淺論燃煤電廠環保升級改造及實施效果

鄧傳如++宋志浩

摘 要：近年來國家在煤電行業陸續出臺了一系列的環境保護法律法規，最大限度控制火力發電廠SO2、NOX、煙塵等污染物的排放，尋求經濟、社會和環境效益的有效統一；我廠為響應國家政策，實現污染物的達標排放，在現有環保設備基礎上進行環保系統升級改造，改造內容包括：“電除塵系統增設氣流均布格柵，更換高效除霧器，增設濕式靜電除塵器側位牽拉系統，改造陰極系統；SCR系統加層，SCR反應器增設氨逃逸測點；環保實時監控系統”等。整個環保系統改造后，設備的投運率和投運效率均大大提高，實現了污染物的超低排放目標。

關鍵詞：除塵系統；脫硝系統；實時監控系統；綜合改造；實施效果

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0004-02

1 引言

新源熱電2*300MW亞臨界燃煤供熱機組，于2012年9月28日兩套機組一次建成投產，煙氣治理環保設施同步建設投入運行，其中脫硝采用SCR脫硝工藝，脫硫采用石灰——石膏濕法脫硫工藝，除塵采用雙室四電場靜電除塵器并在脫硫后加裝濕式電除塵器。建設時，根據《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011），煙氣治理環保設施設計出口標準按沿海重點區域排放標準：NOx排放標準<100mg/Nm3、煙塵排放濃度<20mg/Nm3、SO2排放濃度<50mg/Nm3。

隨著經濟的發展以及科學技術的不斷進步，燃煤電廠的環保發電成為社會關注的重點話題。國家在保護生態環境的同時進一步刺激經濟增長，頒布了超低排放的法律法規。日鋼集團積極響應國家的方針政策，于2016年6月1日至8月12日先后對兩臺燃煤發電機組進行停機環保升級改造。

2 濕式電除塵改造方案及實施

2.1 增設氣流均布格柵

該裝置采用具有一定旋轉角度的FRP格柵，平行布設在濕式電除塵器的陰極下端。具有以下功能：

氣體再整流：煙氣在濕除截面上的更加均勻分布，以提高除塵效率。

陰極重錘掉落保護：陰極線采用重錘懸掛，當陰極線因腐蝕或其他原因掉落時，有格柵承接不至于砸壞殼體防腐層。

陰陽極檢修平臺：當需要檢修陰陽極時，格柵可作為檢修平臺，方便檢修人員操作維修。

2.2 增設高效除霧器

吸收塔內除霧器更換為（進口）一層管式兩層屋脊式的高效除霧器，用以分離凈煙氣夾帶的霧滴，使得除霧器出口煙氣攜帶的水滴含量低于50mg/Nm3。除霧器材料采用帶加強的阻燃聚丙稀，沖洗系統實現對除霧器進行全面自動/人工沖洗，除霧器以單個組件進行安裝，內部通道的布置適于維修時內部組件的安裝和拆卸。

2.3 增設濕式靜電除塵器側位牽拉系統

在陰極重錘處增加牽拉格柵和牽拉固定裝置；重錘利舊、重錘殼體更換；增加牽拉裝置絕緣密封風機及配套電加熱器以隔絕濕煙氣，防止漏電。牽拉裝置增設測溫熱電阻，牽拉位置增設法蘭短管，并對破壞的塔壁防腐層進行修補。

2.4 改造陰極系統

陰極線全部更換為鈦合金材質（對比見表1），功能是與陽極形成電場，荷電微細灰塵及霧滴顆粒，驅離荷電后的微細灰塵及霧滴顆粒趨向陽極表面，微細灰塵顆粒在陽極表面與霧滴顆粒混合后，形成混合液滴自由落入除塵器下部完成收集。

它具有重量低、強度高、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗強腐蝕能力。

3 脫銷改造方案及實施

3.1 SCR系統加層改造

脫銷系統采用爐內低氮燃燒技術，利用水平濃淡燃燒器降低NOX產生量，尾部采取選擇性催化還原（SCR）法來達到去除煙氣中NOX的目的，采用2+1層模式（其中兩層投運，一層備用），本次將備用層填充催化劑，使得煙氣中的NOX與氨在催化劑的表面充分發生的化學還原反應，生成N2和H2O。

3.2 SCR反應器增設氨逃逸測點

SCR反應器A、B側增設氨逃逸測點時刻監測不超過3ppm，與系統脫硝出口NOX和折算后數值雙措控制，及時調整耗氨量，有效降低了氨逃逸量。

4 采用實時監控系統

為了進一步提升電廠環保監管水平與針對性，強化對環保參數變化的反應調整能力，將日照市環境自動監測控制系統引入公司環保系統，實現了對脫硫、脫硝、除塵系統所有參數及主機系統關鍵參數實時在線監控，數據更新周期降至秒級，實現了環保全工況監控。

5 環保升級改造成果

5.1 濕式電除塵改造效果

由表2：同等負荷下粉塵排放量降低了約0.2mg/Nm3，緩解了電除塵頻繁故障帶來環保壓力，為實現環保指標的超低（<5mg/Nm3）排放奠定了保障基礎。

5.2 脫硝系統改造效果

由表3：改造后萬度電節約液氨0.762kg，全年兩臺機組按上網電量45億度計算，年可節約液氨334噸，即降低了空預器的堵塞速度，年可創效益334噸*3000元=100.2萬元。

6 空預器堵塞明顯改善

6.1 空預器堵塞分析

伴隨機組運行時間增加，脫硝催化劑性能下降，氨逃逸量增加，煙氣中的SO3進一步同煙氣中逃逸的氨反應生成硫酸氫銨和硫酸銨，其反應如下：

NH3+SO3+HO2→NH4HSO4

NH3+SO3+HO2→（NH4）2SO4

正常情況下NH4HSO4在空氣預熱器換熱元件表面發生粘附和結灰的溫度區間為150℃～220℃，夏天排煙溫度高，發生NH4HSO4粘附的區域面積較小；冬季排煙溫度低，特別低負荷狀態發生NH4HSO4粘附的區域面積擴大；因此，低負荷狀態下會發生NH4HSO4粘附和腐蝕。若低負荷時間較短，負荷提高后溫度升高，可在一定程度上緩解NH4HSO4的粘附程度，但若發生NH4HSO4被飛灰包裹等情況，溫度升高后NH4HSO4無法分解，則該部分堵塞無法恢復。將會導致煙氣系統差壓大，引風機超出力，機組被迫限出力運行，最終只能7天以上的停機檢修，采用人工高壓水沖洗方式處理堵塞問題。

6.2 空預器堵塞照片

如圖1。

6.3 空預器堵塞速度明顯降低

通過對SCR預留層安裝催化劑以提高脫硝效率，利用實時監控系統和對液氨逃逸率的控制，實現NOX排放合格前提下，減少噴氨量，降低氨逃逸量，從而降低了（NH4）2SO4和NH4HSO4化合物的生成，升級改造至今，空預器壓差正常，未出現堵塞現象。

7 運行中待解決問題

電除塵電場故障，經常陰極線（芒刺線）斷裂，搭接到陽極板上造成電場短路，火化率高二次電流波動，在線不法處理，只能停機后進入電場內部更換陰極線。

電除塵運行曾出現電場內部陽極板跳出框架外，異極間距減小，造成火化率升高；只能停機后進入電場內部調整異極間距。

8 結語

我燃煤發電廠采用低氮燃燒-脫銷，旋轉電極式除塵器、石灰-石膏濕法脫硫+WESF煙氣深度凈化等工藝，至投運以來一直滿足按沿海重點區域排放標準。

本次電除塵、脫硝系統的環保升級改造，確保了NOx<50mg/Nm3，粉塵<5mg/Nm3，SO2<35mg/Nm3，實現了超低排放目標。

脫硝系統和空預器及時吹灰，正常運行8h吹灰一次，確保換熱面的清潔；機組低負荷時嚴格控制氨逃逸率，正常負荷下減少噴氨量，以確保機組空預器堵塞情況不惡化；后期改造考慮設置SCR調溫旁路，提升反應溫度；對空預器冷端換熱元件材質更換為渡搪瓷材質，減緩空預器堵塞速度。電除塵電場故障率高將成為下一步環保升級改造重點。

本次環保升級，提升了我公司環保能源管理水平，順應了國家的發展經濟首保環保戰略及公司“時間日鋼、創新日鋼、效益日鋼、物流日鋼、品牌日鋼、綠色日鋼、環保日鋼”的創新理念，為保障日照市及其周邊的大氣質量做出了積極的貢獻。

參考文獻

[1]王斌，SCR脫硝技術及其在燃煤電廠中的應用[J].電力科學與工程，2003（3）：61-63.

[2]惠潤堂，SCR法煙氣脫硝后空氣預熱器堵塞及應對措施[J].中國電力，2014（10）：10.

[3]肖寶恒，燃煤電廠電除塵器增效改造的途徑[J].電力環境保護，2007（12）：13-15.