陕西华电蒲城第二发电有限责任公司2×660 MW机组超低排放改造

邓辉鹏

(中国华电科工集团有限公司，北京　100160)

陕西华电蒲城第二发电有限责任公司2×660 MW机组超低排放改造

邓辉鹏

(中国华电科工集团有限公司，北京100160)

摘要：介绍了陕西华电蒲城第二发电有限责任公司2×660 MW机组超低排放改造工程的主要技术路线，提出了烟气系统、吸收氧化系统、吸收剂制备和贮存系统、石膏脱水系统、工艺水及工业水系统、压缩空气系统及事故浆液系统的改造措施及技术特点，对比了改造前、后的技术指标。改造后，机组达到了超低排放的目标，可为需进行烟气超低排放改造的电厂提供参考。

关键词：湿法烟气脱硫；超低排放；吸收塔；双塔双循环

0引言

陕西华电蒲城第二发电有限责任公司三期2×660 MW机组原有脱硝装置为选择性催化还原(SCR)脱硝装置，原有除尘器为双室四电场静电除尘器，原有脱硫装置为石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置，设置烟气换热器(GGH)，一炉配一塔，煤种收到基硫分为2.9%，烟气脱硫(FGD)系统入口SO2质量浓度为6 522 mg/m3(标态、干基、6% O2，下同)，出口SO2排放质量浓度小于365 mg/m3。

该电厂与西安市的直线距离为108 km，属于重点地区，根据《煤电节能减排升级及改造行动计划(2014—2020)》 中“鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值”的行动目标，该电厂需要实行超低排放改造，要求改造后烟囱入口SO2，NOx和烟尘的限值分别为35，50，10 mg/m3。

1超低排放技术路线

陕西华电蒲城第二发电有限责任公司三期2×660 MW机组脱硝改造采取了安装备用层催化剂的技术方案，单台机组新增催化剂327 m3。

脱硫除尘改造的技术方案为：原有电除尘器采取高频电源的改造方案，改造后出口粉尘质量浓度小于30 mg/m3。脱硫装置采用串塔(双塔双循环)方案，利旧原吸收塔为一级塔，新建吸收塔为二级塔，拆除原有脱硫系统的GGH，新建吸收塔放置在拆除的GGH位置，二级吸收塔设置1层合金托盘和三级屋脊式除雾器。FGD系统入口SO2质量浓度为6 522 mg/m3，要求出口SO2排放质量浓度不大于35 mg/m3，脱硫效率大于99.47%，出口粉尘质量浓度小于10 mg/m3。

2超低排放改造方案

2.1烟气系统

拆除原有GGH，在原GGH位置新建二级吸收塔，烟道进行相应改造。原烟气经过增压风机进入现有吸收塔A，与石灰石浆液反应后脱除其中的部分SO2，烟气温度进一步降至饱和温度。吸收塔A顶部出口烟气进入新增吸收塔B进行深度脱硫，将烟气中SO2的质量浓度降至35 mg/m3以下后，经烟囱排放。

2.2吸收氧化系统

每台锅炉设1套SO2吸收系统，吸收塔串联布置。原塔完全保留，新塔布置在原塔后，利用现有GGH位置。原吸收塔作为一级吸收塔，吸收区直径为16.4 m，高40.7 m，配置4层喷淋层、4支矛枪式氧化风管和两级平板式除雾器。此次改造利旧原有4台浆液循环泵，吸收塔浆池容积不变，吸收塔高度不变，浆液停留时间为4.65 min，满足脱硫设计要求。为防止大量液滴被携带到2个吸收塔的连接烟道，造成烟道堵塞结垢，此次改造保留原有吸收塔的除雾器。现有氧化风机为两级压缩罗茨风机，故障频繁，严重影响系统正常工作，为保证改造系统的可靠性，此次改造采用性能较为可靠的离心风机。由于需要排放的石膏浆液量增大，此次改造更换为大容量的石膏浆液排出泵。原有石膏浆液排出泵放到二级吸收塔作为倒浆泵，将二级吸收塔浆液输送到一级吸收塔，再通过一级吸收塔的石膏浆液排出泵打到石膏浆液旋流器脱水；同时，在一级吸收塔与二级吸收塔之间设自流管道。

新增吸收塔直径为18.1 m，高35.60 m，浆池区直径为18.1 m，吸收区直径为18.1 m，每塔配置1套合金托盘和2层喷淋层。对应的2台浆液循环泵流量为11 800 m3/h，吸收塔液气比为13.8。新增吸收塔的除雾器采用高效三级屋脊式除雾器(携带雾滴的质量浓度<15 mg/m3)，材质为聚丙烯塑料(PP)，布置在吸收塔喷淋层上部。除雾器设置6层冲洗。二级塔不单独设置氧化风机，氧化风由原吸收塔配置的3台氧化风机管道引接，中间设置手动开关阀，根据运行情况调整阀门开度。为防止大颗粒进入循环泵，现有吸收塔循环泵入口增设合金滤网，二级吸收塔配置4 台搅拌器。

2.3吸收剂制备和贮存系统

改造后石灰石消耗量变化不大，制浆系统可以不做改变。由于原有称重给料机故障较多，下料系统需要进行改造并增加螺旋给料机。

目前的供浆系统采用4 台(2运2备)供浆泵对应2套供浆管道，供浆管道缺陷太多，供浆管道发生腐蚀磨损时会对吸收塔运行造成影响。此次改造采用双路供浆的方式，增加1路备用副管，当主管的电动阀门故障或管道漏浆时，可手动关闭主管阀门，利用副管上的电动阀门实现石灰石供浆的控制。

2.4石膏脱水系统

考虑与石膏排浆泵的匹配，此次改造更换现有的石膏旋流站，更换下的石膏旋流子作日常运行维护用。

石膏脱水系统为全厂共用，改造前的单台石膏皮带设计容量为66 t/h，共设置4台，3运1备。改造后全厂需要石膏皮带总容量为210 t/h，高负荷时可启动备用皮带机。根据设备的最大利旧原则，此次可不对现有皮带系统进行改造。

2.5工艺水、工业水系统

脱硫系统增容改造后，二级吸收塔设置了3层屋脊式除雾器，为防止除雾器堵塞，保证除雾器高效、稳定运行，此次改造新增工艺水箱，主要供3台除雾器冲洗水泵用水，改造后水箱供水可满足系统不小于1 h的用水量。增加1路补水管道，提高水系统的可靠性。

现有工业水去脱硫岛的压力低于0.3 MPa，需要对管路进行加压，此次改造增加2台工业水管道泵。

2.6压缩空气系统

原脱硫系统设置5 m3容积的压缩空气储罐，超低改造后用气量无明显增加，原压缩空气系统可以满足改造后的要求，只需增加用气仪表的管道和阀门。

2.7事故浆液系统

该工程原脱硫系统设置2个吸收塔排水坑，每套机组设置1个，#5，#6 吸收塔现有地坑只有1台泵，为增加系统的可靠性，每个地坑增加1台备用泵。现有事故浆液箱1 座，为#1～#6 机组公用，尺寸为ø15 m×19 m，容积为3 356 m3，脱硫增容改造后，吸收塔浆池容积变大，考虑系统的安全性，需要增加1套事故浆液系统，但是在二期超低排放改造中执行。

2.8废水处理系统

三期脱硫废水处理装置容量按一至三期4×330 MW +2×660 MW 机组脱硫装置的废水处理量考虑，最大出力为70 m3/h，现有废水处理系统可以满足超低排放改造后整个系统的出力要求，无需进行增容改造。

3技术指标及技术特点

改造前、后主要技术指标见表1。

表1　改造前、后主要技术指标

超低排放改造的技术特点。

(1)吸收塔串联布置，运行时控制前塔浆池的pH值在较低值，利于氧化，可获得高品质石膏，控制后塔浆池的pH值在较高值，可保证较高的脱硫效率。能适应含硫量和负荷的变化，系统余量充足，运行稳定、可靠。

(2)新建吸收塔内设置了合金托盘，增强了吸收塔内烟气的均匀性，提高了除雾器的性能，有很强的脱硫、除尘协同效应。

(3)新建吸收塔作为二级吸收塔，直径大于原有吸收塔，可将塔内烟气流速控制在3.5 m/s以下，增加了烟气停留时间，减少了烟囱入口烟气携带雾滴的质量浓度。

(4)由于新吸收塔与原有吸收塔相互独立，改造过程中无需停运原有脱硫系统，只需在烟道汇口时停运，大大减少了主机的停机时间。

(5)改造方案仅拆除了原系统中的GGH，原有吸收塔基本没有改动，最大限度利用了原有吸收塔的设备和材料。

4改造效果

#6机组脱硫增容改造完成后，于2015年6月完成试运行。改造后除尘器出口粉尘质量浓度小于30 mg/m3时，烟囱入口SO2质量浓度小于35 mg/m3，烟囱入口粉尘质量浓度小于10 mg/m3；当除尘器出口粉尘质量浓度小于20 mg/m3时，可控制烟囱入口粉尘质量浓度小于5 mg/m3。超低排放改造前，SCR装置脱硝效率≥77.8%，NOx排放质量浓度为100 mg/m3(标态、干基、6% O2)；超低排放改造后，SCR装置脱硝效率≥88.9%， NOx排放质量浓度降至50 mg/m3(标态、干基、6% O2)。

5结束语

陕西华电蒲城第二发电有限责任公司采用双塔双循环的脱硫超低排放改造后，达到了预期的效果，获得很多燃煤电厂超低排放改造的数据和经验，可为烟气中SO2质量浓度高(大于3 500 mg/m3)、停机允许时间短的电厂实行超低排放改造提供参考。

(本文责编：刘芳)

收稿日期:2015-11-30；修回日期:2016-03-21

中图分类号：X 701

文献标志码：B

文章编号：1674-1951(2016)04-0061-02

作者简介：

邓辉鹏(1980—)，男，湖南郴州人，工程师，从事火力发电厂烟气脱硫、脱硝、除尘等方面的研究(E-mail:denghp@chec.com.cn)。