探究发电厂脱硫系统升级改造及改造后系统优化

马迪

摘 要：本文将结合生产实际对发电厂脱硫系统升级改造及优化进行阐述，实现硫化物的达标排放，为同类发电厂脱硫系统升级改造提供有益借鉴。

关键词：发电厂；脱硫系统；烟气—烟气再热器；升级改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.018

1 引言

目前我国以煤炭为主的火电厂的运行给环境带来了较大的影响，主要表现在含硫污染物的排放上面，对于降低火力发电过程中硫化物的排放率问题已经是迫在眉睫，火电厂脱硫系统升级改造也是刻不容缓，在提高设备的可靠性的同时也要降低耗能，这对提高空气质量具有重要意义。

2 电厂脱硫系统概述及问题分析

2.1 电厂脱硫系统概述

发电厂脱硫工程采用石灰石—石膏湿气法烟气脱硫工艺，一炉一塔，设备主要包括：吸收塔系统、石膏脱水系统、工艺水系统、热控系统、电气系统、排放系统、压缩空气系统、烟气系统和石灰石浆液制备系统，其中主要设备有烟气—烟气再热器、增压风机和吸收塔。该脱硫装置设计在燃用设计煤种及校核煤种、锅炉最大连续蒸发量、处理100%烟气量条件下脱硫装置脱硫率保证值大于90%。

2.2 脱硫系统问题分析

（1）由于不同批次煤炭质量稍有差别，导致实际燃用的煤炭含硫量与设计煤种存在一定的偏差，实际烟气脱硫入口SO2浓度较高，最高值硫份可高达1.3%以上，净烟气SO2浓度已经无法满足最新的大气污染物综合排放标准的的要求。（2）该脱硫装置配套了两台石灰石制浆系统，但是由于其主设备湿式球磨机功率较小，导致制浆系统出力不足，当机组硫份值偏高时，无法向吸收塔提供足够的吸收剂，引起系统脱硫效率降低，造成污染物排放超标。 （3）由于吸收塔除雾器除雾效果较差，经过吸收塔后， 大量的石灰石（石膏）颗粒随烟气进入烟气—烟气再热器，导致烟气—烟气再热器换热元件两侧压差快速上升，需要停止运行，并对设备进行冲洗，这可能对主设备的安全运行产生不利影响。（4）原有设备排放系统只有一个事故浆液箱，并且其储存量较小，当有两台以上机组同时进行检查维修时，其储存量将无法满足吸收塔浆液的排放需求，会给机组的检查维修带来不便。（5）现有烟气—烟气再热器的漏风率大于2.0%，未处理的烟气泄漏量已经超出了《火电厂大气污染排放标准》（GB13233-2011）中对粉尘和SO2最高排放阈值。

3 电厂脱硫系统升级改造方案

3.1 脱硫系统扩容

（1） 将烟气—烟气再热器的换热元件由Howden HS8e型换成HC型，则通道将增大，并且换热元件高度从600mm降到450mm，同时烟气—烟气再热器吹灰系统也进行同步改造，达到高压水、低压水和主蒸汽吹扫，烟气从引风机直接进入烟气—烟气再热器，经过吸收塔直接通过烟囱排入大气。（2）拆除原有的3000m3/h罗茨风机，安装6500m3/h单级高速离心风机，吸收塔内原有矛枪式氧化风管改为列管式，确保吸收塔浆池中亚硫酸钙的氧化。（3）原有的屋脊型除雾器表面结构堵塞比较严重，需要全部更换，同时增加顶层冲洗水，为了进一步改善除雾器效果，在除雾器和喷淋层之间增加一层聚丙烯材料的管式除雾器。（4）由于原有吸收塔搅拌器多次发生磨损和断裂，使用效果较差，把原有莱宁 HWL200型搅拌器改为EKATO HWL 2000型，以保证吸收塔浆池中石膏浆液不发生沉集和亚硫酸钙的均匀氧化。（5）由于石灰石浆液系统中制浆出力不足，并且烟气中的SO2实际浓度比设计值大，需要对制浆系统进行增容改造，需要新增一套石灰石粉仓和石灰石浆液箱，保留原湿式球磨机系统和新增系统同时运行，更换原有石灰石浆液输送泵，两套制浆系统可以分别对吸收塔供浆，提高系统的可靠性。（6）根据上述脱硫过程中遇到的问题，为了满足系统改造的需求，还需新增1个事故浆液箱，有效容积应2200m3，其余机械、电气、控制、土建等系统应根据工艺需要做相应改造。

3.2 烟气—烟气再热器漏风率改造

（1）调整并更换烟气—烟气再热器三向密封片（包括横向、纵向和周向），调整后要保证设备运行时密封片不与其它部件摩擦、卡涩。

（2）增加一套密封系统并保留原有密封系统，新增系统包括风机、电机、挡板门及执行器、烟道、烟道非金属膨胀节等，并在烟气—烟气再热器的烟气侧底部扇形板处增加吹扫隔离风通道，风源采用处理后的净烟气烟道，经过入口处的挡板门后，经密封风机升压后进入扇形板作为隔离风。

4 电厂脱硫系统优化措施

（1）浆液pH值控制。合理的调配浆液pH值是提高脱硫效率的有效措施之一，较低的浆液pH值有利于石灰石的溶解，较高的浆液pH值有利于SO2的吸收，当浆液pH值在4-5时HSO3-的氧化率最高，当浆液pH值在4-6时CaCO3的溶解率呈线性增加。所以从实际运行过程中不断尝试和分析的结果上看，浆液pH值控制在5-5.5之间是较为合理的区间，可以有效的提高脱硫效率。（2）浆液循环泵节能运行。在脱硫系统正常运行时，应根据机组的负荷和湿法烟气脱硫入口硫份的高低来控制浆液循环泵的运行和功率的选择来实现节能。（3）减少烟气—烟气再热器漏风率。电厂烟气—烟气再热器原有密封系统只有径向密封（漏风率大于2%），经过改造后增加纵向密封，风量是径向密封的1/3，并在出风口处布置扇形板，烟气流动方向从下往上，与扇形板流动方向一致，运行时密封风吹扫、置换烟气—烟气再热器换热元件中的原烟气，来降低换热元件的携带漏风，改造后烟气—烟气再热器漏风率控制在0.5%以下。

5 结论

本文结合发电厂脱硫改造升级项目实际，对发电厂脱硫系统所存在的问题进行了综合性的分析，再基于现场实际以及相关法律法规标准规范的要求，对脱硫系统的改造升级方案进行了详细的阐述，并有针对性的对改造后的方案进行了优化，使得改造后设备投运效率大幅度提高，设备运行稳定，硫化物排放浓度和排放量明显减少，达到了国家相关标准，为同类发电厂脱硫系统升级改造提供有益借鉴。

参考文献：

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[2]李梅，谢碧蓉，朱红绫.重庆发电厂脱硫控制系统改造[J].重庆电力高等专科学校学报，2011，16（04）：92-94.