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大型火力发电厂超低排放改造工程工艺改进及设计优化实践

北极星环保网来源:河南科技 白继亮2020/1/19 9:28:18我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放改造 电袋除尘 脱硝

北极星环保网讯:本文介绍了国内某大型火力发电厂实施大气污染物超低排放改造工程的技术路线,并对工程实施过程中的设计优化和工艺改进案例进行汇总分析。这些案例解决实际问题的作用非常明显,很多优化和改善思路具备推广应用的价值。

目前,国内大型火力发电厂实施大气污染物超低排放改造工程的成功案例非常多,技术路线多种多样,但是工程设计阶段并不能做到十全十美,人们需要在施工过程中对其进行优化和完善。

在工程实施过程中,有很多设计优化和工艺改进管理案例,这些优化案例可有效解决某些突出问题。本文对国内某大型火力发电厂超低排放改造技术路线进行介绍,同时对设计优化和工艺改进案例进行汇总分析。

1 技术路线

某4×600MW火力发电厂从2015年9月开始逐步实施超低排放改造工程,至2018年2月全部改造完毕,均顺利通过环保验收,大气污染物排放达到超低排放要求。技术路线为“SCR+电袋除尘器+湿法喷淋单塔脱硫+高效除尘除雾器+宾高德防腐烟囱”。

拆除原有吸收塔、GGH换热器,新建直径17.5m、高41.6m的逆流式喷淋塔,利旧原增压风机。按照入口二氧化硫3840mg/Nm3、出口二氧化硫≤35mg/Nm3进行设计,塔前烟气量为2092498.1Nm3/h,塔后烟气量为2181225.2Nm3/h,浆液循环停留时间为2.18min,烟气在吸收塔内停留时间为4.12s,烟气流速为3.79m/s,烟气阻力为1 035Pa。

单塔设置有5台侧进式搅拌器;布置1套湍流器系统(228个湍流子),用于均布烟气,提高反应效率;设置4台浆液循环泵,每台浆液循环泵对应一层喷淋层,共布置864个单双向喷嘴;配置单层高效管束式除尘除雾器,按照入口20mg/Nm3、出口≤5mg/Nm3设计。每台炉设置一台100%容量氧化风机和75%容量高速离心氧化风机(考虑低负荷、低入炉煤硫分时节能),机组之间氧化风系统设置联络管用于事故情况下紧急备用。

电袋复合除尘器按照进口含尘浓度33.8g/Nm3、除尘器出口设计浓度20mg/Nm3、保证除尘器排放浓度<15mg/Nm3进行设计。总体上,按前级两个电区分为双室四通道二电场、后级四个袋区进行布置设计,在入口喇叭气流均布板后布置大颗粒捕集装置,以降低部分比集尘面积,设计电场比集尘面积33.1m2(/ m3·s),设计袋区过滤风速0.894m/min。

机组低负荷期间,各通道可以隔离,隔离挡板采用一体式翻板式抗磨损高强度材质电动门,每个通道布置烟气置换和冷却装置,人员可以进入通道检查和更换损坏或脱落布袋,各通道都可实现在线隔离检修,电袋除尘器为两电四袋,电区比集尘面积大于33m2(/ m3·s),袋区过滤风速小于0.9m/s。

脱硝系统在原有SCR反应区预留区域增加一层催化加,保证入口烟气NOx浓度400mg/Nm3,脱硝效率不小于75%。控制出口烟气NOx浓度≤50mg/Nm3。

2 脱硝系统设计优化和工艺改善案例

2.1脱硝催化剂密封工艺优化

各催化剂模块安装就位,固定可靠,每包催化剂距离间隔均匀,每包催化剂之间、催化剂与烟道壁之间使用硅酸铝纤维棉填满。催化剂模块之间及模块与反应器之间的密封条安装紧密并焊接牢固,每块密封板之间搭接密封。

密封条边缘紧贴催化剂单元体边缘,确保烟道流场无飞灰沉积部位。催化剂密封条安装时,平整统一、坡度一致,无明显起伏。通过对密封条调整,减少流场阻力,使烟气更均匀通过催化剂,不会因飞灰沉积而造成流场堵塞、催化剂微孔堵塞,从而减少催化剂磨损。

均匀的烟气流场能使催化剂充分发挥催化作用,提高脱硝效率。密封条安装完成之后,用密封片对所有密封条间隙进行缝隙覆盖,确保密封条与催化剂及反应区烟道壁板无缝隙漏风。催化剂密封条安装时,对安装过程进行全程监督检查,确保安装工序无遗漏,安装、焊接等施工质量合格,无遗留缺陷。

催化剂安装完毕后,对反应区内部全面清扫,将催化剂上方施工残留的焊渣、焊条头、铁屑等杂物全部清理,严禁催化剂表面有任何杂物。

2.2 脱硝流场优化

总体来说,增加的9组导流板,大大降低催化剂磨损速率,同时保护整流格栅。通过计算机模拟SCR装置流场,进行氨浓度分析,开展系统压降以及飞灰沉降试验,通过三维建模对原有导流板和导流装置进行优化。

更换原脱硝入口烟道4组导流板,保留原入口烟道1组导流板,原有喷氨格栅下方新增1组导流板,更换原整流格栅前导流板,取消原出口烟道1组导流板,保留原有出口烟道弯头空预器上方导流板。

延伸阅读:

超低排放改造后环保设备出现的问题及处理

燃煤电厂脱硫技术及超低排放改造费效分析

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