導讀：綜合考慮脫硫系統運行的經濟性、穩定性、可靠性，以及燃用煤種含硫量，脫硫耗材低廉易取，脫硫副產品出路等因素，對CFB鍋爐常用的石灰石/石膏濕法脫硫(WFGD)、爐內噴鈣+尾部加濕活化法(LIFAC)、煙氣循環流化床干法脫硫(CFB-FGD)進行比較分析，該廠最終選用技術成熟、應用廣泛、穩定可靠、脫硫率高、運行成本低但初投資大的WFGD。

　　石獅熱電廠2001年投產的2×75t/hCFB鍋爐，以燃燒含硫量低(St，ar≤1%)的福建無煙煤為主。原采用運行經濟、成本低廉的爐內添加石灰石脫硫方式，滿足《火電廠大氣污染物排放標準要求》(GB13223-2011)中排放限值200mg/Nm³要求。但難以穩定達到福建省政府燃煤發電鍋爐SO?排放限值100mg/Nm³要求。因此對其進行脫硫改造，并與1臺新建的145t/hCFB鍋爐脫硫系統同時進行。

　　綜合考慮脫硫系統運行的經濟性、穩定性、可靠性，以及燃用煤種含硫量，脫硫耗材低廉易取，脫硫副產品出路等因素，對CFB鍋爐常用的石灰石/石膏濕法脫硫(WFGD)、爐內噴鈣+尾部加濕活化法(LIFAC)、煙氣循環流化床干法脫硫(CFB-FGD)進行比較分析，該廠最終選用技術成熟、應用廣泛、穩定可靠、脫硫率高、運行成本低但初投資大的WFGD。

　　本文對單爐單塔、兩爐一塔與三爐一塔WFGD方案進行比較分析，在設計上采取提高安全可靠性的措施，并介紹三爐一塔WFGD的實際運行效果，以供同行參考。

　　1、WFGD方案的比較分析

　　石獅熱電廠WFGD脫硫方案包括單爐單塔、兩爐(2×75t/h)一塔及三爐(1×145t/h+2×75t/h)一塔，主要區別在于煙氣系統和SO?吸收系統。表1為從技術、經濟等方面對3種方案進行綜合比較分析后得出的結論。

　　限于現場空間緊張、場地狹小，綜合考慮技術成熟程度、項目初投資和運行成本、運行經濟性和安全可靠性、維護工作量和費用、年度運行時間和檢修時間等因素，石獅熱電廠選用三爐一塔WFGD方案，這是福建省首臺多爐一塔WFGD設施。同時，石灰石漿液制備系統、石膏排出及脫水系統等、工藝水系統選擇一用一備(2×100%容量)模式，氧化空氣系統、壓縮空氣系統選擇二用一備模式。

　　２、三爐一塔WFGD的設計和優化

　　2.1設計條件和參數

　　根據2×75t/h和1×145t/hCFB鍋爐設計和運行參數、常用煤質資料，考慮一定的富裕量，設定三爐一塔WFGD入口煙氣數據為:設計煙氣量40萬Nm3/h(標態，干基，6％O?，下同)，入口煙溫150℃，SO?入口濃度2000(最大3000)mg/Nm³。要求在原煤含硫量波動較大的情況下WFGD出口煙氣中SO?排放限值100mg/Nm³、液滴含量不大于70mg/Nm³。

　　WFGD的核心是煙氣系統和SO?吸收系統。三爐一塔WFGD的吸收塔漿池與塔體為一體結構，采用噴淋空塔，吸收塔出口即為直排煙囪，總高度為80m。WFGD反應區設計參數：煙氣流速2.75m/s，煙氣在吸收塔內停留時間為4s，液/氣比(L/G)13.4l/m³，CaCO3/SO?的摩爾比為1.03mol/mol，SO?脫除率大于95%。

　　2.2提高三爐一塔WFGD安全可靠性的措施

　　石獅熱電廠運行模式為長期(6000h左右)3臺鍋爐運行，另有約1500h(春節前后熱用戶陸續放假和開工、供熱淡季)為2臺鍋爐運行、300h(春節前后)為1臺鍋爐運行，這就要求WFGD年安全連續運行時間在7800h以上。為此，在提高三爐一塔WFGD安全可靠性方面采取以下措施：

　　(1)選用可靠性較高的噴淋空塔

　　3臺爐WFGD合并設置1座吸收塔(直徑φ8m，漿液池容積350m³，液位7m，塔高29m)，選用結構簡單、可靠性較高、塔體利用率高的噴淋空塔，采用流體計算軟件CFX流場數值模擬并優化噴淋管及噴嘴布置，設置4層噴淋層、配備112個噴嘴(每層28個，采用碳化硅SiC制作的螺旋空心錐型噴嘴SPJT，設計參數Q=52m3/h、P=50kPa)，利用不同高度布置的噴嘴，在吸收塔的上部將脫硫貧液強力高密度霧化，形成大量的、分散的、細小的微顆粒液體，確保塔內漿液覆蓋率達到200%，為煙氣和漿液能充分接觸提供了足夠大的比表面積，氣液兩相混合非常均勻、傳質效率高，阻力小、能耗低，對煙氣流量、壓力、溫度波動和進口SO?含量急劇變化具有很強的適應能力，能滿足3臺鍋爐同時運行或1臺鍋爐單獨運行的排放要求。

　　(2)入口設置事故煙氣冷卻系統防止超溫

　　在取消煙氣旁路的情況下，為防止鍋爐煙氣溫度異常升高或者漿液循環泵故障停運時吸收塔入口煙氣過高對吸收塔玻璃鱗片、噴淋層FRP管路和元件等造成損壞，在入口煙道設置消防水和工藝水兩路并聯的事故冷卻水，并在吸收塔內設置了1層28個噴嘴的事故噴淋層(冷卻介質采用工藝水)。吸收塔入口段煙道采用復合鋼板(碳鋼8mm，貼服2mm厚的鎳基哈氏耐蝕合金C276)制作，噴嘴與伸入煙道內的管道由超級奧氏體防腐合金DIN1.4529制造。

　　(3)漿液循環泵吸入口配備濾網

　　漿液循環泵吸入口配備濾網，其作用是過濾漿液，截流吸收塔漿液中的雜質(如結垢物、脫落的防腐襯層和塔內部件等)，從而保護漿液循環泵過流部件、漿液管道防腐內襯和防止噴淋管道、噴嘴堵塞。濾網固定板材質為C276，濾網材質為DIN1.4529，濾網通流面積為3~4倍循泵入口管道通流面積(部分受堵情況下不會導致漿液循環泵入口負壓增大，以保證漿液循環泵流量)，濾網做成受力較好的圓弧形，合理選擇網孔孔徑和布置，濾網孔徑25mm，孔徑間距6±1mm，厚度4mm(不允許負偏差)，采用法蘭連接方式裝于各臺漿液循環泵入口。

　　(4)入口煙道下部設置吹掃風裝置

　　為防止塔內漿液滴侵入煙道并被蒸干沉積及吸收塔入口干濕界面結垢堆積，在吸收塔入口煙道下部設置吹掃風裝置，在入口連接煙道底表面形成一股高達20m/s的高速氣流(為截面平均流速的2倍左右)，將落向煙道壁的漿液滴吹回吸收塔，可有效防止漿液滴落至煙道壁被蒸干成垢。

　　3、三爐一塔WFGD運行效果

　　一年多的運行實踐結果證明，三爐一塔WFGD達到了預期的效果，3臺CFB鍋爐燃燒福建無煙煤運行時投運2～3臺漿液循環泵即可滿足SO?排放限值100mg/Nm³要求，脫硫率大于96%，為中小容量CFB鍋爐深度脫硫，以及中小型熱電廠節能減排提供借鑒和參考。