300MW循环流化床锅炉超低排放改造应用

摘 要：我公司两台300MW循环流化床机组在运行中已不能满足国家环保局最新下发的超低排放标准的要求，按照要求我公司分别对两台机组的脱硫，脱硝、及除尘部分进行超低排放改造，使改造后的烟气排放指标达标。

关键词：300MW循环流化床锅炉；超低排放；改造

引言

我公司一期装机容量为2×300MW，配套上海锅炉厂生产的SG-1065/17.5-M4505的亚临界、一次中间再热、单锅筒、自然循环、平衡通风循环硫化床锅炉，两台机组配置一座海勒式间接空冷塔，空冷塔采用“三塔合一，两机一塔”技术，及空冷塔、脱硫吸收塔、烟囱三个塔布置在一起，两台机共用一个塔。脱硫采用炉内掺烧石灰石粉的脱硫技术以及炉后湿法石灰石脱硫工艺进行脱硫。除尘器采用浙江菲达环保生产的高效电袋组合式除尘器，两级电除尘装置、三级布袋除尘装置进行除尘。未设置脱硝系统。两台机组于2012年5月投产发电。投产以来，我厂烟气排放指标均低于当时《火电厂大气污染物排放标准》，烟尘排放浓度稳定在30mg/Nm3以下，净烟气SO2含量可稳定在100mg/Nm3以下，烟气中NOX浓度稳定在100 mg/Nm3以下。

2014年8月8日山西省人民政府办公厅下发文件（晋政办发[2014]62号）《关于推进全省燃煤发电机组超低排放的实施意见》规定燃用低热值煤发电机组执行以下超低排放标准：NOX 50mg/Nm3、SO2 35mg/Nm3、烟尘10mg/Nm3。2014年9月12日国家发展和改革委员、环境保护部和国家能源局下发（发改能源[2014]2093号）文件《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020）》，规定不符合超低排放标准的燃煤电厂需在2014-2020进行超低排放改造。为满足上述国家环保超低排放标准要求，我公司需对锅炉进行脱硝改造、脱硫提效改造以及脱硫吸收塔后预留增加湿式电除尘位置和电除尘器提效改造；改造后在现有煤种情况下要求达到燃气轮机的超低排放标准。

1 脱硫部分改造

改造前我公司炉外脱硫系统设计为一个吸收塔，三台循环泵和三层喷淋系统组成，内设两级平板式除雾器。来自锅炉的烟气，在塔内与吸收剂逆流接触并进行吸收反应，反应物在吸收塔浆池进行强制氧化，进而得到脱硫副产品石膏。改造前脱硫系统入口硫份在2000mg/Nm3左右时，脱硫出口硫份可达80mg/Nm3左右；机组负荷在200MW左右时，脱硫系统入口硫份达到3000mg/Nm3左右时，脱硫出口硫份可达100mg/Nm3以下。为满足超低排放要求，本次改造利用石灰石-石膏湿法单塔双循环技术，将烟气在一座吸收塔内完成了两次脱硫，达到了双塔串联效果。具体改造方案如下：

吸收塔是整个脱硫装置的核心。原吸收塔已不能满足超低排放标准要求，需要对吸收系统进行增容改造，原有脱硫系统每台机组3台循环泵，每台循环泵流量为4700m3/h，也严重偏小，脱硫装置需通过增加液气比、延长雾化停留时间、增强氧化等措施，才能较好地保证吸收效果和脱硫效率。本次改造将原吸收塔作为双循环回路塔主塔，利用吸收塔底浆池构成一级循环，脱硫率控制在～75%，循环浆液pH值控制在4.5～5.0，保证充分的亚硫酸钙氧化效果和充足的石膏结晶时间。原吸收塔在第2、3层喷淋层之间截断，增加塔高～17.6m，改造后吸收塔总高由原来的30.2m加高为47.8m中间设置集液盘，下部设2层喷淋，集液盘上部设3层喷淋层。

新建塔外循环塔：塔外循环塔构成二级循环，塔外循环塔内的石灰石浆液从循环泵打入吸收塔，吸收SO2后通过集液盘又返回塔外循环塔循环。塔外循环塔内浆液pH值控制在5.6～6.0，优化CaCO3吸收SO2的反应，脱硫率不低于97%。

现有浆液循环泵A（Q=4700m3/h；H=19.7m）更换为Q=7290m3/h；H=19.7m。现有浆液循环泵B（Q=4700m3/h；H=21.6m）利旧。现有浆液循环泵C（Q=4700m3/h；H=23.5m）移位利旧，吸入口改到从塔外循环塔引接，现有循环泵C用于次高层。新增浆液循环泵D（Q=7290m3/h；H=19.7m）、E（Q=7290m3/h；H=23.3m）。改造后总循环浆液量为：4700×2+7290×3=31270m3/h。主塔设计两台浆液循环泵，辅塔设计三台循环泵。将两级平板式除雾器改为三级屋脊式除雾器。

2 增加脱硝系统

目前我厂未设脱硝装置，现在机组负荷稳定时NOX生成浓度大多数时间在60mg/Nm3以下，因机组负荷调节引起负荷变化时，NOX最高在160mg/Nm3左右，无法满足超低排放标准，现增加脱硝系统，采用非选择性催化还原脱硝工艺（SNCR），对1、2号机每台机组设一套SNCR脱硝装置，在设计煤种及校核煤种、锅炉最大工况（BMCR）、处理100%烟气量、脱硝装置入口NOX浓度不大于200mg/Nm3，脱硝装置效率不小于75%，排放浓度不大于50mg/Nm3。

SNCR烟气脱硝技术具体改造方案如下：两台炉各加装一套SNCR反应装置；另在厂区适当位置新建尿素区，为锅炉进行尿素溶液的供应。分别在两台炉的三个旋风分离器入口装设5支尿素喷枪，在三个旋风分离器的出口装设一支尿素喷枪。运送至现场的袋装颗粒尿素储存在尿素储存间，经电动葫芦吊装送入尿素溶解罐，并在尿素溶解罐中与按比例补充的新鲜除盐水中充分溶解成40～60%质量浓度的尿素溶液，通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐。尿素溶液经由供液泵经综合管架，进入SNCR稀释、计量与分配系统供给尿素喷枪，喷入用氨点，投入喷枪的数量根据机组负荷与烟气中NOX含量调节控制。

3 除尘器改造

我厂除尘器由浙江菲达环保科技股份有限公司提供，每炉配电袋除尘器2台。除尘器投运以来运行正常，除尘效果良好，除尘器出口含尘量小于40mg/Nm3左右，再加上脱硫的除尘作用，我公司烟气出口烟尘排放浓度能控制在10mg/Nm3左右。

本次改造采用电袋除尘器只将布袋更换为超细纤维布袋，电场区更换高频电源的方案，将电袋除尘器出口含尘量降至10mg/Nm3以下。

4 结束语

我公司#2机组于2015年09月16日改造完成，2015年10月16日完成100%负荷168小时性能试验，#1机组于2015年11月04日改造完成，2015年11月25日完成100%负荷168小时性能试验。两台机组超低排放改造后排放指标均能满足NOX控制在50mg/Nm3以下、SO2控制在在35mg/Nm3以下、烟尘控制在10mg/Nm3以下的排放标准。

参考文献

[1]GB13223-2011.火电厂大气污染物排放标准[S].

[2]晋政办发[2014]62号.关于推进全省燃煤发电机组超低排放的实施意见[S].

[3]发改能源[2014]2093号.煤电节能减排升级与改造行动计划

（2014-2020）[S].

[4]HJ/T 179-2005.火电厂烟气脱硫工程技术规范（石灰石/石灰-石膏法）[S].

[5]DL/T5196-2004.火力发电厂烟气脱硫设计技术规程[S].