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2×135MW机组烟气脱硫改造工程“二炉一塔”及“一炉一塔”方案研究分析报告

在燃煤电厂的烟气脱硫改造工程中，“二炉一塔”和“一炉一塔”是两种常见的技术方案。本文以2×135MW机组为例，对这两种方案进行研究分析。

一、项目背景

随着环保要求日益严格，燃煤电厂需对烟气中的二氧化硫（SO₂）进行深度处理。本项目针对2×135MW机组的烟气脱硫改造，主要目标是在满足排放标准的同时，优化系统经济性和运行可靠性。

二、“二炉一塔”方案

该方案通过一个脱硫吸收塔同时处理两台锅炉的烟气。其优点包括：设备数量减少，占地面积小，建设和运营成本较低；系统集成度高，便于集中管理。然而，由于单塔负荷较大，可能面临以下挑战：一是吸收塔尺寸增大，导致投资增加；二是当一台锅炉停运时，另一台锅炉的烟气量可能超出设计工况，影响脱硫效率；三是故障风险集中青石冲隧道实施性施工组织设计，一旦吸收塔出现问题，两台锅炉均需停机。

三、“一炉一塔”方案

该方案为每台锅炉单独配置一座脱硫吸收塔。其优势在于：系统独立性强，一台锅炉或吸收塔故障时不影响另一台锅炉运行；负荷分配均匀，脱硫效率稳定；适应性更强，可灵活应对不同工况。但其缺点也较为明显：设备数量多，占地面积大，建设和运营成本较高；维护工作量增加。

四、对比分析

从经济性角度看，“二炉一塔”方案初期投资较低，适合资金有限的企业；但从长期运行角度看，“一炉一塔”方案因更高的可靠性和灵活性更具优势。此外，在实际应用中还需考虑场地条件、电网调度需求以及环保政策等因素。

五、结论

综合来看，“二炉一塔”方案适用于场地紧张、资金有限且运行工况相对稳定的项目；而“一炉一塔”方案更适合对系统可靠性要求较高、工况波动较大的场景。具体选择应根据电厂实际情况权衡利弊后决定。

各种用水均从电厂指定位置引接。

脱硫系统仪用气用量较少，从全厂仪用压缩空气系统相应母管上引接。脱硫岛内设置一个储气罐，主要用于气动执行机构、仪表吹扫、真空皮带脱水机纠偏、布袋除尘用气等。

采暖方式与电厂主厂房一致，消防与全厂协调一致，接入电厂消防管网。

3.1.3 吸收剂的供应

吸收剂的供应及参数参见《国电库车发电有限公司2×135MW机组烟气脱硫改造工程可行性研究报告》，经与业主沟通，本研究报告中石灰石中碳酸钙的含量按不小于90%考虑。

3.1.4 脱硫副产品的处置及综合利用条件

脱硫副产品石膏的处置及综合利用条件参见《国电库车发电有限公司2×135MW机组烟气脱硫改造工程可行性研究报告》。

3.2 脱硫工艺设计参数

3.2.1 设计基础参数

经与业主协商确认，一期（2×135MW）脱硫工程脱硫效率按不低于95％考虑，设计基础参数如下：

3.2.2 脱硫工艺方案的选择

3.2.2.1 工艺方案的选择

根据《国电库车发电有限公司2×135MW机组烟气脱硫改造工程可行性研究报告》及《关于国电库车发电有限公司2135MW机组烟气脱硫改造项目可行性研究报告的批复》的意见，确定本期脱硫采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺，石灰石作为脱硫吸收剂。

由上表可以看出，红电9号机组与库电本期的基本参数较为相似，库车一期的烟气量、SO2的浓度均低于红电9号机组约13％左右，从充分利用红电9号机组脱硫设备、节约资金的目的出发，针对本期工程，经反复论证，提出以下两种方案：

方案一：“二炉一塔”脱硫

方案二：“一炉一塔”脱硫

3.2.2.2 设备进出口范围

1、2号机组脱硫主系统采用石灰石/石膏湿法工艺方案，全烟气脱硫效率大于95%。

烟风系统采用不设置GGH，采用烟囱防腐方案。

吸收剂制备系统全厂统一考虑，采用外购成品石灰石粉制浆的方案，本期预留二期接口和位置。

吸收塔推荐采用逆流喷淋空塔型式，脱硫风机布置在吸收塔前。

本期脱硫工程不单独设置事故浆液系统，今后与二期事故浆液系统公用。

石膏脱水系统全厂统一考虑，预留二期的接口。脱硫石膏考虑以综合利用为主，不能利用时灰场单独堆放。

废水处理系统全厂统一考虑。

其他脱硫公用系统也尽可能统一考虑，统一布置。

4.2 方案一：“二炉一塔”脱硫

4.2.1 工艺流程介绍

本方案脱硫系统流程见附图，两台炉的烟气由主体烟道顶部引出汇合后进入增压风机，经风机增压后烟气从吸收塔下侧进入与吸收浆液逆流接触，在塔内进行吸收反应，对落入吸收塔浆池的反应物再进行氧化反应，得到脱硫副产品二水石膏。经吸收剂洗涤脱硫后的清洁烟气，通过除雾器除去雾滴后经净烟道分别进入各炉的旁路烟道，最终由烟囱排出。

脱硫系统主要包括吸收剂制备系统、烟气系统、吸收氧化系统、石膏脱水系统、工艺水系统、排空系统、压缩空气系统、脱硫废水处理系统及配套的电气、控制系统。其中烟气系统和吸收反应氧化系统是脱硫工程的核心。

4.2.1.1 吸收剂制备系统

本着简化系统、提高设备可靠性、充分利用地区资源的原则，电厂脱硫工程吸收剂制备系统统一考虑，采用吸收剂吸收剂购买成品石灰石粉制浆方案。石灰石纯度（有效成分）按90%计算，细度要求保证250目（90%过筛率），本吸收剂制备系统考虑二期新建2×330MW机组脱硫吸收剂用量5.79t/h用量。

本方案吸收塔共设置两台石灰石浆液泵，一用一备，当脱硫效率为95%，燃用含硫率为0.91％的设计煤种，石灰石纯度（有效成分）按90%计，细度要求保证250目（90%过筛率），钙硫比1.03，本期工程2×135MW机组脱硫石灰石耗量为3.08t/h，当石灰石浆液浓度为25％时，石灰石浆液的耗量为10.35m3/h，当石灰石浆液浓度为30％时，石灰石浆液的耗量为8.28m3/h。

根据《国电新疆红雁池发电有限公司9号机组（110MW）烟气脱硫岛EPC总承包工程技术协议》石灰石浆液泵流量为28m3/h，扬程为70m，由于浆液从公用系统输送至9号机组，管线较长其扬程较高。

因石灰石供浆管路按大回流设计，石灰石浆液泵的容量约为其耗量的2～3倍，故红电9号机组石灰石浆液泵流量基本能满足本期工程供浆要求，扬程偏高可以通过在供浆管路上增加孔板来满足系统要求。

4.2.1.2 烟气系统

原烟气从锅炉主体烟道引出，汇合后经增压风机升压后进入吸收塔。在塔内经过一系列的物化反应，吸收塔出口净烟气用烟道引出，分别进入各机组旁路烟道后返回烟囱排放。当脱硫系统因故停止运行时，烟气通过旁路烟道，直接进入原烟囱排放，不影响机组正常运行，本工程不设烟气换热器（GGH），烟囱采用成熟发泡玻璃砖（参见《国电库车发电有限公司2×135MW机组烟气脱硫改造工程可行性研究报告》）烟气系统的主要设备为增压风机、挡板门等。

本方案采用一台动叶可调轴流风机，对机组的负荷的适应性较强，占地少，利于节能和调整，但动叶可调轴流风机需要油站和液压装置，设备复杂，维护量大，同时由于烟道需先汇合再进入增压风机，烟道较长。

红电9号机组增压风机设计流量为1016077m3/h，为静叶可调轴流风机，而本期两台炉汇合后增压风机入口原烟气量为1725580m3/h，需用动叶可调轴流风机，故红电9号机组增压风机不能满足本方案要求。

本期工程的原烟气量为862790m3/h，而红电9号机组为1016077m3/h，相差不大，红电的入口和出口挡板门尺寸均为3000mmx5000mm，按此尺寸计算烟气流速均低于15m/s，满足规范要求，故在本方案中可以使用，但红电出入口挡板门采用的执行机构为国产执行机构，密封风机出口未设置加热器，密封风可能会使烟气在挡板门上结露，对挡板门产生腐蚀，建议本期工程更换为进口执行机构，并增加挡板门密封风机电加热器。

同时由于红电的净烟道直接接入烟囱的预留口，未从旁路烟道接入，故旁路挡板门原烟气侧未采用防腐措施，且其旁路挡板门采用的进口执行机构为开关型，当旁路挡板门打开时易对锅炉压力产生影响，建议增加防腐措施，同时将执行机构由开关型更换为调节型。

4.2.1.3 吸收、氧化系统

本方案为两台炉共设一座集吸收、氧化于一体的吸收塔，上部为吸收区，下部为循环浆液氧化反应槽。采用喷淋空塔，烟气与吸收浆液逆向接触。塔内设三层雾化喷淋层，每台浆液循环泵对应与一层喷淋层。当低负荷运行或燃煤硫份低时，在保证脱硫效率的同时，可以停运部分喷淋层。吸收区上部设二级除雾器，除雾器出口烟气中的液滴含量不超过75mg/m3。

SO2吸收反应系统主要由吸收塔（底部为循环氧化反应槽）、循环泵、浆液喷嘴、除雾器及其冲洗系统、搅拌机（或脉冲悬浮泵等其它浆液悬浮搅拌方式）、氧化风机、氧化空气分布装置等设备组成。吸收塔采用钢体结构，内表面进行防腐耐磨处理；设两级除雾器；喷嘴由耐磨材料制成。

本方案吸收塔入口烟气量为1008048Nm3/h，吸收塔的直径约为12m，而红电入口烟气量为576087Nm3/h，吸收塔直径为9m制冷管道安装施工交底记录，其主要设备参数与红电对比如下：

由此表可以看出，红雁池的吸收塔内部件均不能用于本方案脱硫工程，同时，吸收塔循环泵及石膏排浆泵的流量均大于红电项目，不能使用。

4.2.1.4 石膏脱水系统

来自吸收塔循环氧化槽的石膏浆液经吸收塔排浆泵送入旋流器，经旋流器浓缩后的浆液浓度为40～60%（wt），再经过真空皮带脱水机脱水，使石膏含水量小于10%（wt），脱水后的石膏进入石膏库堆放。石膏库的石膏用铲车装车运出，综合利用或灰场堆放。石膏旋流器的溢流进入石膏溢流浆液箱，大部分溢流由石膏溢流浆液泵打回吸收塔，少部分溢流浆液作为脱硫废水排至二期脱硫废水处理系统。真空皮带脱水机的滤出液进入滤液水地坑，由滤液水泵输送至石灰石浆液箱制浆。

t∕zjcx 0031-2022 悬摆式防爆波活门本期石膏脱水系统考虑二期石膏副产物的处理量11.62t/h。

本方案设置一套一级脱水旋流器，预留二期两套脱水旋流装置的安装位置，三套旋流装置底流汇合到一台石膏浓浆分配器，分配到二级脱水系统的两台脱水皮带机。设置一台石膏溢流浆液箱，用于收集石膏旋流器的溢流，本期设置两台石膏溢流浆液泵，预留二期两台石膏溢流浆液泵的安装位置。

二级石膏脱水装置设两套，每套脱水装置配一台真空泵，每套脱水装置按一、二期共4台锅炉BMCR运行工况脱硫装置75%石膏排出量设计。设置一个滤液水地坑和两台滤液水泵，用于收集皮带机石膏脱水滤液。