湿法脱硫双塔双循环在超低排放改造中的实际应用

王建伟

摘要：本文重点介绍了宝庆公司#1#2机组超低排放改造中采用湿法脱硫双塔双循环的实际应用和改造效果对比。超低排放改造168小时试运行期间，在标准工况情况下FGD出口排放始终满足超低排放标准，表明该项目取得圆满成功，为燃煤电厂脱硫提效改造和超低排放提供技术参考。

关键词：双塔双循环；湿法脱硫；超低排放改造；湿式电除尘器

引言：随着国家对节能减排工作的不断深入，环保标准将不断提高，排放监督将愈发严格。根据最新的GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》，重点地区火电机组二氧化硫排放浓度将执行35 mg/Nm3（标态，干基，6%氧）的标准。脱硫系统出现了出力不足，SO2排放指标不能处于受控状态，SO2有可能不能达标排放，烟囱排放烟气携带液滴情况时有发生，所以须对原脱硫系统进行改造。

1. 原脱硫系统概述

宝庆公司2×660MW火电机组，#1于2011年12月投产，#2于2012年4月投产。#1、#2机组同步建设烟气脱硫装置。脱硫装置采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，1炉1塔、不设GGH、湿磨制浆，FGD设计入口SO2浓度为6440 mg/Nm3（标态，干基，6% O2），SO2排放浓度小于200 mg/Nm3（干，6% O2）；除尘装置采用电除尘工艺，每台炉配两台卧式双室五电场电除尘器，设计入口浓度≤39.43 g/Nm3（标干，6% O2），设计除尘效率≥99.83%，设计出口浓度≤100 mg/Nm3（标干，6% O2）。

原吸收塔采用五层喷淋层，配置五台离心式循环浆液泵，三台罗茨式氧化风机，上层四台搅拌器（氧化层），底部四台搅拌器，喷淋层上方设置两级四层除雾器。整个系统由烟气系统、吸收塔系统、氧化风系统、石灰石浆液制备供应系统、石膏排出及脱水系统、工艺水系统、废水收集系统、事故浆液储集系统、工业水系统等组成。

2. 脱硫提效改造

1、原设备基础上改造

#1、#2机组脱硫改造工程主要内容有：烟气系统、吸收塔系统、氧化风系统、石灰石供浆系统、石膏一级脱水系统、事故浆液系统、工艺水系统、工业水系统等，并确保各系统满足改造后脱硫性能要求。

1.1 建筑改造范围

本期建筑（构）物工程土建部分主要包括新建：脱硫区域新建吸收塔基础（湿除装置置于吸收塔顶）、新建循环泵房及烟道支架、新建氧化风机房、新建氧化风机和循环泵设备基础等；拆除氧化风机房、拆除循环浆液泵房及部分综合管架、拆除相应设备基础等；部分烟道支撑于一级吸收塔顶部，需对一级吸收塔进行加固改造。

1.2 工艺系统改造范围

本技改工程烟气脱硫采用石灰石-石膏湿法脱硫双循环工艺。

a、吸收塔改造方案：

采用新增二级吸收塔方案，与原吸收塔串联运行，原吸收塔拆除1层喷淋层，拆除除雾器，降低高度约6m作为一级吸收塔，对原吸收塔出口方向进行改造。

在事故浆液箱位置增设#1二级吸收塔，原#1氧化风房改为二级循环泵房，#2吸收塔和输煤栈桥之间增设#2二级吸收塔。事故浆液箱移位至#1引风机外侧绿化带内。

新建吸收塔设置3台浆液循环泵及喷淋层，设置1级管式+2级屋脊式除雾器，设置单层共4台浆液搅拌器。新增二级塔地坑，设置2台地坑泵。新增二级吸收塔喷淋段塔径不低于原吸收塔塔径。

二级吸收塔排浆泵新增管路至新增中间石膏旋流器，中间石膏旋流器底流至原塔，溢流回新增二级吸收塔。

二级吸收塔顶部布置湿除，二级吸收塔需考虑湿除的荷载。

b、氧化风机改造方案：

拆除原有氧化风机，每台炉新增3台单级离心高速风机，2台布置在原循环泵房内，1台布置在原循环泵房旁空地上。

新增氧化风机包括润滑系统、进出口消声器、进气室、进口风道（包括过滤器），吸收塔内分配系统及其与风机之间的风道、管道、阀门、法兰和配件、电机、联轴器、电机和风机的共用基础底座、就地控制柜、冷却器等。

氧化风机应进行隔声降噪处理，保证噪声满足规范要求。

c、 吸收塔搅拌系统

原有吸收塔拆除上层搅拌器，下层搅拌器改为6台，二级吸收塔新增单层4台搅拌器。

d、石膏脱水系统

#1、#2机组石膏一级脱水系统暂不改造，旋流子全部更换，沉沙嘴材料为耐磨陶瓷。

e、 吸收剂供应系统

原石灰石供浆泵满足供浆要求，但需新增二级吸收塔供浆管道，一二级塔供浆支管上设置电动耐磨调节阀门和流量计，并对原供浆系统阀门、管道进行更换。

f、 事故浆液系统

对现有事故浆池移位改造，相应配套设备均需移位改造。新增二级吸收塔地坑，设置吸收塔地坑泵及地坑搅拌器。

g、 工艺水系统

本次改造仅增加向改造后的吸收塔系统和公用系统提供工艺水和冷却水的管道系统。

2、新增湿式电除尘器

为了达到超净排放标准，拟对二台锅炉进行烟气超净排放改造，在现有脱硫吸收塔旁边新增一台二级吸收塔，在新增二级吸收塔的顶部安装湿式静电除尘器的改造。湿电除尘改造湿电除尘安装在二级吸收塔上方，湿电除尘出口与烟囱连接。湿除壳体部分自下而上为气流均布板、阴阳极系统、出口烟道。烟气自二级吸收塔顶部经整流格栅均布，向上流经直筒段（电场段），有效去除烟尘及水雾后，烟气从本体上部的出口连接段进入MGGH（预留）。除雾效率在99.5~99.7% 之间，出口酸雾低于0.005g/Nm3。

三、主要性能保证值

1、脱硫装置进口烟气参数：

烟气量： 2259734 Nm3/h (标态、湿基、实际O2 )

烟气O2含量： 5.18 % (标态、湿基、实际含氧量)

烟气SO2含量： 6440 mg/ Nm3 (标态、干基、6%O2 )

烟气粉尘含量： 70 mg/ Nm3 (标态、干基、6%O2 )

烟气温度： 145 ℃

2、脱硫装置出口烟气参数：

烟气SO2含量： 32 mg/ Nm3 (标态、干基、6%O2 )

FGD粉尘含量： 30 mg/ Nm3 (标态、干基、6%O2 )

湿除粉尘含量： 5 mg/ Nm3 (标态、干基、6%O2 )

湿除雾滴含量： 0.005 mg/ Nm3 (标态、干基、6%O2 )

烟气温度： 50 ℃

脱硫效率： 99.5 %

钙硫比： 1.02 mol/mol

四、改造效果分析

宝庆公司两台机组按年运行小时数10000来估算，脱硫超低排放改造前后的年二氧化硫排放量分别为2260t和791t，改造后每年可以减少二氧化硫排放达1469t。

两台机组超低排放改造168小时试运行期间，在锅炉标准工况下，在FGD入口SO2在6000-7000 mg/ Nm3之间，启动六台循环浆液泵，FGD出口平均值在28 mg/ Nm3左右，FGD进出口参数经过修正以后表明脱硫系统实际出力达到设计要求。改造后整个脱硫系统运行稳定，各项参数均优于改造前，由于增加了循环浆液泵至7台，在机组负荷大范围变化时增加了调整手段，满足各个负荷段运行要求，经济节能效果显著。湿式电除尘器投运后，烟囱排放粉尘进一步降低，烟囱携带液滴情况得到彻底解决。

参考文献：

[1]魏宏鸽,杜振,何永兵,张杨,朱跃. 高效单塔与双塔双循环脱硫工艺运行性能与经济性分析[C]. 《环境工程》编委会、工业建筑杂志社有限公司.《环境工程》2019年全国学术年会论文集（下册）.《环境工程》编委会、工业建筑杂志社有限公司:《环境工程》编辑部,2019:661-665.

[2]张晓玲,廉珂,祁东东,陈军.双塔串联脱硫系统技术特点分析及优化建议[J].能源环境保护,2019,33(04):37-40.