(贵州黔东电力有限公司 贵州省镇远县 557702)
摘要：本文针对黔东火电厂一期2×600MW机组超低排放技术改造，在设计阶段的电气系统合理配置，投产后运行优化措施进行了分析。为类似机组超低排放改造项目提供借鉴，使超低排放改造不仅满足现代大型火电机组环保的新要求，更能够达到节能降耗的目的
关键词：超低排放;脱硝；脱硫改造；吸收塔
1.工程概况
黔东火电厂一期2×600MW机组脱硝改造工程，脱硝装置采用选择性催化还原法（SCR），原设计是在处理100%烟气量条件下，脱硝效率不小于85%，出口NO2浓度≤180mg/Nm3，催化剂数按“2＋1”布置。SCR烟气脱硝系统采用高灰段布置方式，即SCR反应器布置在锅炉省煤器和空气预热器之间，不设置SCR反应器烟气旁路。
后期随着最新大气污染物排放标准的颁布实施，净烟气污染物浓度已无法满足排放标准。为适应新的环保标准，满足超洁净排放的环保要求，现需对原有脱硫脱硝系统进行增容改造。
2.改造主要技术路线
2.1除尘器部分
目前电除尘器出口粉尘排放介于70~80mg/Nm3之间，经湿法脱硫后无法满足超净排放要求（≤10mg/Nm³），因此存在提效改造的必要性。通过改造后将电除尘器出口粉尘控制在35mg/Nm³以内，再经湿法脱硫洗涤后烟囱出口粉尘排放≤10mg/Nm³），满足超净排放的要求。
2.2改造方案
根据电厂提供的数据，目前电除尘器出口烟尘排放浓度为85mg/Nm3，要达到≤30mg/Nm3的排放要求，需要提效65%以上，如果单纯采用高频电源或高频脉冲电源很难达到效果，因此需要同时进行增容改造。
改造方案：保留原除尘器壳体不变，拆除电除尘器的顶盖及全部内部结构件，将原电除尘器阴极系统侧部振打改为顶部振打，保留原阳极振打方式不变，将每个电场阴极振打省下的空间多布置2块极板，即将原来每电场长度方向9块极板增加到11块极板，每个电场有效长度增加了1米，电场宽度保持不变，改造后总集尘面积增加22%,比集尘面积从原来的110.6m2/m3/s增加到135.2m2/m3/s。同时对高压供电系统进行改造，将原五个电场的单相工频电源全部更换为三相高频电源；并对不同电场及工况采用相应的供电模式，针对高浓度粉尘、高比电阻粉尘，可提供降压振打、间隙供电、简易脉冲供电及临界反电晕等控制方式，达到节能提效的效果。根据多依奇公式：η=1-exp[-(fω)0.5]，其中ω表示粉尘的表观驱进速度；粉尘的驱进速度ω∝U•I0。6，从而得知提高运行电压可有效提升粉尘的驱进速度，进而提高收尘效率。脉冲电源相较于高频、工频电源有更高的运行电压，因此在提高收尘效率方面更优。
3. 脱硝部分
黔东火电厂一期2×600MW机组脱硝改造工程，脱硝装置采用选择性催化还原法（SCR），原设计是在处理100%烟气量条件下，脱硝效率不小于85%，出口NO2浓度≤180mg/Nm3，催化剂数按“2＋1”布置。SCR烟气脱硝系统采用高灰段布置方式，即SCR反应器布置在锅炉省煤器和空气预热器之间，不设置SCR反应器烟气旁路。还原剂制备采用液氨。本次改造所涉及内容如下：
3.1 液氨储存系统
现有氨公用系统设置3×150m3的液氨贮罐，满足2×600MW机组7天的用量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在满足SCR出口NO2浓度≤50mg/Nm3或≤100mg/Nm3的情况下，该液氨贮罐容积基本能满足氨存储容量的要求，总储备时间仅分别降至6.3天与6.7天。因此，该系统可不考虑改造。
3.2 氨气制备系统
当前氨气制备系统配置有3台液氨蒸发器（单台出力为780kg/h）,3台液氨氨气缓冲罐。经核算，无论出口NO2浓度满足≤50mg/Nm3或≤100mg/Nm3，该系统完全满足增容后的要求，因此无需改造。
3.3 SCR区系统
SCR反应器设置双反应器，每台反应器层数原则为2+1设置，初期装设2层催化剂，备用1层。
本次改造需加装一层催化剂，并在安装备用层催化剂的同时，安装相应的声波吹灰器与蒸汽吹灰器。
4.脱硫部分
4.1烟道
现有烟气系统在前期的改造中，已经取消旁路、GGH及增压风机。本次改分以下两方面进行：
（1）满足出口SO2浓度≤100mg/Nm3：
经核算，此时需更换原有第一至第四层循环泵及相对应的喷淋层，新循环泵位置布置在现有循环泵处，因此对现有的烟道布置不存在影响。
（2）满足出口SO2浓度≤35mg/Nm3：
经核算，此时需要采用串联塔工艺，需将现有GGH框架全部拆除，为新增的后塔位置腾出空间。因此，现有主烟道至吸收塔入口之间的原烟道需全部拆除，重新设计布置路线。现有净烟道也需全部拆除，根据新增后塔出口的位置重新布置净烟道。
4.2 吸收塔
（1）满足出口SO2浓度≤100mg/Nm3
由于循环量增加，吸收塔浆池部分需增高3m。另外，由于更换除雾器，并使得除雾器前后能有足够的均流空间，吸收塔上部需提高5.0m。第三，为提高整个脱硫装置的除尘能力且一定程度上提高脱硫效率，在吸收塔入口至第一层喷淋层之间增设双相整流装置。双相整流装置安装位置与第一层喷淋层下方约1.5m处，本体采用2205材质。双相整流装置下方新增支撑梁，并做用玻璃鳞片进行防腐。在第三层喷淋层与第四层喷淋层之间，以及第四层喷淋层与第五层喷淋层之间增设壁环，壁环本体采用2205材质。塔体总阻力增加1210Pa（需将原有1#~4#循环泵对应喷淋层更换）。
（2）满足出口SO2浓度≤35mg/Nm3
前塔的净烟气引入后塔入口，通过串联塔的方式对烟气进行净化。原吸收塔壳体不做改造，在吸收塔入口及第一层喷淋层之间加装双相整流装置。前塔除雾器拆除，新增除雾器安装在新建后塔喷淋层上方。后塔第一层喷淋层与第二层喷淋层之间，第二层喷淋层与第三层喷淋层之间，增设壁环，壁环本体采用2205材质。为保持前塔与后塔的各自的液位与水平衡，两塔之间增设强制循环泵，将浆液由后塔(液位9.6m)泵送至前塔(液位18m)，前塔设置溢流管连通至后塔。
为便于原烟道重新布置，吸收塔入口方位需从现有位置逆时针旋转90度，与从主烟道引出的原烟道对接。
4.3串联塔设计改造
A、原有吸收塔已有6层喷淋层，若为达到≤35mg/Nm3出口浓度要求，再往原塔上方新增两层喷淋层（循环泵流量为13400m3/h），会使得整个塔体部分阻力大幅上升约2300Pa（含新增双相整流装置及更换除雾器后新增阻力）；而采用新建后塔的方式，整个塔体部分阻力仅增加1340Pa（含新增双相整流装置及更换除雾器后新增阻力），并考虑在实际运行过程中，前塔无需投运第五与第六层喷淋层，所以实际前后两塔塔体部分总新增阻力仅为150Pa。因此从运行成本上看，新增后塔的方式更合理。
B、经核算，现有烟气系统总阻力约为3830 Pa（含烟囱自拔力降值），前塔新增双相整流装置、新建后塔、更换原有除雾器，并对整个烟道布置进行重新设计后，整个系统阻力约为3850Pa（原、净烟道阻力比改造前降低）。而当前引风机全压升为8404Pa，且在100%BMCR工况下引风机出口全压为5160Pa，仍能满足改造后的要求。
5.结束语
通过对黔东火电厂一期2×600MW机组脱硝超低排放的改造，可以有效降低超低排放改造成本，优化系统配置，同时也使烟气超低排放运行期间机组厂用电率得到了有效控制，降低了机组供电煤耗的增幅，使超低排放机组真正达到了环保、低耗、安全稳定运行。
论文作者:刘亚平
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/26
标签：吸收塔论文; 烟气论文; 喷淋论文; 浓度论文; 反应器论文; 机组论文; 粉尘论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;