取消旁路烟道的烟气脱硫方案技术经济比较

徐祥开，张伟，吴立群，冯志军

(浙江浙大网新机电工程有限公司，浙江杭州 310007)

取消旁路烟道的烟气脱硫方案技术经济比较

徐祥开，张伟，吴立群，冯志军

(浙江浙大网新机电工程有限公司，浙江杭州 310007)

以岳阳电厂三期工程为例，介绍了石灰石―石膏湿法脱硫系统取消旁路烟道后，为解决锅炉启停时的烟气排放，提出了电除尘器并联40%锅炉负荷烟气量的水膜除尘器、一炉二塔和增加40%锅炉负荷烟气量的吸收塔等三种方案。比较结果表明，方案一可靠性差、投资最高，方案二可靠性较高、投资最低，方案三可靠性最高、投资适中，且对燃煤硫分变化的适当性最强。

烟气脱硫;无旁路;技术;经济;比较

0 引言

华能岳阳电厂三期工程，锅炉采用燃油点火形式，烟气系统无旁路，在锅炉启动时电除尘器不投运，致使含有大量粉尘和未燃尽油滴的烟气直接进入吸收塔，严重影响石灰石的活性。机组运行时，无法停运脱硫系统，所以无法排空吸收塔浆液以维持脱硫系统运行。因此，直接取消烟道旁路而不采取其他补救措施，是不可行的。鉴于以上情况，提出了电除尘器并联40%锅炉负荷烟气量的水膜除尘器、一炉二塔和增加40%锅炉负荷烟气量的吸收塔等三个解决方案，并进行技术和经济性比较。

1 工程概况

华能岳阳电厂一期工程采用2×362.5MW进口亚临界机组，二期工程采用2×300MW国产亚临界机组，分别已建成投运，一、二期机组配套脱硫装置均采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺。脱硫烟气系统设计旁路目的是在锅炉投油启动、电除尘器未投运时，为了避免烟尘和未燃尽油滴污染吸收塔，烟气可以通过旁路直接排入烟囱。当锅炉正常运行时，电除尘器投运，使烟气粉尘含量小于FGD装置的进口要求后，增压风机启动，FGD装置进出口挡板门打开，旁路挡板门关闭，FGD投运。华能岳阳电厂三期工程建设2×600MW机组，配套脱硫装置同样采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，按照国家环境保护总局的要求，取消旁路烟道。

1.1 设计参数

华能岳阳电厂三期2×600MW机组脱硫系统主要设计参数见表1。

表1 脱硫系统主要设计参数

1.2 烟气系统主要设备

烟气系统主要设备:出、入口挡板及电动执行器各2台，电动单轴双百叶窗密封挡板，规格(W×H)分别为8.7m×5.5m、6.0m×9.5m。旁路挡板及气动执行器2台，电/气动单轴双百叶双密封挡板，三组执行机构，两电动一气动，规格5.4m×11.0m。挡板密封风机、电机各4台，风机型号9－26－5.6A右90°，离心式，流量为7185m3/h，压力为7400Pa;电机电压为380V，功率为30kW。密封空气加热器2台，电压为380V，功率为200kW。增压风机及电机2台，选用动叶可调轴流式风机，TB点流量为2518260m3/h(湿)，压力2520Pa，温度123.7℃，电压6kV，功率2900kW。

1.3 吸收塔系统主要设备

吸收塔系统主要设备:喷淋塔2个，15.5m× 38.33m;壳体材料:碳钢衬鳞片。吸收塔搅拌器及电机8台，侧进式，轴、叶轮材质为全金属合金结构，功率55kW。除雾器2套，尺寸Ф 15.5m，级数2，聚丙烯材质;喷淋层8层，尺寸Ф 15.5m，材质为FRP;空心锥型喷嘴960个，SiC材质，流量67.9m3/h。循环泵及电机2台，离心式，流量8150m3/h，电压6kV，转速为1490rpm。氧化风机及电机6台，采用罗茨风机，流量4610m3/h，出口压力118kPa，电压6kV，功率280kW。石膏浆液排出泵及电机4台，离心式，流量90.1m3/h，扬程60m，功率45kW。

2 无烟气旁路设计方案

2.1 电除尘器并联水膜除尘器方案

石灰石—石膏湿法脱硫系统取消旁路烟道后，增压风机和引风机合并，电除尘器并联40%负荷水膜除尘器。在锅炉启动负荷≤40%时，原烟气通过水膜除尘器除尘、降温后，进入引风机、吸收塔后排入烟囱。锅炉正常运行时，原烟气经过电除尘器除尘、引风机增压、吸收塔脱硫，净烟气排入烟囱。该方案增加了水膜除尘器，不设置增压风机、FGD系统出、入口及旁路挡板门，系统相对简化。

由于该方案取消了增压风机，故障点相对减少，但是湿烟气通过引风机，对引风机材质要求比较高。同时，水膜除尘器除尘效率较低，不能满足吸收塔入口烟尘浓度小于200mg/m3的要求。锅炉启动时，吸收塔喷淋系统不应启动，以免烟尘与石灰石浆液充分接触影响石灰石活性。当吸收塔发生故障时，必须停运整个发电机组，降低了整个发电机组的可靠性。水膜除尘器占地比较大，布置上有困难。

2.2 一炉二塔方案

石灰石—石膏湿法脱硫系统取消旁路烟道后，增压风机和引风机合并，设置两个50%BMCR的吸收塔A、B，分别设置吸收塔入口挡板门A、B，出口挡板门A、B。锅炉启动时打开吸收塔入口挡板门A，出口挡板门A，关闭吸收塔入口挡板门B，出口挡板门B。原烟气经过引风机增压后进入吸收塔A，在入口处经过事故喷淋喷水降温，然后进入烟囱，吸收塔A喷淋系统不投运。当锅炉负荷大于40%且小于等于50%、电除尘器投运时，打开吸收塔进口挡板门B，出口挡板门B。关闭吸收塔入口挡板门A，出口挡板门A，排空吸收塔A内的烟尘。然后，向吸收塔A输送石灰石浆液，当吸收塔A满足投运条件后，打开入口挡板门A，出口挡板门A，然后可以把锅炉负荷从50%调节到100%。

一炉二塔方案烟气系统主要设备:出、入口挡板及电动执行器各4台，电动单轴双百叶窗密封挡板，规格(W×H)分别为5500mm×5000mm、5500mm ×4500mm。挡板密封风机及电机4台，离心式，流量为7185m3/h，压力7400Pa，功率30kW。密封空气加热器2台，功率200kW。

吸收塔系统主要设备:吸收塔4个，采用喷淋塔，11.0m×34.3m，壳体材料碳钢衬鳞片。搅拌器及电机12台，侧进式，轴、叶轮全金属合金结构，功率30kW。除雾器4套，尺寸Ф 11.0m，级数2，聚丙烯。喷淋层12层，尺寸Ф 11.0m，FRP。空心锥型喷嘴1008个，SiC材质，流量68.1m3/h。循环泵及电机4台，离心式，流量5700m3/h，转速1490rpm。循环浆液阀门12个，材质DN900。氧化风机及电机6台，罗茨风机，流量为 4320m3/h，出口压力为126KPa，功率315kW。石膏浆液排出泵及电机8台，离心式，流量45m3/h，扬程60m，功率22kW。

该方案在锅炉启动时，通过事故喷淋喷水降温，而吸收塔喷淋系统不启动，以免粉尘与石灰石浆液充分接触影响石灰石活性。该方案提高了系统的可靠性，1台引风机或者1台吸收塔故障时，可以降低机组负荷到50%运行。烟气经过2台引风机后汇合，然后分别进入两座吸收塔，2台引风机和两座吸收塔分别互为备用，减少了因为辅机故障引起的发电机组停运情况发生。

2.3 增加40%吸收塔方案

取消旁路烟道，增压风机和引风机合并，设置了40%吸收塔及出、入口挡板门，FGD出、入口挡板门，同时设置40%吸收塔循环泵、喷淋层、除雾器、排出系统、40%吸收塔地坑系统。40%吸收塔配置和主吸收塔一样达到脱硫除尘的效果。

锅炉启动负荷小于40%时，关闭FGD入、出口挡板门，开启40%吸收塔入、出口挡板门，含有高粉尘和未燃尽油滴的原烟气进入40%吸收塔洗涤，经过洗涤后的烟气排入烟囱。脱硫系统启动时，工艺水泵持续向40%吸收塔补充工艺水，并且由石灰石供浆系统向40%吸收塔内提供浆液。

锅炉正常运行时，关闭40%吸收塔入、出口挡板门，开启FGD入、出口挡板门，原烟气进入吸收塔脱硫洗涤，然后排放到烟囱。此时，清洗40%吸收塔系统。

增加40%吸收塔方案烟气系统主要设备:FGD进、出口挡板门各2台，电动单轴双百叶挡板，规格分别为5400mm×11000mm、5500mm×8700mm。40%吸收塔进、出口挡板门各2台，电动单轴双百叶挡板，规格分别为6000mm×5000mm、5000mm×5 500mm。挡板门密封风机及电机4台，离心风机，流量9000m3/h，压力5000Pa，功率22 kW。挡板门密封风机加热器2台，功率200kW。

40%吸收塔系统主要工艺设备:40%吸收塔2个，喷淋塔，Ф10m×H31m，材质碳钢衬玻璃鳞片树脂。120°空心锥喷嘴456个，SiC材质。喷淋层共4套，尺寸Ф 10m，级数2，聚丙烯。除雾器共4套，尺寸Ф 10.0m。循环泵及电机4台，离心式，流量为5700m3/h，扬程20m，功率500kW。搅拌器及电机6台，侧进式，功率55kW。排出泵及电机4台，离心式，流量150m3/h，扬程40m，功率90kW。排水坑泵及电机 2台，流量 100m3/h，扬程 30m，功率45kW。排水坑搅拌器及电机2台，顶进式。

锅炉启动时，烟尘不会污染吸收塔的石灰石浆液。在启动完毕后，可将40%吸收塔内部浆液完全排空，并清洗40%吸收塔。可靠性方面，吸收塔故障时，建议降低机组负荷到40%，烟气通过40%吸收塔进入烟囱，不影响锅炉起停。由于燃煤变化很大，当硫分比设计值增大并满负荷运行时，100%吸收塔和40%吸收塔同时运行，可以增加脱硫系统对燃煤硫分的适应性。

3 三种无旁路方案与有旁路方案比较

电除尘器并联水膜除尘器、一炉二塔、增加40%吸收塔三种无烟气旁路方案与有旁路方案投资比较见表2。

表2 三种无旁路方案与有旁路方案费用比较

4 结语

(1)由以上分析可以看出直接取消旁路的方案在锅炉采用燃油点火形式，电除尘器不投运时，烟气通过水膜除尘器初步处理，不能满足吸收塔入口烟尘小于200mg/m3的要求。整个系统的可靠性不高，投资最大，布置存在一定困难。

(2)一炉二塔方案可以解决脱硫故障而造成整个机组的启停情况，可靠性较高，投资最低。

(3)增加40%吸收塔方案有效地解决了锅炉采用燃油点火形式，电除尘器不投运时，含有很高的灰尘和未燃尽的油滴的烟气污染吸收塔浆液的问题。该方案可靠性最高，投资适中，并可以增加脱硫系统对燃煤硫分的适应性。

［1］黄涛.大型燃煤火电机组取消脱硫旁路烟道的应对措施［J］.电力环境保护，2009，25(4):36－37.

［2］环境保护部.关于火电企业脱硫设施旁路烟道挡板实施铅封的通知［EB/OL］.http://www.ilib.cn/A－%E8%AE%B0%E5% BD%95ID～G000104863.html，2010-06-17.

［3］马晓珑，李 桓.湿法脱硫发电机组取消旁路烟道的技术研究［J］.能源与环境，2011，(2):88－90.

［4］白云峰，许正涛，吴树志，等.脱硫机组取消旁路烟道的技术经济分析［J］.中国电力，2008，41(1):73－75.

Technical and economic comparison of flue gas desulfurization projects canceling bypass

Taking Yueyang Power PlantⅢ project as an example，the technical programs of limestone gypsum wet flue gas desulfurization system canceling bypass were introduced.In order to solve the problem that the flue gas emissions when boiler was started or stopped，three proposals were put forward，which was ESP parallel connected to water film dust remover of 40%boiler load，a furnace with two tower process and increasing 40% boiler flue gas volume absorption tower respectively.The technical and economic comparison of the above three schemes indicated that the first proposal had poor reliability and high investment，the second proposal had high reliability and the lowest investment，the third proposal had highest reliability，moderate investmant and is most appropriate for changed sulfur concent of coal.

flue gas desulfurization;FGD without bypass;technical;economic;comparision

X701.3

B

1674－8069(2012)01－052－03

2011-09-06;

2011-12-21

徐祥开(1977-)，男，工程师，硕士，主要从事烟气脱硫设计工作。E－mail:xuxiangkai@zdwxjd.com