摘要：依据国家相关标准，火电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物必须达标排放，本文对西北某电厂的电除尘、脱硫设备、脱销设备在建设过程中的设计选型、设备改造等方面的情况进行了说明，提出了改造方案，经过机组的运行，证明改造方案是可行的，为高海拔地区的火电机组建设提供了经验。
关键词：火电厂；烟尘；二氧化硫；氮氧化物；达标排放
工业的发展使得很多企业为了追逐经济利益的最大化，对自然环境造成了极其严重的破坏，随着时代的进步社会的发展，人类慢慢意识到了环境保护的重要意义，自然和生态环境已经引起国家的高度重视。如何在保证工业生产的基础上，减免对环境的污染，已经是非常重要的事情了。火电企业燃煤机组的燃料硫份随着煤炭市场的不断变化也发生着变化，许多企业燃煤硫份已超出原脱硫系统的设计硫份，而环保问题是关系到国家经济可持续发展的重大问题，火电企业需要燃烧大量的煤炭，由于发电用大量含硫煤炭的燃烧导致很多地区的大气中含有相当浓度的二氧化硫，严重影响环境，威胁人们的生活健康。如何保证烟气二氧化硫达标排放，提供清洁电力，是当前火电企业发展中的重大技术关键。我们以某单机600MW燃煤发电企业为例说明二氧化硫达标排放的措施。该企业安装4台600MW机组，原配套脱硫系统设计燃煤含硫量为1.65%，近年来由于煤炭市场的变化，燃煤的含硫量远高于设计值，燃煤含硫量达到3.0%，脱硫系统入口的SO2浓度增大，原脱硫系统出口SO2浓度已无法满足新的环保排放要求和机组安全运行要求，所以需对原脱硫系统进行增容技术改造、设备的可靠性研究、长周期运行调整进行技术总结，从而达到满足环境保护烟气达标排放要求的目的。
一、以确保达标排放为根本，不断加大设备改造力度
1.串联吸收塔改造。脱硫增容改造采用石灰石-石膏湿式脱硫工艺，1、3、4号脱硫为串联吸收塔方案，即在原吸收塔前各增设一台预洗涤塔，预洗塔尺寸为：（1号：φ16×36.5米；3号：φ16×36.5米；4号：φ17.4×36.9米）；2号脱硫改造采用对原有液柱塔进行扩容的方案（反应池尺寸由22.1×13.3米增加到22.1×18.4米），同时对各脱硫辅助系统等进行增容改造。此次改造燃煤硫份由原设计的1.65%提高到3.0%，脱硫系统综合效率为97.3%。
2.GGH选用豪顿华公司的最新防堵型大通道换热元件。换热元件高度由原来的785mm改为现在的580mm，同时对GGH密封片进行了更换。改造后，在满负荷时增压风机电流下降约100A，GGH差压降低1400Pa。2号机组自改造投运后经过9个多月的连续运行，GGH差压在大负荷时基本维持在1200Pa之内。GGH吹扫方式改为蒸汽吹扫，蒸汽压力保持在0.9-1.0MPa，温度260℃左右，同时更换了吹灰枪，吹扫效果明显改善。将吹灰控制由PLC改为DCS控制，解决了PLC出现故障影响吹灰的问题。
3.除雾器及喷嘴进行差异化布置。一是在流速较高的区域增大喷嘴密度，以调整吸收塔内的烟气流场，减小烟气进入除雾器所夹带的浆液量；二是对除雾器模块进行差异化布置，在流速较高区域，更换叶片间距为25mm的除雾器模块，增加该区域的烟气阻力，在流速较低区域，更换叶片间距为30mm的除雾器模块；三是在第一、第二级除雾器布置靠近烟气出口处，更换为专用高效防堵型模块，降低烟气阻力，从而保证除雾器叶片内的流场均匀。通过改造，实际运行中，除雾器差压大幅降低，烟气携带浆液造成GGH堵塞的问题得到缓解，为主机的安全稳定运行奠定了坚实的基础。截至目前，未发生因为GGH或除雾器堵塞影响机组稳定运行的事件，实现机组连续长周期运行在一年以上。
二、以控制燃煤硫份为关键，不断加大配煤掺烧力度
一是按照大唐陕西公司要求，坚持做好“三堆煤”管理（即一堆是劣质煤，低热值高硫份，用于低负荷和后夜运行；一堆是高热值低硫份煤，用于早晚高峰负荷；在此基础上掺配第三堆煤，热值和硫份适中，适用于平常负荷）。二是制定了公司《燃煤掺配管理制度》，通过配煤控制入炉煤硫份达到设计值90%以下，避免脱硫系统长期在高硫份环境下运行和超标排放，确保机组稳定、经济运行。
三、以运行维护为重点，不断提高污染物排放管理水平
1.针对脱硫系统增容改造和旁路烟道封堵，完善和修订了脱硫运行规程、运行系统图、热控逻辑及事故预案等，保障脱硫系统和主机可靠运行。
2.优化机组启停过程中浆液循环泵运行方式，在机组点火初期，由于排烟温度不高，浆液循环泵不随增压风机同时启动；当脱硫入口烟温到达70℃时，投运预洗塔最底层浆液循环泵，这样既保障了除雾器的安全，又减少了浆液污染。同时在启停过程中连续投入GGH蒸汽吹扫，除雾器冲洗每两小时投运一次，确保GGH和除雾器不被油烟污染。
3.通过不断摸索和实践，总结出了脱硫吸收塔维持“三低”（低液位、低密度、低pH值）运行方式的成功经验，即：吸收塔液位由9.0米-9.5米降至8米-8.5米；浆液密度控制在1050-1130kg/m3之间pH值保持在5.0-5.2。
4.为确保在吸收塔内充分氧化，专门在氧化风管上安装流量计，以严密监视氧化系统运行状况，及时发现和处理氧化风管堵塞缺陷，避免氧化风机轴承损坏影响脱硫系统正常运行。
5.制定《GGH及除雾器冲洗管理办法》，加大奖惩力度，确保运行按时投入除雾器冲洗、GGH蒸汽吹扫和高压水冲洗。每次高压水冲洗GGH完成后，立即再用蒸汽吹扫，减少GGH换热元件因潮湿黏附粉尘，避免了粉尘与烟气中的三氧化硫以及浆液雾滴相互反应生成硬度极高的硅酸盐。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时我们采用相邻脱硫系统高压冲洗水通过临时管道进行相互冲洗工作，实现了脱硫GGH高压水冲洗泵故障后，运行中利用备用高压水进行在线冲洗。
6.加强在线数据传输管理，切实将CEMS作为“关口表计”进行管理。一是专人负责，实行点检定修制及缺陷管理制度；二是每周将机组的CEMS数据和环保部门接收的数据进行对比，定期核对分析仪量程、DCS量程、数采仪量程和省监测平台显示的数据量程是否一致，发现问题及时整改，切实提高CEMS投运率和在线数据上传率，确保综合脱硫效率和排放浓度的监测可信度和准确性；三是对CEMS小室实行标准化管理，管理制度、测点布置图统一上墙；四是专人负责将历史曲线中的异常与机组启停、脱硫消缺、仪表标定等记录对照核对；五是积极配合陕西省环境监测站进行在线自动监测系统有效性比对试验，确保所有CEMS系统取得省级环保部门核发的合格证和传输数据合法有效。
四、以管理为手段，不断提高二氧化硫排放管理水平
1.为进一步加强脱硫系统管理，公司专门成立了环保脱硫部，实行点检定修管理，完善技术标准，规范各项管理制度，落实各级人员责任，努力提高脱硫运行管理水平。
2.目前脱硫管理模式为委托发电厂项目部进行运行、检修维护，我公司成立环保脱硫部，实行双重管理，每天早晨上班前共同召开碰头会，分析昨天问题、布置当天工作。
3.加强设备消缺管理，严格执行缺陷消除管理制度，每周与设备维护人员进行缺陷分析碰头会，从缺陷发生的类型、频率及原因等方面深入分析，查找问题，提出解决方案，缺陷数量较2017年年初下降50%。对于影响脱硫系统安全稳定运行的缺陷必须升级管理（增压风机、脱水系统、GGH吹扫系统、石膏排除系统、供浆系统），不得延误消缺时间。
4.机组停机期间必须对预洗塔、吸收塔除雾器、GGH进行冲洗，专人检查冲洗效果；对于除雾器冲洗喷嘴、阀门进行通水试验确保阀门关闭严密、管道、喷嘴畅通无堵塞，对GGH高压水喷嘴进行逐一检查，确保喷嘴完好无堵塞，高压冲洗水阀门关闭严密，将无法在机组运行期间消除的缺陷及隐患，在停机期间彻底消除，不留死角。
5.加强设备备品备件管理，设备管理人员根据现场设备运行情况、频发性缺陷及影响脱硫系统安全运行的隐患，进行设备健康状态分析，提前编制常用备品备件管理列表，确保不发生设备突然退备或无备品影响机组安全运行或限制负荷。
6.修订《脱硫出口二氧化硫超标排放管理标准》，将脱硫系统的出、入口烟气二氧化硫浓度、粉尘浓度、重要辅机连续运行小时数等纳入指标奖惩管理，促进脱硫系统长期稳定可靠运行。
《办法》明确了脱硫电价政策，同时也对非正常停运脱硫设施行为规定了扣减脱硫电价等措施。有关负责人就《办法》在强化脱硫设施运行监管方面的规定作了介绍：
一是加强脱硫运行在线监测。《办法》规定，燃煤电厂建设脱硫设施时，必须安装烟气自动在线监测系统，并与省级环保部门和省级及以上电网企业联网，向省级环保部门和省级电网企业实时传送监测数据；建立脱硫设施运行台帐，记录脱硫设施运行和维护、烟气连续监测数据、燃料硫份分析和脱硫剂用量、脱硫副产物处置、烟气旁路门启停时间等情况，接受政府有关部门核查。
二是明确责任及处罚办法。《办法》中详细规定了发电企业、电网企业以及价格主管部门和环保主管部门的责任，并明确处罚办法。包括发电企业未按规定安装、擅自拆除、闲置或者无故停运脱硫设施的，故意开启烟气旁路通道干扰自动在线监测装置的，脱硫设施达不到设计脱硫效率的，以及电网企业拒绝执行或者未能及时执行脱硫电价等行为，要按照《环境保护法》、《大气污染防治法》、《价格违法行为行政处罚规定》等有关规定，由省级及以上环保、价格主管部门予以处罚。省级环保部门拒报或谎报燃煤机组脱硫设施运行情况、未在规定时间内完成脱硫设施验收并向社会公告燃煤机组投运率、违反规定擅自减免排污费或违规使用排污费的；省级价格主管部门未在规定时间按电厂脱硫设施投运率足额扣减脱硫电价的行为，由国家环保总局或者国家发展改革委通报批评、责令改正，并建议省级人民政府依法追究有关责任人责任。
三是加强监督检查。《办法》规定，省级价格主管部门、发展改革（经贸）部门、环保部门要会同电力监管部门和行业组织对电厂脱硫设施运行情况和脱硫电价执行情况进行经常性检查；鼓励群众向各级环保部门举报电厂非正常停运脱硫设施的行为，对举报属实的群众给予适当奖励；加强新闻舆论对电厂脱硫情况的监督。
总的来说通过吸收塔循环浆液喷嘴的差异化布置，更换GGH换热元件，将GGH吹灰系统的压缩空气吹扫改为蒸汽吹扫，对增压风机系统的逻辑保护进行优化和完善，提高了脱硫系统的可靠性；通过修订脱硫运行相关规定，优化调整浆液循环泵运行和浆液置换方式，严格执行运行规程和设备操作要求，以及加强配煤掺烧工作，提高了脱硫系统的稳定运行水平；通过设备改造和运行方式优化，进一步达到节能和节资的目的。
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作者简介：
杨欣泽，身份证号15282719880104xxxx
论文作者:杨欣泽
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：烟气论文; 机组论文; 系统论文; 浆液论文; 在线论文; 吸收塔论文; 燃煤论文; 《电力设备》2019年第1期论文;