赵文慧

（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西 太原 030001）

0 引言

GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》 从2012 年1 月1 日开始全面执行，重点地区燃煤电厂氮氧化物、二氧化硫和烟尘排放质量浓度限值分别降低至100 mg/m3、 50 mg/m3、20 mg/m3[1]。2014 年年初，长三角地区率先提出了“燃煤电厂烟气污染物超低排放”的概念，要求燃煤机组达到燃气轮机排放标准，即氮氧化物、二氧化硫和烟尘排放质量浓度限值分别降低至50 mg/m3、 35 mg/m3、5 mg/m3；随之而来的是各省、各地区的呼应，以及国家发展和改革委员会、环保部、国家能源局于2014 年9 月颁布的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020 年）》的通知[2]。至此，燃煤电厂烟气污染物超低排放得到了国家层面的重视和推动。紧接着，国家发展和改革委员会、环保部、国家能源局2015 年又颁布了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的通知，明确了全国范围内超低排放改造的目标值和时间期限。同期，三部委还以发改价格 [2015]2835 号文下发《燃煤电厂超低排放电价支持政策有关问题》的通知，企业环保运行压力进一步加大。在各项环保政策的持续施压下，常规环保减排设施已无法满足现行环保政策的要求，各发电集团及各火电企业在确保经济指标的同时，加强了环保投入，对现有减排设施进行提效改造，确保在新环保形势下生产过程中的各类污染物的达标排放。

“绿水青山就是金山银山。”随着国家对节能减排工作重视的不断深入，环保标准也在不断提高，排放监督也愈发严格。地方环保部门对消除大型燃煤电厂烟囱有色烟羽污染也提出了明确的要求。

1 电厂情况概述

某电厂为2 台600 MW 超临界空冷机组，配套北京巴布科克·威尔科克斯（B&W） 有限公司生产的B&WB-2015/25.4-M 型超临界参数、螺旋炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、半露天布置的Ⅱ型锅炉。烟气脱硫采用石灰石—石膏湿法工艺、一炉一塔，引风机和增压风机合并设置，不设烟气换热器GGH（gas-gas heater），无烟气旁路。

1.1 电厂环保设施配置情况

除尘系统采用电袋除尘器+湿式电除尘器。电袋除尘器布置于空预器和引风机之间；湿式电除尘器布置在脱硫吸收塔出口烟道上，保证颗粒物排放不高于5 mg/m3。

脱硝系统采用低氮燃烧器+选择性催化还原法SCR （selective catalytic reduction） 脱硝工艺，设置4 层催化剂，布置于省煤器和空预器之间，保证氮氧化物排放不高于50 mg/m3。

脱硫系统采用石灰石—石膏湿法、一炉一塔脱 硫 装 置 。 烟 气 脱 硫 FGD（ Flue Gas Desulfurization） 系统在设计煤质含硫量的烟气条件下，脱硫入口烟气SO2质量浓度为3 189 mg/m3（标态，干基，6%O2），脱硫装置脱硫效率≥98.9%，SO2排放质量浓度小于35 mg/m3(标态，干基，6%O2)，保证二氧化硫排放不高于35 mg/m3。

1.2 引风机现状

每台锅炉配备2 台动叶可调轴流式引风机，布置在电袋除尘器与脱硫塔之间的烟道上。每台引风机通过2 个圆形烟道与电袋除尘器相连，出口烟道合并为一个烟道与脱硫塔相连，2 台引风机布置在一条直线上，方向相反。引风机由上海鼓风机厂有限公司生产，引风机型号为SAF30.5-18-2，具体的设计参数如表1 所示，引风机性能曲线如图1 所示。

表1 引风机主要参数

2018 年4 月，电厂委托专业公司对2 号机组引风机出力进行了试验，并出具了试验报告。部分试验数据摘录如表2 所示。

1.3 拟改造项目

为了满足国家和地方最新环保政策的要求，电厂需要在改造后达到以下要求：在基准氧质量分数6%的条件下，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放质量浓度分别不高于5 mg/m3、25 mg/m3、30 mg/m3，同时要求消除石膏雨、有色白烟。为达到环保要求，需进行以下几项改造。

图1 引风机性能曲线图

表2 引风机性能试验数据表

a） 脱硫系统深度减排改造，拟采用以下3 种方案：方案一为单塔双区技术方案，烟气系统阻力增加700 Pa；方案二为高效单塔+旋汇耦合器技术方案，烟气系统阻力增加800 Pa；方案三为单塔双循环技术方案，烟气系统阻力增加400 Pa。

b） 脱硝系统深度减排改造，烟气系统阻力增加100 Pa。

c） 烟羽治理改造，拟采用以下2 种方案：方案一为烟气冷凝+中间热媒体烟气换热器MGGH（media gas-gas heater） 技术方案，烟气系统阻力增加1 500 Pa；方案二为浆液冷却（水冷） +MGGH 技术方案，烟气系统阻力增加1 000 Pa。

2 烟气系统阻力及风量核算

2.1 风量核算

风量核算时以改造用设计煤质与基建期设计煤质的对比进行说明，如表3 所示。

1.3.2 观察组 研究组患有阴道炎的老年糖尿病患者在给予雌激素软膏的基础上，给予保妇康栓（批准文号：国药准字 Z46020058，规格：1.74 g×14 粒）进行治疗，给药方式为阴道内给药。给药剂量为1粒/次。给药操作为清洗外阴部，向阴道深部塞入栓剂。给药疗程为4周。

表3 改造设计煤质与原设计煤质比较表

从表3 可以知道，改造用煤质与基建期煤质相比，收到基水分、空气干燥基水分、干燥无灰基挥发分要高一些，收到基氮略高，其他各项成分均在正常允许的偏差范围内。总的来说，改造用设计煤质与基建期设计所采用煤质差别不大，对烟气量的影响也不大。根据核算燃烧生成的烟气量，改造煤质比原设计煤质生成的烟气量少6.8%。单台引风机入口烟气量为1 606 762 m3/h（446.3 m3/s，烟气温度119 ℃时）。

2.2 阻力核算

根据已收集的资料及从电厂相关人员了解到的运行和改造（包括拟改造） 情况，结合同类工程设计经验，烟气系统阻力分析如表4 所示。

表4 烟气系统阻力统计表（技术协议） Pa

根据引风机出力试验报告并结合后续改造情况，机组烟气系统的阻力分析如表5 所示。

表5 烟气系统阻力统计表（性能试验报告） Pa

表5 中“/”表示该项阻力已包含在“2018 年引风机出力试验报告”的阻力中。

2.3 引风机风量和风压核算汇总

引风机风量、风压及其裕量分别如表6、表7所示。

表6 引风机风量及风机裕量

表7 引风机风压及风机裕量

表7 中，烟气系统总阻力分别按照下列情况统计：工况1 数据来源于技术协议，湿烟羽治理方案一；工况2 数据来源于2018 年04 月26 日引风

机出力试验报告，湿烟羽治理方案一。

3 引风机改造方案及运行建议

3.1 引风机运行状况

引风机BMCR 工况下设计风量456 m3/s，风压9 590 Pa。2018 年性能测试（负荷600 MW 时）风量447.75 m3/s，风压7 674 Pa。

3.2 引风机改造方案

按照《大中型火力发电厂设计规范》（GB 50660—2011）要求，引风机选型应满足“风量裕量不宜低于10%，宜另加10 ℃～15 ℃的温度裕量；引风机的压头裕量不宜低于20%”[3]。

根据改造设计煤质及以上引风机风量和风压的核算情况分析，煤质与基建期间设计用煤质差别很小，基本能够被基建期间的设计和校核煤质覆盖到，所以煤质对机组运行的影响基本可以忽略不计。本工程引风机的风量裕量为12.5%，裕量比较大，能够满足机组运行的需要。各工况在引风机性能曲线上的位置[4]如图2 所示。引风机的风压情况比较复杂，下面分别进行分析。

图2 各工况点在风机性能曲线上的位置

图2 中，工况0 为2018 年性能试验工况。对于工况1，引风机的风压裕量计算值为-6.1%（绝对值为-744 Pa），按照该工况下烟气系统的阻力计算值，引风机的压头不够，需要对引风机进行改造，提高引风机的全压升，并考虑一定的风压裕量。

对于工况2，引风机的风压裕量计算值为14.2%（绝对值为1 434 Pa），按照该工况下烟气系统的阻力计算值，引风机的压头裕量虽然没有达到规范中“引风机的压头裕量不宜低于20%”的要求；但考虑到本工程为改造工程，有机组的实际运行数据支持，14.2%的压头裕量完全可以满足机组的运行要求，不需要对引风机进行改造。

考虑到性能试验的实测值比基建期间主辅机厂家提供的设计值更能反映实际运行情况，即工况2 比工况1 可靠性高，所以，按照工况2 的结果确定引风机的改造方案，即现有引风机可以满足此次超低排放改造后机组运行的要求，暂不需要对引风机进行改造。而且工况2 位置在风机性能曲线上对应的效率很高（约89%），这有利于今后机组的高效运行。

3.3 运行建议

此次超低排放改造完成后，引风机的风量裕量为12.5%，裕量比较大，能够满足机组运行的需要。引风机的风压裕量计算值为14.2%，低于《大中型火力发电厂设计规范》（GB 50660—2011） 的要求。在机组运行过程中，燃用煤质变化、环境温度和气压的变化以及电网电压和频率的变化都会对引风机的运行产生影响，万一出现引风机出力原因限制机组负荷的情况，可以在接近满负荷工况时采取以下措施调整烟气系统的运行工况，提高发电机组的出力。第一，加强脱硝系统吹灰频率，减小脱硝系统阻力。第二，加强空气预热器吹灰频率，降低空预器的堵塞增加的运行阻力。第三，加强电袋除尘器的吹灰频率或减小电袋除尘器的差压设定值，从而减小电袋除尘器的运行阻力。第四，燃用含硫量低的煤质，减少脱硫喷淋层运行数量，从而减小脱硫系统的运行阻力。第五，在检修时对空预器密封进行调整，减少空预器的漏风率。

4 结束语

新建工程中，设计方依据主辅机厂家的资料和《大中型火力发电厂设计规范》 要求确定引风机参数；但在机组投运后，由于实际运行工况和设计工况的偏离，往往发现引风机的选型偏大；机组投运后，可以通过运行数据和性能试验等途径获取机组的运行参数。这些数据比基建期的设计数据更为准确、可靠，更能够反映机组的实际运行情况。因此，在超低排放改造工程中，确定引风机的改造方案前，需要先对机组运行现状进行详细摸底，取得真实可靠的数据，然后以实测数据为主要依据，同时结合原始设计数据，以实事求是的态度提出改造方案。改造方案是否合理，对引风机的运行效率、机组厂用电率以及改造费用都将产生影响。

本文以引风机出力试验中的测试数据为主，结合拟改造项目，通过详细分析引风机的运行现状、煤质变化对引风机风量的影响、烟气系统阻力变化对引风机风压的影响，提出了引风机不需要改造的方案。在引风机改造后满足机组运行的同时，也节省了引风机的改造费用，提高了引风机的运行效率，降低了厂用电率。