永安电厂2×300MW机组CFB炉通过对炉后增设烟气新型干法超洁净系统进行脱硫除尘升级改造，8号机组超低排放整体升级工程于2015年6月顺利投运，升级后的各项运行指标均达到燃煤烟气“超洁净排放”的要求，成为福建省首台300MW机组CFB炉超低排放燃煤机组。
1. 前言
永安电厂是中国华电集团下属企业，是一家以发电为主、供热为辅的国家大二型企业，是福建省电网重要的电源支撑点。华电永安“上大压小”2×300MW循环流化床机组于2012年投产，为满足国家发改委、环保部、能源局三部委联合下发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》(发改能源〔2014〕2093号)要求，至2020年，东部区域燃煤机组实施大气污染物排放浓度基本达到燃气机组排放标准要求，即SO2<35mg/Nm3、烟尘<10mg/Nm3。
永安电厂2×300MW循环流化床机组为实现一步到位采用“超洁净”排放，8号机组烟气“超洁净”排放升级改造工程于2014年6月开始实施，2015年6月一次性顺利成功投运，7号机组预计2015年10月底投入运行。
2. 项目设计
2.1 工艺流程
永安电厂2×300MW机组CFB炉对原有电袋除尘器袋区掏空，原有锅炉引风机进行拆除，增加脱硫除尘装置和引风机，锅炉和脱硫除尘装置共用引风机，实现超洁净排放的技术路线为：炉内脱硫+SNCR脱硝(单独实施)+新型干法超洁净技术(LJD-FGD)，预留COA协同脱硝技术接口。如图1。
工艺流程图
(1) LJD-FGD技术
烟气从底部进入脱硫吸收塔，与加入的吸收剂、循环灰及水发生反应，除去烟气中的SO2等气体。烟气中夹带的吸收剂和脱硫灰，在通过脱硫吸收塔下部的文丘里管时，受到气流的加速而悬浮起来，形成激烈的湍动状态，使颗粒与烟气之间具有很大的相对滑落速度，颗粒反应界面不断摩擦、碰撞更新，从而极大地强化了气固间的传热、传质。同时为了达到最佳的反应温度，通过向脱硫塔内喷水，使烟气温度冷却到高于烟气露点温度15℃以上。主要化学反应式为：
Ca(OH)2+SO2=CaSO3˙1/2 H2O+1/2H2O
Ca(OH)2+SO3=CaSO4˙1/2H2O+1/2H2O
CaSO3˙1/2H2O+1/2O2=CaSO4˙1/2H2O
2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2˙Ca(OH)2˙2H2O
(2) 低温循环氧化吸收(COA)协同脱硝
预留低温循环氧化脱硝(COA)接口，COA依托LJD-FGD脱硫除尘装置，利用脱硝剂的强氧化和催化作用，将NO转化为NO2，再与钙基吸收剂发生中和反应，其反应方程式如下：
2.2 设计参数
(1) 燃料成分
表1 燃料成分分析资料表
(2) 烟气参数
永安电厂2×300MW机组CFB炉脱硫除尘设计烟气参数见下表2。
表2 2×300MW机组CFB炉烟气参数
2.3 设计说明
本项目对原有电袋袋区进行掏空，原有锅炉引风机进行拆除，增加脱硫除尘装置和引风机，锅炉和脱硫除尘装置共用引风机，烟气流程：
烟气循环流化床锅炉→电除尘器(电袋袋区拆除)→烟气循环流化床半干法脱硫塔→布袋除尘器→引风机(新)→烟囱。
下图2为永安电厂8# CFB炉经升级改造后的全景图。
图2 永安8#炉CFB炉脱硫除尘升级改造后全景图
3. 实现超洁净排放的技术优势
3.1 SO2≤35mg/Nm3“超洁净排放”
永安电厂2×300MW机组8#CFB炉通过炉内脱硫有效控制后，脱硫岛入口SO2浓度为800～1500mg/Nm3，为实现SO2“超洁净排放”控制，进一步优化运行工况，对床温、压降等参数进行精准控制，可保证SO2的排放浓度稳定在35mg/Nm3以下。下图为永安8#CFB炉脱硫岛出入口SO2曲线。
图3 永安8#CFB炉脱硫岛入口及出口SO2浓度波动曲线
(脱硫岛出口SO2浓度：≤35mg/Nm3)
3.2 烟尘≤5mg/Nm3 “超洁净排放”
永安电厂2×300MW机组CFB炉采用LJD-FGD技术，通过循环流化床反应塔的喷水混合凝并后，烟气中PM1等亚微米级的细颗粒几乎都絮凝为数十微米的粗颗粒，且LJD流化床脱硫塔顶及出口等的稳流特殊结构设计，保证这些絮凝后的颗粒不易被破坏而更有利于被后级布袋除尘器的过滤;另外，本项目使用的布袋为高精细纤维滤袋，可进一步提高布袋的过滤效率。通过“LJD反应塔+布袋除尘器”两者的最佳组合保证了出口烟尘稳定实现小于5mg/Nm3的“超洁净排放”。8号机组粉尘排放见图3。
3.3 烟囱不需防腐、排放透明，无视觉污染
永安电厂2×300MW机组CFB炉经LJD-FGD脱硫除尘后，排放原烟囱，烟囱不需防腐，烟囱排放透明，无视觉污染，无湿法脱硫的“烟囱雨”和拖尾烟迹现象，感官效果极佳。
图4 永安8#CFB炉脱硫岛烟囱排放透明
3.4 无废水产生
LJD-FGD技术采用干态的生石灰作为吸收剂，在岛内直接消化成消石灰，脱硫副产物为干态的，整个系统无废水产生。
3.5 对入口SO2浓度适应强
对于入口SO2浓度1000~2000mg/Nm 3波动变化，出口SO2浓度始终稳定在35mg/Nm3以下。
图5 永安8#CFB炉脱硫岛入口1000～2000mg/Nm3，出口SO2浓度稳定≤35mg/Nm3曲线
4 结束语
LJD干法超洁净排放工艺技术在永安电厂2×300MW机组8#CFB炉的成功投运及优异的各项指标，实现最新“SO2<35mg/Nm3、烟尘<5mg/Nm3”的超清洁排放环保要求，成为福建省首台300MW机组CFB炉超清洁排放燃煤机组。此外，CFB炉炉后配套LJD-FGD干法工艺不需烟囱防腐、无废水产生、对煤种适应性强、运行及维护成本低，是一种投资省、综合净化效益高的烟气治理创新技术，在我国CFB炉具有很广阔的应用前景和推广意义。
