隨著煤炭市場(chǎng)供應(yīng)的不確定性，實(shí)際燃用的煤質(zhì)含硫量與設(shè)計(jì)煤種存在一定的偏差，實(shí)際FGD入口SO2濃度較高，。且隨著最新大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，凈煙氣SO2濃度已無(wú)法滿足最新環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。為適應(yīng)燃煤硫分提高的現(xiàn)狀，以及滿足最新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，需要對(duì)原有脫硫系統(tǒng)進(jìn)行增容及取消旁路改造等綜合升級(jí)改造。
1概述
珠海金灣發(fā)電公司#3#4機(jī)組為國(guó)產(chǎn)超臨界燃煤600MW機(jī)組，#3#4機(jī)組分別于2007年初建成投產(chǎn)，脫硫部分與機(jī)組同時(shí)投運(yùn)。脫硫系統(tǒng)為煙氣脫硫裝置采用石灰石—石膏濕法煙氣脫硫、一爐一塔脫硫裝置，在設(shè)計(jì)燃煤含硫量為0.63%(FGD入口SO2濃度1354mg/m3)，校核燃煤含硫量為0.80%(FGD入口SO2濃度1808mg/m3)，鍋爐最大工況(BMCR)、處理100%煙氣量條件下，原脫硫裝置脫硫率保證值大于90%。
本次改造設(shè)計(jì)脫硫系統(tǒng)排放濃度滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)中規(guī)定不大于50mg/m3(標(biāo)態(tài)、干基，6%O2)，脫硫效率不低于97.7%(脫硫塔脫硫效率不低于98.7%，GGH漏風(fēng)率按1%計(jì))，年等效利用小時(shí)數(shù)不低于5500小時(shí)。并取消煙氣旁路，原煙氣旁路與煙囪要有明顯的斷口。要求脫硫系統(tǒng)在運(yùn)行的各個(gè)時(shí)間段應(yīng)可靠運(yùn)行，通過(guò)改造能確保脫硫系統(tǒng)隨主機(jī)全部運(yùn)行的條件。
2主要改造部分
2.1吸收塔及附屬系統(tǒng)
SO2吸收系統(tǒng)包括吸收塔、吸收塔漿液循環(huán)、石膏漿液排出和氧化空氣、攪拌器、除霧器、沖洗等幾個(gè)部分，還包括輔助的放空、排空設(shè)施、沖洗水收集系統(tǒng)、漿液取樣及其沖洗水系統(tǒng)。吸收塔采用噴淋塔，吸收塔漿池與塔體為一體結(jié)構(gòu)。攪拌器布置在吸收塔漿液池筒體上。攪拌系統(tǒng)能確保氧化空氣的最佳分布和漿液的充分氧化，在任何時(shí)候都不會(huì)造成塔內(nèi)石膏漿液的沉淀、結(jié)垢或堵塞。石灰石漿液通過(guò)循環(huán)泵從吸收塔漿池送至塔內(nèi)噴嘴系統(tǒng)，與煙氣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)吸收煙氣中的SO2，在吸收塔循環(huán)漿池中利用氧化空氣將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。石膏排出泵將石膏漿液從吸收塔送到石膏脫水系統(tǒng)。脫硫后的煙氣夾帶的液滴在吸收塔出口的除霧器中收集，使凈煙氣的液滴含量不超過(guò)75mg/Nm3(干態(tài))。除霧器安裝在吸收塔上部，用以捕集分離凈煙氣夾帶的霧滴。除霧器出口煙氣含水量不大于75mg/Nm3(干態(tài))。吸收塔殼體由碳鋼制做，內(nèi)表面采用襯鱗片樹(shù)脂的防腐設(shè)計(jì)。吸收塔入口段干濕界面煙道采用合金(進(jìn)口C-276合金，厚度6mm)防腐。
#3機(jī)組脫硫吸收塔改造大致改造部分，漿液循環(huán)泵利舊兩臺(tái)舊泵，新增三臺(tái)大泵，其中舊泵流量為6500m3/h，新增泵流量為11000m3/h。吸收塔攪拌器為四臺(tái)單層攪拌器。噴淋層增加為五層噴淋，每層噴嘴數(shù)量大約124個(gè)左右。除霧器由原來(lái)的兩層屋脊式改造為底部一層管式加上部?jī)蓪游菁故匠F器。除霧器頂層加裝一層除霧器沖洗水，保證每一層除霧器有沖洗水沖洗。氧化風(fēng)機(jī)更換為多級(jí)離心風(fēng)機(jī)，其中進(jìn)入吸收塔布置方式也做了相應(yīng)調(diào)整，由原來(lái)的直插式更換為現(xiàn)在的管網(wǎng)式，確保吸收塔內(nèi)有足夠的氧量將使吸收塔內(nèi)的亞硫酸鈣充分氧化成硫酸鈣。具體改造前后設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
2.2煙道系統(tǒng)
改造后的#3機(jī)組脫硫煙氣系統(tǒng)主要由原煙道和凈煙道、GGH(氣—氣加熱器)、吸收塔及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成。煙道系統(tǒng)與鍋爐兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)出口之間現(xiàn)有主煙道相連接，原煙氣煙道由引風(fēng)機(jī)出口開(kāi)始，煙氣再熱器到吸收塔煙氣入口，后經(jīng)濕式電除塵，凈煙氣煙道由吸收塔煙氣出口開(kāi)始經(jīng)煙氣再熱器加熱到80℃左右回到凈煙道通過(guò)煙囪排放。主要改造內(nèi)容包括：取消增壓風(fēng)機(jī)、煙氣擋板門(mén)及其密封風(fēng)系統(tǒng)，加裝濕式電除塵，以及相應(yīng)的煙道改造，GGH低泄露風(fēng)機(jī)增加一臺(tái)，GGH三向密封片改造，GGH吹灰器改造，吹灰器高壓沖洗水噴嘴換型，凈煙道GGH前加裝疏水槽等。
2.3加裝濕式電除塵
作為廣東省首臺(tái)示范工程，濕電的安裝也是本次改造的的重點(diǎn)和難點(diǎn)。面對(duì)供貨商供貨緊張，工期短等實(shí)際情況。公司大膽創(chuàng)新，由原來(lái)的全部進(jìn)口更換了部分國(guó)產(chǎn)。大大縮短了工程工期，如期完成了改造任務(wù)。
2.3.1濕式電除塵器的工作原理
濕式靜電除塵器的主要工作原理：將水霧噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在針剌電極形成的強(qiáng)大的電暈場(chǎng)內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化，電場(chǎng)力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對(duì)粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集。水在集塵極上形成連續(xù)的水膜，將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。
參與沖洗的水，其中含有粉塵部分的水量(約占28%)進(jìn)入排水箱，加入NaOH溶液進(jìn)行PH調(diào)整后，外排至脫硫系統(tǒng)，用作補(bǔ)充水。其余水量進(jìn)入循環(huán)水箱，經(jīng)PH調(diào)整后，作為濕式靜電除塵器循環(huán)水，回流給噴嘴使用。外排損耗的水量，由工業(yè)水另行補(bǔ)充。原理圖：
2.3.2濕電中水的作用
濕式靜電除塵器中的水主要以霧化的水滴存在，根據(jù)國(guó)內(nèi)研究水霧對(duì)濕式電除塵的除塵效率的提高有一系列的影響，主要機(jī)理如下：
水霧可以保持放電極清潔，使電暈一直旺盛;霧粒擊打在集塵極上形成薄而均勻的水膜，它可以阻止低比電阻粉塵的“二次揚(yáng)塵”，對(duì)高比電阻粉塵起到調(diào)質(zhì)作用而防止了“反電暈”現(xiàn)象的發(fā)生;對(duì)粘滯性強(qiáng)的粉塵又可防止粘掛電極;它還適合于收集那些易燃、易爆的粉塵。
水霧直接噴向放電極和電暈區(qū)，放電極還兼起霧化器的作用，采用同一電源可實(shí)現(xiàn)電暈放電、水的霧化、水霧和粉塵粒子荷電，實(shí)現(xiàn)了靜電和水霧的有機(jī)結(jié)合。
水霧直接噴向放電極，荷電量高，這種高荷質(zhì)比水霧在電場(chǎng)中的碰撞攔截、吸附凝并作用可大大提高除塵效率。
水霧擊打到集塵極上形成水流流下，使集塵極始終保持清潔，省去了振打裝置，同時(shí)避免了干式除塵由于振打清灰?guī)?lái)的一系列問(wèn)題。
將水霧噴向放電極和電暈區(qū)使水霧進(jìn)一步霧化的方法，靜電并不和噴霧裝置直接接觸，所以幾乎不存在絕緣問(wèn)題。這種方法完全有別于“電暈放電使水霧化”的除塵技術(shù)，后者由于水與電直接接觸，絕緣幾乎不可能，實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。
針刺電極能產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電場(chǎng)，同時(shí)具有很好的電暈放電能力，靜電和水霧協(xié)同作用，具有很高的除塵效率。
2.4供漿和排放系統(tǒng)
原FGD島內(nèi)設(shè)置一個(gè)四臺(tái)爐公用的事故漿液罐，脫硫改造后新增加了一個(gè)事故漿液罐。在吸收塔重新啟動(dòng)前，通過(guò)泵將事故漿液箱的漿液送回吸收塔。增加一套石灰石粉倉(cāng)系統(tǒng)，保證石灰石漿液系統(tǒng)故障時(shí)粉倉(cāng)可以隨時(shí)配密度合適的漿液供吸收塔。粉倉(cāng)容積滿足改造后2臺(tái)爐BMCR工況下3天的石灰石粉耗量。
2.5改造前后吸收塔主體和煙道部分對(duì)比如下
3改造后系統(tǒng)運(yùn)行情況
#3機(jī)組本次擴(kuò)容改造工期約78天左右，整體投運(yùn)后#3機(jī)組脫硫系統(tǒng)運(yùn)行正常。各設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。下圖為投運(yùn)后#3機(jī)組脫硫率，機(jī)組負(fù)荷，硫份曲線圖：
