誓与燃机试比低

１２月２５日，上海市环保局对上海上电漕泾发电有限公司（以下简称漕泾电厂）２号机组烟气洁净排放各项数据进行了确认。１２月７日，该烟气洁净排放示范工程顺利通过１６８小时运行，正式投运。
　　漕泾电厂２号机组烟气洁净排放示范工程是国家能源局首批１３个煤电机组环保改造示范项目之一，也是上海市唯一的洁净排放示范项目和中电投集团第一个洁净改造项目。作为新一代的洁净排放示范项目，究竟要达到什么样的排放指标？又是通过哪些技术改造实现降低排放呢？记者走进漕泾电厂进行了探秘。

　　改造不只是“指标减排”

　　“上海对生态建设特别重视，标准也更为严格。身为坐落于上海市的一家大型燃煤发电厂，我们肩负了更大的环保责任。”漕泾电厂总经理曾雪峰一语道破记者的疑惑。作为上海市“上大压小、节能减排”示范电厂，漕泾电厂环保工作始终走在上海市，甚至全国燃煤电厂前列，为什么还要再来一次大手术？这曾是记者的疑惑。
　　谈起这次洁净排放改造，曾雪峰首先向记者谈起的，不是脱硫脱硝这样的减排指标，而是借这次改造之机，在汽机侧清洁疏水箱扩容器排汽处加装的消声器。
　　机组在启停过程中，由于蒸汽管道暖管产生疏水，在蒸汽压力作用下，疏水箱排汽口会间歇性发出响声。“今年机组调停次数较多，机组夜间启停对附近老百姓睡眠造成影响，因此，我们特意结合本次改造加装了消声器。现在附近的居民说，根本听不到声音了。”曾雪峰说。
　　记者来到位于５２米高的汽轮机房顶，看到了这个圆筒状的不锈钢设备，它高４．８米，直径１４．１２米，重３４５０千克。设备本身并不复杂，但改装的施工难度大，需用特种吊车吊放在近６０米高的疏水箱排汽口顶端。看似多此一举，实际上体现漕泾电厂的社会责任。
　　与消声器无关，漕泾电厂的洁净排放改造的目标为：主要烟气污染物达到燃机排放标准，即烟尘５毫克／立方米、二氧化硫３５毫克／立方米、氮氧化物５０毫克／立方米，同时降低ＰＭ２．５、三氧化硫等污染物排放浓度，并提高烟气温度，彻底解决“石膏雨”和“白色烟羽”现象。
　　１１月２０日，漕泾电厂２号机组烟气洁净排放工程顺利并入系统运行，湿式电除尘、ＭＧＧＨ、脱硫增容改造等设施全部投运，完成了各项建设目标。经过热态调试和“１６８”试运，根据上海市环境监测中心测量结果显示，该机组的烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别为１．４１毫克／立方米、９毫克／立方米、２１毫克／立方米，均优于燃机排放标准，使漕泾电厂在减排方面迈上了一个崭新的台阶。

　　“白色烟羽”消失不见

　　从发电厂烟囱中排放出来的烟气，外形呈羽毛状，因而得名“烟羽”。随着前几年进行节能减排升级改造，电厂烟囱排出来的烟气也由原来的黑灰色变成了白色。而１２月８日，记者在漕泾电厂发现，这种“白色烟羽”竟然也消失不见了。
　　在初冬的晴日，漕泾电厂１号和２号机组的“连体”烟囱矗立在蓝天中，两个烟囱出口一个白烟袅袅，一个烟丝全无。“东面的是进行了洁净排放的２号机组，西边的是１号机组。”漕泾电厂设备部副主任车凌云告诉记者，而之前，记者以为没有冒烟的机组是在停机。
　　不但没有了“白色烟羽”，“石膏雨”顽疾也消除了。漕泾电厂副总工程师胡震告诉记者，脱硫增加了一层除雾器，加装湿式电除尘器，加热烟气温度，是彻底解决“石膏雨”和“白色烟羽”的三个法宝。”
　　石膏雨无毒，也不会悬浮在空气中造成雾霾。漕泾电厂积极响应上海市环保局关于加强石膏雨整治的要求，在本次洁净排放改造中，在脱硫吸收塔又增加了一层除雾器，三层除雾器再加上湿式电除尘器和水媒ＧＧＨ的辅助作用，彻底消除了石膏液滴和水蒸汽，石膏雨就无法形成了。
　　其实，湿式电除尘器对除石膏雨只是“打酱油”，它的真正功能是降低烟尘排放。胡震告诉记者，漕泾电厂原有的静电除尘器，其除尘效率已达９９．８５％。加装湿式电除尘后可以抑制二次扬尘，进一步提高除尘效率。原来１７～１９毫克／立方米的出口烟尘，经过７５％效率的湿式除尘器二次过滤，轻轻松松就降到了５毫克／立方米以下。
　　“湿式除尘器的除尘效率与传统除尘方式相比有质的提升，对于亚微米大小的颗粒，包括ＰＭ２．５颗粒物、三氧化硫酸雾、重金属汞等都有较好的收集性能。”胡震告诉记者。
　　加热烟气温度是消灭“白色烟羽”的最后杀手。漕泾电厂采用的是在烟囱入口即湿式电除尘出口烟道上加装ＭＧＧＨ（无泄漏管式换热器）的方式，利用脱硫前高温原烟气的热量加热脱硫后的净烟气，使烟温从５０℃提升至７８℃以上，这样，由于温度低凝结在空气中的白色蒸汽就消失不见了。
　　漕泾电厂对ＭＧＧＨ循环水系统的设计进行了优化，通过计算、选择适合的运行水温，使烟气加热器、烟气冷却器的换热端差基本相同，换热性能接近，系统运行更平稳。ＭＧＧＨ的烟气冷却器完全利用了原有的低温省煤器，避免了重复投资，降低了ＭＧＧＨ系统的造价。
　　“我们的烟气冷却器采用了７２℃的进水温度，较一般设计（６５～７０℃）更高，使烟气冷却器不容易发生低温腐蚀，运行可靠性提高。系统循环水泵采用变频设计，根据不同的负荷，自动调节系统的循环水量，降低了ＭＧＧＨ系统的能耗。”胡震说。

　　让烟气无从逃逸

　　在新建的湿式电除尘装置旁，新加高的脱硫塔还能清楚地看到焊接的痕迹，记者看到，加高部分约占原来的四分之一。
　　漕泾电厂２号机组脱硫采用湿式石灰石—石膏工艺，如果要达到洁净排放改造目标，按照传统方式，需要对吸收塔直接增容，吸收塔需要提高１６米，不但成本高，而且技术难度大。于是，漕泾电厂创造了塔外浆液箱的方式。
　　塔外浆液箱就像一个移动硬盘，原来的电脑硬盘容量不够了，就外置一个设备。塔外浆液箱就相当于增加吸收塔的容量，从而延长石灰石和二氧化硫反应时间，使之充分反应，提高了脱硫效率。
　　除了塔外浆液箱，漕泾电厂还在吸收塔安装了双相整流装置。双相整流装置就像打了圆孔的一层板，浆液往下走的时候，烟气往上走，浆液就平铺在这层板上，增加了交换面积。“原来石灰石浆液都是直接喷淋的，双相整流装置相当于增加了一层喷淋的效果，提高了脱硫效率。传统增容改造，应该增加浆液循环泵，但我们原来浆液循环泵是４台，现在改造完了之后仍是４台，节省了投资。”胡震告诉记者。
　　因为漕泾电厂的技术创新，吸收塔并没有变成“大块头”。并且，胡震告诉记者，采用塔外浆液箱方案可以减少主机停机时间，工程建设是采用在原有吸收塔旁边增加塔外浆液箱的方案，在停机前实施了塔外浆液箱，缩短吸收塔停机改造时间，充分保障改造工期。
　　为塔外浆池充分参与浆液循环，改造中，塔外浆箱和原有浆池采用联络管道连接，将一台循环泵入口接至塔外浆液箱，通过浆液循环泵，将原有浆池和塔外浆液箱浆液充分混合，浆液循环泵出力从原来是９４００ｍ３／ｈ，扩容到１３８００ｍ３／ｈ，从而保障了整个吸收系统浆液停留时间。
　　“我们还在喷淋层之间增设了增效环，就是贴近吸收塔壁的壁环。为了不破坏塔壁的防腐层，所以原先喷嘴设计时对塔壁边缘留有缝隙，烟气可以贴壁穿过，没有充分交换。加了两层壁环之后，烟气就无从逃逸了，从而将脱硫装置的整体效率提高到不低于９８％的水平。”胡震介绍说。
　　为保证吸收塔出口ＳＯ２和烟尘含量达到国家标准，洁净排放工程将计算机数模分析贯穿整个设计工作，对吸收塔进口到出口所有气相和液相进行计算机模拟。根据模拟结果，优化了双相整流的布置方式和位置、除雾器布置方式、吸收塔塔顶设计方式，为保证湿式电除尘器入口的流场，还在吸收塔出口加装导流板。
　　作为基建时同步安装脱硝装置的漕泾电厂，一直对氮氧化物减排非常重视。同步安装的烟气脱硝装置采用液氨催化还原法进行氮氧化物脱除。在洁净排放工程中，漕泾电厂通过低氮燃烧优化和ＳＣＲ加装备用层提效，将脱硝效率进一步提高，达到了８５％以上。
　　据介绍，低氮燃烧可以把脱硝之前的氮氧化物降到最低，再经过设计效率不低于８５％的第三层催化剂，出口氮氧化物排放浓度降至３０毫克／立方米。除硬件改造外，漕泾电厂在脱硝改造中还注重软件的升级改造，通过优化调整曲线的大量实验，设定符合工况的参数，更好地做到低氮燃烧。

　　优化设计布局

　　在原有机组旁边加装的钢结构支架整齐而有力地托起设备。新老设备纵横交错，浑然一体。记者不禁感叹：旧房子重装比新房子装修更难，在原有的电厂结构基础上改造，漕泾电厂是如何实现的呢？
　　“由于没有预留场地，洁净排放改造工程只能在现有生产区域进行设计施工，土建基础设计和烟道走向都受到很大制约，增加了建设难度。为此，在工程设计方面，我们投入了大量的精力进行沟通调整，通过科学的调整和设计，保证了有限的场地上扩容和改造的合理布置。”漕泾电厂设备部副主任车凌云告诉记者。
　　据介绍，湿式除尘器的布置方案对于本项目的实施意义重大。在总平面布置上，经过多方面的比较和优选，最终确定了将湿式除尘器布置在机组扩建端的方案。该方案虽然烟道长一些，但烟道流场顺畅，施工难度相对较小。
　　记者在现场看到，吸收塔出口烟道布置于原进口烟道的上方。“通过计算，原结构已不能满足现有的要求，需采取加固措施。于是，我们针对不同的梁、柱采用不同的加固方式，如采用外包混凝土以扩大截面，粘帖碳纤维加固等，加高柱和新柱采用型钢混凝土等方式来满足设计所需。”车凌云说。
　　新结构支架与原结构位于同一区域，距离很近，有些基础交叉布置其中。原工程地基处理采用ＰＨＣ桩方案，因此改造工程也需采用地基处理。ＰＨＣ桩打桩设备尺寸较大，对施工场地的要求高，打桩对周围结构和基础的影响也很大，所以原ＰＨＣ桩方案已不适用于改造工程。经过研究，决定采用钻孔灌注桩再加后注浆技术，既满足地基承载力的要求又减少了基础的沉降。
　　原脱硫场地狭小，管沟、电缆沟、排水坑，直埋管等地面设施多，再加上原有结构的基础承台等，要在这些空档内布置新的基础承台，就像“螺蛳壳里做道场”，难度很大。于是，经过对比原设计图及现场实际管线布置的反馈意见，新基础承台布置躲开了原有的设施和基础，许多基础改变了通常的形状，设计了异形基础以满足要求。
　　车凌云还告诉记者，由于改造工程是在现有生产区域进行，如不采取有力措施，可能会影响正常的发电安全。为此项目指挥部始终把保证机组安全生产作为最重要的施工前提，凡是涉及可能影响机组安全生产的施工项目，均需由施工方制定专项施工方案，由业主单位批准后方可开展。凡是涉及在生产区域内的施工，不论项目大小，均需开具工作票，现场监护必须到位，确保不出现因基建施工影响机组正常生产的事件发生。
　　从６月１５日正式开工到１１月２０日完工，经过１５０多天的紧张施工，漕泾电厂以智慧和社会责任感，完成了上海市首个洁净排放示范工程，粉尘、硫化物、氮氧化物等主要污染物排放达到并优于燃机排放标准，为燃煤机组的未来做了一次大胆而又成功的尝试。