根據某600MW燃煤機組的煙氣凈化設計及運行特點，對改造方案的可行性和經濟性進行了分析，并開展了工藝及設備的改造：脫硫系統采用串聯雙塔循環方式，脫硝系統采用低氮燃燒與SCR協同作用的方式，采用MGGH技術提高煙氣上升高度，合并引風機和增壓風機，增大引風機出力。從改造結果看出，干濕煙囪設備改造后，整體系統成本增加值分別為10.23元/(MW˙h)和9.79元/(MW˙h)。根據所選優化方案對該燃煤機組進行改造后，排放煙氣能夠滿足國家環保標準，可為其他燃煤電廠的相關改造提供了參考和依據。

隨著燃煤機組煙氣凈化技術的發展，人們已經意識到分別使用脫硫和脫硝技術，并不能達到很好的污染物脫除效率，而且脫除設備龐大，占地空間大，初投資和運行費用昂貴。為了解決此類問題，各種煙氣凈化綜合利用技術得到了重視和發展，一體化的脫硫脫硝工藝結構緊湊，煙氣凈化設備初投資和運行費用低，滿足了大容量機組的需要。因此，開發煙氣綜合凈化技術已成為煙氣凈化的發展趨勢。

目前，國外主要采用的脫硫技術包括循環流化床、濕法脫硫、噴霧脫硫等，脫硝技術包括選擇性催化還原技術(SCR)和選擇性非催化還原技術(SNCR)。煙塵脫除技術普遍采用電除塵器，在北美、歐盟、日本等國家，電除電器的覆蓋面積所占除塵設備的份額比較大。隨著國內對于環保要求的日益嚴格，國內已開展了超潔凈排放環保協同改造。

現有的燃煤機組采用了不同的脫硫、脫硝、除塵等超凈排放技術，脫硫技術因各電廠的實際情況而異;脫硝超低排放技術基本相似，以優化低氮燃燒、增加SCR催化劑為主;除塵超低排放技術多選用加裝低溫省煤器和濕式除塵器，同時結合電除塵高頻電源改造、電場布置優化等技術。

因此，在保證我國經濟高速穩定增長的前提下，開展燃煤機組煙氣污染物超凈排放技術顯得尤為重要，而且由于國家對環境污染物的排放及治理要求更加苛刻，尋求高效價廉的煙氣超凈排放技術更加具有發展前景。

1鍋爐布置

某600 MW機組為亞臨界自然循環鍋爐，汽水系統為強制循環，四角切圓燃燒，固態排渣，制粉系統采用中速磨正壓直吹制粉系統。

(1)脫硫系統

機組采用濕式石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝系統。每臺爐配備一套煙氣脫硫(FGD)濕法脫硫裝置。脫硫劑采用白泥和石灰石粉原料，采購的石灰石粉以氣力輸送的方式送入石灰石粉倉，再通過給料裝備送至漿液攪拌箱制成石灰石漿液，由漿液泵送至吸收塔。

(2)脫硝系統

脫硝系統首先進行了低氮燃燒器的改造，目前主要是針對SCR的裝置及工藝進行改造。實際運行過程中，NOx入口濃度為200～250mg/m3，出口實際運行值已低于50mg/m3。

(3)除塵系統

機組原采用電袋組合式除塵器，布置在鍋爐空預器之后和引風機之前。在除塵器進口前增加煙氣凝聚器，原電除塵器進行小分區和高效電源改造，同時進行除霧器提效改造以進一步提高脫硫系統除塵效果。鍋爐配置有雙室電場和電除塵器，采用露天臥式布置方式。

2改造方案設計

燃煤電廠煙氣中污染物(SO2、Nox、粉塵等)的控制受多種因素影響，特別是在目前極嚴格的環保要求下，已不是煙氣凈化設備能夠獨立解決的問題。鍋爐燃燒、脫硫設備、脫硝設備、煙氣換熱器等都直接影響機組煙氣中污染物的排放。因此，需要采用協同控制技術，建立整個機組煙氣超凈排放系統，對鍋爐燃燒、脫硫、脫硝、高效除塵器、濕式電除塵器、煙氣換熱器等進行協同優化控制。

根據現在運行機組的實際情況，通過對各個煙氣凈化系統的分析，設計了研究路線，擬通過計算與分析，得到一種優化的電廠煙氣超凈排放改造方案，其研究路線如圖1所示。

                                                圖1改造方案研究路線

經過全面的理論分析和論證，盡可能保證原有設備不進行大范圍改動的情況下，結合現有環保設備和場地，可考慮采用如下改造方案：

(1)脫硫改造：在現有吸收塔位置與引風機混合煙道之間，新建1級吸收塔作為一級吸收塔，原吸收塔改造作為二級串聯塔。通過新加裝一套脫硫預洗塔，將現有吸收塔作為深度處理塔。

(2)脫硝改造：由于已經安裝了低氮燃燒器(LNB)，運行中SCR催化劑入口的NOx濃度均在350mg/m3以下，煙囪出口NOx濃度在100mg/m3以下。原有SCR脫硝系統采用兩層催化劑加1層催化劑預留層布置形式，即采用的是"LNB+SCR”方案。

(3)濕式除塵改造：管式濕式除塵在化工行業應用較多，板式濕電除塵在國內燃煤電廠中得到了廣泛應用。濕式電除塵器性能主要的影響因素包括運行控制方式、電場參數、入口粉塵濃度、電場風速選取等。煙塵控制系統根據不同的機組配置可有多種系統組成，根據目前國內的煙塵控制狀況，主要有以下兩種系統：

系統1:鍋爐+脫硝+高效除塵器+濕法脫硫+濕式電除塵器

系統2:鍋爐+脫硝+高效除塵器+濕法脫硫

:當需要達到超凈排放時多采用系統1的方案，需要高效除塵器、濕法脫硫和濕式電除塵器各自承擔部分減排任務。

(4)MGGH改造：低溫煙氣處理系統(MGGH)是管式煙氣一煙氣熱交換器。該煙氣系統由兩部分組成：

①煙氣冷卻器(FGC )布置在引風機之后、脫硫吸收塔之前的水平煙道，利用凝結水降低煙氣溫度;

②煙氣再熱器(FGR)布置在濕式除塵器和煙囪之間的水平煙道上，利用加熱后的凝結水再去加熱脫硫后的凈煙氣，提升煙氣的溫度。

MGGH利用鍋爐尾部煙氣的余熱來加熱煙囪入口煙氣，相對SGH更有利于能源綜合利用，并且由于MGGH使用的是管式加熱，不會存在回轉式GGH漏煙氣的缺點。

3計算結果及分析

3.1 煙氣中污染物年減排量計算

(1)SO2年減排量

設備改造后，SO2脫除量及脫硫效率如圖2所示。由圖2可以看出，脫硫系統經過改造之后，1#機組兩級脫硫塔的脫硫量分別為1103.01mg/m3和287.34 mg/m3，脫硫效率分別為78.5%和20.5%，SO2的脫除過程主要在一級脫硫塔中進行。2#機組兩級脫硫塔的脫硫量分別為1261.14mg/m3和199.4mg/m3，脫硫效率分別為85.5%和13.5%。

                                      圖2改造后SO2脫除量及脫硫效率

(2)NOx年減排量

原有脫硝系統經過低氮燃燒后，脫硝系統NOx入口濃度從300mg/m3減小到100mg/m3。經過煙氣超凈排放改造之后，機組NOx排放濃度小于50mg/m3，兩臺機組每年可以進一步減少NOx排放量1150t。

(3)煙塵年減排量

電除塵器原有實際除塵效率為99.6%，經過電除塵器提效改造之后，煙塵濃度低于30mg/m3,該鍋爐產生的煙塵年排放量為798t，兩臺機組每年可減少煙塵排放量2918t。通過超凈排放改造后，機組煙塵排放濃度小于5mg/m3，兩臺機組鍋爐煙塵年排放量為138t，兩臺機組每年可進一步減少煙塵排放量689t。

(4)污染物年減排量總計

經過脫硫、脫硝及除塵等煙氣協同技術改造之后，脫硫、脫硝及除塵效果均有明顯提高。圖3顯示了SO2、NOx和煙塵的排放濃度及脫除率。

煙氣凈化設備改造之前，SO2排放濃度為195.42mg/m3，經過改造之后，SO2排放濃度達到14.33m/m3，脫硫效率從95.9%上升到99.1%;