何宇
（陕西兴化集团有限责任公司，陕西 兴平713100）
［摘 要］陕西兴化集团有限责任公司2.5×104 kW热电联产机组配套的130 t/h循环流化床锅炉，其烟气采用炉内喷钙法脱硫工艺，烟气排放执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2011）——排放烟气中SO2浓度≤50 mg/m3，无法满足陕西省《锅炉大气污染物排放标准》（DB 61/1226—2018）的超低排放要求。充分考虑陕西兴化生产经营实际情况，并总结既往烟气脱硫系统运行经验，经比较和多方调研，陕西兴化最终确定采用单塔氨法脱硫工艺对热电锅炉实施提标改造。130 t/h循环流化床锅炉烟气脱硫系统实施提标改造并经精细化调试运行后，在入炉煤由硫含量约0.3%煤种更换为硫含量约1%煤种的情况下，锅炉烟气SO2排放浓度降至10 mg/m3以下，每年可减少SO2排放量24.48 t，不仅治污减排成效显著，而且经济效益也十分明显。
［关键词］循环流化床锅炉；提标改造；双塔氨法脱硫工艺；单塔氨法脱硫工艺；运行情况；效益分析
［中图分类号］X701.3 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2020）04-0072-03
0 引 言
“十三五”以来，国家不断加大大气污染治理力度，要求重点区域加快燃煤电厂超低排放改造，进一步削减污染物排放量，改善环境空气质量。陕西省积极落实国家治污减排要求，2017年5月和7月，先后下发了《陕西省2017年度主要污染物总量减排实施方案》和《关于加快推进关中地区20蒸吨/小时以上燃煤锅炉超低排放改造工作的指导意见》，要求陕西关中地区（重点区域）20 t/h以上燃煤锅炉加快实施超低排放改造。2018年6月，国务院下发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，要求重点区域基本淘汰35 t/h以下燃煤锅炉，65 t/h及以上燃煤锅炉全部实施超低排放改造。为此，陕西省2018年12月出台了《锅炉大气污染物排放标准》（DB 61/1226—2018），要求关中地区30×104 kW以下在用火力发电燃煤锅炉于2020年1月1日开始执行超低排放标准，即排放烟气中SO2浓度≤35 mg/m3。
陕西兴化集团有限责任公司（简称陕西兴化）有1台2.5×104 kW热电联产机组，配套1台额定蒸发量为130 t/h的循环流化床锅炉，兼具发电和为生产系统供热的功能，锅炉烟气排放执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2011）——排放烟气中SO2浓度≤50 mg/m3，显然，现有热电锅炉烟气脱硫系统无法满足超低排放要求。为此，陕西兴化决定对该锅炉烟气脱硫系统实施提标改造。
1 热电锅炉提标改造工艺选择
1.1 原锅炉烟气脱硫系统概况
陕西兴化130 t/h热电锅炉原烟气系统采用炉内喷钙法脱硫工艺，脱硫效率在90%以上。该工艺对入炉煤硫含量要求高，运行过程中需采用硫含量为0.3%左右的煤种方能控制出口烟气SO2排放浓度在50 mg/m3以内，当发生石灰石供应不及、料仓和管道堵塞不畅以及煤中硫含量波动等情况时，出口烟气SO2排放浓度不稳定，易造成排放超标。
1.2 提标改造脱硫工艺的选择
在热电锅炉烟气脱硫系统提标改造工艺技术的选择上，陕西兴化充分考虑企业的生产经营实际情况，确定在投资尽可能低的情况下选择工艺成熟、脱硫效率高、运行成本低的脱硫工艺。陕西兴化是以天然气和煤为原料生产合成氨和硝酸铵等产品的氮肥企业，结合公司的产品特点，氨法脱硫工艺是热电锅炉提标改造的首选和最适宜工艺，因为陕西兴化热电锅炉烟气脱硫系统提标改造选择氨法脱硫工艺具有以下几方面的优势：① 脱硫剂——氨（氨水）来源稳定，不会因外购脱硫剂供应中断而引起脱硫系统运行不稳定，造成烟气中SO2超标排放；② 可以利用生产过程中产生的废氨水脱硫，实现以废治废，降低系统的运行成本；③ 不用配套建设硫酸铵后处理系统，可以利用现有系统，投资费用低。此外，陕西兴化2012年建成投产的煤基氨醇联产项目配套的3台160 t/h煤粉锅炉采用的就是（双塔）氨法脱硫工艺，其运行实践表明，在设计工况下，该工艺的脱硫效率高达95%以上，经脱硫后排放烟气的SO2浓度可控制在30 mg/m3以下，如果不考虑生产运行成本方面的因素，选择低硫煤作为燃料的话，锅炉烟气SO2排放浓度还会更低。
虽然之前投运的3台160 t/h煤粉锅炉采用氨法脱硫工艺脱硫效果好，但其采用的是双塔工艺——预洗涤塔+脱硫塔（脱硫塔内进行SO2 的吸收和亚硫酸铵的氧化反应，预洗涤塔内进行硫酸铵的浓缩），流程复杂，各类设备和仪表等的工艺参数设置较多，指标控制和操作难度大，运行中时有工艺波动导致烟气带液和拖尾现象的发生，甚至出现排放超标现象；而且，运行中双塔氨法脱硫工艺系统存在氧化率低、设备腐蚀严重、运行周期短等缺点。因此，陕西兴化明确提出热电锅炉提标改造要对原氨法脱硫工艺进行优化改进，选择更先进的工艺技术。经比较和多方调研，最终确定采用单塔氨法脱硫工艺对热电锅炉烟气脱硫系统进行提标改造。
2 提标改造工程概况
2.1 热电锅炉烟气脱硫系统设计参数
陕西兴化热电锅炉烟气脱硫系统提标改造工程中，充分考虑适应国家对重点区域后续更严格的排放标准，避免短时间内进行二次改造，在设计煤种硫含量为1%、锅炉运行负荷为110%的工况下，热电锅炉烟气脱硫系统设计参数如下：脱硫塔烟气处理能力180 km3/h，进口烟气SO2浓度2 135 mg/m3，脱硫效率≥98.5%，出口烟气SO2浓度≤33 mg/m3。
2.2 工程建设概况
2018年5月，陕西兴化启动热电锅提标改造工程建设，包括供氨系统和脱硫系统的建设。供氨系统建设1台氨水储罐，用于储存合成氨生产过程中产生的废氨水（氨水浓度为10%～20%）；同时，为避免脱硫系统发生脱硫剂供应中断，陕西兴化采取双路供氨设计，即设置两条线路将合成氨生产系统的氨通过管线输送至脱硫系统，
更多内容详见《中氮肥》2020年第4期