【摘 要】在進(jìn)行煤炭的燃燒過程中，鍋爐中如果脫硫工藝較差一方面會造成設(shè)腐蝕，同時會造成較大的環(huán)境污染，另外一方面對于煤炭的充分燃燒也會產(chǎn)生不利的影響，本文重點對工業(yè)中鍋爐煙氣脫硫改造進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

【關(guān)鍵詞】鍋爐；煙氣；脫硫；改造

一、前言

鍋爐在煤炭燃燒的過程中，由于脫硫不充分，會造成相關(guān)的金屬器械受到腐蝕，同時也會造成較大的環(huán)境污染，本文重點對工業(yè)中鍋爐煙氣的脫硫改造進(jìn)行了詳細(xì)的探索，供相關(guān)技術(shù)人員參考。

二、問題的提出

某發(fā)電廠#7機(jī)組為200MW機(jī)組，鍋爐為HG-670/140-9型。2005年脫硫系統(tǒng)改造，增加了一臺增壓風(fēng)機(jī)，型號為RAF30-14-1。#7爐脫硫系統(tǒng)自投運后，存在風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)問題。經(jīng)過試驗，在旁路擋板全關(guān)的情況下，增壓風(fēng)機(jī)在負(fù)荷高于140MW此情況下，增壓風(fēng)機(jī)動葉開度80%，增壓風(fēng)機(jī)振動達(dá)6.2mm/s（11mm/s掉閘），增壓風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)，影響脫硫效率，嚴(yán)重威脅機(jī)組安全運行。

1、鍋爐設(shè)計運行參數(shù)

鍋爐型號HG-670/140-9，額定蒸發(fā)量670t/h，排煙溫度141℃，燃料總耗量162.2t/h，煙氣量200MW負(fù)荷下1134000m3/h。

2、增壓風(fēng)機(jī)原設(shè)計參數(shù)

增壓風(fēng)機(jī)型號RAF30-14-1，風(fēng)機(jī)入口流量388.31m3/s，系統(tǒng)全壓降2760Pa，風(fēng)機(jī)入口壓力0Pa，煙氣密度0.86kg/m3。

3、煙道設(shè)計參數(shù)

風(fēng)機(jī)出口界面￠1412x￠3241（mm），6.68m2；脫硫塔入口界面3000x8000（mm），24m2。

三、現(xiàn)有的脫硫除塵系統(tǒng)工藝有缺陷

1、現(xiàn)有的脫硫除塵系統(tǒng)工藝有缺陷

中心鍋爐房脫硫除塵系統(tǒng)工藝流程是：片堿（NaOH）加入攪拌池后，由除塵水溶解后形成堿液流至灰溝，在灰溝內(nèi)堿液和從除塵器內(nèi)出來的除塵水進(jìn)行中和反應(yīng)，然后流至沉渣池，在沉渣池內(nèi)進(jìn)行自然沉淀，沉積的灰渣被撈出，澄清的除塵水由除塵泵大量輸送至除塵器內(nèi)除塵脫硫，小部分至攪拌池溶解片堿。

通過分段審查工藝流程圖發(fā)現(xiàn)：溶解后的堿液首先通過灰溝在沉渣池和由除塵器內(nèi)出來的除塵水進(jìn)行中和反應(yīng)，然后進(jìn)入沉渣池，沒有完全溶解的片堿隨著灰渣一起被撈出。高濃度的堿液在整個流程中沒有優(yōu)先進(jìn)入除塵器內(nèi)進(jìn)行脫硫除塵，高濃度堿液的加入點在工藝上存在滯后性，有效利用率不夠，從而變相使堿液產(chǎn)生浪費。

2、除塵水對片堿的溶解效果差

為了檢驗除塵水對片堿的溶解效果，通過現(xiàn)場試驗：分別取兩個100ml的水樣，一個是自來水，一個是除塵水，分別加入50克片堿后發(fā)現(xiàn)，自來水中片堿全部溶解于水中，而除塵水中片堿只有部分溶解，部分片堿經(jīng)過攪拌后仍未溶解。

通過過濾未溶解的片堿，計算除塵水對片堿的溶解度僅為71克。通過化學(xué)反應(yīng)分析，在除塵器內(nèi)發(fā)生的脫硫反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：

2Na++2OH-+SO2=2Na++SO32-+H2O

由于SO32-的化學(xué)不穩(wěn)定性，遇到空氣中的氧氣，會被氧化成相對穩(wěn)定的SO42-，化學(xué)反應(yīng)方程式為：

2SO32-+O2=2SO42-

由于除塵水是循環(huán)使用的，因此，其中的Na+、SO42-離子在除塵水中循環(huán)后容易達(dá)到飽和，再用這種除塵水溶解片堿時，Na+在溶解攪拌池中很快達(dá)到飽和，根據(jù)沉淀溶解平衡的原理，Na+飽和的溶液和固體的片堿將會處于溶解和結(jié)晶的平衡，因此，含有Na+的除塵水對片堿的溶解度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于新水對片堿的溶解度。

在加堿設(shè)備運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動的攪拌機(jī)將未溶解的片堿與除塵水?dāng)嚢柙谝黄?，通過渣溝進(jìn)入沉渣池后片堿會迅速沉淀，然后被撈出。這就使片堿的利用率大大降低。

3、治理原則

選擇的處理工藝流程、建（構(gòu)）筑物型式、主要設(shè)備滿足生產(chǎn)和使用的要求，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)，確保經(jīng)治理后的煙氣排放濃度符合國家標(biāo)準(zhǔn)和地方要求。

以安全性和可靠性為目標(biāo)，遵守現(xiàn)有的設(shè)計規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。

確保煙氣達(dá)標(biāo)排放的同時，合理確定設(shè)計參數(shù)，使工程投資省、運行維護(hù)費用低；同時，選擇合理治理工藝，回收粉塵和脫硫渣（石膏）作為建材原料出售或利用，在獲得環(huán)境保護(hù)效益的同時爭創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益，力爭實現(xiàn)環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益雙贏。

根據(jù)生產(chǎn)需要，在經(jīng)濟(jì)合理的原則下，采用實用、可靠的先進(jìn)技術(shù)，確保系統(tǒng)投產(chǎn)后運行穩(wěn)定，易于操作、管理和維護(hù)。

三、熱管中冷器的工作原理

1、鍋爐設(shè)備中熱管冷器的工作原理

熱管中冷器是指用于冷卻高溫增壓空氣的熱管中冷器，其主要的工作原理是：選用水作為其主要的工作介質(zhì)，通過水分對發(fā)動機(jī)內(nèi)的熱量進(jìn)行吸收，使其蒸發(fā)，以實現(xiàn)對發(fā)動機(jī)尤其是內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的散熱。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，熱管中冷器的選材阻力是影響熱管中冷器冷卻工作效率的最大因素，并且通過中力熱管材料的實驗研究可知，熱管中冷器的效能在新的實驗階段有了巨大的提升。

2、熱管中冷器傳熱效能與阻力特性實驗

隨著人們對熱管中冷器傳熱效能和阻力關(guān)系之間的研究發(fā)現(xiàn)，造成熱管中冷器工作效率低、傳熱阻力變大的主要原因是傳熱器的結(jié)構(gòu)和材料的不同。在新的科學(xué)認(rèn)知下，通過對流體力學(xué)（CFD）軟件中熱管換熱器數(shù)值進(jìn)行再模擬研究，從而探究出以熱管換熱器傳熱性能為研究目標(biāo)的實驗。對實驗裝置和實驗結(jié)構(gòu)的總體想法是：設(shè)計1個熱管式中冷器，用于管翅式中冷器串聯(lián)冷卻高溫后進(jìn)行空氣增壓，在風(fēng)洞試驗臺上，對熱管中冷器的散熱、冷卻效果進(jìn)行研究，分析冷卻空氣的流速、冷熱側(cè)空氣緊扣溫差、熱側(cè)空氣流速等傳熱性能指數(shù)，從而實現(xiàn)對其冷卻效能與阻力特性之間關(guān)系的探究實驗。

實驗儀器共有3排熱管錯列布置，共41根銅鋁復(fù)合熱管，介質(zhì)為蒸餾水，熱管蒸發(fā)長度為5mm，熱冷凝段長度為5mm，中間隔板段長5mm，熱管總長200mm。蒸發(fā)段和冷凝段均為冷軋翅片，翅片間距為1.95mm，翅片高位2.5mm，翅片厚度為0.3mm，翅片根部厚度為0.5mm。

3、設(shè)備改造運行結(jié)果

在進(jìn)行熱管中冷器傳熱導(dǎo)性與阻力特性之間的關(guān)系實驗時，要采取科學(xué)、有序、合理的實驗步驟。主要的實驗步驟為：①熱側(cè)空氣進(jìn)出口溫度測量。在測量過程中，可以通過布置熱電偶測網(wǎng)進(jìn)行測量，在進(jìn)口處布置3個熱電偶，出口處布置15個熱電偶，在測量了每個熱電偶數(shù)據(jù)后，對其進(jìn)行有序的集合，并計算出進(jìn)口處和出口處平均每個熱電偶的數(shù)值，數(shù)值的取值范圍精確到0.1℃。在對熱側(cè)空氣進(jìn)出口溫度進(jìn)行采集時，可以使用PT100鉑電阻進(jìn)行溫度測量，同樣溫度的測量要進(jìn)行多次，然后對測量的結(jié)果進(jìn)行有序的集合，再計算出平均值，精度單位取到0.1℃。②在進(jìn)行冷、熱側(cè)空氣進(jìn)出口壓差測量時，可以采用測孔測試的方法。在試驗構(gòu)件前、后各開6個測壓孔進(jìn)行進(jìn)出口管道的壓差測試。在開孔過程中，要盡可能保證孔口之間的距離大致相同。在對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量時，與上述溫度測量方法一樣，對前、后共計12個測試孔的相應(yīng)壓強(qiáng)進(jìn)行3次以上的測試，并且根據(jù)前后構(gòu)件的位置分別測試前方構(gòu)建的進(jìn)口壓強(qiáng)和后方構(gòu)件的出口壓強(qiáng)，并及時進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。③在完成溫度和壓強(qiáng)的測量之后，開始對相應(yīng)的實驗構(gòu)件進(jìn)出口冷、熱空氣單位時間的流量進(jìn)行測試，其主要采用的是噴嘴組測試方法。在選擇噴嘴時，優(yōu)先選擇國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624標(biāo)準(zhǔn)的噴嘴，噴嘴前空氣壓力測量采用精度為0.4%的傳感器測量，傳感器的壓差設(shè)置精度為0.25%.④數(shù)據(jù)采集與計算。第三步結(jié)束后，要及時對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行表格化計算、歸納，在歸納過程中，要對實驗構(gòu)件中冷、熱空氣的溫度，壓力，單位時間的流量進(jìn)行明確分類，并統(tǒng)一其專有的單位符號，方便進(jìn)行再整理。整理之后，要將其信息數(shù)據(jù)編纂成信號，通過RS-121總線傳播到上位計算機(jī)中進(jìn)行公式化的計算。⑤總結(jié)實驗結(jié)果，對實驗進(jìn)行反思。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行公式化計算不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實驗構(gòu)件的冷側(cè)進(jìn)口溫度為25℃時，熱側(cè)空氣的流量為460kg/h。

四、結(jié)束語

綜上所述，本文重點對鍋爐中脫硫工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對目前存在的不足進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的解決措施，目的是優(yōu)化鍋爐燃燒環(huán)境，促進(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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