永安電廠2×300MW機(jī)組CFB爐通過(guò)對(duì)爐后增設(shè)煙氣新型干法超潔凈系統(tǒng)進(jìn)行脫硫除塵升級(jí)改造，8號(hào)機(jī)組超低排放整體升級(jí)工程于2015年6月順利投運(yùn)，升級(jí)后的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)均達(dá)到燃煤煙氣“超潔凈排放”的要求，成為福建省首臺(tái)300MW機(jī)組CFB爐超低排放燃煤機(jī)組。

1. 前言

永安電廠是中國(guó)華電集團(tuán)下屬企業(yè)，是一家以發(fā)電為主、供熱為輔的國(guó)家大二型企業(yè)，是福建省電網(wǎng)重要的電源支撐點(diǎn)。華電永安“上大壓小”2×300MW循環(huán)流化床機(jī)組于2012年投產(chǎn)，為滿足國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部、能源局三部委聯(lián)合下發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》(發(fā)改能源〔2014〕2093號(hào))要求，至2020年，東部區(qū)域燃煤機(jī)組實(shí)施大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)要求，即SO2<35mg/Nm3、煙塵<10mg/Nm3。

永安電廠2×300MW循環(huán)流化床機(jī)組為實(shí)現(xiàn)一步到位采用“超潔凈”排放，8號(hào)機(jī)組煙氣“超潔凈”排放升級(jí)改造工程于2014年6月開(kāi)始實(shí)施，2015年6月一次性順利成功投運(yùn)，7號(hào)機(jī)組預(yù)計(jì)2015年10月底投入運(yùn)行。

2. 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

2.1 工藝流程

永安電廠2×300MW機(jī)組CFB爐對(duì)原有電袋除塵器袋區(qū)掏空，原有鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行拆除，增加脫硫除塵裝置和引風(fēng)機(jī)，鍋爐和脫硫除塵裝置共用引風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)超潔凈排放的技術(shù)路線為：爐內(nèi)脫硫+SNCR脫硝(單獨(dú)實(shí)施)+新型干法超潔凈技術(shù)(LJD-FGD)，預(yù)留COA協(xié)同脫硝技術(shù)接口。如圖1。

      工藝流程圖

(1) LJD-FGD技術(shù)

煙氣從底部進(jìn)入脫硫吸收塔，與加入的吸收劑、循環(huán)灰及水發(fā)生反應(yīng)，除去煙氣中的SO2等氣體。煙氣中夾帶的吸收劑和脫硫灰，在通過(guò)脫硫吸收塔下部的文丘里管時(shí)，受到氣流的加速而懸浮起來(lái)，形成激烈的湍動(dòng)狀態(tài)，使顆粒與煙氣之間具有很大的相對(duì)滑落速度，顆粒反應(yīng)界面不斷摩擦、碰撞更新，從而極大地強(qiáng)化了氣固間的傳熱、傳質(zhì)。同時(shí)為了達(dá)到最佳的反應(yīng)溫度，通過(guò)向脫硫塔內(nèi)噴水，使煙氣溫度冷卻到高于煙氣露點(diǎn)溫度15℃以上。主要化學(xué)反應(yīng)式為：

Ca(OH)2+SO2=CaSO3˙1/2 H2O+1/2H2O

Ca(OH)2+SO3=CaSO4˙1/2H2O+1/2H2O

CaSO3˙1/2H2O+1/2O2=CaSO4˙1/2H2O

2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2˙Ca(OH)2˙2H2O

(2) 低溫循環(huán)氧化吸收(COA)協(xié)同脫硝

預(yù)留低溫循環(huán)氧化脫硝(COA)接口，COA依托LJD-FGD脫硫除塵裝置，利用脫硝劑的強(qiáng)氧化和催化作用，將NO轉(zhuǎn)化為NO2，再與鈣基吸收劑發(fā)生中和反應(yīng)，其反應(yīng)方程式如下：

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

(1) 燃料成分

表1 燃料成分分析資料表

(2) 煙氣參數(shù)

永安電廠2×300MW機(jī)組CFB爐脫硫除塵設(shè)計(jì)煙氣參數(shù)見(jiàn)下表2。

表2 2×300MW機(jī)組CFB爐煙氣參數(shù)

2.3 設(shè)計(jì)說(shuō)明

本項(xiàng)目對(duì)原有電袋袋區(qū)進(jìn)行掏空，原有鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行拆除，增加脫硫除塵裝置和引風(fēng)機(jī)，鍋爐和脫硫除塵裝置共用引風(fēng)機(jī)，煙氣流程：

煙氣循環(huán)流化床鍋爐→電除塵器(電袋袋區(qū)拆除)→煙氣循環(huán)流化床半干法脫硫塔→布袋除塵器→引風(fēng)機(jī)(新)→煙囪。

下圖2為永安電廠8# CFB爐經(jīng)升級(jí)改造后的全景圖。

圖2 永安8#爐CFB爐脫硫除塵升級(jí)改造后全景圖

3. 實(shí)現(xiàn)超潔凈排放的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

3.1 SO2≤35mg/Nm3“超潔凈排放”

永安電廠2×300MW機(jī)組8#CFB爐通過(guò)爐內(nèi)脫硫有效控制后，脫硫島入口SO2濃度為800～1500mg/Nm3，為實(shí)現(xiàn)SO2“超潔凈排放”控制，進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)行工況，對(duì)床溫、壓降等參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，可保證SO2的排放濃度穩(wěn)定在35mg/Nm3以下。下圖為永安8#CFB爐脫硫島出入口SO2曲線。

圖3 永安8#CFB爐脫硫島入口及出口SO2濃度波動(dòng)曲線

(脫硫島出口SO2濃度：≤35mg/Nm3)

3.2 煙塵≤5mg/Nm3 “超潔凈排放”

永安電廠2×300MW機(jī)組CFB爐采用LJD-FGD技術(shù)，通過(guò)循環(huán)流化床反應(yīng)塔的噴水混合凝并后，煙氣中PM1等亞微米級(jí)的細(xì)顆粒幾乎都絮凝為數(shù)十微米的粗顆粒，且LJD流化床脫硫塔頂及出口等的穩(wěn)流特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證這些絮凝后的顆粒不易被破壞而更有利于被后級(jí)布袋除塵器的過(guò)濾;另外，本項(xiàng)目使用的布袋為高精細(xì)纖維濾袋，可進(jìn)一步提高布袋的過(guò)濾效率。通過(guò)“LJD反應(yīng)塔+布袋除塵器”兩者的最佳組合保證了出口煙塵穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)小于5mg/Nm3的“超潔凈排放”。8號(hào)機(jī)組粉塵排放見(jiàn)圖3。

3.3 煙囪不需防腐、排放透明，無(wú)視覺(jué)污染

永安電廠2×300MW機(jī)組CFB爐經(jīng)LJD-FGD脫硫除塵后，排放原煙囪，煙囪不需防腐，煙囪排放透明，無(wú)視覺(jué)污染，無(wú)濕法脫硫的“煙囪雨”和拖尾煙跡現(xiàn)象，感官效果極佳。

圖4 永安8#CFB爐脫硫島煙囪排放透明

3.4 無(wú)廢水產(chǎn)生

LJD-FGD技術(shù)采用干態(tài)的生石灰作為吸收劑，在島內(nèi)直接消化成消石灰，脫硫副產(chǎn)物為干態(tài)的，整個(gè)系統(tǒng)無(wú)廢水產(chǎn)生。

3.5 對(duì)入口SO2濃度適應(yīng)強(qiáng)

對(duì)于入口SO2濃度1000~2000mg/Nm 3波動(dòng)變化，出口SO2濃度始終穩(wěn)定在35mg/Nm3以下。

圖5 永安8#CFB爐脫硫島入口1000～2000mg/Nm3，出口SO2濃度穩(wěn)定≤35mg/Nm3曲線

4 結(jié)束語(yǔ)

LJD干法超潔凈排放工藝技術(shù)在永安電廠2×300MW機(jī)組8#CFB爐的成功投運(yùn)及優(yōu)異的各項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最新“SO2<35mg/Nm3、煙塵<5mg/Nm3”的超清潔排放環(huán)保要求，成為福建省首臺(tái)300MW機(jī)組CFB爐超清潔排放燃煤機(jī)組。此外，CFB爐爐后配套LJD-FGD干法工藝不需煙囪防腐、無(wú)廢水產(chǎn)生、對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行及維護(hù)成本低，是一種投資省、綜合凈化效益高的煙氣治理創(chuàng)新技術(shù)，在我國(guó)CFB爐具有很廣闊的應(yīng)用前景和推廣意義。