燃煤電廠煙氣超低排放脫硫系統優化控制分析

張林寶

（中國華電科工集團有限公司，北京 100070）

燃煤電廠煙氣超低排放使燃煤機組大氣污染物排放標準滿足天然氣燃氣排放標準需求，也就是煙塵≤5mg/Nm3，NOx≤50mg/Nm3，SO2≤35mg/Nm3。某燃煤電廠的脫硫系統為了能夠有效實現SO2≤35mg/Mm3的目的，使用脫硫增效改造方式為：新添加兩個漿液循環泵，使第三層及第二層標準式噴淋層轉變成為交互式噴淋層。在漿液循環量不斷擴大的過程中，原吸收塔漿池容積并不夠，所以在吸收塔旁邊添加塔外漿池，對漿液停留的時間進行保證。脫硫系統在實現超低排放后，對于系統穩定性運行過程中的需求在不斷地提高。所以，要實現脫硫系統的優化控制。

1 流化風系統的優化

現代部分燃煤電廠的煙氣脫硫系統都是利用石灰石-石膏濕法實現，為了能夠進一步降低投資、用電率和占地，都是在場內實現石灰石粉倉方案的設置。為了避免石灰石粉堵塞和黏結，都會設置流化風，詳見圖1。此種配置方案的主要優勢就是脫硫系統和電站主體設備在運行過程中是獨立的，但是因為其中設置了獨立電加熱器及流化風機，導致系統較為復雜，提高了耗電量，并且也提高了投資和噪音源，影響了周邊的環境。優化后的方案為脫硫流化風使用電站主體儀用氣，通過計算，每個石灰石粉倉一般需要1.7Nm3/min 的流化風量，0.1MPa 的壓頭。為了使電站主體系統儀用氣影響降低，將一個2m3儀用壓縮空氣罐設置到粉倉附近，之后和石灰石粉倉流化板相互連接。為了避免儀用壓縮空氣時出現帶水的情況導致石灰石粉板結，將備用電加熱器設置到儀用壓縮空氣管和石灰石粉倉流化板母管中。

圖1

2 工藝水系統的優化

在石灰石-石膏濕法應用到煙氣脫硫系統中，要對其補充工藝水，以此滿足脫硫系統水平衡的需求。為了降低電站水耗，都是通過電廠循環水排放污水，通過工業廢水處理系統水，使其成為脫硫工藝水水源。因為我國大部分都是使用脫硫島通過脫硫專業公司EPC 模式實現，通過設計院負責電站主體。為了能夠有效地簡化設計接口，在工藝水集水池中結合多種水，使其成為主體設計院的主要內容，然后通過輸送水泵，將混合水朝著脫硫工藝水箱進行輸送，脫硫專業公司通過工業水泵提供脫硫工藝水，還能夠實現脫水系統沖洗、除霧水沖洗等。

因為其中的補充水等高氯離子水會同時對工藝水供給，混合后的工藝水具有濃度高的氯離子，這時的脫硫系統工藝水泵、水箱、管道及閥門都是利用合金鋼材及襯膠等實現，不僅會使系統投資得到提高，還會使系統在運行過程中的風險得到進一步提高。

對此，工藝水分級系統進行全面優化的思路為：首先，通過初步設計電廠中的工藝補充水平衡圖對脫硫工藝水的補充水源水量、水質及種類進行全面的分析，結合脫水工藝水系統進行分級，并且還要和脫硫工藝水系統進行結合，尤其是氯離子濃度超過1000ppm 的水質，要能夠直接補入吸收塔，不能再進入工藝水混合池中。氯離子濃度在1000ppm 以下的補充水要送到工藝水箱中，通過工藝水泵送到各個工藝水用水點中。圖2 為工藝水系統優化流程。

使用此方案后，能夠以各種水的水量、水質等情況分別到脫硫工藝系統和吸收塔中補入。酸堿再生排水的管道、閥門等附件使用合金鋼及襯膠，其他的管道、設備和附件都是用普通碳鋼。此方案系統較為簡潔，不僅能夠降低工程造價和輸送水泵的電耗，還能進一步保證系統運行過程中的安全性。

圖2 工藝水系統優化流程

3 添加濕式電除塵器

3.1 濕電優勢

其一，能夠將SO3去除。脫銷催化劑能夠使部分的SO2轉變稱為SO3，提高SO3。干式電除塵及脫硫系統無法將SO3微液滴去除。

其二，實現微細粉塵的收集。脫硫系統無法收集微細粉塵，除霧器無法有效去除微細的煙塵、水霧、氣溶膠粒子及重金屬等，此物質會提高粉塵的排放量。

3.2 水平衡優化

在吸收塔安裝后及GGH 安裝前安裝濕電，使用國外技術，板式結構、臥式布置，使用陽極板連續噴淋及陰極線間歇式的噴淋系統，殼體使用Q235B 普通鋼的加鱗片襯里，極板、內部配管、噴嘴、支撐件和極線都是使用SUS316L不銹鋼。每臺爐中配置2 臺濕電，每臺濕電一共都有兩室，每室具有一個電場。濕電型號為2NYW120，每臺鍋爐的整流變壓器一共有4 臺，額定二次電壓55kV，額定二次電流為1600mA，定額排水量為27.2t/h。濕電利用循環水對前部陽極板進行沖洗，利用工藝水對陰極線、陽極板及氣體均布板進行沖洗之后，沖洗水排到循環水箱及排水箱中。排水箱中的部分水到廢水處理裝置中排放，處理后使其成為吸收塔除霧器沖洗水，另外，部分的水溢流到循環水箱循環使用。利用補給水量及外排水量進行控制，從而使整體水系統水量保持平衡。

為了避免出現漿液溢流的情況，建議進入脫硫系統水量得到降低。首先，使設備冷卻水使用閉環方式實現設置，也就是設置冷卻水獨立循環系統，或者和電廠閉式循環冷卻水合并，冷卻水排水不會再進入脫硫系統中；其次，建議使用相應的措施使低溫省煤器出口溫度進行降低，調整鍋爐負荷的過程中要求低溫省煤器出口煙氣溫度設置在85℃左右；最后，使用相應措施，基于保證系統安全，使濾液水成為除霧器沖洗水。

4 結語

在科技不斷進步的過程中，人們對于環保問題也越來越重視，也更加重視煙氣超低排放脫硫系統，對其進行分析，能夠降低污染物排放量。