孫 陟，肖春蘭

（1.石河子市國(guó)能能源投資有限公司天河分公司，新疆 石河子 832000；2.新疆煉化建設(shè)集團(tuán)有限公司，新疆 克拉瑪依 833699）

1 引言

20世紀(jì)80年代后期，世界進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)和持續(xù)發(fā)展的時(shí)代?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略共識(shí)的要點(diǎn)是：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不應(yīng)超過環(huán)境允許的限度。人類的發(fā)展，絕不是憑借技術(shù)和資金，耗竭資源、犧牲環(huán)境、毀壞生態(tài)來取得的，而應(yīng)堅(jiān)持與自然環(huán)境相和諧的方式，追求高質(zhì)量的精神文明和物質(zhì)文明的生活。煙氣脫硫作為“末端”控制措施，是當(dāng)前應(yīng)用最廣的有效技術(shù)，在SO2減排技術(shù)中占有重要地位。對(duì)于火電廠來說，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，煙氣脫硫仍然是首選的SO2減排技術(shù)。

2 SO2污染及火力發(fā)電廠半干法脫硫技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)環(huán)境年鑒資料，我國(guó)2000年的SO2排放總量已達(dá)到1995萬噸，為世界之冠。SO2排入大氣是造成我國(guó)酸雨污染的主要因素之一。

近十年來，由于國(guó)家推行清潔生產(chǎn)，加大環(huán)保投入，強(qiáng)化環(huán)境管理，SO2污染的勢(shì)頭有所遏制，但尚未得到根本治理，未來十年將是我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展的時(shí)期，如不采取有效措施，SO2污染可能會(huì)制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。

煙塵的排放濃度是指鍋爐煙氣經(jīng)凈化裝置后的煙塵排放濃度，我國(guó)的330MW燃煤鍋爐煙氣SO2的最高允許排放濃度為50～100mg/Nm3。

循環(huán)流化床干法脫硫工藝為，鍋爐煙氣從鍋爐排出經(jīng)一級(jí)除塵除去部分粉塵后，經(jīng)水平煙道從底部進(jìn)入吸收塔入口直管段，在此處，高溫?zé)煔馀c加入的消石灰和循環(huán)脫硫灰充分預(yù)混合，進(jìn)行初步的脫硫反應(yīng)，這一區(qū)域主要完成消石灰與HCl（氯化氫）、HF（氟化氫）的反應(yīng)，混合物向上進(jìn)入文丘里管加速，在文丘里的出口擴(kuò)管段裝設(shè)有噴水裝置，噴入的霧化水一是增濕物料顆粒表面，二是使煙溫降至高于煙氣露點(diǎn)15℃～20℃，增加二氧化硫與消石灰的反應(yīng)速度。物料從文丘里出來后，進(jìn)入塔內(nèi)循環(huán)流化床段，此階段物料在氣流的作用下，產(chǎn)生激烈的湍動(dòng)，使得消石灰與煙氣中的二氧化硫充分接觸、完成脫硫反應(yīng)。反應(yīng)后的含塵煙氣從吸收塔頂部排出，轉(zhuǎn)向進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行氣固分離。除塵器捕集下來的固體顆粒，通過物料再循環(huán)系統(tǒng)，返回到吸收塔內(nèi)繼續(xù)參加反應(yīng)可降低成本。多余的少量脫硫灰通過倉(cāng)泵輸送至脫硫灰?guī)臁＝?jīng)過脫硫除塵器凈化后的煙氣經(jīng)脫硫引風(fēng)機(jī)排入煙囪。煙氣系統(tǒng)的組成見下圖。

煙氣系統(tǒng)的組成

3 330MW機(jī)組循環(huán)流化床半干法脫硫投退與鍋爐點(diǎn)停不能同步的分析

由于脫硫廠家設(shè)計(jì)和工藝中均要求脫硫裝置的負(fù)荷范圍應(yīng)能滿足鍋爐負(fù)荷在35%～110%BMCR工況變化。脫硫投運(yùn)范圍在115.5M～363MW之間。以往的鍋爐停爐，脫硫系統(tǒng)都在負(fù)荷110MW左右時(shí)退出運(yùn)行，出現(xiàn)鍋爐做實(shí)驗(yàn)或長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，最長(zhǎng)會(huì)造成脫硫提前幾十個(gè)小時(shí)退出運(yùn)行，出口SO2排放濃度長(zhǎng)時(shí)間超標(biāo)。

脫硫工藝設(shè)計(jì)要求脫硫投運(yùn)條件有：1）機(jī)組帶負(fù)荷達(dá)到110MW以上；2）布袋除塵器出口煙氣量達(dá)到1400km3/h以上；3）布袋灰斗灰位在低低料位以上；4）收塔床層壓降在0.8kPa以上。

當(dāng)鍋爐點(diǎn)爐到機(jī)組帶負(fù)荷至110MW熱態(tài)點(diǎn)爐最短也需要幾小時(shí)，冷態(tài)機(jī)組啟動(dòng)更是需要十幾個(gè)小時(shí)以上。有時(shí)機(jī)組啟動(dòng)負(fù)荷達(dá)到110MW時(shí)，布袋出口煙氣量未達(dá)到1400km3/h，因剛點(diǎn)爐機(jī)組在燃燒不穩(wěn)定的低負(fù)荷情況下脫硫再循環(huán)風(fēng)擋不允許開，脫硫系統(tǒng)仍不具備投運(yùn)條件。上述脫硫系統(tǒng)投運(yùn)條件都滿足時(shí)才可進(jìn)行預(yù)涂灰、布袋灰斗積灰等工作。待脫硫投運(yùn)積灰完畢后，隨著鍋爐負(fù)荷逐漸上升，系統(tǒng)并上網(wǎng)，鍋爐燃燒穩(wěn)定后才能緩慢開啟再循環(huán)風(fēng)擋，使煙氣量及吸收塔入口負(fù)壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)才允許建立床層，吸收塔床層壓降在0.8kPa后，啟動(dòng)高壓水泵、脫硫投運(yùn)才完成。系統(tǒng)并上網(wǎng)，鍋爐燃燒穩(wěn)定前為了保障主機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，再循環(huán)風(fēng)擋不允許開。在機(jī)組投運(yùn)時(shí)，脫硫系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)間往往比主機(jī)投運(yùn)時(shí)間滯后十幾甚至幾十個(gè)小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國(guó)家的環(huán)保要求。

4 鍋爐點(diǎn)停與脫硫的同步投退

脫硫同步投入是指從鍋爐點(diǎn)爐直到機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)布袋出口SO2排放濃度始終小于100mg/Nm3。

脫硫同步退出是指從鍋爐開始減負(fù)荷直到鍋爐停爐為止，脫硫系統(tǒng)布袋出口SO2排放濃度始終小于100mg/Nm3。

4.1 鍋爐點(diǎn)爐與脫硫同步投運(yùn)

（1）鍋爐點(diǎn)爐24小時(shí)前的準(zhǔn)備工作

1）確認(rèn)對(duì)應(yīng)機(jī)組的所有工作票已結(jié)，安全措施已恢復(fù)，所有影響脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行的缺陷已消除，并且現(xiàn)場(chǎng)清潔干凈；2）聯(lián)系值長(zhǎng)通知電氣將所有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械測(cè)絕緣、送電并試轉(zhuǎn)電機(jī)正常；3）水槍已安裝在吸收塔內(nèi)，連桿球閥在開啟狀態(tài)；4）確認(rèn)布袋除塵器進(jìn)、出口風(fēng)擋開啟；5）壓縮空氣系統(tǒng)正常運(yùn)行，壓縮空氣不小于0.5MPa；6）檢查各氣動(dòng)閥是否正常，檢查所有手動(dòng)閥開、關(guān)位置是否正常；7）檢查工藝水箱水位大于4m且供水正常，生、消石灰倉(cāng)料位正常，脫硫灰?guī)臁⒃規(guī)煊凶銐虻拇婊铱臻g；8）檢查并確認(rèn)所有風(fēng)機(jī)、水泵在備用狀態(tài)；9）通知檢修將臨時(shí)打灰管與相應(yīng)的水平煙道打灰孔相連接；10）緩慢開啟蒸氣進(jìn)汽總門，將蒸氣引入電除塵及脫硫島內(nèi)，確認(rèn)蒸氣管路無漏水漏氣，灰斗壁溫控制在80℃～120℃。

（2）鍋爐點(diǎn)爐12小時(shí)前的準(zhǔn)備工作

1）投入電除塵低壓柜頂梁加熱，陰陽極振打投入自動(dòng)；2）啟動(dòng)灰斗流化風(fēng)機(jī)及加熱器、斜槽流化風(fēng)機(jī)及加熱器，溫度在80℃～120℃；3）投入消石灰制備系統(tǒng)，制備消石灰。

（3）布袋預(yù)涂灰及灰斗積灰的步驟

1）鍋爐點(diǎn)爐12小時(shí)前，事先聯(lián)系好拉灰車輛，準(zhǔn)備好脫硫灰，通過脫硫運(yùn)行人員安排拉滿灰的罐車停在水平煙道下的打灰管處，并與打灰管對(duì)接；2）全開脫硫清潔煙氣再循環(huán)風(fēng)擋，聯(lián)系值長(zhǎng)啟動(dòng)引、送風(fēng)機(jī)，并調(diào)整送引風(fēng)量，使吸收塔入口負(fù)壓不小于-0.9kPa，布袋出口煙氣量不小于1400km3/h（此條件必須滿足，如果不能滿足，則罐車在打灰過程中會(huì)造成水平煙道大量積灰，使灰斗內(nèi)積不上灰從而延長(zhǎng)灰斗積灰的時(shí)間，白白損耗企業(yè)用電）；3）投入塔底吹掃系統(tǒng)，灰斗氣動(dòng)振打系統(tǒng)；4）滿足上述條件后，脫硫運(yùn)行人員聯(lián)系灰罐車司機(jī)開始往水平煙道內(nèi)打灰（拉灰車輛必須事先協(xié)調(diào)聯(lián)系好，在滿足條件后立即開始打灰，否則在鍋爐點(diǎn)爐前無法完成布袋預(yù)涂灰及灰斗積灰，從而也就無法實(shí)現(xiàn)與鍋爐同步投入脫硫）；5）待布袋壓差在原有基礎(chǔ)上上升0.5kPa時(shí)，則預(yù)涂灰完畢；6）繼續(xù)聯(lián)系灰車向水平煙道內(nèi)打灰，進(jìn)行灰斗積灰，積灰期間根據(jù)布袋壓差，啟動(dòng)布袋清灰風(fēng)機(jī)，把布袋壓差控制在0.8k～1.2kPa；7）待各灰斗料位差壓都不小于2kPa（實(shí)測(cè)在低低料位），布袋壓差在1.2kPa，則灰斗積灰完畢。

（4）鍋爐點(diǎn)爐前的準(zhǔn)備工作

1）鍋爐點(diǎn)爐前確認(rèn)鍋爐點(diǎn)火是投油還是等離子，如果是等離子，點(diǎn)火后則可投入高壓柜運(yùn)行（如果是投油則不能投入高壓柜）；2）將對(duì)應(yīng)爐子的省煤器和電除塵輸灰切至#2原灰?guī)欤ò腰c(diǎn)爐初期未完全燃燒的粉煤灰排入備用灰?guī)欤?）檢查消石灰倉(cāng)是否已有足夠的消石灰。

（5）鍋爐點(diǎn)爐后脫硫同步投運(yùn)的步驟

1）投入電除塵高壓柜，投入省煤器、電除塵輸灰順控連續(xù)排灰；2）再循環(huán)風(fēng)擋開度不變，送、引風(fēng)量和灰斗積灰時(shí)相同，緩慢開啟各灰斗物料循環(huán)閥（30%以下每次開5%，30%以上每次開1%～3%），緩慢逐漸建床層至0.8kPa循環(huán)，并投入消石灰供應(yīng)組適當(dāng)加入消石灰，保證在啟動(dòng)高壓水泵前出口SO2不會(huì)超100mg/Nm3（消石灰給料量應(yīng)小一些，由于未帶負(fù)荷及低負(fù)荷時(shí)吸收塔入口負(fù)壓較低，廠家設(shè)計(jì)給料斜槽傾斜度過小，給料過大極易堵塞給料斜槽）；3）注意平衡各灰斗的料位，以及保持布袋壓差在1.2k～1.4kPa；4）待脫硫島入口煙溫大于85℃時(shí)，啟動(dòng)高壓水泵，待水泵電流正常全開回流水流調(diào)節(jié)閥后再開出口電動(dòng)門，根據(jù)出口SO2濃度調(diào)整回流水調(diào)節(jié)閥的開度；5）隨著鍋爐負(fù)荷的增加（100MW以上），當(dāng)引風(fēng)機(jī)電流高于210A時(shí)，逐漸關(guān)小直至全關(guān)再循環(huán)風(fēng)擋（在關(guān)的過程中有意識(shí)地控制引風(fēng)機(jī)電流保持在200～210A），同時(shí)把床層壓降由0.8kPa逐漸增加至1.15k～1.3kPa；6）待鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定后，把回流水調(diào)節(jié)閥投入自動(dòng)，省煤器和電除塵輸灰切至#1原灰?guī)欤?）此時(shí)，脫硫同步投運(yùn)正常。

4.2 鍋爐停爐與脫硫同步退出

1）隨著鍋爐負(fù)荷的降低，在保證鍋爐爐膛負(fù)壓在允許值范圍波動(dòng)的前提下，逐漸開大再循環(huán)風(fēng)擋，以保證鍋爐負(fù)荷低于150MW以下時(shí)吸收塔入口負(fù)壓不小于-0.9kPa，布袋出口煙氣量不小于1600Nm3/h，吸收塔床層壓降逐漸降至0.8kPa（此條件必須滿足，如不滿足，則吸收塔底會(huì)大量落灰，危及脫硫及鍋爐的正常運(yùn)行）；2）在負(fù)荷低于100MW后，把電除塵、省煤器輸灰切至#2原灰?guī)欤?）根據(jù)入口、出口SO2濃度及脫硫島入口溫度調(diào)整回流水調(diào)節(jié)閥開度，一直到停爐時(shí)始終保持出口SO2濃度在100mg/Nm3以內(nèi)；4）停爐時(shí)，脫硫聯(lián)鎖退出，脫硫同步退出正常。

5 脫硫正常運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng)

5.1 再循環(huán)風(fēng)擋的開關(guān)

（1）當(dāng)鍋爐負(fù)荷逐漸降低，以下三個(gè)條件中有一個(gè)不滿足時(shí)，就可以開再循環(huán)風(fēng)擋：吸收塔入口負(fù)壓低于-1.6kPa、鍋爐煙氣量低于1600Nm3/h、兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電流低于190A，開再循環(huán)風(fēng)擋時(shí)應(yīng)通知值長(zhǎng)，緩慢開啟（脫硫如能監(jiān)控鍋爐負(fù)壓，應(yīng)參照鍋爐負(fù)壓值變化調(diào)整）。

（2）當(dāng)鍋爐負(fù)荷增大，以下三個(gè)條件有一個(gè)滿足就應(yīng)緩慢關(guān)再循環(huán)風(fēng)擋：吸收塔入口負(fù)壓高于-2.0kPa、布袋出口煙氣量高于1900Nm3/h、兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電流高于200A，關(guān)再循環(huán)風(fēng)擋時(shí)應(yīng)通知值長(zhǎng)，緩慢關(guān)閉（脫硫如能監(jiān)控鍋爐負(fù)壓，應(yīng)參照鍋爐負(fù)壓值變化調(diào)整）。

（3）再循環(huán)風(fēng)檔開大會(huì)使吸收塔入口溫度降低、吸收塔進(jìn)出口煙溫溫差變小，從而增加消石灰用量，吸收塔入口負(fù)壓降低、引風(fēng)機(jī)電流增大，增加了企業(yè)的用電量。

5.2 吸收塔床層壓降的調(diào)整

（1）吸收塔床層壓降一般控制在1k～1.3kPa，當(dāng)布袋出口煙氣量較低時(shí)，可把床層壓降控制在1k～1.15kPa，以防止吸收塔底落灰。當(dāng)入口SO2濃度高于1300mg/Nm3且布袋出口煙氣量較高時(shí)，可把床層壓降控制在1.15k～1.3kPa，提升吸收塔內(nèi)部反應(yīng)物的反應(yīng)效果，使出口SO2濃度控制起來更加穩(wěn)定，減少操作人員的工作量。

（2）在點(diǎn)停爐期間，鍋爐負(fù)荷較低且布袋出口煙氣量也較低時(shí)，可把床層壓降控制在0.8k～1kPa，等負(fù)荷較高時(shí)再把床層升起來。

5.3 消石灰變頻旋轉(zhuǎn)調(diào)頻給料器給料量的調(diào)整

（1）消石灰的給料應(yīng)盡量保持均勻給料，這樣出口SO2濃度相對(duì)應(yīng)也會(huì)比較穩(wěn)，如果給料不均，則在負(fù)荷、脫硫島入口溫度、入口SO2濃度變化時(shí)，出口SO2濃度會(huì)非常難調(diào)整，會(huì)增大操作員的工作量，同時(shí)也會(huì)增加消石灰的使用量。

（2）消石灰變頻旋轉(zhuǎn)給料器嚴(yán)禁在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)速變化過大，應(yīng)緩慢調(diào)整并根據(jù)運(yùn)行工況的變化提前微調(diào)。

（3）當(dāng)吸收塔入口SO2濃度變化大、吸收塔入口溫度變化大時(shí)，首先調(diào)整吸收塔出口溫度，最后調(diào)整消石灰旋轉(zhuǎn)調(diào)頻給料器轉(zhuǎn)速。

5.4 吸收塔出口溫度的控制

（1）當(dāng)入口SO2濃度較低（小于1000mg/Nm3）、床層也較低時(shí)，應(yīng)有意識(shí)地控制吸收塔的出口溫度在75℃以上。

（2）當(dāng)入口SO2濃度較高（大于1300mg/Nm3），床層較高以及鍋爐吹灰結(jié)束后脫硫島入口溫度大幅降低時(shí)，可以將吸收塔的出口溫度控制在72℃～75℃。當(dāng)然，這樣做的前提是必須每隔一段時(shí)間就要現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)吸收塔內(nèi)灰的干濕度，必須保證吸收塔內(nèi)無灰塵貼壁現(xiàn)象。

5.5 布袋灰斗灰位的控制

（1）正常運(yùn)行時(shí)灰斗灰位應(yīng)在低料位左右。

（2）吸收塔出口溫度低于75℃時(shí)，灰斗灰位應(yīng)在低料位和高料位之間。

（3）點(diǎn)爐或停爐時(shí)間在7天以內(nèi)時(shí)，灰斗灰位應(yīng)在低低料位左右。

（4）每個(gè)灰斗的灰位每周應(yīng)調(diào)整變化一次，每月應(yīng)降至低低料位一次。

6 結(jié)語

我國(guó)對(duì)火力發(fā)電廠煙氣脫硫的研究與開發(fā)，早在20世紀(jì)60年代就已開始，歷經(jīng)40年的艱辛努力，已奠定了一定的基礎(chǔ)。最近十余年來，為適應(yīng)我國(guó)進(jìn)入全面現(xiàn)代化發(fā)展時(shí)期的需要，國(guó)家有選擇地引進(jìn)了一批示范工程，為大幅度控制SO2污染鋪平了道路。通過驗(yàn)證總結(jié)出的鍋爐點(diǎn)停與脫硫投退同步方案切實(shí)可行，達(dá)到了預(yù)期目的，為實(shí)現(xiàn)有效減少SO2排放，保護(hù)環(huán)境做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。