300MW级燃煤机组超低排放改造方案探讨陈裕材

陈裕材

摘要：文章以纳雍电厂4×300MW机组为例，介绍本燃煤机组中存在的问题和运行现状，介绍我厂进行燃煤机组的脱硝、脱硫和除尘系统低排放改造的具体方案以及所要完成排放目标和效果，供同行进行参考。

关键词：燃煤机组；超低排放改造；脱硫；脱硝；除尘

1引言

在全球资源紧缺和环境恶化的大环境下，国家相关部门为了推动能源结构调整，提升煤电的高效清洁发展水平，大力推动煤电节能减排升级与改造工程。地方政府也相继出台发电上网、电价等优惠政策来鼓励燃煤电厂进行烟气超低排放技术改造工作。所以在我国的可持续发展战略的号召下，我电厂也对现有的烟气脱硫、脱硝和除尘等烟气处理设备进行升级和改造，既有利于提高电力企业的社会形象，又有利于企业履行社会责任，实现烟气超低排放具有显著的社会效益。

2300MW级燃煤机组概述

纳雍电厂（一厂）为4×300MW机组，其中1、2号机组锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的1025t/h亚临界锅炉。3、4号机组锅炉为上海锅炉厂生产的1025t/h亚临界锅炉。四台机组锅炉型式均为四角切圆燃烧、固态排渣、一次中间再热、中间储仓式、自然循环煤粉汽包锅炉。现有的4台机组烟气脱硝均采用选择性催化还原（SCR）工艺，单台机组脱硝催化剂为“2+1”层设计，初装两层。烟气脱硫均采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺。脱硫系统包括四台脱硫公用的石灰石浆液制备输送系统、石膏脱水系统、工艺水系统、压缩空气系统、排放系统、废水处理系统，以及每台炉单独设置烟气系统、吸收塔系统。烟气除尘原均配置有两台双室三电场静电除尘器。

3300MW级燃煤机组排放问题分析

根据近期进行的摸底试验，纳雍电厂一厂4×300MW机组在满负荷条件下，脱硝装置入口、出口NOX浓度，脱硝效率等，以及脱硫装置入口、烟囱入口SO2浓度，脱硫效率等均能达到《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）表1中的限值要求。保证在设计煤质条件下，除尘器出口烟尘浓度、除尘效率等烟尘排放浓度均能达到《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）表1中的限值要求。但是与燃煤电厂超低排放标准还有一定的差距，超低排放限值要求：在基准含氧量6%条件下，粉尘浓度不高于10mg/m3，SO2浓度不高于35mg/m3，NO2浓度不高于50mg/m3。因此需要进行燃煤机组的超低排放改造。

4300MW级燃煤机组超低排放改造方案

4.1脱硝系统改造

由于电厂燃用的煤质硫份较高，如果SO2/SO3转化率较高的话，容易造成空预器堵塞，影响电厂的正常运行。项目本次脱硝系统改造方式为拟将各机组现有的选择性催化还原（SCR）脱硝工艺提升改造为SNCR+SCR工艺，并将现用的液氨脱硝剂改造为尿素催化剂，其余系统均不变。项目改造将增加SNCR炉内脱硝系统，共计增设4套，每台机组1套。一个完整的SNCR烟气脱硝系统包括还原剂输送系统、还原剂计量分配系统、还原剂喷射系统、控制系统及其附属系统等。本次改造还将配套增设尿素液体制备区，设置于改造前的液氨存储处，尿素溶液制备区采用1~4号机组共用，所需的面积约为300m2。改造后就每台炉设置的SNCR系统设置30只喷射器，分炉膛和折焰角下方两区布置。炉膛前墙不同高度各布置6只，总计12只。焰角下方一定高度处设置18只。以增大尿素溶液的投送范围，增强SNCR对锅炉负荷变化的适应性。本次改造除增加现有SNCR处理系统外，还将更换现有的液氨还原剂，并采用尿素代替液氨作为本项目脱硝还原剂。

4.2脱硫系统改造

纳雍电厂（一厂）4×300MW机组脱硫系统本次改造设计的SO2入口浓度较大，为充分利旧现有设备，缩短改造工期，且保证改造后在高硫煤条件下系统的稳定达标运行，本次改造推荐采用双塔双循环改造方案，即将2#、3#现有两个并联的吸收塔改为串联塔形式，并将其现有直径长为12.5m，高为6m的2根除雾器进行改造，改造为直径长13.8m，高10m的除雾器；1#、4#机组现为一炉一塔形式，改造则需就每台机组新增吸收塔1个与现有吸收塔进行串联，并将现有直径长为13.5m，高为6m的除雾器改为直径长为13.8m，高为10m的除雾器；脱硫继续采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收塔塔型继续使用喷淋塔。

4.3除尘系统改造

旋转喷吹布袋除尘方案采用旋转吹灰的方式进行除尘吹灰，该方式主要通过减少吹灰风量来控制灰尘的停留时间喷吹布袋除尘方案，能够满足除尘器出口≤20mg/m3，经过脱硫系统的高效洗尘作用，可以满足烟囱入口烟尘排放浓度≤10mg/m3的要求。具体的改造内容为：对原除尘器一电场进行恢复性检修：对应力疲劳断裂的阴极线进行更换，对阳极系统及振打系统进行检修恢复，并对一电场电源进行更换，更换为新型高效电源；原除尘器入口气流均布性进行优化，预涂灰装置利旧；保持原进口封头标高不变，拆除部分原出口封头，改造后重新安装；原壳体、灰斗、钢支架利旧；拆除原电袋复合除尘器袋区滤袋、袋笼、花板，优化滤袋布置方式；重新布置布袋除尘区前气流均布装置；布袋除尘区喷吹系统供气设备、管路和喷嘴利旧，增长喷吹旋转臂；安装更换后的花板、笼骨和常规滤袋；改造部分新增外表保温。

5结语

经过本次脱硝系统改造后处理效率可达94.4%，处理后的NO2的排放浓度可达50mg/m3；脱硫系统经改造后，其脱硫效率可达96.45%，处理后的SO2的排放浓度可达35mg/m3；除尘系统改造后设定烟囱入口烟尘排放浓度小于10mg/m3，脱硫系统的综合洗尘效果为50%，综合除尘效率将要达到大于99.98%。本次技改均在厂区内实施，不新增土地、不占用耕地林地，对生态环境影响轻微，且经过多次的脱硫、脱氮以及除尘系统的升级改造后，废气、废水、固废均合理达标排放，响应了省环保厅煤电机组超低排放实施的要求。

参考文献：

[1]周天，马立骁.300MW燃煤机组超低排放改造方案探索与项目管控[C]//中国电机工程学会年会.2016.

[2]唐武.2×300MW燃煤机组烟气污染物超低排放控制方案改进及应用[D].华北电力大学，2016.