当前形势下电厂环保设施优化改造及节能思路

2016-03-14何振坤

工程技术研究 2016年11期

关键词：电除尘器吸收塔除尘器

孙鹏，何振坤

（深能合和电力（河源）有限公司，广东河源 517025）

当前形势下电厂环保设施优化改造及节能思路

孙鹏，何振坤

（深能合和电力（河源）有限公司，广东河源 517025）

伴随着经济的快速发展，国家对于电力的需求日益加强。然而电力需求不断增加时却忽略了环境的保护。在当前电厂的生产方式之中，煤炭生产方式由于其生产成本低依旧备受青睐。伴随着这种方式的高负荷生产经济效益增加了却忽略了环境保护，大多数的生产者都没有达到排污指标。在新的情势之下，各种环保设备高额投运率是大势所趋的。所以，对生产方式进行优化、节能改造，尽量的节能降低损耗是非常有必要的行为方式。文章结合实际经验总结一些改造思路来共同探讨。

脱硫；除尘；废水处理；改造；节能

1 电除尘器、湿式除尘器优化改造

大部分厂商依旧未采取电、布袋的除尘方式，导致除尘效率的低下。所以很多需要对全部或将第一电场等前级电场进行高频电源、高压复合脉冲电源进行改造或其它高效电源改造来弥补低效问题。除尘器控制方式需要依据负荷、煤质、排放浓度等参数的变化波动来进行闭环调节及动态自动的调整。例如使用节电模式、相邻机组实施低负荷时穿插进行输灰等，这种方式可以很大程度上降低电除尘器、输灰设备耗电率。对仓泵系统进行优化改造，降低输灰压力和阀门内漏。从而使仓泵系统进行优化改造，降低了输灰压力和阀门内漏。

使用湿式除尘器、电除尘器电灰斗、绝缘箱、保温间加热在目前加热方式较多。但这些方式不仅运行之中耗电率较高，而且容易损坏。应当充分的依靠电厂辅汽联箱等低级汽源，来进行蒸汽加热或者辅以热风改造，从而达到节能节电的目的。

2 脱硫设备节能优化改造

目前电厂中使用的脱硫系统氧化风机均为罗茨风机，配套的电机都是6kV，其具有功率大、耗电率高、效率低的特点。可以依靠使电机实现变频的改造，然后根据吸收塔内液位、密度、pH值等数值的波动进行动态的调节。在相邻脱硫系统加装氧化风管联络门，同时向2台吸收塔提供氧化风，适用于一炉一塔脱硫的方式，可以很大程度上降低用电率。如果条件成熟为了省去氧化风减温装置及减温水耗量，可以将罗茨风机改型为离心式风机。

使用吸收塔喷淋层安装增效环或者是持液层（托盘），其效果都非常显著。采用的方法是在吸收塔各层喷淋层下部分别添加环形增效环，这样可以使烟气从浆液覆盖率低的塔壁处经过的停留时间的增加。这样的方法可能会使烟气的阻力增加，但是在吸收剂足够情况下可以使效率增加，它的作用可以和一台循环泵相当。在浆液喷淋层喷嘴和氧化风管网上进行改进，使浆液喷淋层喷嘴逐级改型为单项的双头高效喷嘴，这样的做法可有效提高浆液的覆着率和脱硫的效率。将氧化风管管网进行加密、增大喷气孔孔径、减少数量，使氧化效果提高，降低风机的电耗。

3 二氧化硫治理设施改造路线

在当前的形式下，国家已建设脱硫设施的煤电机组大约有6.8亿千瓦，大多数的火电厂烟气脱硫装置大多采用的是石灰石-石膏湿法脱硫工艺。在脱硫设施的煤电机组中大约有比例超过92%使用的这种脱硫工艺。为了维持经济效益，大多数火电厂的掺烧比重也在不断的升高，从而来弥补由于近年来国内火电厂电煤质量下降的问题。正是由于这一问题，已经开始有部分的电厂在燃煤种类上和设计的煤种有太大的出入，不仅如此，有很多的脱硫工程，都是为了需要在短期内建成的，存在着诸多的问题，并且还存在排放不达标的情况，根据国家要求，这一部分电厂的排放系统都不能正常进行。近几年来，全国的煤电机组都在不断地进行改装去适应更加严格的排放标准，但是依旧有30%的机组处于待改装阶段。机组改装形式依旧有待加强，为了更好地适应脱硫排放标准。

3.1 改造重点

吸收塔的吸收和氧化环节是石灰石-石膏湿法脱硫设施的改造重点，不适合设计流速、不恰当的雾化停留时间都是现有的急需解决的问题，伴随着硫分和烟气量均有增加，在设计上吸收塔的液气较低。雾化区停留时间较短，是由于烟气量的增大和塔内较高流速造成的。所以改造中要重视这些问题，有针对性的去解决，这样才能够保证设备稳定的运行。当然在改进以上问题之后也要考虑余量是否足够其它辅助配套的供浆及石膏脱水能力，如果不足也应进行配套改造。总之，在进行改进之后还要注重改进之后的一系列问题，确保设备的正常运行。

3.2 改造方案

（1）原塔提效。石灰石-石膏湿法脱硫工艺主要支撑于原塔内部提效技术主，合理的原吸收塔塔内流速，科学范围内的燃煤硫分变化，能够保证设备的正常运行，并且排放量也不会出现不达标的情况，使得脱硫效率不低于95%。喷淋液气比在规定范围内提升，有助于实现增加喷淋层或者是对单层喷淋密度的提高拉大到更高的脱硫效果，吸收塔进行改造主要是原塔内部的提效改造。将进入的高浆液或者烟气在内部停留的时间通过一定的措施来延长，这样也能够起到增强脱硫效果的作用。可以通过高原塔浆液槽或采用塔外氧化槽方式增加浆液氧化停留时间，依靠这些来弥补喷淋量增加后浆液氧化停留时间不满足的缺点。改造方案主要是为节约成本降低损耗和提高脱硫率，所以要保留吸收塔，还可以通过加大喷淋面积的方法来使喷淋液与废弃物进行更充分的接触，从而实现更高的脱硫效率。

（2）单塔双循环。德国诺尔公司发明了单塔双循环属于种湿法脱硫技术。而这种技术现在为收购诺尔公司的德国FBE公司所有。在一座吸收塔内完成双循环的这种工艺叫做单塔双循环工艺，一级循环的为烟气，它的脱硫效率在大约30%～70%。一般情况下会存在这两层喷淋层，循环浆液的pH值控制在4.6～5.0，这个循环的主要作用就是保证优异的亚硫酸钙氧化效果和充足的石膏结晶时间，从而很大程度上提高石膏的质量，降低了石膏的含水率；还有就是较低的ph值会有利于提高吸收剂的活性，降低烟雾中惰性物质对吸收剂的的影响。脱硫系统分开使用，分为两个池浆，控制不同的ph值有助于石膏的质量和SO2的吸收。进行改善的具体措施为：将吸收塔下的高度根据需要进行一定比例的加高，之后在空闲部分增设喷淋层，这样可以增加喷淋面积，与此

同时，还要在吸收塔内安装倒流装置以及浆液收集装置，配备溢流管，这样可以对循环的浆液进行收集，同时将浆液增加到吸收塔附近。不断地再吸收塔池浆和AFT中加入吸收剂和氧化空气，形成一个塔内进行两次洗涤效果。单塔循环改造的优点是场地小，技术成熟，但是其却点就是会影响生产，因为需要停炉3～4个月。

（3）双塔双循环（双塔串联）。双塔双循环工艺是在单塔循环技术上进行改进所创造的技术，其连接方式有串联和并联两种方式。但是一般不采用并联的方式，因为如果并联会出现大型机组工作出现负荷，烟气不容易合理分配。在进行工艺之前要将烟气处理，但是要分开进行，处理完之后再进行会和。反应塔的工作效果不一致那反应条件也不相同，烟雾排放也不同，不易控制，不易进行自动化控制。

双塔双循环工艺改造方案为：去除内部的烟雾器，保留原有的吸收塔，并对吸收塔出口方向进行调整，使之成为一级循环塔。并且添加一座二级循环塔设置3台循环泵、3层喷淋层、侧进式搅拌器、除雾器、氧化喷枪等设备。

4 烟尘治理设施改造路线

据统计，截止到2012年年底，燃煤电厂8.1亿千瓦装机容量中，约90%为电除尘设施，10%为袋除尘设施（电袋复合），新标准将烟尘排放浓度限值从50mg/Nm3降低到30mg/Nm3及20mg/Nm3。原有大量除尘器设计粉尘排放浓度是遵循80～100mg/Nm3的标准，然后通过FGD满足排放要求。加之锅炉燃用煤质掺烧的问题，2010年之前投运的在役煤电机组配套除尘设施都面临着提效技改问题。烟尘治理设施改造路线是以电除尘器本体提效改造为主要提效技术，受烟气条件、场地、煤质等限制的机组可选择降低烟气温度并回收余热、高频电源等电除尘提效辅助技术及烟尘终端处理技术。同时根据电厂所在地理位置、环保要求、烟气条件、场地、一次性投资及运行维护费用等综合因素确定。同样，除尘器技术改造前应对目前除尘器的运行工况及相关技术数据进行确认，作为除尘器改造的设计选型依据。

4.1 改造方案

（1）电除尘器本体改造（增加比收尘面积）。对电除尘器的本体进行改造，最主要的目的就是要对其的收尘面积进行加大，这样才能最有效的提高收尘效率.一般情况下会用以下三种改造方案。①加高电除尘器可以有效地增加流通的面积，并且还可以降低电场的风速带来的影响，进而实现收尘效率的提升。通常情况下，畸形除尘器的改动，不会影响设备的使用面积，这是因为主要进行加高的部分是灰斗以上的部分，并且施工时间也不会太长，不会过长时间的影像设备的使用；②对于适合电除尘的含尘烟气条件来讲，增加电场可增加有效集尘面积，延长烟气在电场内停留的时间，对提高除尘效率的效果很明显。在现场条件许可的情况下，增加电场，提高除尘效率，是常用、可靠的改造方案。但实施此方案一定要考虑原除尘出口离引风机中心线的空间距离是否足够，必要时需要对除尘器出口烟道及引风机入口烟道进行改造，然后再进行增加电场的改造工作；③电除尘器改为电袋复合除尘器或是布袋除尘器。在电袋复合除尘器工作过程中，气流中的粉尘首先在电除尘单元中被荷电，随着荷电粒子逐渐沉积于滤料表面，中性滤料会带上与荷电粒子极性相同的电荷，从而在滤料表面形成静电场。静电场的形成会使粉尘层在滤料表面的排列更为有序，结构更为疏松，增大了粉尘层的孔隙率，降低粉尘层压力损失。到目前为止，已经发展出3种典型的电袋复合除尘工艺，即：前电后袋串联式、MSCTM技术和AHPC技术。电袋除尘器结合的技术优势，不仅在于其中的静电除尘器在烟气到达布袋除尘器之前能够收集大部分的粉尘，还在于预荷电的粉尘和滤料周围的外加电场对过滤的增强效果。