The Technology And Commission Of Flue Gas Desulfurization By Seawater Scrubbing In 600MW Unit

山东电力研究院(山东济南250002)  李勇

摘要  本文介绍了在福建漳州后石电厂投运的国内第一套600MW发电机组的海水脱硫系统、工艺特点及调试试运的情况，并进行了简要评价。

关键词 海水脱硫  工艺

Abstract This article gives an introduction and appreciate to the system and technology features and commission of the seawater scrubbing for flue gas desulfurization in 600Mw unit of houshi power plant.

key word  Seawater scrubbing for flue gas desulfurization   Technology

    福建漳州后石电厂设计装机容量为6×600MW。主机采用三菱公司产品，锅炉设备选用为三菱重工神户造船厂（MHI.KOBE）设计制造的MO-SSRR型超临界直流锅炉。为满足环保要求，锅炉岛设置两台除尘效率达99.85%的双室五电场静电除尘器、烟气脱硝和烟气海水脱硫装置。其中脱硫装置是目前国内电力系统内安装的最大的海水脱硫设施。厂区还设有工业废水和生活污水处理站。电厂以海水作为循环冷却水，凝汽器冷却方式为海水直流冷却，冷却后的海水与脱硫后的海水混合后直接排入大海。电厂烟囱采用集束式，每三台机组一根集束烟囱，外筒为钢筋混凝土结构，内筒用耐腐蚀合金钢制成。

电厂烟气海水脱硫系统是由日本富士化水株式会社设计。这套脱硫系统主要用来将锅炉排放烟气中的二氧化硫去除。本系统设计采用海水+氢氧化钠脱硫法，初期拟先采用海水脱硫。每台锅炉采用两座吸收塔对烟气进行处理。烟气经过电除尘器和引风机后直接送入预冷器内用工业水进行冷却，冷却后的烟气进入吸收塔再往塔顶方向与喷流而下的吸收液（海水或海水+氢氧化钠）逆向接触以除去烟气中二氧化硫及少部分灰含量，脱硫后的烟气通过吸收塔内除雾器，然后直接由烟囱排入大气。吸收塔排出的脱硫后的海水与虹吸井的海水混合后进入曝气池，通过氧化风机进行曝气使海水中SO₃^2-氧化为SO₄^2-，重碳酸根中和氢离子并释放二氧化碳，使海水PH值达标后排入大海。基本工艺流程图见下图1：

3.1脱硫处理前烟气设计参数

3.2脱硫处理后的烟气设计参数

3.3海水脱硫性能保证值

3.4脱硫后海水排放设计指标

3.5水电汽等用量设计指标

 

3.6锅炉煤种主要设计参数

    后石电厂设计脱硫系统采用海水+氢氧化钠方法，初期先采用纯海水脱硫方法，设备的安装及调试工作按照纯海水系统的设计进行。电厂海水脱硫系统可以分为烟气系统、SO₂吸收系统、海水供排水系统和海水恢复系统、电气及控制系统等组成，下面就各系统的工艺特点及有关设备的情况等做一个介绍:

4.1烟气系统

    锅炉烟气从引风机出口通过烟道直接进入脱硫系统，不设旁路烟道。烟气首先进入预冷却器内，预冷却器作用为冷却进入吸收塔的烟气温度使之低于100℃。预冷却器的结构为一段扩充的圆形烟道，采用碳钢加KOKA石内衬，由台塑公司制造。预冷器安装有两台,每个烟道设置一台预冷器。预冷器内部设由8个喷嘴，工业水由喷嘴喷入预冷器内对烟气降温，预冷却器工业水设计喷淋流量为11 m³/h/台。冷却后的烟气自下而上流经脱硫吸收塔和除雾器，脱硫后的烟气不进行再加热，通过烟道直接进入烟囱排入大气，脱硫后烟气温度设计为40℃，脱硫吸收塔出口至烟囱一段烟道全部采用玻璃鳞片树脂进行内部防腐。

4.2  SO₂吸收系统

    吸收塔为SO₂吸收系统的关键设备。每台机组设两座吸收塔。吸收塔设计为喷淋塔，吸收塔的尺寸为ф12m×38m^H，吸收塔内部采用玻璃鳞片树脂内衬防腐，吸收塔内部的海水喷淋采用两层喷淋，管道全部采用不锈钢管道，上部喷淋分配管采用喷淋管喷淋，设计喷淋流量范围0-23000 m³/h；下部喷淋分配管上安装有不锈钢加陶瓷内衬式旋流喷嘴，设计喷淋流量范围0-2600m³/h；上下两层分配管下部分别设置多孔不锈钢检修平台。吸收塔内部安装有气流分布板，以使烟气进入吸收塔后塔内气流分布均匀。脱硫后的海水通过吸收塔下部的溢流堰溢流排出。脱硫吸收塔上部安装有除雾器，作用为将脱硫后烟气中携带的水滴去掉。除雾器材质为百叶窗式聚丙烯材料，每台除雾器均配有工业水清洗装置：每台炉脱硫系统设计三台除雾器清洗水增压泵及16个清洗控制气动阀，由PLC控制对除雾器进行间断清洗。

4.3海水供排水系统

    脱硫用海水取自凝汽器出口的虹吸井，虹吸井附近设两台脱硫海水升压泵，脱硫海水泵是脱硫供水系统的关键设备。海水脱硫配有两台设计流量为19500T/h由日本TOBATA公司生产的海水升压泵，两台泵设计为同时运行不设备用。海水通过紧贴虹吸井的吸水池,经海水升压泵通过海水分配管分上下两路进入吸收塔。经两台脱硫泵进入吸收塔的海水流量设计为39000t/h。进入吸收塔前的上下两路海水分配管和吸收塔下部海水排放管道均采用橡胶内衬防腐。脱硫后的海水由地下暗沟排入氧化槽中。

4.4海水恢复系统

     后石电厂海水恢复系统由氧化槽和曝气系统组成。氧化槽容积为： 65m×43m×11m=17100m³。氧化槽分为混合池、曝气池和排水池，来自虹吸井的海水与脱硫后的海水在混合池内进行混合，然后进入曝气池，曝气风机将空气通过曝气池低部的空气分配管及喷嘴鼓入曝气池，细碎的气泡使曝气池内海水溶解氧达到饱和，并将亚硫酸盐氧化成硫酸盐，，同时通过曝气使海水中重碳酸根离子中和氢离子并释放出二氧化碳，使海水排放恢复达标后通过排水池经排水沟排入大海。曝气系统主要由曝气风机、空气分配管和喷嘴组成。每台炉配有三台曝气风机。单台曝气风机的设计流量为：190 m³/min。风机出口配有安全阀和消音器。空气分配管通过母管与曝气风机相连，风机出口母管安装有流量计指示。

4.5电气及控制系统设备

FGD系统的用电电压为6KV和380V，大于或等于200KW的电动机用6KV供电，共有5台。其余设备用380V供电。海水脱硫控制系统采用两套ALLEN-BRADELY的可编程控制器进行程序控制，并设有两台工控工作站。所有设备的启停、顺控、连锁保护等都可从工作站上软手操实现，设备启停还可通过MCC盘柜硬手操。对脱硫系统重故障信号实现中控室报警光字牌显示。脱硫系统所有的监测数据都可以在CRT上监视，系统连续采集和处理反映FGD系统运行工况的重要测点信号，如FGD系统进出口烟气的SO₂、烟温、海水流量、吸收塔出口和曝气池出口PH、吸收塔内压差等。

     山东电力研究院承担了后石电厂机组的启动调试工作。后石电厂的海水脱硫调试工作随整套机组启动调试进行。通过对#1、#2机组海水脱硫系统的调试，此套海水烟气烟脱硫系统在不同负荷下运行, 系统自动化程度高,系统运行稳定，总脱硫效率达到了设计值>90%,出口浓度<82ppm的要求。下面以1号机组为例，介绍调试期间系统的试运情况。有关调试数据及结果请参见后面的表格：

排烟脱硫吸收塔A调试试运参数记录表

 

排烟脱硫吸收塔B调试试运参数记录表

FGD公共系统设备有关试运参数记录表

     试运期间循环水海水取水池和烟气脱硫氧化槽出口海水水质监测记表

注:1.以上调试数据栏中显示值为此项目运行中变化的范围。

   2.FGD入口和出口SO₂浓度值及脱硫效率的计算均是依据FGD二氧化硫在线监测仪表读数而得。

6.1 后石电厂排烟脱硫系统在不同负荷下运行, 系统自动化程度高,系统运行稳定，总脱硫效率达到了设计值>90%,出口浓度<82ppm的要求。

6.2在调试试运期间由于燃烧煤种的含硫量很低(0.35%左右)，所以一台脱硫泵开启时的脱硫效率可达设计要求，并且可避免两台泵运行海水流量过大造成烟温大幅下降和烟气带水量增大等问题。

6.3后石电厂脱硫系统无旁路烟道，由于吸收塔内防腐内衬不能长时间承受100℃以上高温，所以脱硫系统在锅炉点火前即要求投入,且要求脱硫系统随机组正常投运，在高负荷下若两台脱硫泵同时故障，脱硫系统应在1小时内检修恢复投运，如果整套脱硫系统由于故障停运且预冷却器工业冷却水不能保证烟气冷却效果的化，要求机组停运。

6.4 后石电厂海水脱硫系统同深圳西部电厂海水脱硫系统相比主要有以下几点不同：

（1）后石电厂海水脱硫系统一台机组安装两座吸收塔，各处理一半的烟气量。

（2）吸收塔采用喷淋塔结构，吸收塔内运行阻力小，系统不另设增压风机，而是利用引风机的压头。脱硫系统的阻力在锅炉整体设计中已考虑在内。

（3）脱硫系统未设计气-气换热器，烟气的冷却通过预冷却器实现。

（4）脱硫后的烟气温度较低（30℃左右），对脱硫系统及尾部烟道和烟囱的内部防腐都有更严格的设计和施工要求。

福建漳州后石电厂海水脱硫系统是内地安装的第一套600MW机组配套脱硫系统，也是电力系统目前最大的海水脱硫装置。本脱硫设备经调试试运，系统的脱硫效率达到设计要求，系统自动化程度高，运行稳定。为我国脱硫技术的进一步发展起到了推动作用。