大型燃煤火電機組取消脫硫旁路煙道的應對措施
摘要:介紹了大型燃煤電廠煙氣脫硫系統(tǒng)設計中取消脫硫煙氣旁路煙道所采取的針對性措施,為大型燃煤火電機組無旁路設計提供借鑒。
關鍵詞:煙氣脫硫,無旁路,措施
1 取消旁路煙道的意義
隨著國家環(huán)保要求的進一步提高以及環(huán)保政策的日益嚴格,國家環(huán)保機構已要求火電企業(yè)在建設煙氣凈化裝置時盡量不設旁路煙道,并對取消煙氣旁路的項目優(yōu)先審批。在國家發(fā)展改革委和國家環(huán)？偩诸C布的《燃煤發(fā)電機組脫硫電價及脫硫設施運行管理辦法(試行) 》中明文規(guī)定,新(擴)建燃煤機組建設脫硫設施時鼓勵不設置煙氣旁路通道;并且規(guī)定:已安裝脫硫設施的燃煤電廠脫硫設施不運行或投運率較低的,必須相應扣減脫硫電價,防止發(fā)電企業(yè)故意閑置脫硫設施。因此,取消旁路煙道,有助于火電企業(yè)建設工程的順利報批,以盡早開工建設,早日取得發(fā)電效益。
國家環(huán)境保護總局《火電廠煙氣脫硫工程技術規(guī)范石灰石/石灰—石膏法》(HJ /T179 - 2005 )第 5. 3. 2. 5條款為:新建發(fā)電機組建設脫硫設施或已運行機組增設脫硫設施,不宜設置旁路煙道。如確需設置的,應保證脫硫裝置進、出口和旁路擋板門具有良好的操作和密封性能。
隨著國家環(huán)保法令的不斷嚴格,雖然現(xiàn)在還未明令禁止脫硫系統(tǒng)設置旁路煙道,但是取消旁路,是環(huán)保要求的趨勢所在。
2 取消旁路的技術可行性和安全性
近年來,隨著脫硫技術的逐漸發(fā)展,脫硫裝置的可利用率不斷提高,目前已完全達到了不低于主機的可靠率。在這樣的背景下,脫硫裝置取消旁路煙道是完全可行的。
目前,濕法煙氣脫硫工藝的系統(tǒng)設計在國內已比較成熟、可靠,現(xiàn)階段影響脫硫系統(tǒng)可靠性、容易造成FGD裝置停機的主要原因是脫硫設備的故障率。不過,對關鍵設備或儀表采用冗余設計,已能有效提高FGD裝置的可靠率。在濕法脫硫系統(tǒng)中,氧化風機、石膏漿液排出泵、石灰石輸送泵、除霧器沖洗水泵、工藝水泵、擋板門密封風機等重要設備都是采用一用一備方式配置。對核心設備吸收塔漿液循環(huán)泵,考慮到幾臺循環(huán)泵同時發(fā)生故障的可能性非常小,可不設置備用泵,但應設置1 套泵的備用葉輪,并保證葉輪的使用壽命不低于10年。此外,對重要的起調節(jié)保護作用的測量儀表,均考慮冗余配置;用于自動控制、保護、連鎖的信號均是冗余的,對個別特別重要的信號三重冗余。
3 取消旁路的設計方案
3. 1 防止高溫煙氣破壞
引風機出口煙氣溫度一般為120 ℃,當煙溫過高時,會損壞吸收塔設備,如噴淋層、除霧器以及吸收塔防腐材料等。因此,若不設置旁路煙道,就必須嚴格控制脫硫系統(tǒng)入口煙溫。一般可以采取如下措施來防止高溫煙氣對吸收塔的破壞:
(1)密切監(jiān)視空預器的運行情況。正常情況下,經(jīng)空預器降溫的尾部煙氣不會超溫,當煙溫異常升高時,極有可能是空預器故障停轉。
(2)設置事故噴淋降溫系統(tǒng)？疹A器停轉會導致煙溫急劇升高,即使鍋爐緊急MFT,仍然會有部分高溫煙氣進入脫硫系統(tǒng)。為了避免高溫煙氣損壞吸收塔,需要設置事故噴淋降溫系統(tǒng)。具體做法是在吸收塔頂部布置一個事故噴淋水罐,并且適當延長吸收塔的入口煙道,以便于布置事故噴淋噴嘴,且事故噴淋水有足夠的蒸發(fā)、降溫時間。當吸收塔入口煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)檢測到煙氣超溫時, 設置在水罐底部的閥門自動打開,降溫水自流通過管道、噴嘴進入煙氣,迅速被煙氣加熱蒸發(fā),使得煙溫降低。
(3)采用耐高溫型塔內件。若在吸收塔的漿池部分采用襯膠,漿池以上采用耐高溫玻璃鱗片,即可保證吸收塔在150 ℃下正常運行,并可耐180 ℃高溫至少30min;吸收塔入口煙道采用碳鋼襯C276合金材料;噴淋管采用耐高溫型FRP,可耐180 ℃高溫至少30min;噴嘴材質用不懼高溫的SiC;除霧器材質為耐高溫阻燃型PP,可保證在短時間事故煙溫情況下不損壞。
3. 2 防止高煙塵對吸收塔的影響
由于煙塵中含有微量的氟化鋁,當其進入漿液后,會迅速溶解并覆蓋在漿液微粒的表面,阻止?jié){液與煙氣中酸性氣體的接觸,從而使得脫硫效率急劇下降,漿液pH值也持續(xù)降低。此時,即使大量補充石灰石漿液也無濟于事,只能將吸收塔解列,拋棄漿池中的漿液,引入新鮮的石灰石漿液。因此,要密切監(jiān)視除塵器的運行情況,脫硫系統(tǒng)入口煙塵質量濃度不宜高于200mg/m3 (本文煙氣量均為標準狀態(tài)值) 。同時,不能過高估計脫硫系統(tǒng)的洗塵效果,不宜把脫硫系統(tǒng)作為除塵設備之用,即使當除塵器一個電場事故解列時,除塵器出口煙塵質量濃度仍應低于200mg/m3。
現(xiàn)在的鍋爐點火主要采用等離子和油槍兩種方式。若采用等離子點火,在鍋爐啟動時,除塵器可以同步投運,有效去除煙氣中的煙塵。若采用油槍點火,則不能選擇灰分過高的燃料。
3. 3 提高關鍵設備的可靠性
脫硫系統(tǒng)關鍵設備包括:吸收塔循環(huán)泵、吸收塔攪拌器、氧化風機等,它們安全運行與否直接關系到整個脫硫系統(tǒng)乃至機組的安全性和可靠性。
3. 3. 1 吸收塔循環(huán)泵
吸收塔循環(huán)泵作為脫硫系統(tǒng)最為重要的設備, 不僅關系到脫硫效果,而且直接關系到吸收塔的安全。一般大型燃煤火電機組的脫硫系統(tǒng)視入口SO2 濃度及其脫除效率可配置4～5臺循環(huán)泵,并備用1 套葉輪。循環(huán)泵應分接于不同的供電段,以避免因某段6 kV 供電故障導致吸收塔循環(huán)泵全部停運。設計中還應考慮只有2臺循環(huán)泵運行時,脫硫系統(tǒng)仍能維持正常運行而不會造成系統(tǒng)損壞。
3. 3. 2 吸收塔攪拌器
吸收塔漿池一般設4臺側進式攪拌器,攪拌器的功能一是防止?jié){液沉淀,二是促使氧化空氣分布均勻。吸收塔攪拌器應采用可靠性高的進口優(yōu)質產(chǎn)品,攪拌器電機全部接入保安電源,并采用“ n - 1 ” 的設計原則,即使有1臺攪拌器發(fā)生故障停運,剩余 3臺攪拌器也足以保證吸收塔的攪拌效果。
4 結論與建議
脫硫系統(tǒng)取消旁路煙道是一種非常成熟和完善的方案,雖然在國內的業(yè)績不多,但在國外已得到廣泛應用。當前脫硫系統(tǒng)的可靠性已與主機的可靠性相當,只要在脫硫系統(tǒng)設計時,充分考慮無旁路的特殊性,進行針對性的設計,采用無旁路脫硫系統(tǒng)并不會降低整個電廠的運行可靠性。
參考文獻:
[ 1 ]蔣進從,封乾君. 國華三河電廠脫硫裝置限消煙氣旁路技術[ J ]. 電力建設, 2008, 29 (2) : 61 - 63.
[ 2 ]曾庭華. FGD系統(tǒng)不宜取消旁路的分析[ J ]. 中國電力, 2008, 41 (2) : 60 - 64.
[ 3 ]趙生光. 火電廠濕法煙氣脫硫取消旁路煙道可行性分析與探討 [ J ]. 中國電力, 2007, 40 (6) : 81 - 85.
[ 4 ]曾庭華,楊華,馬斌,等. 濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的安全性及優(yōu)性 [M ]. 北京:中國電力出版社, 2004.
[ 5 ]楊佳珊,黃濤. 火電廠廢水處理后回用于煙氣脫硫系統(tǒng)的可行性 [ J ]. 東北電力技術, 2007, (11) : 9 - 11.
[ 6 ]蔡明坤. FGD系統(tǒng)用GGH設備設計[ J ]. 鍋爐技術, 2004, 35 (5) : 1 - 4.
[ 7 ]陳東祥,蔡明坤,賴炎顯. 煙氣加熱器( GGH)的應用技術[ J ]. 鍋爐技術, 2003, 34 (4) : 67 - 71.
[ 8 ]曾庭華. 濕法煙氣脫硫吸收塔系統(tǒng)的設計和運行分析[ J ]. 電力環(huán)境保護, 2002, 18 (4) : 5 - 9.
[ 9 ]吳樹志,黎明照,路永鋒. 脫硫機組旁路擋板的安全保護措施 [ J ]. 中國電力, 2008, 47 (7) : 70 - 72.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
