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1 前言在我國在役電廠中，有相當部分尚未配套脫硫設施，根據環保標準要求，這些電廠都要逐步配套脫硫設施。但是早期建設的機組一般沒有預留脫硫場地，爐后到煙囪之間的距離很短，空間狹小，脫硫裝置布置困難，再加上當前電力供應緊張，脫硫裝置的建設周期較長，如果機組長時間停機建設脫硫裝置會給當前緊張的電力供應帶來更大的困難。福建龍凈采用引進德國LLAG公司的煙氣循環流化床（CFB-FGD）干法脫硫技術成功解決了老機組脫硫除塵改造中遇到的幾大問題。下面我們以馬頭電廠6＃爐為例，介紹1×200MW機組拆除原有水膜除塵器，改造為CFB-FGD干法脫硫除塵裝置，從而滿足環保排放要求。 2 工程概況 馬頭電廠位于河北省邯鄲市南15公里的馬頭鎮，華北平原的西南部，太行山東麓，距京廣鐵路線上的馬頭火車站約1公里。6號機組容量為200 MW，配670t/h鍋爐。6號機組于1979年11月投產，鍋爐系原蘇聯塔干洛克“紅色鍋爐者”制造廠生產的ТЛЕ—211С系列ЕЛ670/140型。鍋爐采用連續水力除渣，尾部煙道后裝有四臺文丘里水膜除塵器，采用水力排灰方式，配吸、送風機各兩臺。 該機組脫硫改造項目，是國家電網公司與國家環保總局簽訂的“十一五”二氧化硫排放總量削減項目責任書中要求今年必須投運的項目之一，原方案采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，但因存在投資高，資金受限，場地布置困難等問題，難于實施，馬頭電廠經過多方考察、仔細研究，認為煙氣循環硫化床干法脫硫工藝發展趨于成熟，同時考慮到脫硫改造投資、場地布置以及建設周期等因素，最終選擇了循環硫化床干法脫硫技術作為6號機組改造工藝。 3. 設計條件 3.1. 煤質特性表4-3 煤質分析資料序號項目符號單 位數據1碳Car%55.812氫Har%2.763氧Oar%2.774氮Nar%0.965硫Sar%1.16水份Mt%7.577固有水份Mad%0.748灰份Aar%29.039揮發份Vdaf%18.7210揮發份Vad%11.8411低位發熱量Qnet,arMJ/kg20.853.2. 煙氣參數 脫硫除塵島入口煙氣參數如下表2：表2 脫硫除塵島煙氣參數表序號項目名稱單位設計煤種1燃煤收到基含硫分%1.42鍋爐耗煤量（實際量/計算量）t/h105.33要求FGD負荷范圍%40～1004進口煙氣量（干標）Nm3/h876950進口煙氣量（濕標）Nm3/h9334305進口/出口溫度℃155/706入口壓力kPa98.497入口煙氣成分CO2（干標）%Vol13.3O2（干標）%Vol7.0SO2（干標，6%O2）mg/Nm32880SO3（干標，6%O2）mg/Nm330粉塵（干標，6%O2）g/Nm3308要求脫硫率（保證值）%909出口排放粉塵濃度（干標，6%O2）mg/Nm3803.3. 吸收劑分析1) 吸收劑名稱：生石灰2) 吸收劑品質要求：軟煅生石灰，粒徑為≤1mm，氧化鈣〈CaO〉含量≥77%，生石灰消化速度t60＜4min（檢驗標準為DIN EN459-2）。4 改造方案工程采取拆除原有水膜除塵器，在原水膜除塵器的場地上改建脫硫除塵島的方式。整個項目實施場地狹小，左右被5＃和灰漿泵房包圍，后側引風機和引風機檢修用行車支架等須保留不動，地下有原設備的沖灰溝、電纜溝等。可以利用的空間：長為57000mm，寬為46000mm。如何在這樣狹小的空間內完成脫硫島的布置，同時縮短停機的時間，龍凈環保創造性的采用循環煙道（LLAG公司專利技術）、旁路煙道二和一，系統分階段施工、投運，脫硫塔與ESP1平行放置等技術，成功地解決了以上兩大難題，連原設備拆除帶基礎施工，脫硫系統從開工到運行，鍋爐停機時間僅為53天，為電廠創造了極大的經濟效益。5 總體布置馬頭電廠6＃爐1×200MW機組CFB-FGD脫硫除塵島內各個分系統均獨立設置。依次以一字形排列一級電除塵器、吸收塔、脫硫電除塵器、引風機等。一級電除塵器分成兩列布置在吸收塔的兩邊， 充分利用脫硫塔布置的靈活性，最大限度的減少脫硫除塵島的占地空間。主要輔助工藝設施如工藝水系統、消石灰供應系統、流化風系統就近圍繞脫硫塔，各設備的平面和空間組合，既做到工作分區明確，又做到合理、緊湊、方便，外觀造型美觀，整體性好，并與電廠其他建筑群體相協調，同時最大限度地節省用地。生石灰倉和消石灰制備系統布置在島外，盡可能的減少占地空間。脫硫除塵島內的建構筑物主要有預電除塵器、脫硫塔、脫硫電除塵器、消石灰倉、脫硫控制樓等，生石灰倉及吸收劑制備系統布置在島外。圖一、馬頭電廠#6機組脫硫除塵島全景照片6 工藝系統基本情況6.1 工藝流程CFB-FGD工藝以循環流化床原理為基礎，采用生石灰或消石灰為脫硫劑。該技術工藝流程如圖1所示。其主要由脫硫塔、脫硫除塵器、吸收劑制備供應、物料再循環及排放工藝水、儀表控制等六個部分組成。圖1 CFB-FGD工藝流程示意圖6. 2 設計參數脫硫除塵島的設計要求滿足鍋爐燃用煤種，具體設計參數如下表3：表3 脫硫除塵島設計參數表序號項目設計煤種（S=1.4%）1保證脫硫效率（%）902排塵濃度（mg/Nm3干態，%6O2）803Ca/S（mol/mol）1.224脫硫除塵島的壓降（Pa）25005排煙溫度（℃）706電耗功率（kW）21257脫硫除塵島耗水量（t/h）39.38生石灰粉耗量（t/h）3.69脫硫灰產量（t/h，含飛灰）8.110系統可用率（%）9811脫硫除塵島漏風率（%）512設備的噪音（dB(A)）8513系統壽命（年）307 調試及運行情況7.1 調試運行情況簡介：2006年7月，脫硫除塵系統完成設備安裝和單體調試，隨后進入分系統的冷態調試。該項目設計合理，制造、供貨和安裝全過程質量控制嚴格，工程優良，整個系統調試順利，單體調試和分部試運僅用了一個月的時間。2006年8月，脫硫除塵系統順利通過了168小時試運，正式投入運行，目前設備運行穩定，各項指標均達到或超過了設計要求。7.2 各項性能參數：試運期間各項性能參數見下表：序號項目單位參數備注1FGD系統運行時間h1682最高脫硫率%98.53平均脫硫率%924最高入口SO2含量mg/m347005最低入口SO2含量mg/m318006平均入口SO2含量mg/m332837ESP2出口SO2平均含量mg/m32638ESP2出口粉塵濃度mg/m3509機組負荷變化范圍MW134～20610脫硫塔入口溫度范圍℃133～166平均15811脫硫塔出口溫度℃7012生石灰量純度%70圖二 6#爐脫硫除塵島運行曲線8 結束語福建龍凈在引進吸收德國LLAG公司的煙氣循環流化床（CFB-FGD）干法脫硫技術后，創造性的利用德國LLAG公司的專利技術——清潔煙氣再循環系統，將再循環煙道作為旁路，實現了電廠只需要利用檢修時間來進行脫硫除塵裝置建設；龍凈利用循環流化床技術在布置上的靈活性，將吸收塔布置在一級除塵器的中間，將吸收塔的進氣改為在吸收塔后面進氣，這樣最大限度的減少脫硫除塵島的占用空間，縮短脫硫除塵島的長度。通過項目成功實施的證明CFB-FGD脫硫工藝可以解決當前老機組脫硫除塵改造遇到的場地狹窄、占用電廠發電時間長等問題。不僅脫硫率可達到90%以上，而且脫硫電除塵器出口粉塵排放也能滿足50mg/Nm3的環保要求。同時，從運行參數表明，CFB-FGD脫硫工藝在鍋爐負荷較大波動范圍內仍能夠滿足脫硫穩定運行的要求。基于循環流化床干法脫硫技術的解決方案在馬頭電廠200MW機組干法脫硫系統的成功應用，表明該技術具有技術成熟、經濟性好、占地小、占用電廠發電時間短的特點，對我國大型火電老機組的脫硫除塵改造具有很好的示范效用。作者簡介賴毅強（1974- ），男，工程師，處長，長期從事煙氣脫硫、脫硝系統的設計工作。