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        某600MW機(jī)組濕法脫硫除霧器改造分析

        2015-06-06 11:42:08聶鵬飛
        綜合智慧能源 2015年8期
        關(guān)鍵詞:煙氣系統(tǒng)

        聶鵬飛

        (河北大唐國(guó)際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司,河北唐山 063611)

        某600MW機(jī)組濕法脫硫除霧器改造分析

        聶鵬飛

        (河北大唐國(guó)際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司,河北唐山 063611)

        為解決某電廠600MW機(jī)組濕法煙氣脫硫系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的除霧器堵塞和失效問題,將兩層平板式除霧器改造為一級(jí)管式加兩級(jí)屋頂式除霧器,并詳細(xì)介紹了改造方案、施工工期、工程造價(jià)和試驗(yàn)效果,改造后有效減少了吸收塔出口煙氣的液滴含量,保證了機(jī)組和脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

        600MW機(jī)組;濕法煙氣脫硫;除霧器;改造分析

        0 引言

        河北大唐某電廠2×600 MW機(jī)組采用石灰石-石膏濕法脫硫裝置,于2006年6月投產(chǎn)。該脫硫裝置投產(chǎn)以來,發(fā)現(xiàn)平板式除霧器不能很好適應(yīng)實(shí)際工況,多次出現(xiàn)結(jié)垢堵塞,影響機(jī)組和脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行。由于脫硫除霧器運(yùn)行效果不佳,凈煙氣經(jīng)常攜帶固體顆粒在煙囪出口形成降雨,對(duì)廠區(qū)環(huán)境造成危害,影響公司形象,為此,對(duì)原平板式除霧器進(jìn)行了改造。

        1 系統(tǒng)概況

        1.1 工藝流程

        煙氣經(jīng)過循環(huán)漿液脫硫處理后進(jìn)入除霧器,除去煙氣中夾帶的液滴及固體顆粒物(如圖1所示),煙氣夾帶液滴撞擊除霧器葉片后匯集并流回吸收塔漿池中。

        圖1 平板式除霧器及工藝流程示意

        1.2 吸收塔除霧器

        1.2.1 設(shè)備概況

        除霧器為兩級(jí)平板式,下層除霧器為粗除霧器,葉片間距為40mm,上層除霧器為精除霧器,葉片間距為25mm。設(shè)計(jì)參數(shù):安裝位置,吸收塔上部;層數(shù),2;結(jié)構(gòu)形式,平板式;沖洗水層數(shù),3層自動(dòng)+1層手動(dòng);除霧效率(39μm),99.9%;設(shè)計(jì)煙氣流速,4.4m/s;極限煙氣流速,5.5m/s;除霧器出口水的質(zhì)量濃度,75mg/m3;差壓允許值,150Pa。

        1.2.2 現(xiàn)有除霧器失效原因分析

        (1)塔內(nèi)煙氣流速高?,F(xiàn)有吸收塔直徑為16.5m,較同類型機(jī)組吸收塔直徑設(shè)計(jì)值偏小,而通過除霧器的煙氣量較設(shè)計(jì)值偏大。同類型機(jī)組吸收塔內(nèi)的煙氣流速一般在3.8m/s左右,而該裝置吸收塔內(nèi)煙氣流速為4.4m/s左右。煙氣在吸收塔內(nèi)的流速過高,煙氣帶漿飄出。

        (2)除霧器結(jié)構(gòu)不適應(yīng)工況。平板式除霧器的通流面積小,二級(jí)除霧器葉片間距離小,易堵塞且難清理。吸收塔進(jìn)出口煙道均在同側(cè),煙氣在通過除霧器時(shí)的流場(chǎng)也不夠均勻。

        1.2.3 除霧器堵塞后的危害

        (1)增加煙氣系統(tǒng)阻力。除霧器堵塞后不僅使引風(fēng)機(jī)出力變大,而且增加了煙氣系統(tǒng)電耗和廠用電率。凈煙氣含水量大,容易凝結(jié)成水滴對(duì)下游設(shè)備、設(shè)施造成腐蝕,凈煙道、煙囪內(nèi)筒均出現(xiàn)不同程度的腐蝕、泄漏,長(zhǎng)期下去將會(huì)直接威脅脫硫系統(tǒng)和主機(jī)組的安全運(yùn)行。

        (2)影響環(huán)保參數(shù)的穩(wěn)定性。凈煙氣夾帶漿液等液滴較多,煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)探頭極易堵塞和受到腐蝕。這樣,不僅加速損壞測(cè)量設(shè)備,增加維護(hù)費(fèi)用,而且影響環(huán)保參數(shù)的可靠性,從而對(duì)環(huán)保參數(shù)和環(huán)保核查工作造成不利影響。

        (3)形成酸雨。凈煙氣攜帶的液滴在煙囪出口會(huì)凝結(jié)成“石膏雨”等酸性雨滴形成二次污染,對(duì)廠區(qū)有較大污染,并會(huì)對(duì)人、車輛、建筑物、植被等造成危害。

        2 除霧器改造方案[3]

        為減少工程投資、工程量和施工周期,此次除霧器改造的前提是除霧器沖洗水泵、除霧器大梁、所有沖洗水閥門與接口均利用舊設(shè)備,除霧器沖洗水泵流量能滿足改造后的沖洗水要求,對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)和設(shè)備盡量少做變動(dòng)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行除霧器的設(shè)計(jì)和改造,并制定以下改造方案。

        (1)將原有的兩層平板式除霧器改造成兩層屋脊式除霧器,將除霧器葉片改為除霧效率更高的帶鉤葉片,提高除霧效率。

        (2)由于噴淋層與除霧器間距小,在噴淋層與除霧器中間增加一層管式除霧器,其中管式除霧器與一級(jí)屋脊式除霧器一體。管式除霧器的主要作用是調(diào)整和減少吸收塔出入口和噴淋層造成塔內(nèi)帶漿煙氣分布不均的影響,防止流場(chǎng)不均造成局部堵塞影響除霧效率。此外,可以過濾掉大部分大顆粒石膏漿液的液滴,在一定程度上緩解除霧器帶漿運(yùn)行的情況。管式+屋脊式除霧器改造后的效果如圖2所示。

        圖2 管式+屋脊式除霧器改造后效果

        經(jīng)計(jì)算,支撐梁荷載滿足要求,不需要改動(dòng)吸收塔內(nèi)部鋼梁結(jié)構(gòu),屋脊式除霧器直接在原平板式除霧器大梁上敷設(shè)。但因屋脊式除霧器沖洗水管與除霧器本體互為一體,沖洗水管道需要重新設(shè)計(jì)布置,沖洗水管與原有接口不能直連對(duì)接,因此,采用合金鋼管連接。此次改造須停機(jī)施工,主要工作有防火措施實(shí)施、塔內(nèi)腳手架搭設(shè)、防腐層打磨、平板式除霧器拆除、除霧器沖洗水管及吊架的切除、盲板焊接、防腐層恢復(fù)、管式及屋脊式除霧器安裝、合金管道安裝、閥門及電纜位置調(diào)整、系統(tǒng)調(diào)試等。此次改造停機(jī)施工工期共計(jì)22 d,改造費(fèi)用見表1[4]。

        表1 除霧器改造工程費(fèi)用 萬元

        3 改造效果分析[5]

        在運(yùn)行4個(gè)月后,邀請(qǐng)專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)脫硫除霧器后的煙氣進(jìn)行了性能測(cè)試。試驗(yàn)儀器,3012H煙塵測(cè)試儀、煙氣采集槍、液滴捕集器;測(cè)試方法,在除霧器出口凈煙道采集煙氣冷凝水,化驗(yàn)冷凝水中Mg2+的質(zhì)量濃度,經(jīng)過計(jì)算得出霧滴含量。具體計(jì)算方法如下。

        (1)液滴中水的質(zhì)量濃度

        式中:m01,m02為采樣后一、二級(jí)捕集器干燥后的質(zhì)量;m11,m12為采樣后一、二級(jí)捕集器干燥前的質(zhì)量;V為抽取的煙氣體積(標(biāo)態(tài),干煙氣,過??諝庀禂?shù)1.4)。

        (2)扣除煙道冷凝水滴后的水滴質(zhì)量濃度

        式中:ρmg1為捕集器中液滴的鎂離子質(zhì)量濃度,mg/L;ρmg2為吸收塔漿液中鎂離子的質(zhì)量濃度,mg/L。

        (3)液滴總質(zhì)量濃度

        式中:wX為吸收塔漿液含固量,%。

        試驗(yàn)測(cè)得除霧器改造前、后吸收塔出口煙氣攜帶的液滴質(zhì)量濃度平均值分別為55.7,35.2mg/m3,由此可以看出,霧滴含量大幅減少,改造效果明顯。

        4 結(jié)束語

        此次除霧器改造,前期論證充分、設(shè)計(jì)優(yōu)化到位、工程造價(jià)低、施工時(shí)間短。在改造后的10個(gè)月里,嚴(yán)格控制脫硫漿液的品質(zhì),定期沖洗,除霧器壓差始終穩(wěn)定在150 Pa以下,能夠有效減少吸收塔出口煙氣的霧滴含量,一定程度上緩解了石膏雨現(xiàn)象,達(dá)到了預(yù)期目的。

        [1]聶鵬飛.600MW機(jī)組濕法脫硫系統(tǒng)除霧器堵塞原因分析及對(duì)策[J].華電技術(shù),2011,33(11):69-73.

        [2]曾庭華,楊華,馬斌,等.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的安全性及優(yōu)化[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005.

        [3]沈海濤.濕法脫硫系統(tǒng)吸收塔除霧器改造分析及應(yīng)用[J].能源與環(huán)境,2013(6):61-63.

        [4]聶鵬飛.王灘電廠脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行初探[J].電力科技與環(huán)保,2010,26(4):57-59.

        [5]蔣建偉,樓杰,廖曉春.600MW機(jī)組煙氣濕法脫硫裝置吸收塔除霧器改造及效果分析[J].能源技術(shù)經(jīng)濟(jì),2011,23(12):66-69.

        (本文責(zé)編:白銀雷)

        TK 223.27

        B

        1674-1951(2015)08-0070-02

        聶鵬飛(1983—),男,河南新鄉(xiāng)人,工程師,從事火電廠脫硫技術(shù)監(jiān)督與設(shè)備點(diǎn)檢方面的工作(E-mail:daniao433@163.com)。

        2014-12-23;

        2015-07-04

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