摘要：DW喷淋塔湿法脱硫技术在135MW机组得到了成功应用。该技术是以治理脱硫为主、兼顾粉尘治理的脱硫环保技术，在工程设计、建设、运行过程中结合现场实际进行了部分优化，达到了很好的效果，这些优化项目适合所有的锅炉脱硫改造及新上燃煤燃气机组脱硫设施。
关键词：DW喷淋塔；脱硫；除尘
Abstract：DW spray tower wet flow gas desulfurization technology has successfully applied in 135MW Coal- fired Power Plant.This technology mainly aimed to flow gas desulfurization，as the same time improved the dust removal technology.By optimization of engineering design，construction and operation，this technology proved desirable results on site，can be applied to boiler desulfurization retrofits，as well as new building coal-fired and gas-fired power plants.
Key words：DW spray tower；desulfurization；dust removal
0 引言
《山东省火电厂大气污染物排放标准》规定：自2017年1月1日起，现有火力发电锅炉及燃气轮机组执行的排放浓度限值标准烟尘<20mg/m3、二氧化硫<100mg/m3。根据环境保护工作的要求，在国土开发密度较高、环境承载能力开始减弱，或环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，执行“特别排放限值”：烟尘<20mg/m3、二氧化硫<50mg/m3。2014年，国家环保部门又提出燃煤机组要达到燃气机组环保标准，即SO2排放限值35mg/m3、烟尘排放限5mg/m3。
为了达到上述环保指标的要求，山东里彦发电有限公司在2012年脱硫系统改造中选择了喷淋塔石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术，其中核心设备吸收塔采用了新型的DW喷淋塔。该工艺的化学反应原理与一般的喷淋塔采用的石灰石-石膏湿法脱硫工艺相似，但吸收塔整体结构和烟气与浆液接触形式有很大不同，这种差异决定了该技术具有高脱硫效率、高除尘效率的显著优点。
1 DW喷淋塔湿法脱硫系统原理
DW液柱式喷淋塔结构如图1所示。SO2吸收系统烟气由进气口进入吸收塔的吸收区，在上升过程中与雾状浆液逆流接触，处理后的烟气经过布置在吸收塔上部的除雾器除去水滴后进入净烟道。在塔内，通过布置在塔体低位的喷浆管，浆液自下向上喷出，将原烟气卷入液柱，液柱在上升、下降过程中与原烟气进行两次充分接触，使吸收剂浆液与烟气完成吸收反应。即液柱上升到达顶部后分散成细小的液滴，细小下落的液滴又与上升的液滴的碰撞，更新传质表面，形成高密集液滴层，提高烟气与吸收液的混合，使气－液高效接触，加速SO2的吸收反应。液滴下降过程中互相碰撞，表面不断更新，保持吸收能力，与上升的烟气进行吸收反应，这就是DW塔的独特双倍接触吸收反应过程。
2工程设计、建设、运行过程中存在的问题及改进措施
2.1采用针对性极强的技术方案，克服场地狭小的困难。
脱硫系统布置在锅炉尾部，仅有10m×12m场地，极其狭窄，因此选用方形塔，建设了“袖珍式”整套单炉单塔脱硫系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆脱硫塔底部作为浆液池，循环泵布置在脱硫塔侧面，与塔体之间仅靠滤网装置连接，尽量减少连接管道尺寸，泵出口管道向泵上方布置，最大限度地节约了空间。
采用大口径直通式喷嘴，可以在高浓度浆液情况下稳定运行。DW喷淋塔最初设计浆液浓度为30%，后改为浓度为35%[1]，这就使DW喷淋塔的浆液循环停留时间更短，氧化反应池即浆液池容积更小，相应的氧化风机的电耗更省。以上改进不仅克服了炉后脱硫场地极其狭小的困难，而且通过优化设计使改造工程量大大降低，使日常设备维修工作量大大减小。
2.2挖掘设备潜力，增加脱硫设计容量。
本工程初始设计SO2排放浓度为≤100mg/Nm3（干基，6%O2），施工阶段从国家环保部门了解到SO2排放标准计划进一步提高，为确保本工程实施后一劳永逸，业主与设计单位、施工单位协商，将工程设计SO2排放浓度改为≤50mg/Nm3（干基，6%O2），主要涉及改造项目包括：
2.2.1 核实循环泵设计出力有15%余量，利用其中10%的余量。
2.2.2将设计浆液浓度提为35%，排浆泵等个别小泵改为较大压头和出力的泵，该部分投资基本无变化，与承包单位协商由承包单位自行处理。
2.2.3重新核实各搅拌器能否满足，个别进行了调整。
2.3通过脱硫系统运行，进一步降低烟尘排放指标。
由于里彦发电公司建厂较早，#3、4机组配备的静电除尘器是双室三电场静电除尘器，加上运行时间较长，除尘效果不佳，机组难以达到环保部门的除尘指标要求。
为达到除尘的高效率，通过适当调整增大除雾器冲洗水量，即除雾冲洗水按脱硫塔最大耗水量设计，增大了烟气的洗涤效果，正常运行时仅通过除雾器喷水作为脱硫系统补充水即可满足，确保了补充水作为烟气洗涤水的最大作用。通过试验测试，脱硫塔入口烟尘浓度≤100 mg/Nm3时脱硫塔出口烟尘浓度≤30 mg/Nm3，确保了烟尘环保指标的达标排放，收到了意外的效果。
脱硫系统中的重金属或酸性物质与碱性的渣水反应，生成固体物并去除，从而达到以废治废的目的。因脱硫废水的流量较小，掺入水力除灰系统后对其影响很小，因此该方案基本不需要对水力除灰系统进行任何改造，也不需要额外增加水处理设备，具有投资省、运行方便的优点。经投入运行后长时间检验，效果较好。
3 改造后的效果及技术参数对比
#3和#4机组脱硫改造工程于2013年10月投产。168小时试运后，又进行了两个试验阶段：1）将入炉煤含硫量提高到2.0%时（设计值为1.0%），验证了仍能满足国家环保部门的排放SO2<100mg/m3的要求；2）入炉煤按设计含硫量值1.0%时，通过调整脱硫系统运行参数，实现了二SO2排放稳定在20～30mg/m3连续稳定运行，验证了系统能满足国家环保部门的未来的排放标准。
改造后DW液柱式喷淋塔与改造前常规喷淋塔主要数据。[3]
4 结语
通过近一年来的实际运行表明，DW喷淋塔石灰石-石膏湿法脱硫技术脱硫效率高达99.9%，能保持在20～30 mg/Nm3的排放浓度连续稳定运行。该项技术具有安装、运行、维护成本低（低电耗：占厂用电0.6～1.0%；低运行成本：0.003 ～ 0.01元/kW.h）的优势，真正实现了二氧化硫<50mg/m3排放标准。此外，在脱硫塔入口烟尘浓度≤100 mg/Nm3时，脱硫塔出口烟尘浓度≤30 mg/Nm3，实现了同时降低烟尘环保指标的目的。
DW喷淋塔石灰石-石膏湿法脱硫技术在国内135MW机组上的首次应用效果良好，为深度脱硫、除尘提供了成功的示范案例。该系统投产后顺利通过了济宁市、山东省各级环保部门的验收，达到了国内先进水平，先后有多家电厂前来参观、学习，并在2014年有多个电厂实施了该项脱硫技术改造。
论文作者:王洪力
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/29
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