隨著煤炭市場供應的不確定性，實際燃用的煤質含硫量與設計煤種存在一定的偏差，實際FGD入口SO2濃度較高，。且隨著最新大氣污染物排放標準的頒布實施，凈煙氣SO2濃度已無法滿足最新環(huán)保排放標準。為適應燃煤硫分提高的現狀，以及滿足最新環(huán)保標準要求，需要對原有脫硫系統(tǒng)進行增容及取消旁路改造等綜合升級改造。
1概述
珠海金灣發(fā)電公司#3#4機組為國產超臨界燃煤600MW機組，#3#4機組分別于2007年初建成投產，脫硫部分與機組同時投運。脫硫系統(tǒng)為煙氣脫硫裝置采用石灰石—石膏濕法煙氣脫硫、一爐一塔脫硫裝置，在設計燃煤含硫量為0.63%(FGD入口SO2濃度1354mg/m3)，校核燃煤含硫量為0.80%(FGD入口SO2濃度1808mg/m3)，鍋爐最大工況(BMCR)、處理100%煙氣量條件下，原脫硫裝置脫硫率保證值大于90%。
本次改造設計脫硫系統(tǒng)排放濃度滿足《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)中規(guī)定不大于50mg/m3(標態(tài)、干基，6%O2)，脫硫效率不低于97.7%(脫硫塔脫硫效率不低于98.7%，GGH漏風率按1%計)，年等效利用小時數不低于5500小時。并取消煙氣旁路，原煙氣旁路與煙囪要有明顯的斷口。要求脫硫系統(tǒng)在運行的各個時間段應可靠運行，通過改造能確保脫硫系統(tǒng)隨主機全部運行的條件。
2主要改造部分
2.1吸收塔及附屬系統(tǒng)
SO2吸收系統(tǒng)包括吸收塔、吸收塔漿液循環(huán)、石膏漿液排出和氧化空氣、攪拌器、除霧器、沖洗等幾個部分，還包括輔助的放空、排空設施、沖洗水收集系統(tǒng)、漿液取樣及其沖洗水系統(tǒng)。吸收塔采用噴淋塔，吸收塔漿池與塔體為一體結構。攪拌器布置在吸收塔漿液池筒體上。攪拌系統(tǒng)能確保氧化空氣的最佳分布和漿液的充分氧化，在任何時候都不會造成塔內石膏漿液的沉淀、結垢或堵塞。石灰石漿液通過循環(huán)泵從吸收塔漿池送至塔內噴嘴系統(tǒng)，與煙氣接觸發(fā)生化學反應吸收煙氣中的SO2，在吸收塔循環(huán)漿池中利用氧化空氣將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。石膏排出泵將石膏漿液從吸收塔送到石膏脫水系統(tǒng)。脫硫后的煙氣夾帶的液滴在吸收塔出口的除霧器中收集，使凈煙氣的液滴含量不超過75mg/Nm3(干態(tài))。除霧器安裝在吸收塔上部，用以捕集分離凈煙氣夾帶的霧滴。除霧器出口煙氣含水量不大于75mg/Nm3(干態(tài))。吸收塔殼體由碳鋼制做，內表面采用襯鱗片樹脂的防腐設計。吸收塔入口段干濕界面煙道采用合金(進口C-276合金，厚度6mm)防腐。
#3機組脫硫吸收塔改造大致改造部分，漿液循環(huán)泵利舊兩臺舊泵，新增三臺大泵，其中舊泵流量為6500m3/h，新增泵流量為11000m3/h。吸收塔攪拌器為四臺單層攪拌器。噴淋層增加為五層噴淋，每層噴嘴數量大約124個左右。除霧器由原來的兩層屋脊式改造為底部一層管式加上部兩層屋脊式除霧器。除霧器頂層加裝一層除霧器沖洗水，保證每一層除霧器有沖洗水沖洗。氧化風機更換為多級離心風機，其中進入吸收塔布置方式也做了相應調整，由原來的直插式更換為現在的管網式，確保吸收塔內有足夠的氧量將使吸收塔內的亞硫酸鈣充分氧化成硫酸鈣。具體改造前后設計參數如下：
2.2煙道系統(tǒng)
改造后的#3機組脫硫煙氣系統(tǒng)主要由原煙道和凈煙道、GGH(氣—氣加熱器)、吸收塔及相應的輔助系統(tǒng)組成。煙道系統(tǒng)與鍋爐兩臺引風機出口之間現有主煙道相連接，原煙氣煙道由引風機出口開始，煙氣再熱器到吸收塔煙氣入口，后經濕式電除塵，凈煙氣煙道由吸收塔煙氣出口開始經煙氣再熱器加熱到80℃左右回到凈煙道通過煙囪排放。主要改造內容包括：取消增壓風機、煙氣擋板門及其密封風系統(tǒng)，加裝濕式電除塵，以及相應的煙道改造，GGH低泄露風機增加一臺，GGH三向密封片改造，GGH吹灰器改造，吹灰器高壓沖洗水噴嘴換型，凈煙道GGH前加裝疏水槽等。
2.3加裝濕式電除塵
作為廣東省首臺示范工程，濕電的安裝也是本次改造的的重點和難點。面對供貨商供貨緊張，工期短等實際情況。公司大膽創(chuàng)新，由原來的全部進口更換了部分國產。大大縮短了工程工期，如期完成了改造任務。
2.3.1濕式電除塵器的工作原理
濕式靜電除塵器的主要工作原理：將水霧噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在針剌電極形成的強大的電暈場內荷電后分裂進一步霧化，電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并，共同對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場力的驅動下到達集塵極而被捕集。水在集塵極上形成連續(xù)的水膜，將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。
參與沖洗的水，其中含有粉塵部分的水量(約占28%)進入排水箱，加入NaOH溶液進行PH調整后，外排至脫硫系統(tǒng)，用作補充水。其余水量進入循環(huán)水箱，經PH調整后，作為濕式靜電除塵器循環(huán)水，回流給噴嘴使用。外排損耗的水量，由工業(yè)水另行補充。原理圖：
2.3.2濕電中水的作用
濕式靜電除塵器中的水主要以霧化的水滴存在，根據國內研究水霧對濕式電除塵的除塵效率的提高有一系列的影響，主要機理如下：
水霧可以保持放電極清潔，使電暈一直旺盛;霧粒擊打在集塵極上形成薄而均勻的水膜，它可以阻止低比電阻粉塵的“二次揚塵”，對高比電阻粉塵起到調質作用而防止了“反電暈”現象的發(fā)生;對粘滯性強的粉塵又可防止粘掛電極;它還適合于收集那些易燃、易爆的粉塵。
水霧直接噴向放電極和電暈區(qū)，放電極還兼起霧化器的作用，采用同一電源可實現電暈放電、水的霧化、水霧和粉塵粒子荷電，實現了靜電和水霧的有機結合。
水霧直接噴向放電極，荷電量高，這種高荷質比水霧在電場中的碰撞攔截、吸附凝并作用可大大提高除塵效率。
水霧擊打到集塵極上形成水流流下，使集塵極始終保持清潔，省去了振打裝置，同時避免了干式除塵由于振打清灰?guī)淼囊幌盗袉栴}。
將水霧噴向放電極和電暈區(qū)使水霧進一步霧化的方法，靜電并不和噴霧裝置直接接觸，所以幾乎不存在絕緣問題。這種方法完全有別于“電暈放電使水霧化”的除塵技術，后者由于水與電直接接觸，絕緣幾乎不可能，實際上很難實現工業(yè)應用。
針刺電極能產生很強的靜電場，同時具有很好的電暈放電能力，靜電和水霧協(xié)同作用，具有很高的除塵效率。
2.4供漿和排放系統(tǒng)
原FGD島內設置一個四臺爐公用的事故漿液罐，脫硫改造后新增加了一個事故漿液罐。在吸收塔重新啟動前，通過泵將事故漿液箱的漿液送回吸收塔。增加一套石灰石粉倉系統(tǒng)，保證石灰石漿液系統(tǒng)故障時粉倉可以隨時配密度合適的漿液供吸收塔。粉倉容積滿足改造后2臺爐BMCR工況下3天的石灰石粉耗量。
2.5改造前后吸收塔主體和煙道部分對比如下
3改造后系統(tǒng)運行情況
#3機組本次擴容改造工期約78天左右，整體投運后#3機組脫硫系統(tǒng)運行正常。各設備運行穩(wěn)定，已達到設計要求。下圖為投運后#3機組脫硫率，機組負荷，硫份曲線圖：
