火电厂超低排放改造的主流技术.doc

火电厂超低排放改造的主流技术摘要：结合某电厂的实际情况，通过对超低排放改造技术方案的比较，简要介绍了火电厂超低排放改造目前应用的主流技术。关键词：火电厂；超低排放；改造；技术1、工程背景火电厂的超低排放主要目的是为了使燃煤发电机组的主要污染排放指标达到天然气燃气轮机发电机组的标准。经过对现役机组的改造，使电厂排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物达到清洁排放的要求。随着改造技术的成熟，环境保护部、国家发展和改革委员会、国家能源局联合发布了关于印发全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案的通知（环发2015164号文），要求到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米）。在上述背景下，大部分火电厂在2016年开始进行超低排放改造。本文以某电厂为工程实例，简要阐述目前火电厂超低排放改造的主流技术。2、以某电厂为例，脱硝、脱硫、除尘系统改造前的状况2.1、脱硝系统采用选择性催化脱硝法（SCR）催化剂室布置在尾部烟道中锅炉省煤器后、空气预热器前的位置。脱硝系统催化剂层数按“2+1”设计，已运行2层催化剂。2.2、脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫法（1）1#、2#机组烟气脱硫采用1炉1塔方案，锅炉来的原烟气由主烟道引出，进入烟气换热器（简称GGH）、吸收塔进行脱硫，处理后的烟气经塔顶除雾器除去液滴后，返回至GGH进行加热，最后烟气通过烟囱排入大气。（2）烟气脱硫吸收塔采用逆流喷雾塔，将装有氧化空气管道的浆液池直接布置在吸收塔中部，塔体上部设置三层喷淋层。（3）石灰石制浆系统采用粒径小于20mm的石灰石块，经湿式球磨机直接制成浓度为25%的石灰石浆液。（4）石膏脱水系统采用石膏旋流站一级脱水，真空皮带脱水机二级脱水，脱水后石膏落入石膏库内堆存，通过汽车外运出厂。（5）废水处理系统采用中和、絮凝、沉淀、脱水方式处理。（6）除尘系统采用过滤式除尘法（即布袋除尘器）目前，1#、2#机组的布袋除尘装置除尘效率为99.9%，在没有布袋破损的运行工况下除尘器出口粉尘浓度小于30mg/Nm3。3、超低排放改造技术方案选择根据机组运行状况，通过对各个专业技术方案对比，形成超低排放改造方案主要有以下几部分：3.1、脱硝部分方案一、低低氮燃烧器改造：常规低氮燃烧器约75%的NOx是在燃尽风区域产生的，低低氮燃烧器是通过改造燃烧器，调整二次风和燃尽风的配比，增加燃尽风的比例，大幅度减少燃尽风区域产生的NOx，从而有效降低NOx排放。方案二、脱硝装置增加一层蜂窝式催化剂，提高脱硝效率，降低NOx排放。本着改造工程尽可能按现有脱硝系统进行布置，力求工艺流程和设施布置基本不变，对各机组设施的变动最少的原则，本次改造选择方案二。3.2、脱硫部分方案一、吸收塔最下层喷淋层中心线到吸收塔入口顶板的空间布置旋汇耦合装置；新增一台循环泵，并与原最底层喷淋层改为交互式喷淋层，更换喷嘴为高效螺旋喷嘴；氧化风机全部更换为三台离心式风机，两运一备运行。吸收塔拔高2m。方案二、吸收塔最上层喷淋层上部增加两层喷淋层，相应增加两台循环泵，更换所有喷嘴为高效螺旋喷嘴；新增一台氧化风机，与原三台风机调整为三用一备运行。吸收塔需要拔高4m。方案三、吸收塔浆池保留原有五台吸收塔搅拌器，增加一套分区调节器。同时增设一套氧化空气管网，替换原有氧化空气喷枪。吸收塔最下层喷淋层中心线到吸收塔入口顶板的空间布置两层多孔分布器；吸收塔最上层喷淋层上部增加一层喷淋层，相应增加一台循环泵，更换所有喷嘴为高效螺旋喷嘴；氧化风机全部更换为三台离心式风机，两运一备运行。吸收塔需要拔高2m。上述三种改造方案，方案一具有脱硫效率高、除尘效率高；改造工期短、工程量小；投资低、运行费用低；系统运行稳定，可靠性高等技术优势，因此，本次改造选择方案一。3.3、脱硫后除尘部分方案一、拆除原两层屋脊式除雾器，在吸收塔里增加管束式除尘器。方案二、吸收塔出口后加装湿式静电除尘器。由于加装湿式静电除尘器年运行维护费用费用较高，耗电耗水量较大，后期运行腐蚀严重，受场地条件影响，施工困难，改造周期长，因此，根据实际情况选择方案一。3.4、拆除GGH拆除GGH有主要有以下突出的优点：(1)拆除GGH可降低烟囱污染物排放浓度；(2)简化系统，提高运行可靠性，降低运行维护费用；(3)GGH拆除后消除了堵灰隐患，提高了机组的可靠性。结合上述优点，可见拆除GGH是十分必要的。3.5、烟囱防腐部分方案一、采用泡沫玻化砖；方案二、采用玻璃钢烟囱内筒；方案三、采用钛钢复合钢板烟囱内筒。虽然钛钢复合钢板初期投资费用较高，但是在耐高温性能、耐化学腐蚀性能、防止二次带水、维修工作量等方面，钛钢复合钢板均有明显优势。另外脱硫改造拆除GGH后，省下的GGH运行费用、每年的检修维护费用是相当可观的，因此钛钢复合钢板方案经济性价比较好，应当选择方案三。4、以某电厂为例，超低排放改造技术方案4.1、脱硝系统增加一层蜂窝式催化剂，增加相应的声波吹灰器及蒸汽吹灰器，SCR反应器及支架不做改造，相关联的烟道不做改造。4.2、脱硫系统吸收塔塔顶抬高2m，抬高吸收塔入口烟道底板1m，并更换入口C276合金，更换吸收塔入口及吸收塔出口和烟囱入口烟道膨胀节蒙皮和增加一个原烟道膨胀节，溢流管最高点相应提高1m。吸收塔最下层喷淋层至入口烟道顶面之间安装旋汇耦合装置，增加烟气与浆液的接触面积，提升吸收塔整体脱硫效率，原有3层喷淋层不变。4.3、浆液循环泵及氧化风机在高效旋汇耦合脱硫技术基础上，利旧现有3台循环泵，增加一台新的循环泵，将与循环泵位置冲突的搅拌器移位；相应增加喷淋层支撑梁、喷淋层、喷嘴及衬胶管道等。为提高喷淋区域覆盖率，减少烟气沿塔壁及喷淋区的烟气逃逸，最下层喷淋层喷嘴更换。现2台吸收塔设置3台流量7000Nm3/h、压力85kPa的氧化风机，2用1备。新增3台单级高速离心式氧化风机，放置于原1#增压风机房内，并拆除原增压风机房内设备设施。4.4、临时烟囱改造吸收塔顶，安装临时烟囱，临时烟囱高度为9米，直径为5米。4.5、防腐工程净烟道不改造部分防腐全部拆除重新做玻璃鳞片防腐。吸收塔搅拌系统、石膏排出泵、石灰石浆液制备系统、废水处理系统满足改造后运行要求，本次未做改造。4.6、脱硫后除尘部分拆除原两层屋脊式除雾器，在吸收塔里增加离心管束式除尘器。吸收塔内设置离心管束式除尘器取代传统的除雾器，布置于吸收塔顶部最上一层喷淋层的上部。烟气穿过喷淋层后，再连续流经管束式除尘器除去所含浆液雾滴。在管束式除尘器的内部布置冲洗喷嘴，通过冲洗除尘器元件，带走管壁附着的尘粒。烟气通过管束式除尘器后，其烟气携带水滴含量低于25mg/Nm3。烟气粉尘含量低于5mg/Nm3。布袋除尘器不做改动。4.7、拆除GGH为减少烟气系统的运行阻力及故障点，拆除了GGH。配合拆除GGH及附属设施，对拆除部分进行烟道优化。4.8、烟囱防腐部分由于拆除GGH，导致脱硫出口烟温低，二氧化硫结露腐蚀烟囱，因此采用钛钢复合钢板制作烟囱内筒。5、结束语电厂经过上述改造，大气污染物排放浓度全部达到超低排放控制标准，预计每年可减少二氧化硫排放量1500吨，氮氧化物排放量600吨，烟尘排放量300吨，带来了明显的环境效益及社会效益。超低排放改造对改善本地区的大气环境质量，减少雾霾天气，促进经济和环境的协调发展，实现可持续发展有着积极的作用。5