电厂脱硫脱硝系统的电气与自控设计

刘海平

（莱芜钢铁集团有限公司设备检修中心，山东莱芜 271104）

0 引言

电厂为了满足社会发展及人们生活的需求，发电量每年都在不断上涨，而因发电造成的环境污染也日益严重。为了改变这一现状，我国陆续出台有关电厂排放标准的相关政策法规，最大限度对电厂中有害气体的排出进行控制，使电厂污染气体的排放浓度达到国家相关标准，实现经济与环保事业的共同发展。

1 脱硫脱硝系统结构及存在问题

1.1 脱硫系统组成结构分析

（1）系统的组成与结构.通过分析发电厂脱硫系统可知，该系统的组成结构有：烟气系统、二氧化硫吸收系统、石膏脱水存运系统、冷却水系统、排放系统、压缩空气系统以及电气系统等。

（2）存在问题。发电厂中应用的脱硫工程方案中，燃煤中的含硫量可达到0.65%，复核之后发现使用脱硫工程方案后，燃煤的含硫量达到了0.8%。加上煤炭市场自身的稳定性不足，使得在实际燃煤过程中，煤炭中含有硫含量与方案中设计的数据存在一定偏差，最终燃煤中的含硫量可能会达到1%。虽然发电厂出于环境保护的目的，都建立了石灰石制浆系统，但由于设备及保养方式老化，在运行过程中很难达到出力最大，制浆系统的工作效率也会比实际偏低，导致电厂使用的脱硫系统效率较低。一些发电厂使用的脱硫系统采用的事故浆液桶只有1个，且需要4台机组同时使用才能进行。若在工作过程中，超过2台以上的机组需要进行维修，加上事故浆液桶的储存量较低，就会导致塔浆液排放很难满足吸收硫的要求。另外，电厂中使用的烟气再热器具有较高的漏风器，而脱硫系统的除尘效果较高，也会使未经处理的二氧化硫排放到空气中。

（3）硬接线方式及特点。电气信息利用硬接线接入至DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）。接入信息主要有开关量输入/输出、模拟量输入等，接入方式多是空接点或是直流信号，直流信号多为（5～20）mA。利用硬接线方式后，利用DCS中的CRT（Cathpde Ray Tube，阴极射线管）显示器可实现电气信息的报警显示，也可对电气设备进行调节，使得整个电气控制系统的安全性及可靠性大大提高，并对DCS的控制范围进行了有效扩大，实现了机电系统运行的一体化，并对机电系统运行进行了有效监控。电气量的D模件柜具有集中布置的特点，很容易对其进行管理，且设备也有较好的运行环境，信号传输需要的中转环节较少，对现场信号可以进行快速可靠的反应。在连接电缆一次敷设成功后，出现故障的概率很小，因而后期维护的工作量较低。但硬接线方式存在的问题是：DCS需要配置很多的变送器及机柜、连接电缆等，施工较为复杂，施工成本较高。另外，厂用电系统多采取微机化的综合保护测控装置，在电气系统的电压及电流等都实现了直接式的交流采样，因具有较高的精度，也可以进行网络接口电压传输。

1.2 脱硝系统结构及存在问题

（1）脱硝系统组成及结构。发电厂使用的脱硝系统结构主要有烟气系统、扫吹系统、氨气混合系统以及空气压缩系统。

（2）存在问题。因燃料及采用燃烧方式的影响，导致电厂采用的选择性催化还原系统入口处有较高的气体浓度，造成系统脱硝效率大大降低。在电厂脱硝系统正常运行时，脱硝的效率可达到80%。但由于在脱硝过程中烟气出现泄漏，与锅炉中含有的其他气体混合进而产生化学反应，而生成硫酸铵及硫酸氰胺。由于硫酸氰胺在液态状态下的黏性很强，且在低温环境下很容易使空气预热器被堵塞，导致催化剂被失效，进而降低脱硝效率，甚至使脱硝系统失去效用。

2 脱硫系统改造措施

2.1 对烟道系统进行改造

在对电厂的脱硫系统实施改造时，应先拆除增压风机，将其中的增压风机与引风机进行合并后，超出烟道系统中含有的挡板门，并从两侧位置对其进行封堵。在烟道气侧及净烟气侧设置一个显著的端口。使产生的烟气可以利用增压风机与引风机进入至烟道气侧中，通过利用吸收塔吸收及进化后再将其排出。

2.2 对吸收塔系统进行改造

脱硫系统中的吸收塔需要对石膏结晶及石灰石溶解的双重需求来进行满足。在对其改建的过程中应注意扩建吸收塔，并对其中原有的风机进行拆除，并新设置1台氧风机，进而对吸收塔中出现的亚硫酸钙氧化进行保证。由于除雾器经常会出现结垢，而导致除雾器的堵塞，因此还应新增加1台水冲洗装置，且在系统中的喷淋层及除雾器之间增加1台管式除雾器，以对除雾效果进行有效改善。

2.3 对石灰石浆液系统进行改造

对原有的球磨机系统进行拆除，并增加1套石灰石制浆系统，利用共同运行的方式使磨机制浆系统与石灰石制浆系统都可以同时进行工作。另外，对原有的石灰石浆液传输管道进行拆除，并对其进行更换。每套脱硫系统吸收塔装置中都需要配备制浆系统，以提高脱硫效率。

3 脱硝系统改造措施

3.1 对省煤器进行分级

发电厂脱硝过程中，在分布设置省煤器时应该根据电厂脱硝系统入口产生的烟气气温进行相应调整。以往的省煤器按照类别不同，分为低温式与高温式省煤器，通过对省煤器部分受热面进行拆除，使高温式省煤器可放置在脱硫系统入口处。再将低温式省煤器放置在脱硝系统入口处，使省煤器的受热面大大增加。

3.2 对增压风机与引风机进行合并

为了增加电厂脱硝效率，需要改造原有脱硝系统中使用的单台炉增压风机与引风机。将增压风机与引风机合并，取消增压风机单独工作的方式并扩容升级合并后的引风机，为引风机装配好液压油、润滑油及冷却风系统等。

3.3 分层原烟气脱硝系统

在改造脱硫系统时，应注意将工艺催化剂进行分层，以初装一层，预留一层的方式为开展基础，在第一层的形式上开展叠加及扩层，且需要对蒸汽吹灰器进行增加，还需要增加声波吹灰器，以作为辅助类型的装置。

4 改造后的效果与分析

对脱硫脱硝系统进行升级改造后，设备的使用效率得到很大提高，污染气体的排放量明显减少，其中排放的二氧化碳及可见烟尘约减少90%。虽然在改造和审计脱硫脱硝系统时，投入的资金成本很高，但也带来论文明显的经济与社会效益。例如，发电厂排放的气体达到了国家排放的相关标准，不仅使发电厂周边的生存环境得到保护，也使企业自身的形象得到了提高，省去了为整治环境污染而需要的专项资金，使发电厂实现了经济效益与环境效益双提高。

5 结语

在对发电厂升级改造过程中，应该结合污染物气体排放浓度进行综合考虑。在治理气体污染过程中不仅要依靠单一设备对其实施处理，还需要综合应用各种设备，将气体排放中存在的污染物降到最低。通过改造脱硫系统、脱硝系统等，降低气体中硫与硝的含量，从而使气体中含有的有害物质含量得以减少。发电厂发展过程中，不仅需要注意发电厂的经济效益，更要强调发电厂的环保效益，保证发电厂不受气体污染的影响，实现发电厂的可持续发展目标。