300MW循環流化床鍋爐超低排放改造應用

摘 要：我公司兩臺300MW循環流化床機組在運行中已不能滿足國家環保局最新下發的超低排放標準的要求，按照要求我公司分別對兩臺機組的脫硫，脫硝、及除塵部分進行超低排放改造，使改造后的煙氣排放指標達標。

關鍵詞：300MW循環流化床鍋爐；超低排放；改造

引言

我公司一期裝機容量為2×300MW，配套上海鍋爐廠生產的SG-1065/17.5-M4505的亞臨界、一次中間再熱、單鍋筒、自然循環、平衡通風循環硫化床鍋爐，兩臺機組配置一座海勒式間接空冷塔，空冷塔采用“三塔合一，兩機一塔”技術，及空冷塔、脫硫吸收塔、煙囪三個塔布置在一起，兩臺機共用一個塔。脫硫采用爐內摻燒石灰石粉的脫硫技術以及爐后濕法石灰石脫硫工藝進行脫硫。除塵器采用浙江菲達環保生產的高效電袋組合式除塵器，兩級電除塵裝置、三級布袋除塵裝置進行除塵。未設置脫硝系統。兩臺機組于2012年5月投產發電。投產以來，我廠煙氣排放指標均低于當時《火電廠大氣污染物排放標準》，煙塵排放濃度穩定在30mg/Nm3以下，凈煙氣SO2含量可穩定在100mg/Nm3以下，煙氣中NOX濃度穩定在100 mg/Nm3以下。

2014年8月8日山西省人民政府辦公廳下發文件（晉政辦發[2014]62號）《關于推進全省燃煤發電機組超低排放的實施意見》規定燃用低熱值煤發電機組執行以下超低排放標準：NOX 50mg/Nm3、SO2 35mg/Nm3、煙塵10mg/Nm3。2014年9月12日國家發展和改革委員、環境保護部和國家能源局下發（發改能源[2014]2093號）文件《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014-2020）》，規定不符合超低排放標準的燃煤電廠需在2014-2020進行超低排放改造。為滿足上述國家環保超低排放標準要求，我公司需對鍋爐進行脫硝改造、脫硫提效改造以及脫硫吸收塔后預留增加濕式電除塵位置和電除塵器提效改造；改造后在現有煤種情況下要求達到燃氣輪機的超低排放標準。

1 脫硫部分改造

改造前我公司爐外脫硫系統設計為一個吸收塔，三臺循環泵和三層噴淋系統組成，內設兩級平板式除霧器。來自鍋爐的煙氣，在塔內與吸收劑逆流接觸并進行吸收反應，反應物在吸收塔漿池進行強制氧化，進而得到脫硫副產品石膏。改造前脫硫系統入口硫份在2000mg/Nm3左右時，脫硫出口硫份可達80mg/Nm3左右；機組負荷在200MW左右時，脫硫系統入口硫份達到3000mg/Nm3左右時，脫硫出口硫份可達100mg/Nm3以下。為滿足超低排放要求，本次改造利用石灰石-石膏濕法單塔雙循環技術，將煙氣在一座吸收塔內完成了兩次脫硫，達到了雙塔串聯效果。具體改造方案如下：

吸收塔是整個脫硫裝置的核心。原吸收塔已不能滿足超低排放標準要求，需要對吸收系統進行增容改造，原有脫硫系統每臺機組3臺循環泵，每臺循環泵流量為4700m3/h，也嚴重偏小，脫硫裝置需通過增加液氣比、延長霧化停留時間、增強氧化等措施，才能較好地保證吸收效果和脫硫效率。本次改造將原吸收塔作為雙循環回路塔主塔，利用吸收塔底漿池構成一級循環，脫硫率控制在～75%，循環漿液pH值控制在4.5～5.0，保證充分的亞硫酸鈣氧化效果和充足的石膏結晶時間。原吸收塔在第2、3層噴淋層之間截斷，增加塔高～17.6m，改造后吸收塔總高由原來的30.2m加高為47.8m中間設置集液盤，下部設2層噴淋，集液盤上部設3層噴淋層。

新建塔外循環塔：塔外循環塔構成二級循環，塔外循環塔內的石灰石漿液從循環泵打入吸收塔，吸收SO2后通過集液盤又返回塔外循環塔循環。塔外循環塔內漿液pH值控制在5.6～6.0，優化CaCO3吸收SO2的反應，脫硫率不低于97%。

現有漿液循環泵A（Q=4700m3/h；H=19.7m）更換為Q=7290m3/h；H=19.7m。現有漿液循環泵B（Q=4700m3/h；H=21.6m）利舊。現有漿液循環泵C（Q=4700m3/h；H=23.5m）移位利舊，吸入口改到從塔外循環塔引接，現有循環泵C用于次高層。新增漿液循環泵D（Q=7290m3/h；H=19.7m）、E（Q=7290m3/h；H=23.3m）。改造后總循環漿液量為：4700×2+7290×3=31270m3/h。主塔設計兩臺漿液循環泵，輔塔設計三臺循環泵。將兩級平板式除霧器改為三級屋脊式除霧器。

2 增加脫硝系統

目前我廠未設脫硝裝置，現在機組負荷穩定時NOX生成濃度大多數時間在60mg/Nm3以下，因機組負荷調節引起負荷變化時，NOX最高在160mg/Nm3左右，無法滿足超低排放標準，現增加脫硝系統，采用非選擇性催化還原脫硝工藝（SNCR），對1、2號機每臺機組設一套SNCR脫硝裝置，在設計煤種及校核煤種、鍋爐最大工況（BMCR）、處理100%煙氣量、脫硝裝置入口NOX濃度不大于200mg/Nm3，脫硝裝置效率不小于75%，排放濃度不大于50mg/Nm3。

SNCR煙氣脫硝技術具體改造方案如下：兩臺爐各加裝一套SNCR反應裝置；另在廠區適當位置新建尿素區，為鍋爐進行尿素溶液的供應。分別在兩臺爐的三個旋風分離器入口裝設5支尿素噴槍，在三個旋風分離器的出口裝設一支尿素噴槍。運送至現場的袋裝顆粒尿素儲存在尿素儲存間，經電動葫蘆吊裝送入尿素溶解罐，并在尿素溶解罐中與按比例補充的新鮮除鹽水中充分溶解成40～60%質量濃度的尿素溶液，通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲罐。尿素溶液經由供液泵經綜合管架，進入SNCR稀釋、計量與分配系統供給尿素噴槍，噴入用氨點，投入噴槍的數量根據機組負荷與煙氣中NOX含量調節控制。

3 除塵器改造

我廠除塵器由浙江菲達環保科技股份有限公司提供，每爐配電袋除塵器2臺。除塵器投運以來運行正常，除塵效果良好，除塵器出口含塵量小于40mg/Nm3左右，再加上脫硫的除塵作用，我公司煙氣出口煙塵排放濃度能控制在10mg/Nm3左右。

本次改造采用電袋除塵器只將布袋更換為超細纖維布袋，電場區更換高頻電源的方案，將電袋除塵器出口含塵量降至10mg/Nm3以下。

4 結束語

我公司#2機組于2015年09月16日改造完成，2015年10月16日完成100%負荷168小時性能試驗，#1機組于2015年11月04日改造完成，2015年11月25日完成100%負荷168小時性能試驗。兩臺機組超低排放改造后排放指標均能滿足NOX控制在50mg/Nm3以下、SO2控制在在35mg/Nm3以下、煙塵控制在10mg/Nm3以下的排放標準。

參考文獻

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（2014-2020）[S].

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