火电厂烟气实施超低排放改造治理研究

火电厂烟气实施超低排放改造治理研究

胡新利

新疆西部合盛硅业有限公司 832000 

摘要：本文通过整理现有燃煤机组“超低排放”改造技术路线及改造效果，分析目前常用的脱硫、脱硝及除尘“超低排放”改造手段，提出了燃煤机组“超低排放”改造的合理化建议。

关键词：火电厂；锅炉烟气；超低排放；治理

1火电厂超低排放改造方案

1.1烟气除尘

烟尘质量排放浓度小于20mg/m3的除尘器可以考虑不进行除尘器改造，可在脱硫塔后加装湿式电除尘器。

采用布袋除尘器或电袋除尘器的机组，除尘器出口烟尘质量排放浓度小于30mg/m3、大于20mg/m3的除尘器，应选择合适的滤袋进行更换改造，或对电除尘器部分的供电方式进行高频电源或三相电源改造。同时，在脱硫塔后加装湿式电除尘器。

烟尘质量排放浓度在50mg/m3左右的电除尘器，机组灰硫比较大，可用低温电除尘器技术进行改造，或增加电场或加高加宽除尘器，通过增加除尘器收尘面积提高除尘效率。若场地受限，也对电除尘器进行电袋或全布袋除尘器改造。同时，在脱硫塔后加装湿式电除尘器。

1.2烟气脱硫

现有石灰石-石膏湿法烟气脱硫出口二氧化硫质量排放浓度在50mg/m3左右的，脱硫效率低于98%的机组，宜对吸收塔采取优化提效措施，提高脱硫效率。

现有湿法脱硫出口二氧化硫质量排放浓度在100mg/m3左右的机组，改造后脱硫效率要求大于98%小于99%时，宜通过增加喷淋层，提高液气比等改造方式提高脱硫效率。

现有湿法脱硫出口二氧化硫质量排放浓度在150mg/m3左右的机组，改造后脱硫效率要求大于99%时，应对吸收塔进行改造，增加喷淋层或采用单塔双循环改造方案。

为了确保烟尘达标和湿式除尘器正常运行，脱硫改造必须保证除雾器液滴携带质量排放浓度小于40mg/m3，宜采用高性能塔内屋脊式除雾器、平板式烟道除雾器或其他型式的高效除雾器，且至少设置二级及以上除雾器。

1.3烟气脱硝

实施烟气脱硝超低排放改造，应先解决机组低负荷工况下，因烟温低而导致脱硝系统不能正常运行的问题。在役机组应首选烟气旁路技术进行改造，并保证机组40%负荷工况下，SCR脱硝系统入口烟温应不得低于保护值。

常规煤粉炉现有脱硝系统出口氮氧化物质量排放浓度在60mg/m3左右时，如脱硝入口氮氧化物质量排放浓度大于400mg/m3左右时，应优先考虑对低氮燃烧器进行改造，并对现有催化剂进行吹灰维护和现场简单再生，如果能够保证氮氧化物超低排放标准，则不需对SCR系统进行改造。

常规煤粉炉通过低氮燃烧器技术，省煤器出口氮氧化物质量浓度小于350mg/m3，SCR脱硝系统出口氮氧化物质量浓度在80mg/m3左右时，应考虑SCR系统使用催化剂备用层，即由原设计的2+1层催化剂，改为3层催化剂运行。

常规煤粉炉SCR脱硝系统出口氮氧化物质量浓度大于100mg/m3，如果采用原SCR系统催化剂备用层仍不能满足超低排放标准的，则应对SCR脱硝系统进行整体改造，在原有基础上增加催化剂层数。

燃用低热值煤的循环流化床锅炉，在低氮燃烧技术控制炉膛出口氮氧化物质量浓度到约200mg/m3基础上，可对锅炉进行烟气选择性非催化还原法SNCR脱硝改造，确保烟气氮氧化物排放浓度满足超低排放要求。确因煤质、炉型等因素影响，采用SNCR脱硝技术不能满足烟气超低排放要求，应考虑对锅炉进行SCR脱硝技术改造。

1.4协同处理

对于常规燃煤锅炉机组的超低排放改造，设计时要充分考虑烟气超低排放协同治理技术路线，脱硝催化剂、除尘器设计方案要考虑汞、三氧化硫脱除效果，脱硫设计要考虑烟尘、石膏等颗粒物脱除效果，湿式除尘器要考虑PM2.5脱除效果。

1.5超低排放改造技术路线选择建议

在选择技术路线时，要具体问题具体分析，根据电厂自身燃煤情况和机组情况来选择适合的超低排放改造技术。

选择时要考虑技术的先进性和经济性，选择具有节能潜力的超低排放改造技术。

不能把所有的问题都依托于技术手段实现，如果在采用适当技术手段的情况下，提高管理和运行水平，超低排放改造效果会更好。

1.6项目具体改造方案

新疆某热电公司建设有2×330MW直接空冷单抽汽供热式机组，配套有两台1180t/h亚临界煤粉锅炉，双室单电场静电预除尘器、烟气循环流化床干法脱硫系统(带布袋除尘器)、选择性催化还原法(SCR)脱硝系统。

项目位于平原区，大气扩散条件好，满足火电厂大气污染物排放标准中SO2、NOx及烟尘的排放限值。

其目前现有烟气脱硫、脱硝、除尘工艺方式分别采用：循环流化床半干法脱硫+SNCR/SCR混合脱硝+电袋除尘。现目前脱硫出口排放浓度控制在50mg/m3以内,脱硝控制在85mg/m3以内，烟尘控制在24mg/m3以内，现进行如下改造：

(1)增加脱硝SNCR尿素喷枪数量、提高喷枪雾化效果

(2)更换失效催化剂，新填装一层催化剂

(3)更换脱硫高压雾化喷枪

(4)消石灰给料机均匀给料

(5)提高设备自动化控制投入

(6)更换脱硫布袋，由普通滤袋更换为龙净超滤布袋

(7)电除尘提高电场振打周期及设备投入率，以达到除尘增效

为改造后满足超低排放标准，需将在线表计统一更换成超低排放监测表计，提高仪表监测精度。

1.7项目实施节能节水

1.7.1节能

项目建成后能源消耗种类及数量如下表：

1.7.2节水

1.7.3生产、生活节水

对场内用水水量和水质进行估算与评价，提出合理的水质和水量保证方案，最大限度利用水资源，减少污水的排放量。

设置循环系统，并结合中水系统进行优化设计以保证水质，提高用水效率。利用雨水回用作为绿化及清洗用水，以利于节水及利用自然渗透补充地下水。

大力推广使用节水洁具，不使用耗水9升和9升以上的座便器。

(1)水龙头

根据用水场合的不同，选用光电感应式、电容感应式等类型水龙头；手压、脚踏式水龙头；陶瓷片防漏水龙头等节流水龙头。

(2)淋浴器具

冷、热水混合器具；电磁式淋浴节水装置；节水喷头等。

1.7.4生产过程节水

生产过程中采用污水处理后的水，用来作为工艺冷却水。生产装置设备冷却水系统采用循环系统，保持长时间运行，达到节水目的。

为减轻循环水对换热设备的腐蚀，减少结垢，对循环水系统投加缓蚀剂、阻垢剂，为防止循环水中菌藻生长，向循环水中投加二氧化氯。

为减轻循环冷却水系统内的悬浮物，循环水系统设有自动运行的无阀过滤器作为旁滤之用。保证水质长期稳定。

循环水站产生的清净水送废水处理站处理后，有80%返回系统作为循环水补充。

工艺生产废水经污水处理站预处理后，70%以上的预处理水经深度净化处理后用于生产工业用水及循环冷却水系统。

2结束语

通过改造，该项目污染物排放浓度烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别下降67%、65%、50%，污染物年度实现烟尘减排278.70t/a，二氧化硫减排25.34t/a，氮氧化物减排861.42t/a，降低环境污染，为节能减排做出贡献。

参考文献

[1]《固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测技术规范》（HJ 75-2017）

[2]《固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测技术要求及检测方法》（HJ76-2017）