周麗麗　紀(jì)學(xué)英　魯戰(zhàn)明

【摘 要】采用濕式脫硫裝置的火電廠，不可避免地會出現(xiàn)“煙氣帶雨”現(xiàn)象。目前針對“煙氣帶雨”現(xiàn)象，尚無根本解決辦法，但可以通過除霧器的組合使用；控制煙氣流速同時(shí)適當(dāng)增大噴淋液滴粒徑；氣液分離技術(shù)以及提高除塵效率等方式，改善“煙氣帶雨”現(xiàn)象，提高脫硫系統(tǒng)連續(xù)可靠運(yùn)行小時(shí)數(shù)。

【關(guān)鍵詞】除霧器；氣液分離；降塵

由于濕式氨法脫硫技術(shù)具有脫硫效率高，吸收劑成本較低，不產(chǎn)生二次污染，副產(chǎn)物硫酸銨可作為化肥重復(fù)利用，能滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求等明顯趨勢，而被越來越廣泛地應(yīng)用于火電廠的煙氣脫硫中來，然而濕式氨法脫硫裝置在運(yùn)行過程中易產(chǎn)生“白霧”即“煙氣帶雨”，這些“白霧”中不僅含有水分，它還溶有硫酸、硫酸鹽及SO2和氨，如不妥善解決，會造成對大氣及周圍環(huán)境的二次污染。

“煙氣帶雨”是困擾濕式脫硫裝置應(yīng)用與推廣的重要因素，直接影響到濕式煙氣脫硫系統(tǒng)能否連續(xù)可靠運(yùn)行。目前，業(yè)內(nèi)尚無可根本解決此問題的方案。但可以從改善除霧設(shè)備、加強(qiáng)除塵減少煙雨凝結(jié)核的方式來減輕煙氣帶雨的程度。本文主要針對濕式氨法脫硫存在“煙氣帶雨”問題的原因進(jìn)行分析，對如何解決“煙氣帶雨”問題進(jìn)行了積極地探索。

1 “煙氣帶雨”原因分析

1.1 除霧裝置的除霧效果不理想造成煙氣帶雨

所有的濕式脫硫裝置內(nèi)部都設(shè)有除霧裝置，以除去煙氣中夾帶的水分，避免形成“降雨”。但在實(shí)際工程應(yīng)用中，往往會因?yàn)槌F器的選型，噴淋液液滴的粒徑，使得除霧裝置的除霧效果往往不盡人意。

1.2 粉塵凝結(jié)核作用加重?zé)煔鈳в?/p>

熱煙氣進(jìn)入煙囪后，由于煙囪內(nèi)部溫度較低，熱煙氣進(jìn)入煙囪后存在一個(gè)熱交換的過程。在接觸到冷的煙囪內(nèi)壁時(shí)形成了冷凝液，并掛靠在煙囪內(nèi)壁上。其凝結(jié)水量取決于煙囪的散熱量，根據(jù)熱平衡法計(jì)算，煙囪的散熱量等于煙囪內(nèi)飽和煙氣中水蒸氣凝結(jié)的放熱量。煙囪內(nèi)飽和煙氣的凝結(jié)水量Q的計(jì)算見式（1）：

Q=■（1）

式中，Δh為煙氣出入煙囪的高度差，m；K為煙囪對應(yīng)的機(jī)組容量，MW；D為煙囪的出口內(nèi)徑，m；Δt為煙氣與環(huán)境空氣的溫差，℃；R為水蒸氣的汽化潛熱；c為煙氣的比熱容KJ/kg；V為煙氣流量m3/h；取煙氣比熱容c=1.34KJ/（m3·℃），水蒸氣的汽化潛熱R=2261KJ/kg。根據(jù)此公式可計(jì)算出機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)每小時(shí)煙囪內(nèi)的凝結(jié)水量。

煙塵在隨煙氣排出過程中，在“煙氣成雨”過程中充當(dāng)了凝結(jié)核的作用，當(dāng)雨滴越積越大，重力大于空氣浮力時(shí)，便降落至以脫硫塔為中心的一定范圍內(nèi)，即“煙氣帶雨”現(xiàn)象。

2 “煙氣帶雨”的改進(jìn)方向

2.1 改善除霧器的除霧效果

影響脫硫裝置內(nèi)部除霧效果的因素有很多，按其影響程度可主要從三個(gè)方面進(jìn)行改善。

一是，除霧裝置單一，除霧效果較差，未起到應(yīng)有的作用，因此應(yīng)盡量避免使用單一形式的除霧器，可以將折流板式、絲網(wǎng)式及旋流板式除霧器多種除霧器組合使用、提高除霧效果。

二是，煙氣中夾帶液滴粒徑過小或煙氣流速過高，超出除霧器的除霧范圍，會影響除霧裝置的除霧效率。因此可以在控制煙氣一定流速情況下，選擇合適的噴嘴，增大噴淋液滴粒徑。我廠在實(shí)際應(yīng)用中，將原用的螺旋型噴嘴，技改為大通道螺旋型噴嘴，此類型噴嘴是在螺旋形噴嘴的基礎(chǔ)上經(jīng)過變形后得到的，增大了螺旋體之間的距離，允許通過的固體顆粒直徑與噴嘴內(nèi)徑相同，噴淋液滴粒徑的增大，對“煙氣帶雨”有一定改善作用。

三是，在煙囪頂部增設(shè)氣液分離裝置，常用的氣液分離裝置是由垂直方向上兩個(gè)重疊安裝的旋流板組成，煙氣通過時(shí)被改變流向，由于重力、離心力及慣性力等作用，使得煙氣中所夾帶的水分分離出來。還有一種新的靜電極化技術(shù)，目前應(yīng)用不是很廣泛，這種靜電極化是將煙氣中的液滴吸附在極化板上，液滴吸附多了以后，依靠重力回流，從而減少了煙氣中的含水量。

2.2 提高除塵效率，減少煙塵進(jìn)入脫硫系統(tǒng)

過多的顆粒煙塵會加劇“煙氣帶雨”的程度，并嚴(yán)重影響脫硫副產(chǎn)物硫酸銨的質(zhì)量。目前鍋爐煙氣的除塵方式多為靜電除塵或布袋除塵，為進(jìn)一步提高除塵效率，減少進(jìn)入脫硫裝置內(nèi)部的煙氣含塵量，可采用電袋復(fù)合式除塵器，前一級用電除塵，后一級用布袋除塵，兩種除塵互補(bǔ)，減少了進(jìn)入脫硫裝置內(nèi)部的煙氣含塵量，有利于減輕“煙氣帶雨”的程度。

3 業(yè)內(nèi)電廠成功改造經(jīng)驗(yàn)

上海外高橋第三發(fā)電公司通過在脫硫系統(tǒng)入口前增加煙氣冷卻器，大幅度降低了脫硫塔的入口煙氣溫度，從而降低了飽和煙氣的溫度，有效減少了煙氣降溫所需消耗的水量，即在一定程度上減小了整個(gè)脫硫系統(tǒng)的液氣比。這樣不僅可以降低脫硫系統(tǒng)內(nèi)耗水量，降低循環(huán)泵負(fù)荷，達(dá)到節(jié)水降耗的目的，同時(shí)減少煙氣中所夾帶的水分，改善了“煙氣帶雨”現(xiàn)象。

甘肅某電廠，齊魯石化采用了國內(nèi)目前尚未推廣使用的濕式靜電除塵裝置，在原有的機(jī)械除霧器上層又增加安裝一層濕式靜電除塵器（WFGD），其工作原理與電廠廣泛使用的干式靜電除塵器作用原理類似。利用靜電原理出去煙氣中的水分，減少煙氣的帶水量，改善了“煙氣帶雨”現(xiàn)象。

兗礦集團(tuán)華聚能源東灘電廠，采用的是煙塔分離結(jié)構(gòu)，即在脫硫塔外另建一座煙囪，經(jīng)脫硫塔脫硫后的凈煙氣，通過一道或幾道U型煙道后進(jìn)入單獨(dú)的煙囪排出。這不僅增加了煙氣的流程，使得煙氣中的水蒸汽及液滴有了更多的時(shí)間來冷凝、聚集，同時(shí)由于排煙管道的多次變向，增加了煙氣中液滴與煙道內(nèi)壁的碰撞幾率。有利于煙氣中水分的析出，減少煙氣的帶水量，改善了“煙氣帶雨”現(xiàn)象。

還有部分電廠采取了在凈煙氣出口處加裝GGH或注入熱二次風(fēng)的方法，提升排煙溫度，提高出口煙氣的拔高高度，也起到了改善了“煙氣帶雨”的作用。

4 結(jié)語

采用濕式脫硫裝置的火電廠，由于脫硫后煙氣溫度的降低，加上煙囪結(jié)構(gòu)及外界氣候的影響，都不可避免地會出現(xiàn)“煙氣帶雨”現(xiàn)象。同時(shí)，一旦出現(xiàn)脫硫除霧器堵塞、除塵系統(tǒng)運(yùn)行不正?；蛘咤仩t運(yùn)行工況調(diào)整等情況，將會加劇煙囪降雨現(xiàn)象。目前針對“煙氣帶雨”現(xiàn)象，尚無根本解決辦法，但可以通過除霧器的組合使用；提高除塵效率；運(yùn)行工藝的調(diào)整；煙道結(jié)構(gòu)控制煙氣流速等方式來加以改善，盡量減少“煙氣帶雨”現(xiàn)象。

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[責(zé)任編輯：湯靜]