300 MW燃煤機組濕法脫硫二爐一塔改一爐一塔研究

黃愷琿

(廣州發展集團股份有限公司能源經濟研究中心，廣東廣州510623)

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300 MW燃煤機組濕法脫硫二爐一塔改一爐一塔研究

黃愷琿

(廣州發展集團股份有限公司能源經濟研究中心，廣東廣州510623)

某電廠二期3號、4號爐石灰石-石膏濕法煙氣脫硫(FGD)共用一個脫硫塔系統，為滿足國家環保要求，實施取消脫硫旁路擋板及提高脫硫效率改造，將二爐一塔改為一爐一塔，改造后，實現封閉脫硫旁路并提高脫硫效率的目標，單機滿負荷工況脫硫率由95.3%提高到98.3%，FGD出口SO2濃度由55 mg/Nm3降為30 mg/Nm3左右，同時通過配套增引合一風機改造提高了風機運行安全性，并有效降低風機總電耗。

300 MW燃煤機組；濕法脫硫；吸收塔；二爐一塔；一爐一塔

0　引言

廣州發展某4臺300 MW燃煤電廠建設有一期和二期脫硫系統，一期脫硫是1號、2號爐共用一個脫硫塔系統，二期脫硫是3號、4號爐共用一個脫硫塔系統，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術，為二爐一塔設計，脫硫系統設置旁路擋板門、GGH，每臺爐配置一臺100%容量的增壓風機。

為滿足國家環保要求[1]，2014年二期3號、4號爐實施取消脫硫旁路擋板及提高脫硫效率改造(一爐一塔改造)。改造方式為3號爐脫硫繼續利用原二期脫硫吸收塔及其附屬系統，4號爐新建脫硫塔及其附屬系統，兩臺爐均進行增引合一和煙道調整。

1　改造內容

1.13號爐脫硫改造內容

(1)增引合一風機改造

拆除原增壓風機及附屬設備、增壓風機出入口煙道擋板門，拆除原引風機及附屬設備、引風機出口單擋板門。

新增A，B雙級動調軸流式引風機(上海鼓風機廠)及配套電機(湘潭電機廠，功率3 000 kW)，風機和電機共用一個液壓潤滑油站，每臺引風機配套兩臺軸冷風機、引風機出口風道設置出口雙密封擋板門、兩臺風機出口擋板門共用一套密封風系統(包括兩臺密封風機及一臺電加熱器)。

(2)煙氣系統改造

拆除原增壓風機出口擋板門高壓密封風系統(包括一臺高壓密封風機、一臺電加熱器及管道)和原低壓密封風系統(包括兩臺低壓密封風機、一臺電加熱器及管道)，由于凈煙氣擋板設備和位置不變，將低壓密封風至凈煙氣擋板門管道截斷并封堵。

拆除原旁路擋板門及旁路煙道，在凈煙氣靠煙囪側封堵。

將原3號、4號爐共用名稱為2號吸收塔改造為3號爐脫硫系統3號吸收塔，另新建4號吸收塔供4號爐脫硫用。將原4號爐增壓風機出口來原煙氣煙道與3號爐增壓風機出口來原煙氣煙道匯合處封堵，將原2號吸收塔出口凈煙氣回煙囪靠4號爐側封堵，真正實現一爐一塔。

增加事故噴淋系統。由于取消了旁路煙道系統，為了在煙氣溫度過高時保護吸收塔襯膠不被損壞，在3號爐A，B引風機出口匯合后橫四路由東向西拐彎處煙道內部加裝了事故噴淋裝置，事故噴淋由兩路水源提供，一路是3號吸收塔除霧器沖洗水，一路是電廠消防水(接口位置在4號爐引風機后第25號消防井處，用DN150的管接出后加裝手動蝶閥供3號、4號爐脫硫系統用)。

由于二爐一塔改為一爐一塔，為了保證脫硫效率，將原3號吸收塔托盤開孔數由83 386個(開孔率為38.45%)改為47 884個(開孔率為22.08%)，堵孔35 502個。

1.24號爐脫硫改造內容

(1)增引合一風機改造

拆除原增壓風機及附屬設備、增壓風機出入口煙道擋板門，拆除原引風機及附屬設備、引風機出口單擋板門。

新增A，B雙級動調軸流式引風機(上海鼓風機廠)及配套電機(湘潭電機廠，功率3 700 kW)，風機和電機共用一個液壓潤滑油站，每臺引風機配套兩臺軸冷風機、引風機出口風道設置出口雙密封擋板門、兩臺風機出口擋板門共用一套密封風系統(包括兩臺密封風機及一臺電加熱器)。

(2)新建吸收塔系統設備

拆除原旁路擋板門及旁路煙道，在凈煙氣靠煙囪側封堵。

新建4號吸收塔及其附屬系統，包括GGH煙氣系統，煙道事故噴淋系統(防止煙氣溫度過高損壞吸收塔設備)，漿液循環泵系統等。吸收塔采用雙托盤層，大大增加煙氣均勻度，提高漿液與煙氣接觸面積和時間，提高脫硫效率。

新建氧化風機兩臺，供4號吸收塔和正在建設的2號吸收塔用，采用進口高速離心風機，為吸收塔漿液氧化提供保證。

新建GGH系統，保證排煙溫度達到80 ℃以上，采用蒸汽吹灰，大大降低GGH差壓上升的速度。

2　改造效果

2.13號、4號爐改造前后主要參數對比

3號爐脫硫改造于2014年3月3日完工投入運行，2014年3月31日通過168 h試運。4號爐脫硫為新建一個脫硫塔及其附屬系統，于2014年4月6日完工投入運行，2014年4月22日通過168 h試運。表1、表2為改造后的3號、4號吸收塔，分別在2臺、3臺循環泵運行時的參數。

2.23號爐脫硫改造后脫硫率提升效果

(1)SO2排放濃度下降、脫硫效率提高明顯。對比改造前后單機滿負荷運行工況，改前、改后，脫硫效率分別為95.3%，98.6%，入口SO2濃度分別為1 241 mg/Nm3，1 290 mg/Nm3，出口SO2

表2　改造前后脫硫參數對比(改造后3號、4號吸收塔三臺循環泵運行)

濃度分別為55 mg/Nm3，17 mg/Nm3，吸收塔pH值分別為6.31，5.98。改造后在入口SO2濃度相對較高、吸收塔pH值較低的情況下，SO2排放濃度下降，脫硫效率提高明顯。

(2)脫硫塔安全系數提升，煤種硫分適應性增強。改造后鍋爐燃燒硫分0.6%以下煤種情況時，在維持兩臺漿液循環泵運行情況下，可滿足脫硫效率98%及SO2排放50 mg/Nm3的要求，有效提高漿液循環泵運行安全系數，同時保留有煤種硫分上升的空間。

2.34號爐脫硫新建吸收塔性能

(1)SO2排放濃度下降、脫硫效率提高明顯。對比改造前后單機滿負荷運行工況，而且在優化運行的大背景下，只有兩臺漿液循環泵運行，改前、改后，脫硫效率分別為95.3%，97.7%，入口SO2濃度分別為1 241 mg/Nm3，1 340 mg/Nm3，出口SO2濃度分別為55 mg/Nm3，29.7 mg/Nm3，吸收塔pH值分別為6.31，6.0。改造后在入口SO2濃度相對較高、吸收塔pH值較低的情況下，SO2排放濃度下降，脫硫效率提高明顯。4號吸收塔在3臺泵運行的情況下，脫硫效率更是達到98.3%，脫硫效率得到實在提高。

(2)脫硫塔安全系數高，煤種硫分適應性增強。改造后鍋爐燃燒硫份0.6%以下煤種情況時，在維持兩臺漿液循環泵運行情況下，可滿足脫硫效率98%及SO2排放50 mg/Nm3的要求，有效提高漿液循環泵運行安全系數，同時保留有煤種硫份上升的空間。

2.4耗電率變化

改造前后脫硫系統各主要設備耗電率數據見表3。

表3　改造前后脫硫系統各主要設備耗電率　%

表3中的數據作如下處理：將改造之前的二期脫硫系統耗電率(除了增壓風機、引風機外)平攤到3號、4號爐脫硫系統耗電率中。

從表3中數據對比可以看出，3號爐脫硫改造之后耗電率增加0.25%，4號爐脫硫改造后耗電率增加0.11%，實際上增引合一后，風機耗電率明顯下降，但是這個電能的節省消耗在其他設備上，3號爐是消耗在3號吸收塔余量過大(包括漿液循環泵、氧化風機、GGH低泄露風機都是為600 MW設計的)，4號爐是消耗在改造后的煙道阻力大大增加上。

2.5機組安全性和檢修靈活性增強

二期脫硫一爐一塔改造后3號、4號爐脫硫系統各自獨立，運行簡單靈活，可靠性較高，在一套脫硫系統故障時，不會影響另一臺鍋爐運行。脫硫系統檢修可以隨相應機組的大小修進行，機組和脫硫系統檢修安排更加靈活[2]。

3　結論

本次3號、4號爐脫硫一爐一塔改造已經達到了封閉脫硫旁路并有效提高脫硫效率的目的，單機滿負荷工況脫硫率由95.3%提高到98.3%，FGD出口SO2濃度由55 mg/Nm3降為30 mg/Nm3左右；通過配套增引合一風機改造提高了風機運行安全性，并有效降低風機總電耗[3]，改造達到了預期效果，值得推廣。下一步，需要密切注意改造后可能發生的GGH堵塞、除霧器結垢、設備腐蝕、通流部件磨損、吸收塔漿液品質惡化、石膏品質差、廢水不達標等問題[4]，加強運行、維護和管理，提高設備可靠性，確保系統連續安全穩定運行。

[1]聶鵬飛,王洋,陳啟福，等.600 MW火電機組濕法脫硫旁路擋板封堵改造案例[J].中國電力,2013,46(3):100-103.

[2]戎淑群,邵峰.300 MW燃煤機組脫硫工程一爐一塔與二爐一塔方案比較[J].熱力發電,2005,34(10):4-6.

[3]況延良,臧艷.燃煤電廠常見濕法脫硫裝置運行特點分析[J].華東電力,2013,41(5):1132-1138.

[4]修立杰,蘇永健,王震宇，等.火力發電廠濕法脫硫FGD防腐工藝的優化分析[J].電力科學與工程,2014,30(6):20-25.

Study on Two Boilers with One Absorption Tower Reformed to One Boiler with One Absorption Tower of Wet FGD for 300 MW Coal-fired Unit

HUANG Kaihui

(Energy Economics Research Center，Guangzhou Development Group Incorporated，Guangzhou 510623,China)

To meet the requirements of the national environmental protection standards, by canceling desulfurization bypass damper, improving the desulfurization efficiency, and retrofitting two boilers with one tower to one boiler with one tower, reformations had been implemented on the wet flue gas desulfurization plant No.3 and No.4 Boilers which shared one desulfurization tower system in Project 2 of a certain power plant. The results showed that, desulfurization efficiency had been improved, and the desulfurization rate on stand-alone full load conditions increased from 95.3% to 98.3%, while the FGD outlet concentration of SO2reduced from 55 mg/Nm3to about 30 mg/Nm3, which effectively reduced the total power consumption and improved operational safety of fan by supporting combination of the booster fan and induced draft fan.

300 MW coal-fired unit;FGD; absorption tower;one boiler with one absorption tower; two boiler with one absorption tower

2016-03-01。

黃愷琿(1982-)，男，工程師，主要從事能源環保和能源經濟研究，E-mail:48427894@qq.com。

TK227.6；X511

A

10.3969/j.issn.1672-0792.2016.08.015