300MW燃煤机组超低排放改造

李强1安正平2张继光3

（内蒙古能源发电集团金山热电有限公司1，2内蒙古能源发电投资集团新能源有限公司3内蒙古呼和浩特）

摘要：内蒙古能源发电金山热电有限公司积极响应国家环发[2015]164号文的要求，确定固体颗粒物、SO2、NOX排放限值分别不高于5、35、50mg/Nm3，目前本电厂执行的固体颗粒物、SO2、NOX的实际排放限值是20、200、100mg/Nm3，为实现这一排放目标，需对现有脱硫及除尘系统进行改造。

关键词：超低改造；颗粒物；SO2；NO达标；5mg/Nm3；35mg/Nm3；50mg/Nm3

一.原脱0、除灰、脱硫系统简介

1.原脱硝系统简介

本工程采用选择性催化还原脱硝SCR工艺，采用高温高灰段方式即SCR反应器布置在锅炉省煤器出和空气预热器之间。不设置SCR反应器烟气旁路和省煤器高温旁路脱硝装置处理100%BMCR烟气量，催化剂采用蜂窝式。反应器采用声波吹灰+蒸汽吹灰。SCR烟气脱硝系统的还原剂制备采用液氨。在锅炉正常负荷范围内烟气脱硝效率均不低于70%，保证脱硝装置出口NOx浓度不高于100mg/Nm3，6%氧含量干烟气。NH3逃逸量应控制在3ppm以下SO2向SO3的转化率小于1%脱硝装置可用率不小于98%。

2.原除尘器简介

本公司2×300MW机组每台锅炉配置有两台布袋除尘器除尘效率大于99.9%。目前除尘器出口尘稳定在30mg/Nm3以下脱硫吸收塔后出口尘稳定在20mg/Nm3以下。

3.原脱硫系统简介

一期1、2#机组烟气脱硫采用1炉1塔方案锅炉来的原烟气由主烟道引出，经各自的增压风机静叶可调轴流式风机升压后进入烟气换热器回转再生式气气换热器，简称GGH、吸收塔进行脱硫处理后的烟气经塔顶除雾器除去液滴后返回至GGH进行加热最后烟气通过烟囱排入大气。脱硫吸收塔采用逆流喷雾塔烟气在上升区与雾状浆液逆流接触处理后的烟气经塔顶除雾器除去液滴后将装有氧化空气管道的浆液池直接布置在吸收塔中部塔体上部设置三层喷淋层，脱硫效率不低于95%。

二.脱硝、除灰、脱硫系统改造方案及烟囱防腐方案

1.脱硝改造方案本改造SCR入口NOx浓度不变仅出口排放浓度降低，NOx的吸收总量变化小经核算现有的两个储氨罐体积、液氨蒸发槽、氨气稀释槽、氨气缓冲槽、稀释风机及氨气与空气混合器、液氨供给泵、氨喷射系统满足改造后要求原两层催化剂为蜂窝式的催化剂因此原两层催化剂不需更换。但要达到84.8%的脱硝效率需增加一层催化剂，催化剂形式为蜂窝式催化剂。增加一层后每个反应器需加装3个蒸汽吹灰器2台炉共12个；每个反应器需加4个声波吹灰器2台炉共16个需加相应吹灰系统的管路、阀门等。控制系统最终由主机控制系统控制利用原设计预留备用测点通道。如通道不足则在原机柜加相应卡件原则上不增机柜。电子设备间及控制室均利旧使用。本改造的仪表设备原则不需新增阀门执行器、桥架及电缆通道等跟随工艺设备新增。工业电视系统、火灾报警系统利旧使用。电气部分改造2个低压柜的回路增加吹灰器的电缆。其它部分利旧。本改造增加备用层催化剂且现有反应器支撑钢架已考虑加装催化剂备用层荷载因此土建部分现有反应器结构不需修改。

2.除尘器改造方案

本次在原有吸收塔内部的除雾器为两级屋脊式，拆除吸收塔原两层屋脊式除雾器，布置于吸收塔顶部最后一层喷淋层的上部共布置约580个管束，管束高度约为2.6m。拆除除雾器支撑梁更换新的支撑梁，安装管束式除尘器装置改造相应冲洗系统。烟气穿过喷淋层后再连续流经管束式除尘器装置除去烟气中所含浆液雾滴。在管束式除尘器装置的下方布置一层冲洗喷嘴通过冲洗除尘除雾器元件，带走管壁附着的尘粒。烟气通过管束式除尘器装置后固体颗粒物含量低于5mg/Nm3。管束式除尘器装置冲洗系统间断运行采用自动控制保证除尘器无结垢。对除尘器冲洗系统进行改造；塔内改造部位重新进行防腐。新增管束式除尘器，改造除雾器冲洗水管路用于管束式除尘器的冲洗。在每台水泵出口管道需新增1个全自动冲洗Y型过滤器。热控系统，本改造后烟气达到超低排放，尘测量仪表更换为采用高精度抽取式红外测量方式不采用常规测量仪表测量。利旧原除雾器冲洗电动阀门，电动阀数量满足要求位置需根据塔接口位置调整同时调整接线。电缆原则上利旧使用，由于改造工期受限如电缆长度不足则在设备附近集中加装电缆端子转接线。新增部分改造桥架。不涉及公共系统和电气系统改造。

3.脱硫系统改造方案

本脱硫超低排放可研基于现燃用煤种设计不考虑煤种发生变化对SO2排放的影响。脱硫系统运行小时数按5500小时计脱硫可利用率达100%进行设计。本次可研按照吸收塔入口SO2浓度5000mg/Nm3超低排放改造后排放SO2浓度小于35mg/Nm3进行设计。

本改造抬高吸收塔入口烟道底板1m并修复入口C276合金更换烟道膨胀节。吸收塔需拔高2m吸收塔最下层喷淋层至入口烟道顶面之间安装两层多孔分布器，使吸收塔入口、喷淋层下方烟气均流并同时产生可控湍流增加烟气与浆液的接触面积，提升吸收塔整体脱硫效率避免烟气偏流短路现象。安装两层多孔分布器使烟气均布防止烟气的局部短流；同当上部喷淋层投运时在均布板上形成持液层烟气从持液层穿行时可在气液接触面脱除部分SO2；在原三层喷淋层上部新增一层喷淋层相应增加一台循环泵；原三层喷淋层利旧主管及大支管改造末端支管，更换所有喷嘴为高效螺旋喷嘴底部三层喷淋层的喷嘴为双向螺旋喷嘴最高层为单向螺旋喷嘴。浆液循环系统利旧现有三台流量分别为6000、9750、9750m3/h的循环泵，最高层喷淋层对应的循环泵电机更换为1000KW并更换减速机扬程改为22.62m。增一台流量为9750m3/h扬程为22.62m的循环泵。改造后循环泵参数为：Q=6000/9750/9750/9750m3/h，H=19.3/20.92/22.62/22.62m，N=500/900/1000/1000kW。吸收塔浆池保留原有六台吸收塔搅拌器增加一套分区调节器。同时增设一套氧化空气管网替换氧化空气喷枪。现2台吸收塔设置3台流量7300Nm3/h、压力85kPa的氧化风机，2用1备经核算现有氧化风机风量不满足改造后需求，本改造氧化风机拟新增三台离心式风机两运一备运行。现有氧化风机用于电石渣脱硫二次氧化。新增三台氧化风机参数为：11000Nm3/h，85KPa，355kW。石膏排出泵不改造。烟气系统配合拆除GGH进行改造。废水系统不改造。土建部分改造后吸收塔体液位不变在拔高2m增加两层多孔分布器后自重增加约60吨故不考虑加固。在#1、2吸收塔原增压风机的空地新建两座长9m宽6m的循环泵房用于布置新增的循环泵。原三台氧化风机基础保留新增三台新氧化风机基础。电气部分改造2面浆液循环泵馈线柜新增2面浆液循环泵馈线柜。新增1面氧化风机高压开关柜新增高低压电缆各1套。热控部分：利旧原有进口CEMS系统出口CEMS系统全部更换，CEMS小间利旧使用。更换出口流量计利旧原除雾器冲洗电动阀门位置需根据塔接口位置调整。控制系统拆除GGH相应测点，拆除出来的测点作为新增设备的控制测点原则上控制系统不新增机柜。本改造期间电子设备间工程师站等利旧使用，工业电视系统火灾报警系统不改造。阀门配电柜和仪表电源柜不增机柜改造在原有机柜内改造以满足改造阀门及仪表电源需求。

4.烟囱防腐方案

湿烟气直排+烟囱防腐改造方案，采用钛钢复合钢板方案虽钛钢复合钢板有较高的初期投资费用但脱硫改造拆除GGH后省下的GGH运行费用、每年的检修维护费是相当可观的因此钛钢复合钢板方案经济性价比较好。

三.结束语

金山热电有限公司2×300MW机组按照以上超低改造方案完成改造后经过一年左右运行观察烟气排放数据达到国家环发[2015]164号文要求的固体颗粒物、SO2、NOX排放限值分别不高于5、35、50mg/Nm3要求。并且通过环保验收。

参考文献：

[1]《300MW机组除灰运行规程》2011年4月修订

[2]《300MW机组脱硫运行规程》2011年4月修订

[3]《300MW机组脱硝系统检修规程》2014年7月修订

[4]2×300MW机组烟气超低排放（脱硝脱硫除尘）工程可研报告