烟气综合治理技术在漕泾电厂的应用

　　引言

　　为贯彻国务院有关要求、促进燃煤发电高效清洁发展、减少电力行业大气污染排放，2014年5月国家能源局下发通知，要求东部八省在役燃煤机组逐步进行环保改造。另外，上海市环保局通过对石膏雨等污染现象的连续监测，确认本地区电厂排放对本市PM2.5、酸雨等有较大影响，要求开展燃煤电厂污染物的深度治理。为此，漕泾电厂拟对一期工程发电机组实施烟气洁净排放改造，以达到最新燃机排放标准。

　　1 漕泾电厂一期机组状况

　　上海漕泾电厂一期工程为2×1 000 MW超超临界机组。该工程配套有较为先进(按投产时算)的烟气除尘、脱硫、脱硝等设施。其中，除尘设备采用三室四电场方式，设计效率99.8%;脱硫设备采用石灰石—石膏湿法(一炉一塔)，设计效率95%;脱硝设备采用液氨催化还原法(三层催化剂)，设计效率85%。

　　2 改造方向

　　通过改造，为使2号机组主要大气污染物排放指标不仅满足国家标准规定的重点地区特别排放限值的要求，并且在烟尘、SO2指标上优于燃气轮机大气污染物排放控制水平。

　　相关措施可概括为：a) 脱硫后增设湿式电除尘器和MGGH;b) 采用高效脱硫技术(效率不低于98%);c) 采用低氮燃烧优化技术;d) SCR加装备用层，并对脱硝系统进行运行综合优化。

　　截止目前，洁净排放项目改造完毕。实测结果显示：SO2排放低于20 mg/Nm3、烟尘排放低于4.5 mg/Nm3、NOx排放低于50 mg/Nm3，各方面数据均优于燃机排放标准。

　　3 高效湿式除尘技术的应用

　　3.1 工作方式和优点

　　a) 湿式电除尘器依靠静电工作，其运行有三个阶段：荷电、收集和清灰;b) 与静电除尘器不同，其采用水流冲洗，没有振打装置，因此不产生二次扬尘;c) 因为水滴的存在，使电极放电效果得到增强;对粉尘来说，与水滴结合后，比电阻将大幅下降，有利湿式静电除尘的工作稳定性;d) 所有喷淋水在湿式静电除尘器下部的灰斗收集后，自流至循环水箱用于喷淋。为降低该水的腐蚀性，需加入NaOH以提高pH值。

　　3.2 本项目中的应用

　　a) 因脱硫塔出口与烟囱之间已没有场地空间，湿式电除尘器只能布置于脱硫系统后，且与脱硫系统形成串联;湿式电除器采用烟气水平流入、水平流出的布置方式;b) 湿式静电除尘器水系统设循环水箱、循环水泵、循环水过滤器、补充水箱、冲洗水泵、NaOH加药系统及相应的控制设备;脱硫装置处理后的烟气进入湿式电除尘器，经过静电除尘、除雾后，通过烟囱排放。湿式电除尘器排出的废水作为吸收塔补给水。

　　3.3 效益预测

　　按本方案，除尘器出口烟尘排放浓度保证值将≤4.5 mg/Nm3， 对雾滴去除率≥70%、SO3 去除率≥70%、Hg、HCl、HF等颗粒物也有较好的去除效果，明显提高了除尘的效率。

　　4 MGGH技术的应用

　　4.1 工作方式和优点

　　a) 与回转式GGH相比，具有无泄漏、不易堵、冲洗方便等优点[2];b) 工作原理：原烟气通过设置在除尘器前的一级烟冷器加热热媒水，热媒水经循环水泵输送至布置在脱硫塔进口的二级烟冷器、烟囱进口之前的烟道上的布置烟气加热器，加热脱硫、除尘后的净烟气，提高烟囱排烟温度。

　　4.2 本项目中的应用

　　a) 本项目中MGGH系统由烟气侧前后过渡段、烟气换热器本体、烟气换热器范围内循环水侧的管道、阀门、仪表等组成。烟气换热器管内走水，管外走烟气;b) 每组管束水侧均设有进出口隔离阀和1个安全阀。管束为U型垂直布置，且位置处于循环水系统的最高处。每组管束均设有若干个放气阀以满足充水时排气需要;c) 整个烟气换热器设一个旁路，其主要功能是系统启动初期或长期停机投运前，清洗管道用。烟气侧入口过渡段设有导流板，以保证换热器烟气流场均匀;d) 系统设2台100%循环泵，一运一备;设2台100%补水泵，一运一备;为防止循环水管道腐蚀，设置一套化学取样、加药系统，以控制系统的pH值和电导率;e) 配烟气换热器清洗系统(通过压缩空气和蒸汽吹扫方式来清洗换热器管表烟尘)。

　　4.3 效益预测

　　按照本方案，锅炉满负荷状态时，用于加热湿式电除尘出口的低温烟气的水温将达96.3 ℃，而烟温会被提升至80 ℃;锅炉低负荷运行时，通过添加辅助蒸汽的方式，烟气温度将达到75 ℃～80 ℃。

　　5 高效脱硫技术的应用

　　5.1 方法介绍

　　a) 湿法脱硫技术。特点：(a)吸收塔内置双向整流托盘，托盘上保持有一定高度的液膜，因此烟气在吸收塔中的停留时间有所增加;(b)理论上，在吸收区域的整个高度以上可以实现气体与浆液的最佳接触，从而有效提高液气比，提高吸收剂的利用率;b) 多层喷淋工艺+提高氧化空气。特点：(a)采用增加喷淋层浆液循环量来增加吸收塔的液气比和喷淋循环量，需提高浆液循环泵出力;(b)增大氧化空气供给量和提高氧化空气分布效率，以此完成浆液中的CaSO3氧化成CaSO4并结晶，并稳定塔内pH值，保证脱硫效率。

　　5.2 项目实施方案

　　增加浆池容积，塔内液位不变，以此增加反应时间;吸收塔内增加液气整流装置及双向壁环。喷淋层进行增容改造，提高液气比;原有两层除雾器上移至连接烟道处，并增加一层除雾器，降低出口液滴浓度。

　　5.3 效益预测

　　改造后设计煤种下脱硫效率不小于98.2%，烟囱出口的SO2排放浓度不超过20 mg/Nm3，均优于燃机排放要求。

　　6 结语

　　在人均耕地日趋减少、大气污染日益严重、全球气温不断攀升的大背景下，推行融合除尘、脱硝、脱硫、MGGH等环节的烟气综合治理技术，尽量减少污染物排放，可以在很大程度上缓解电力需求跃升和环境持续恶化的矛盾。经过改造，上海漕泾电厂2×1000 MW机组最大限度地降低烟尘、SO2、NOx等排放浓度，同时显著减少PM2.5、石膏雨、SO3、Hg的排放。进一步研究优化后，可达到国家科技项目排放标准。