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        2×600MW超臨界機(jī)組煙氣脫硫裝置的運(yùn)用

        2016-12-28 10:01:31廣西桂能科技發(fā)展有限公司廣西南寧530007
        低碳世界 2016年5期
        關(guān)鍵詞:循環(huán)泵煙道吸收塔

        歐 斌(廣西桂能科技發(fā)展有限公司,廣西南寧530007)

        2×600MW超臨界機(jī)組煙氣脫硫裝置的運(yùn)用

        歐 斌(廣西桂能科技發(fā)展有限公司,廣西南寧530007)

        隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展,同時(shí),對(duì)于電力資源的利用量也在日益的增加,所以火力發(fā)電是現(xiàn)如今人類社會(huì)發(fā)展不可或缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié),但是,火力發(fā)電會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣以及灰塵,因此,本文闡述了2×600MW超臨界機(jī)組煙氣脫硫裝置運(yùn)用的問(wèn)題,并對(duì)此類問(wèn)題提出了一些見(jiàn)解及解決措施,希冀對(duì)類似的工程或同行帶來(lái)一些參考及借鑒。

        2×600MW超臨界機(jī)組;煙氣脫硫裝置;應(yīng)用

        1 引言

        石灰石法是采用石灰或石灰石的漿液在洗滌塔內(nèi)吸收煙氣中的SO2并副產(chǎn)石膏的一種方法。這種方法在國(guó)外多用于活力發(fā)電,是工業(yè)化煙氣脫硫的主要技術(shù),另外,這一項(xiàng)技術(shù)還具有很多比較突出的有點(diǎn),例如,其具有較低的成本;作為吸收劑的石灰石的來(lái)源比較廣泛;具有較多的經(jīng)驗(yàn),在操作的時(shí)候比較簡(jiǎn)單等。但是,其還有一定的缺點(diǎn),容易對(duì)火電廠的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行腐蝕,以至于造成設(shè)備的損壞以及存在二次污染的嚴(yán)重問(wèn)題。

        2 主要工藝流程及說(shuō)明

        2.1 工藝流程

        該工程兩套脫硫裝置布置基本相同,配置相同。吸收塔系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)以鍋爐到煙囪軸線對(duì)稱布置,#1氧化風(fēng)機(jī)房和#2氧化風(fēng)機(jī)房有一定區(qū)別,主要是#2氧化風(fēng)機(jī)房放置了公用的2臺(tái)GGH吹掃空壓機(jī),在#2吸收塔區(qū)域設(shè)置公用事故漿液箱,到脫水工藝樓的距離#2脫硫短。系統(tǒng)主要工藝流程如圖1所示。

        圖1 2×600MW超臨界燃煤機(jī)組主要工藝流程圖

        FGD區(qū)域的平面布置根據(jù)工藝特點(diǎn),煙氣處理部分按一爐一塔設(shè)置,靠近主體煙道,這樣可使FGD煙道較短。FGD區(qū)域除了氧化風(fēng)機(jī)為室內(nèi)布置外,其余主要設(shè)備均為露天布置。與吸收塔相關(guān)的再循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、吸收塔區(qū)域漿池、增壓風(fēng)機(jī)、GGH盡可能就近布置,并使柱網(wǎng)有機(jī)地連成一體;再循環(huán)泵與吸收塔之間設(shè)置吸收塔操作和檢修平臺(tái),與GGH操作和檢修平臺(tái)共用樓梯間。整個(gè)布置在有限的場(chǎng)地上比較緊湊合理,檢修、運(yùn)行、安裝場(chǎng)地考慮充分。

        2.2 系統(tǒng)說(shuō)明

        2.2.1 控制系統(tǒng)

        該工程2臺(tái)機(jī)組的脫硫系統(tǒng),每臺(tái)分別采用1套分散控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制,機(jī)組及公用系統(tǒng)共用一個(gè)冗余監(jiān)控網(wǎng),對(duì)各機(jī)組及公用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視控制、組態(tài)下載,進(jìn)行獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)管理。在監(jiān)控網(wǎng)上留有與主機(jī)DCS、SIS、GPS時(shí)鐘、脫硫廢水處理系統(tǒng)的通訊接口。機(jī)組的脫硫系統(tǒng)與除灰系統(tǒng)合用一個(gè)脫硫控制室,運(yùn)行人員將能在少量就地操作和巡檢人員的配合下,通過(guò)FGD-DCS的液晶顯示屏操作員站對(duì)四臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)進(jìn)行啟/停控制、正常運(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整、異常與事故工況的處理。

        2.2.2 石膏貯存系統(tǒng)

        經(jīng)脫水后的石膏儲(chǔ)存在石膏倉(cāng),由汽車進(jìn)行外運(yùn),由于蘭溪地區(qū)水泥企業(yè)較多,石膏用于水泥添加劑,全部銷售處理完畢,對(duì)于春節(jié)期間采用廠內(nèi)臨時(shí)堆放。

        2.2.3 電氣系統(tǒng)

        脫硫島廠用電電壓等級(jí)與電廠主體部分一致,采用6kV及380/220V。脫硫島廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式與電廠主體部分一致,6kV系統(tǒng)采用低電阻接地380V系統(tǒng)中性點(diǎn)采用直接接地方式。

        脫硫島低壓廠用電系統(tǒng)采用動(dòng)力中心(PC)和電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)的供電方式。低壓廠用變壓器按單元配置,公用的低壓負(fù)荷接#1,#2爐公用MCC,其電源取PC段。

        3 脫硫裝置存在的問(wèn)題

        3.1 脫水和廢水系統(tǒng)

        脫水系統(tǒng)運(yùn)行不正常,僅有一臺(tái)脫水皮帶能運(yùn)行且還不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,脫水效率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,從而造成了吸收塔密度無(wú)法控制在合理范圍以及吸收系統(tǒng)產(chǎn)生的石膏不能及時(shí)排出。另外由于廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)故障,從而照成了吸收塔內(nèi)氯離子以及重金屬離子發(fā)生了富集現(xiàn)象,造成了吸收效率降低以及石灰石漿液活性降低,更重要的是同氯離子濃度偏高會(huì)加劇對(duì)各項(xiàng)設(shè)備造成不可挽回的損壞。

        3.2 噴嘴堵塞

        火電廠脫硫系統(tǒng)噴嘴堵塞問(wèn)題比較普遍存在,對(duì)噴淋塔,造成噴嘴堵塞原因多是吸收塔、煙道或循環(huán)泵漿液母管的襯膠脫落或玻璃磷片脫落造成;另外我區(qū)合山電廠3號(hào)機(jī)組、北海、來(lái)賓、永福電廠脫硫吸收塔為液柱塔,其噴嘴堵塞問(wèn)題更加突出,即使脫硫系統(tǒng)剛剛停運(yùn)清理噴嘴堵塞,但僅僅運(yùn)行很短時(shí)間又出現(xiàn)噴嘴堵塞的問(wèn)題;吸收塔噴嘴的堵塞對(duì)脫硫效率影響較大,特別是只有一層噴淋層的液柱塔,少量的噴嘴堵塞就可能造成脫硫效率大幅度降低甚至排放的SO2濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)吸收塔噴嘴出現(xiàn)堵塞時(shí),為防止排放的SO2濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)脫硫運(yùn)行人員只能采取加大進(jìn)漿液量維持漿液的高pH,這又造成漿液氧化惡化、石灰石利用率降低等一系列問(wèn)題的出現(xiàn)。

        3.3 吸收塔噴嘴堵塞以及減少吸收塔噴嘴堵塞的措施

        3.3.1 吸收塔噴嘴堵塞的原因

        (1)吸收塔漿液中的雜物,這些雜物有的是施工過(guò)程產(chǎn)生的各種垃圾,有的是防腐材料脫落,有的則是循環(huán)泵內(nèi)部襯膠脫落。

        (2)漿液中固體物的沉積,特別是塔壁結(jié)垢的垢塊。

        (3)漿液氧化不足。

        3.3.2 減少吸收塔噴嘴堵塞的措施

        (1)蓬停必檢制度:有停爐機(jī)會(huì)都檢查噴嘴堵塞情況;

        (2)脫硫系統(tǒng)停運(yùn)前必須進(jìn)行脫水,將其密度降至最低;(3)吸收塔漿液密度保持在較低水平;

        (4)減少雜物進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的機(jī)會(huì),包括石灰石制漿系統(tǒng),減少大顆粒石灰石進(jìn)入吸收塔;各排水坑排水溝加裝攔柵;

        (5)脫硫系統(tǒng)檢修后必須認(rèn)真清理塔內(nèi)、煙道內(nèi)等處的雜物;

        (6)對(duì)液柱塔經(jīng)常檢查漿液母管回流過(guò)濾器,當(dāng)過(guò)濾器后管道溫度過(guò)低時(shí)應(yīng)判斷為過(guò)濾器已被雜物等堵塞,應(yīng)通知檢修人員立即拆除清理。在漿液循環(huán)泵入口處加裝濾網(wǎng)加裝濾網(wǎng)應(yīng)注意到濾網(wǎng)有足夠孔隙面積,防止濾網(wǎng)被漿液堵塞,以避免循環(huán)泵入口負(fù)壓增加,循環(huán)泵流量降低、振動(dòng)增大及氣蝕。

        3.4 除霧器結(jié)垢問(wèn)題

        吸收塔除霧器結(jié)垢問(wèn)題也是我區(qū)部分火電廠比較突出的問(wèn)題,特別是一級(jí)除霧器下部結(jié)垢相當(dāng)嚴(yán)重。除霧器的結(jié)垢不但造成脫硫系統(tǒng)阻力增大,電耗增加,還很容易造成煙氣帶漿,GGH堵塞等。除霧器的結(jié)垢,除除霧器的沖洗方式存在缺陷外,除霧器的結(jié)構(gòu)、吸收塔內(nèi)設(shè)計(jì)的煙氣流速偏高也是其重要原因。

        除霧器結(jié)垢原因分析:

        (1)除霧器葉片間距過(guò)小。葉片間距變小,整個(gè)吸收塔相對(duì)通流面積變小,煙氣流速提高,除霧效率隨之提高,但板片截留物相對(duì)增多,沖洗難度加大,易發(fā)生結(jié)垢。但如果除霧器葉片間距過(guò)大,除霧效率降低。

        (2)沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。沖洗覆蓋率不足,就會(huì)使除霧器板片出現(xiàn)干區(qū),導(dǎo)致結(jié)垢和堵塞。沖洗噴嘴與除霧器間距過(guò)高,造成沖洗強(qiáng)度不足。

        (3)除霧器入口前的煙氣流速分布不均勻。一個(gè)電廠測(cè)試結(jié)果表明:除霧器入口煙氣平均流速為8.8m/s,其中最小煙氣流速為5.87m/s,最大煙氣流速為11.49m/s.顯然,煙氣流速在空間的分布非常不均勻,這必將影響除霧效率。

        (4)煙氣帶漿嚴(yán)重。煙氣帶漿嚴(yán)重主是出現(xiàn)吸收塔內(nèi)煙氣流速偏高,除霧器層與噴淋層間距偏小。對(duì)液柱塔,出現(xiàn)煙氣帶漿嚴(yán)重主要是噴嘴堵塞較多。吸收塔漿液過(guò)飽和度較大。當(dāng)漿液過(guò)飽和度過(guò)高時(shí),會(huì)形成新晶核,這樣的漿液液滴被除霧器捕集后,會(huì)在除霧器板片表面結(jié)晶、長(zhǎng)大,直至堵塞除霧器。吸收塔漿液氧化不足,亞硫酸鈣含量較高。而粘性很強(qiáng)的亞硫酸鈣粘附在除霧器葉片上,含有大量CaSO3的液滴被除霧器捕集后,會(huì)在除霧器板片繼續(xù)被被O2氧化,生成石膏晶體,在板片表面形成硬垢。

        4 無(wú)煙氣旁路時(shí)脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行措施

        無(wú)煙氣旁路時(shí)脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

        4.1 增設(shè)事故噴淋系統(tǒng)

        (1)作用。在鍋爐投油啟動(dòng)、循環(huán)泵全部故障停運(yùn)、FGD斷電的情況下,同時(shí)開(kāi)啟一、二級(jí)噴淋系統(tǒng),可將煙氣溫度降至70~80℃,確保塔內(nèi)的噴淋層、除霧器、防腐材料等的安全

        (2)事故煙氣降溫水來(lái)源有兩路。一路由工藝水泵提供,脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),采用工藝水泵提供的水源;一路由除霧器水泵提供,且除霧器水泵接保安電源。

        4.2 增設(shè)吸收塔漿液區(qū)設(shè)置高位溢流管

        鍋爐投油點(diǎn)火階段,漿液泡沫大量增加,在吸收塔漿液池的上部設(shè)置高位溢流口,當(dāng)漿液池液位超過(guò)吸收塔正常運(yùn)行的最高液位時(shí),漿液將通過(guò)高位溢流管排至吸收塔排水坑,防止?jié){液溢漲進(jìn)入吸收塔人口煙道內(nèi)。

        4.3 設(shè)置煙道排水口

        在進(jìn)行無(wú)煙氣旁路時(shí)脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),可以在吸收塔的入口和增壓風(fēng)機(jī)的出口之間煙道的最低點(diǎn)位置來(lái)進(jìn)行煙道疏排水管道的設(shè)置。為了避免溢流液沖擊運(yùn)行中的增壓風(fēng)機(jī)葉片,如果發(fā)生塔內(nèi)漿液向煙道溢流情況的時(shí)候,可以將溢流的漿液可通過(guò)煙道的疏排水管道排至脫硫島內(nèi)的排水坑。

        4.4 有條件時(shí)設(shè)置消泡劑添加系統(tǒng)

        如果鍋爐長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷投油穩(wěn)燃工作的時(shí)候,除了可以應(yīng)用添加消泡劑的的方法之外,還可以采用增加廢水排放量的方法。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        總之,2×600MW超臨界機(jī)組煙氣脫硫裝置的運(yùn)用有效的煙氣中硫的含量,在很大程度上減少了火力發(fā)電對(duì)于環(huán)境的污染,但是,這一技術(shù)還存在很大的不足,還需要相關(guān)科研人員對(duì)此對(duì)象有利的改造,以此來(lái)造福于人類。

        [1]王冠華,章 超.2×600MW超臨界燃煤機(jī)組煙氣脫硫工程[J].廣東化工,2013(25).

        [2]胡志光,胡曉貝.600MW燃煤機(jī)組煙氣脫硫裝置的仿真設(shè)計(jì)研究[J].綠色科技,2013(09).

        [3]龍劍輝.600MW機(jī)組煙氣脫硫裝置運(yùn)行優(yōu)化與技術(shù)改造[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2014(20).

        X701.3

        A

        2095-2066(2016)05-0038-02

        2016-2-1

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