（内蒙古锡林郭勒白音华煤电有限责任公司赤峰新城热电分公司 内蒙古赤峰市 024000）
摘要：超低排放，是指燃煤机组在完成改造之后的烟气排放达到燃气机组的排放标准。本文对赤峰新城热电2×300MW新建工程在工程建设期间进行的超低排放改造进行了具体的论述分析。机组投产后在线环保参数监测表明大力推广燃煤电厂超低排放改造，深挖超低排放潜能，是推进能源清洁化、改善大气质量的重要举措。
关键词：超低排放 改造脱硫
前言
2014年国家发展和改革委员会、环境保护部、国家能源局联合发布“关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》的通知”，通知要求：“（十）推进环保设施改造。重点推进现役燃煤发电机组大气污染物排放环保改造，燃煤发电机组必须安装高效脱硫、脱硝和除尘设施，未达标排放的要加快实施环保设施改造升级，确保满足最低技术出力以上全负荷、全时段稳定达标排放要求。现役燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度达到或接近燃气轮机组排放限值的环保改造。”
国家电投赤峰新城热电“上大压小”2×300MW新建工程于2015年03月15日开工建设，计划2016年底实现双投，初步设计大气污染物排放浓度SO2、NOX和烟尘分别为：100mg/m³、50mg/m³和30 mg/m³，符合项目核准阶段国家大气污染物排放标准的要求。但是本工程与燃机排放标准相比SO2和烟尘的排放浓度较高。随着社会的发展，为全面落实“节约、清洁、安全“的能源战略方针，推行更严格的能效环保标准已成为必然之举。
1工程建设期进行超低排放改造的必要性
本工程设备销售方提出NOx排放浓度不超过50mg/m³，除尘器出口粉尘排放浓度不大于20mg/m³，脱硫装置出口的SO2排放浓度不大于80mg/m³。
因此本工程的初步设计与燃机排放标准相比脱硝装置的排放浓度满足燃气轮机组排放标准，SO2和烟尘的排放浓度超标。本次超低排放改造仅需对除尘及脱硫装置进行改造即可。
为了保证赤峰新城热电分公司既能推动当地社会经济发展，又能最大限度减少对环境的污染，国家电投集团公司要求赤峰新城热电分公司大气污染物排放要接近燃气轮机排放标准。
因此，本项目在建设期间进行超低排放改造是必要的。
2．工艺系统方案
本工程脱硫系统采用EPC模式，由永清环保股份有限公司负责工程的实施；根据本工程环评报告的批复，烟气除尘设备采用电袋除尘器，由浙江菲达环保科技股份有限公司设计并供货；每台锅炉配2台定速、电动、动叶可调轴流式吸风机，由成都电力机械厂设计并供货。以上设备均由招标确定相关厂家，且已签订采购合同并开始设计及供货。
经与电袋除尘器、脱硫装置设计方配合，确定进一步提高排放标准的技术方案，具体如下：
4.1石灰石—石膏湿法脱硫改造方案
本工程湿法脱硫装置总承包方为湖南永清环保公司，湖南永清环保公司在不大幅提高投资成本的前提下给出以下技术方案：
4.1.1 方案一：湿法脱硫装置脱硫除尘一体化技术方案
该方案粉尘排放浓度≤10mg/Nm3(标、干、6%O2)。具体实施步骤如下：
（1）原设计时吸收塔预留了1层喷淋层安装空间、泵房内预留浆液循环泵安装位置，本次将预留的喷淋层、浆液循环泵安装到位；
（2）原设计喷淋层的喷嘴流量大，喷淋覆盖率按220%设计，每层喷嘴数量为100个，本次提标将各层喷嘴由大流量改为小流量，增加喷嘴数量，使每层喷淋覆盖率增大至400%，并对各层喷嘴的喷淋方向进行调整，第1层为向下单向喷淋，2、3、4层为双向喷嘴，第5层为向下单向喷淋，喷淋层增加阻力约300Pa；
（3）为增加脱硫塔的出尘率和脱硫率，本次提标在吸收塔第1、2层喷淋层之间增加一层托盘，为了不增加塔高，将第一层喷淋层下移，托盘增加阻力约500-700Pa；
（4）原设计吸收塔容积按4层喷淋浆液停留4min设计，如将预留喷淋层加上，浆液停留时间仅3.2min，原浆池容积1754m3，本次提标改为2195m3，吸收塔浆池段加高2150mm，浆池正常液位高度从8.5m变为11.0m，原氧化风机压头不够，本次提标不对氧化风机进行改造，仅将氧化喷枪改为管网。
（5）原设计吸收塔塔顶为2层屋脊+1层管式除雾器，原设计除雾器出口液滴浓度＜50mg/Nm3（干基），本次提标改为1级管式+3级屋脊式高效除尘除雾器，除雾器出口液滴浓度＜20mg/Nm3（干基），吸收塔除雾器段安装空间不足，本次将喷淋层与除雾器间的高度从3500mm降为3000mm，同时除雾段再加高870mm，才能满足安装要求；除雾段的阻力原除雾器的基础上增加约100Pa。
一级屋脊式粗分离器分离后的雾滴含量可达80mg/Nm3左右，压降约为70Pa；
二级屋脊式细分离器分离后的雾滴含量可达30mg/Nm3左右，压降约为80Pa；
三级屋脊式超细分离器分离后的雾滴含量可达20mg/Nm3左右，预期可达到15mg/Nm3压降约为100Pa；
（6）本次提标改造吸收塔浆池段加高2150mm，除雾段加高970mm，吸收塔共加高3120mm，FGD系统总阻力增加900~1100Pa，脱硫系统总阻力增至2850~3050Pa，需要对引风机风压重新进行核算。
（7）脱硫增效改造后，石灰石耗量及石膏产量增加1%左右，原制浆系统和石膏脱水系统可不改造，原有预留的浆液循环泵电负荷容量也进行了预留，电气设备不需要增加容量。
4.1.2 方案二：石灰石--石膏湿法脱硫装置配套湿式静电除尘器技术方案
该方案实施前提是引风机出口（电袋除尘器出口）粉尘排放浓度≤20mg/Nm3(标、干、6%O2)。也就是说不需要前端进行电袋除尘器改造。具体实施步骤如下：
（1）原设计时吸收塔预留了1层喷淋层安装空间、泵房内预留浆液循环泵安装位置，本次将预留的喷淋层、浆液循环泵安装到位；
（2）原设计喷淋层的喷嘴流量大，喷淋覆盖率按220%设计，每层喷嘴数量为100个，本次提标将各层喷嘴由大流量改为小流量，增加喷嘴数量，使每层喷淋覆盖率增大至400%，并对各层喷嘴的喷淋方向进行调整，第1层为向下单向喷淋，2、3、4层为双向喷嘴，第5层为向下单向喷淋，喷淋层增加阻力约300Pa；
（3）为增加脱硫塔的出尘率和脱硫率，本次提标在吸收塔第1、2层喷淋层之间增加一层托盘，为了不增加塔高，将第一层喷淋层下移，托盘增加阻力约500-700Pa；
（4）原设计吸收塔容积按4层喷淋浆液停留4min设计，如将预留喷淋层加上，浆液停留时间仅3.2min，原浆池容积1754m3，本次提标改为2195m3，吸收塔浆池段加高2150mm，浆池正常液位高度从8.5m变为11.0m，原氧化风机压头不够，本次提标不对氧化风机进行改造，仅将氧化喷枪改为管网。
（5）在吸收塔出口增设卧式湿式电除尘器，将粉尘浓度从20mg/Nm3(标、干、6%O2)将至5mg/Nm3(标、干、6%O2)及以下，湿电本体增加阻力300Pa左右。
（6）仅对吸收塔浆池段加高2150mm，除雾段不变，FGD系统总阻力增加1100~1300Pa，脱硫系统总阻力增至3050~3250Pa，需要对引风机风压重新进行核算。
（7）脱硫增效改造后，石灰石耗量及石膏产量增加1%左右，原制浆系统和石膏脱水系统可不改造；原有预留的浆液循环泵电负荷容量也进行了预留，电气设备不需要增加容量。新增湿式静电除尘器设备需要考虑其本体及配套的循环水系统电负荷容量，将构筑物设施等。
（8）电气部分。脱硫岛不设6kV脱硫段，本期改造工程每座吸收塔新增1台浆液循环泵E，配1台功率800kW的电机，共计2台，新增功率1600kW，其6kV电负荷均将从对应的主厂房6kV厂用工作段引接。电厂方需另外增加2台6kV开关柜接新增的2台800kW电机。6kV系统短路电流水平为40kA。电缆沿原设计电缆沟或电缆桥架敷设。新增1台除雾器冲洗水泵C，电机功率55kW。湿电除尘器新增600kW用电负荷，用电将单独从对应的主厂房6kV厂用工作段引接（仅方案二）。
4.1.3 两种方案的技术经济比较
根据上述技术论述及我公司与设备供货单位协商达成的供货设备价格，我们有针对性的进行了技术经济比较，具体如下：
综上所述，采用方案一改造工程总投资为2250万元，对现有形成的设备基础、建构筑物设施的影响较小。采用方案二改造工程总投资为4120万元，对现有形成的设备基础、建构筑物设施的影响较大，还需新建湿式静电除尘器设备，同时还要进一步核算烟囱与吸收塔间总平面是否能够满足湿式静电除尘器布置要求以及已经形成地下基础设施与湿式电除尘器的地下基础的相对关系等一系列复杂问题。
根据上述比较可知，方案一工程总造价低于方案二1870万元，而且有利于改造后利用已经形成的设备基础及建构筑物设施等诸多有利因素，本工程推荐采用方案一。即：锅炉主烟气除尘器+石灰石---石膏湿法脱硫装置脱硫除尘一体化技术方案。
5 结论
机组双投后，通过环保参数在线监测数据可知，二氧化硫排放浓度不高于35 mg/Nm3，出口粉尘含量≤10mg/Nm3，此次改造实现了燃煤机组大气污染物排放水平与燃气轮机组基本接近的国内领先指标。
参考文献：
火电厂超低排放改造的技术与经济效益分析【J】王娜.中国环保产业.2017
当前形势下电厂环保设施优化改造及节能思路【J】孙鹏，何振坤.工程技术研究.2016
作者简介：
高亮（1986--），男，汉族，内蒙古赤峰人，大学本科，助理工程师，脱硫点检员。国家电力投资集团内蒙古锡林郭勒白音华煤电有限责任公司赤峰新城热电分公司。
论文作者:高亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/25
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