300MW机组吸收塔改造方案浅析

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摘要：近年来，随着经济的高速发展，火力发电厂环保问题也越来越受到人们的重视，部分地区受酸雨的影响，国家对火力发电厂二氧化硫排放的控制指标也越来越严格。因此火力发电厂针对降低二氧化硫排放浓度的研究也提到当前最为紧要的任务。火力发电厂降低二氧化硫排放浓度的方法从降低原煤含硫量及提高吸收塔的脱硫效率成为了主要的研究方法。本文从吸收塔改造方面着手研究，对如何提高脱硫效率，降低二氧化硫排放浓度方面有一定的借鉴意义。

Abstract： In recent years， with the rapid development of economy， thermal power plant's environmental problem attracts more and more people's attention， part of the area affected by acid rain， sulfur dioxide control indicators of the state of the thermal power plant emissions is more and more strict. So the research on reducing the concentration of sulfur dioxide in thermal power plants has also mentioned the most urgent task. Reducing sulfur content of raw coal and improving the desulfurization efficiency of absorption tower have become the main research methods in the methods of reducing sulfur dioxide emissions from thermal power plant. This article from the absorption tower transformation has certain reference significance to improve the desulfurization efficiency， reduce the concentration of sulfur dioxide emissions.

关键词：排放浓度；二氧化硫；吸收塔；改造

Key words： emission concentration；sulfur dioxide；absorption tower；reconstruction

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）24-0135-03

0 引言

为了适应国家及当地政府对火力发电厂环保排放的要求，火力发电厂主动就环保排放指标进行研究，目前而言，降低以二氧化硫为主的污染物排放浓度可行的方案无非两种：①选用低硫煤作为电厂燃煤，但是选用低硫煤后发电成本将显著增加，且低硫煤的供货来源也难以保证，因此选用低硫煤不是长远之计；②对现有脱硫系统进行改造，以提高脱硫系统的整体效率。因此，如何提高脱硫效率成了目前摆在火力发电厂面前亟需解决的问题。

1 工程概况

300mw机组烟气脱硫装置由国内知名环保工程有限公司负责设计和施工。脱硫系统均采用石灰石/石膏法脱硫工艺（简称湿法），一炉一塔的配置，脱硫效率≥95%。基础数据如表1、表2、表3所示。

2 项目改造的必要性

烟气脱硫总烟气量、烟气中SO2含量和排烟温度等是脱硫装置的重要设计参数，它决定了脱硫装置各主要设备的主要技术参数和主要辅助系统设备的容量。本工程脱硫装置应在锅炉燃用设计煤种时脱硫效率能够达到保证值，但由于目前我国电煤供需矛盾突出，电煤质量下降严重，电厂实际燃用煤种已与原设计煤种有较大差异，原煤中硫含量和灰成分明显增加，给脱硫装置的稳定运行带来较大影响。本工程脱硫系统原设计参数以及实际运行参数比较如下（以#5炉为例，运行参数表如表4所示）。

可见吸收塔入口SO2浓度是原设计参数的1.8～2.16倍，已经远远偏离了FGD系统的设计工作范围。

为达到国家及当地政府环保排放要求，发电厂选择的方法仅有两种：①选用低硫煤作为电厂燃煤，但是选用低硫煤后发电成本将显著增加，且低硫煤的供货来源也难以保证，因此选用低硫煤不是长远之计；②对现有脱硫系统进行改造，以提高脱硫系统的整体效率。

本项目吸收塔均为逆流空塔喷淋结构，吸收塔在烟气吸收段除了喷淋层以及除雾器外无其他任何部件。该吸收塔结构形式不可避免的产生烟气爬壁现象。

烟气爬壁现象的产生主要归因于以下三个方面：吸收塔壁处的浆液覆盖率低于吸收塔中心处；浆液沿着吸收塔壁往下流，传质效率下降；吸收塔浆液的密度不均匀。

由此产生的后果为：吸收塔塔壁处或靠近塔壁处SO2浓度很高；SO2浓度随距吸收塔塔壁的距离的增加而迅速降低；距离吸收塔塔壁4英尺处SO2浓度与烟囱出口SO2浓度相近。

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针对上述烟气爬壁引起脱硫效果不均匀的特性（如图1、图2、图3所示），可以考虑在吸收塔中设置气液传质增强装置（在喷淋层之间设置一圈锯齿环，该方案在国内600MW机组的烟气脱硫工程上有过成功应用的经验），以增强吸收塔整体脱硫效率。

通过对脱硫吸收塔增加气液传质增强装置前后的烟气流场进行计算机模拟分析可见（如图4、图5所示），烟气爬壁引起脱硫效果不均匀的特性得到明显的改善，在600MW机组的脱硫吸收塔上增设该装置后，吸收塔脱硫效果得到了显著效果。

3 改造方案

3.1 气液传质增强装置

根据对国内某600MW机组烟气脱硫改造情况的调研，在该厂300MW机组脱硫吸收塔的喷淋层之间设置一圈锯齿环，即增加气液传质增强装置，以减少烟气爬壁现象而带来的脱硫效率降低问题。（改造方案如图6、图7、图8所示）

3.2 每座吸收塔供货3套气液传质增强装置，两座吸收塔共6套气液传质增强装置。

4 改造施工方案

改造施工方案流程如图9所示。

5 结论

经过对300MW机组脱硫吸收塔喷淋层之间的外圈上增加三套锯齿环，即气液传质增强装置，经过一段时间的运行检验，该吸收塔烟气脱硫效果提高约3.7%，基本达到改造的基本要求，吸收塔改造前后运行参数如表5所示。且该改造方案实施相对简单，施工周期短，可为同类型电厂烟气脱硫吸收塔改造提供参考意义。

当然仅仅依靠在吸收塔中增加气液传质增强装置来提高脱硫效率还远远不够，火力发电厂机组的实际运行中也可能会出现脱硫效果有波动的问题，这需要在对吸收塔的日常运行维护过程中，如控制入炉煤的含硫量、把好脱硫剂的质量关、加强脱硫关键设备维护和提高运行水平等方面不断总结经验，才能确保脱硫吸收塔改造后的效果。

参考文献：

[1]杜雅琴，刘雪伟.脱硫设备运行与检修技术[M].北京：中国电力出版，2012.

[2]王磊.燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J].科技与创新，2014（10）.

[3]王喜军.燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J].科技传播，2013（14）.

[4]王林，李春岩.燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J].山东工业技术，2015（21）.