制。合理的調配漿液pH值是提高脫硫效率的有效措施之一，較低的漿液pH值有利于石灰石的溶解，較高的漿液pH值有利于SO2的吸收，當漿液pH值在4-5時HSO3-的氧化率最高，當漿液pH值在4-6時CaCO3的溶解率呈線性增加。所以從實際運行過程中不斷嘗試和分析的結果上看，漿液pH值控制在5-5.5之間是較為合理的區間，可以有效的提高脫硫效率。（2）漿液循環泵節能運行。在脫硫系統正常運行時，應根據機組的負荷和濕法煙氣脫硫入口硫份的高低來控制漿液循環泵的運行和功率的選擇來實現節能。（3）減少煙氣—煙氣再熱器漏風率。電廠煙氣—煙氣再熱器原有密封系統只有徑向密封（漏風率大于2%），經過改造后增加縱向密封，風量是徑向密封的1/3，并在出風口處布置扇形板，煙氣流動方向從下往上，與扇形板流動方向一致，運行時密封風吹掃、置換煙氣—煙氣再熱器換熱元件中的原煙氣，來降低換熱元件的攜帶漏風，改造后煙氣—煙氣再熱器漏風率控制在0.5%以下。

5 結論

本文結合發電廠脫硫改造升級項目實際，對發電廠脫硫系統所存在的問題進行了綜合性的分析，再基于現場實際以及相關法律法規標準規范的要求，對脫硫系統的改造升級方案進行了詳細的闡述，并有針對性的對改造后的方案進行了優化，使得改造后設備投運效率大幅度提高，設備運行穩定，硫化物排放濃度和排放量明顯減少，達到了國家相關標準，為同類發電廠脫硫系統升級改造提供有益借鑒。

參考文獻：

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