大唐阳城电厂#5\#6机组烟气脱硫增容改造工程中的技术创新

摘要：针对大唐阳城电厂烟气脱硫增容改造工程，提出了此类改造工程实施过程中的几项优化及创新措施，供读者在今后的设计中参考。

关键词：脱硫改造，浆池增容，吸收塔，烟道。

中图分类号： TF704.3 文献标识码： A

引言

随着国家环保政策日趋严格以及脱硫电价考核管理办法、节能减排调度的实施, 火电机组二氧化硫排放超标不仅给企业带来了高额的经济损失(如排污费、脱硫电价考核、发电量损失等) , 而且会造成环境污染, 从而会对企业的形象和后续发展造成一定的影响。因此减少二氧化硫排放量符合国家和企业的共同利益, 是大势所趋。

1、阳城电厂#5、#6机组脱硫系统增容改造的必要性

阳城电厂一期工程安装6×350MW湿冷发电机组（编号#1-#7），最后一台机组于2002年7月27日建成并转入商业运行。2007年配套建设6套石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置( FGD ), 并于2008年投入运行。脱硫系统设置烟气换热器( GGH ) , 按照燃用收到基全硫分为0.6% 的设计煤种, 脱硫效率不低于95%进行设计。

阳城电厂二期工程安装2×600MW空冷发电机组（编号#7、#8），同时建设烟气脱硫装置，脱硫采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，设计脱硫效率不小于95%，并于2007年投入运行。

公用系统（石灰石制浆系统、石膏脱水系统、废水处理系统）为四台机组公用；四台机组分别为#5、#6号机组（2×350MW机组）和#7、#8号机组（2×600MW机组）。

近年来, 电力供应紧张, 新建机组迅猛增加,因燃煤供应紧张, 导致电厂燃用煤质较杂。电厂实际燃煤的硫分远大于设计值, 导致原脱硫设施及设备超负荷运行, 使设备磨蚀严重, 脱硫效率不达标。并且随着国家环境保护部颁布的2011版《火电厂大气污染物排放标准》的出台，二氧化硫排放标准要求更为严格，原有的脱硫系统不能满足二氧化硫排放标准要求。基于以上多种因素, 为提高脱硫系统对煤种的适应性, 保证机组在燃烧高硫煤时达到当前环保排放的要求, 必须对原脱硫系统进行增容改造。本次脱硫改造先对#5、#6机组进行脱硫增容。

2、#5、#6机组烟气脱硫增容改造方案改造原则

在“充分利旧、节省投资、降低运行成本”的原则下, 综合分析自投运以来入炉煤硫分的平均量, 确定按照以下标准进行改造；在燃煤收到基全硫分达到2.0%时（SO2浓度5100mg/Nm3）,整个FGD系统的脱硫效率不低于96.1%,SO2排放浓度不超过200mg/Nm3的国家排放标准。经过与电厂多次沟通, 共同完成了技术改造方案的优化工作。

针对实际运行煤质含硫量及烟气量的变化,确定如下改造原则:

1）增容改造对象为2x600MW（#5、#6）机组烟气脱硫装置，采用一炉一塔。煤质及烟气参数对比如下：

煤质成分

FGD入口烟气参数

2）根据脱硫增容改造设计参数进行物料平衡计算, 确定吸收塔石膏浆液循环量、氧化空气量、供浆量、石膏浆液排出量、脱水系统及工艺水量等脱硫系统参数及容量。

3）最大限度地提高增容改造工程设计质量,减少设计变更；原有的设施尽量考虑利旧。

4）对原有的FGD 系统设备进行检查、修复或更换, 并保证脱硫系统整体性能指标。

3、脱硫增容改造方案

1）吸收及排放系统

（1）对塔体原结构设计进行校核并采取加强措施。

（2）为保证脱硫效率, 每塔增加第4层喷淋层,包括喷嘴及支撑结构；原有喷嘴更换。

（3）每套脱硫系统增加1台浆液循环泵，考虑原有设施尽可能利用，本工程利用原#7、#8机组4台浆液循环泵。

（4）原平板式除雾器改为屋脊式, 设4层冲洗水, 对原有的除雾器冲洗水系统进行改造。

（5）增加原塔浆池高度以增加浆液池容。

2）氧化风机

当硫的质量分数由0.6% 增加到2.0%时, 氧化空气量由3200Nm3/h增加到13000Nm3/h。结合现场实际, 改造设计如下:

（1）每塔原来2台3200Nm3/h风量的罗茨氧化风机更换为风量为13000Nm3/h的离心氧化风机,全部采用曝气方式进入吸收塔, 塔内的合金曝气管道及其支撑结构重新设计。同时采用离心氧化风机噪音水平得到了很好的控制。

（2）氧化空气管道需重新设计。

3）浆液制备系统

新增2套出力为35t/h的湿式球磨机制浆系统, 包括相应的石灰石卸料间、振动给料机、斗式提升机、石灰石仓、流化风机、称重皮带给料机、石灰石浆液旋流器等配套设备。

4）石膏脱水系统

当煤中硫的质量分数由0.6%增加到2.0%时, 单台机组的石膏浆液排出量由40m3/h 增加到75m3/h, 原有的一级、二级脱水系统已无法满足出力要求, 需要对原有的石膏脱水系统进行改造。

5）其它改造

控制系统、电气系统、土建部分进行相应改造。

4、脱硫增容改造关键技术与创新点

1）公司于2004年引进的AE&E脱硫技术的吸收塔典型设计为喷淋空塔，浆液含固量15%；而此次阳城#5、#6机组增容改造吸收塔型式为折返塔，浆液含固量为25%。若采用公司原有AE&E技术，一是工程改造量大，增加工程总造价；二是设备选型容量大，增加运行成本。基于以上原因，只能按照折返塔的型式进行增容改造。通过公司领导和同仁的共同努力，在最短的时间内克服了技术上的难点和突破，并掌握了改造折返塔的技术要领。

2）对原吸收塔环形切割分段抬高增容，增加浆液池容积和一层喷淋层，保持原吸收塔结构基本不变，将原吸收塔壁板割开整体抬高，分别增加浆液池和喷淋层区所需高度。为保证施工进度，尽可能减少不必要的重复施工，项目管理人员和相关单位进行多次沟通论证，确定采用倒装形式进行安装，最终在工期要求内顺利完成了吸收塔的全部改造工作。

3）原有吸收塔高度增加后，造成了吸收塔入口垂直段烟道高度的增加，原计划在新增垂直段入口烟道四周新建烟道支架对其进行支撑，施工过程中现场反应空间过于狭窄，无法新立烟道支架。最终在本工程中首次创新地采用在垂直烟道段直接设置水平拉杆与吸收塔上的加固肋相连接，并加固原有烟道底部支墩的形式。这种新型的垂直烟道支吊方式对于改造现场空间紧凑，无法新立烟道支架，且改造后的垂直烟道段总长度不超过20m的改造工程，具有一定的借鉴和参考价值。

4）此次增容改造结合机组大修进行, 采取分阶段施工方案, 大大缩短了改造工期, 降低了工程改造投资。

5、结语

大唐阳城国际发电有限责任公司#5、#6机组改造自2011年2月签订技术协议开始，同年9月29日#5机组完成168小时试运行，10月9日#6机组完成168小时试运行，运行至今各项性能指标均达到或超过设计值，两台机组的脱硫效率均不小于96.1%，达到了预期改造效果。

设计团队曾于2011年底对阳城脱硫项目进行设计回访，业主对改造后的脱硫系统的运行情况和脱硫效率十分满意。改造后的脱硫系统运行良好达到了业主预期的改造效果。

此脱硫改造项目的顺利实施对于以后需要进行石灰石石膏湿法脱硫增容改造的火电厂具有良好的借鉴和推广的意义，可以充分参考现有电厂改造实例，总结经验，根据各自的实际情况，从经济效益、脱硫配型、技术评价和场地环境等方面综合考虑，选择适合自己的成熟可行的改造方案进行改造。同时，面对工期特别紧的特点，选择一个有经验的成熟可靠的设计施工单位也至关重要。

作者简介：赵允涛（1978-），男，山东人，工程师，从事电厂环保方面的工作。