1、- 1 -脱硫脱销哈电湿法烟气脱硫技术的开拓与发展薛雷薛子畅高晓刚（哈尔滨动力设备股份有限公司，黑龙江哈尔滨，150040）摘要本文介绍了哈电集团哈动股份引进消化国际先进的 ALSTOM 湿法烟气脱硫技术，成功完成技术转化和设计并向用户提供成套设备的过程，分析和展望了哈电在环保领域中的技术空间和发展方向。本文还摘要介绍了 ALSTOM 湿法烟气脱硫技术的主要工艺过程。本文观点仅供参考，不当之处敬请批评指正。关键词环保；湿法；烟气脱硫引言我国能源以煤碳为主。我国的环境污染非常严重，二氧化硫排放是大气污染的主要污染源之一。电力企业是二氧化硫的排放大户，因此随着近年来国民经济的发展和能源消耗的不断增
2、长，控制二氧化硫的排放已经成为了电力环境治理的主要问题。特别是国务院在环保“十五”计划中提出，到 2005 年，二氧化硫排放总量比 2000 年要减少 10，“两控区”内减少 20的目标后，就使得电力企业的环保压力更为沉重。我国的环保产业是伴随着环境保护事业的发展而逐步发展起来的，至今已有 20 多年的历史。1973 年全国第一次环境保护工作会议开创了中国的环境保护事业，环保产业也应运而生。80 年代，随着我国经济的快速发展，环境污染日益严重，污染防治工作得到加强，环保产业得到了进一步发展。进入 90 年代，随着环境问题日益突出和环境法律法规的不断完善及标准的不断提高，特别是“九五”时期环境保
3、护投入的大幅度增加，环保产业得以较快发展。目前，我国环保产业已初具规模，产业领域不断扩大，技术水平不断提高，为治理污染、改善生态环境提供了一定的技术支持和物质基础。根据国家“十五”、“十一五”期间电力环保产业政策，国家将支持脱硫环保产业，在这种产业政策的引导下，发电企业将从 SO2 排放总量和排放浓度两个方面进行技术改造，加大脱硫力度。同时随着排污费征收范围的扩大(由原来的“两控区”扩大到了全国)和排污费征收标准的提高(由原来的 0.2 元/千克二氧化硫提高到 0.63 元/千克二氧化硫)，促使了越来越多的燃煤电厂选择安装烟气脱硫装置。根据国家的强制规定，通过国家发改委审批的新建火电厂，燃煤含
4、硫量在 0.7%以上的，必须安装烟气脱硫设施。这项政策将使 80%以上的新建电厂都需安装脱硫装置。我们环保事业部是哈电集团、哈动股份按照“精干主业，发展辅业，开拓新业”的总体发展思路，抓住环保市场需求趋旺的有利时机组建的一个新部门，大多数人员是以公开招聘的方式应聘来的。实现烟气脱硫可以采取多种方法,其中石灰石石膏湿法脱硫是世界范围内运用比较成熟的一种技术，这种技术是四五十年代发展起来的，美国、日本有 90的燃煤电厂采用这种技术。但这种设备也是脱硫设备中比较昂贵的一种，投资费用约占燃煤发- 2 -电厂的 1218，日常运行费用也较贵。而且这种方法虽然已经循环利用了水，但是水的消耗量仍很大，在我国
5、北方和西北的干旱地区使用会遇到较大困难。但尽管如此，这种脱硫方法仍然是大型火电机组的主流技术。在中国电力行业标准DL/T51962004“火力发电厂烟气脱硫设计技术规程”中规定，燃用含硫量 Sar2%煤的机组、或大容量机组（200MW 及以上）的电厂锅炉建设烟气脱硫装置时，宜优先采用石灰石石膏湿法脱硫工艺。这不仅因为湿法脱硫技术在全世界已成为大型火电机组的主流技术，而且随着科学技术的不断进步，它仍在不断发展和完善。ALSTOM 公司在烟气脱硫方面积累 70 多年运行经验，烟气脱硫机组的总容量超过60000MW，在脱硫行业有很强的实力。2004 年 9 月，哈尔滨动力设备股份有限公司与ALSTO
6、M 公司签定了石灰石石膏湿法脱硫(WFGD)技术转让合同，并结合宣城烟气脱硫工程开始了引进技术的培训工作，于 2005 年 12 月派人在 ALSTOM 美国研发中心接受了为期 14 天的技术培训。哈动股份又于 2005 年 9 月签下了古城 2X300MW 机组烟气脱硫岛合同，目前正在执行中并有 ALSTOM 公司做技术支持。新近又签订了安徽宣城1X600MW 机组烟气脱硫岛合同，预计于今年开工。1 石灰石石膏湿法脱硫的特点在石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺系统中发生的脱硫化学反应可以用一系列的反应步骤来表示。反应步骤可分为：吸收、中和、再生、氧化和沉淀。尽管这些步骤是按顺序写出，但化学反应却是
7、同时在吸收塔内发生的。吸收塔的主要作用是利用石灰石浆液除去烟气中的二氧化硫。以石灰石浆液为脱硫剂，由循环浆液泵输送，经喷嘴雾化，对含有 SO2 的烟气进行喷淋洗涤，使 SO2 与浆液中的碱性物质发生化学反应,生成亚硫酸钙和硫酸钙,从而将 SO2 除掉。用氧化风机向吸收塔底部的反应池浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化成二水硫酸钙（石膏）。浆液中的固体物质连续地从浆液中分离出来，经两级脱水后，过滤浓缩生成有用的石膏副产品。a.吸收过程的主要化学反应是：SO2（气体）+H 2OHSO 3-+H+O2（气体）O 2（溶液）b.中和反应的化学过程：HSO3-（溶液）Ca 2+CaSO 3（溶液）+H +
8、（溶液）Ca2+（溶液）+H 2SO4（溶液）CaSO 4（溶液）+2H +（溶液）H+（溶液）+HCO 3-（溶液）H 2O（液体）+CO 2（气体）H+（溶液）OH -（溶液）H 2O（液体）c.再生化学反应过程：- 3 -CaCO3（固体）H 2O（液体）Ca 2+（溶液）HCO 3-（溶液）OH -（溶液）d.氧化化学反应过程：HSO3-（溶液）+1/2O 2（气体）HSO 4-（溶液）e.沉淀化学反应过程：Ca2+SO32-+1/2H2O（液态）CaSO 31/2H2O（固态）Ca2+SO42-+2H2O（液态）CaSO 42H2O（固态）2.技术引进和市场开发21 技术引进工作从
9、2002 年开始,哈电集团哈动股份着手探索烟气脱硫技术的引进发展,先后与ALSTOM 公司、RWE 公司、三菱公司和巴威公司等国际著名企业进行接触，全方位比较了各家的技术特点和市场优势，并进行了长达半年多的艰苦谈判和筛选工作，最终在2004 年 9 月与 ALSTOM 公司签定了技术引进合同。这是一个全面技术引进合同。根据合同，ALSTOM 公司将向 HPEC 提供以下技术及技术支持。A系统设计B工艺流程及设备规范，包括：a.GGHb.增压风机c.石灰石制备d.石膏副产品处理（包括脱水）e.存储/运输设备（石灰石和石膏的堆料场）f.烟道系统/挡板g.管路系统h.循环泵i.吸收塔- 4 -C.详
10、细设计a.吸收塔塔体b.反应池c.循环喷淋系统d.氧化空气系统D.电气和控制系统的概念设计根据该合同的许可协议，ALSTOM 于 04 年 11 月派专家到哈尔滨对事业部全体员工进行了初步技术培训，哈动股份公司环保事业部又派 19 人于 2004 年 12 月赴该公司在美国的培训基地接受了为期两周的技术培训，并考察了 Centralia 电厂。22 市场开发工作在工程项目的市场开发方面，哈电环保事业部从成立伊始，便将尽快拿到烟气脱硫工程项目的出生证作为市场开发工作的重中之重。在市场开发工作中，在认真研究分析国家的各项环保政策与法规的基础上，充分利用哈动股份公司多年来在电力行业建立起来的良好声誉
11、和市场网络，先后同国内各大电力公司建立了联系，基本了解掌握了国内烟气脱硫市场的发展现状与市场潜力以及竞争对手的情况，为尽早地进入该市场打下了良好的基础。环保事业部通过近半年的不懈努力，终于结出了硕果：于 2004 年 7 月 17 日同国投安徽宣城电厂签订了 2300MW 机组烟气脱硫岛的工程总承包合同。该合同的签订是哈电集团哈动股份公司开拓环保领域的重大突破。古城 2300MW 湿法烟气脱硫项目的投标工作对我们这个新集体、我们这些新员工来说是一次严峻的考验，这是哈电通过市场竞标拿到的第一个脱硫岛订单。古城项目的合同于 05 年 9 月正式签定，项目正在执行之中。通过这次的投标工作，我们首次对
12、外展示了哈电集团在环保领域的实力，解决了一系列只有实战才能遇到的难题，为后续项目的投标工作打下了良好的基础，同时还锻炼了队伍，增强了信心。06 年 3 月份，我们又同国投安徽宣城电厂签定了 1600MW 机组 WFGD 岛的成套合同，产品又上了一个新的台阶。目前，环保事业部正在密切关注一些重点项目的进展情况，积极做好其它环保产品的技术储备工作，随时准备参与新项目的投标，力争把环保这项业务做强做大。3 合同的执行3.1 设计工作- 5 -设计工作是龙头。设计质量直接关系到系统的性能、工艺性和成本。为此我们制订了严格的设计和开发控制程序以及其它各类设计规范，购置了大量的标准、规范和设计手册以及参考
13、书，还针对相对薄弱的专业聘请了专家进行技术审核和把关。环保事业部成立之初就把 WFGD 的湿模型计算、物料平衡等核心技术列为重中之重，要求这些关键工作必须在事业部内部完成。今年年初根据工作需要在技术部内部成立了工艺设计室、结构设计室和电控设计室等三个专业设计室，以便更好的加强内部的管理和分工。吸收塔是 WFGD 中最重要的设备，是脱硫工艺的核心所在，它的设计由我们的结构设计室完成。除上述的工艺计算和吸收塔设计工作之外，其它的设计工作我们根据情况综合比较，发挥专业队伍的优势，把它们分包到电力设计院和设备厂家进行。3.2 采购工作采购工作直接关系到设备质量和工程成本，是执行好项目的重要环节。我们制
14、订了严格的环保事业部采购管理规程，对采购过程中的分包商资质认证、业绩状况认证和履约能力认证等各个环节都进行认真分析，严格把关。我们在工程采购之前就成立了由事业部主要领导组成的采购领导小组，具体领导各部门按照采购程序完成采购工作。首先由技术部门根据业主要求和设计需要提出技术规范，交给采购部门在合格分包商中进行询价，投标商提交投标文件供技术和商务人员审阅。投标文件符合要求的投标商会被邀请参加面对面澄清，包括技术澄清和商务澄清，在统一的条件规定下各投标厂商密封报价，公开开标，由事业部采购领导小组定标。在严格严密的规程保障下，做到即向用户提供了满意产品，又有效地控制了成本。3.3 施工管理施工过程是项
15、目的实物化过程，因此，施工管理是关系到能否以尽可能快的进度、尽可能低的费用，满足项目功能、质量要求，圆满完成项目任务的关键，是合同执行过程中的重头戏。环保事业部脱硫岛项目的施工采取对外发包的方式，通过公开招标，选择实力较强、经验丰富的施工队伍，我方主要负责施工过程的管理与协调。对于正在执行的古城脱硫项目，事业部领导对施工的管理高度重视，在施工现场专门设立了现场经理部，建立起了一支专业齐全的、精干的施工管理队伍，针对进度控制、成本控制、质量控制、变更管理等制定了一系列的程序和制度，初步形成了以事业部为技术及决策依托，以现场经理部为信息反馈窗口和施工管理执行者的项目施工管理体制，基本上保证了项目管
16、理的三大目标质量、进度及费用处于受控状态。现古城项目土建部分已全部出 0 米，岛内主要建筑物工艺楼、电控楼正在进行二层的浇筑，现场的设备加配也已全面展开。随着烟气挡板门、增压风机及烟气加热- 6 -器等设备的陆续到货，设备的安装也进入了实质性阶段。古城脱硫项目开工 3 个多月来，现场经理部的同志们认真贯彻执行事业部的工作思路，以保质量、保工期、树立样板工程为目标，以高度的敬业精神，积极主动地开展各项工作，赢得了包括业主、监理及各施工单位的尊重，为环保事业部树立了良好的企业形象！4 尾声目前全国已建成的脱硫装机容量超过 700 万千瓦，在建脱硫装机容量约 1000 万千瓦，只占目前全国火电总装机
17、 3.845 亿千瓦的 4.42%，远低于高达 90%的发达国家洁净煤技术发电比重。整个脱硫市场还有很大的潜力有待于进一步开发。但是我们也清醒地认识到，随着国家宏观政策的调整，市场新上项目比前两年锐减，市场形势并不乐观；另一方面，不正当竞争关系使得市场开发工作变得十分艰难，恶性的竞争造成了当前的脱硫产品市场利润空间急剧减小，三年前两台 300MW 机组湿法脱硫产品将近两个亿的产值现在已经到了 1 亿左右甚至 1 亿以下，这种情况不利于这个产业的壮大和发展。作者简介：薛雷，（1963 年），男，硕士，研究员级高级工程师。哈尔滨动力设备股份有限公司环保事业部副总工程师，长期从事电站及环保设备的设计、制造和工程管理工作。薛子畅，（1976 年），男，工程师。高晓刚，（1968 年），男，高级工程师。
