李輝 顏常柏

【摘 要】本文對徐州金山橋熱電有限公司3X220T/H循環(huán)流化床鍋爐煙羽治理工程及其他輔助設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了介紹，并對系統(tǒng)運(yùn)行后的問題及解決方法進(jìn)行了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】煙羽治理;設(shè)計;運(yùn)行;結(jié)論

中圖分類號： X773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）23-0015-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.23.005

1 工程概況和設(shè)計原則

1.1 工程概況

徐州金山橋熱電有限公司3×220T/H循環(huán)流化床鍋爐煙羽治理工程及其他輔助設(shè)備系統(tǒng)。

煙羽治理：采用漿液冷凝技術(shù)路線。通過脫硫塔頂層噴淋漿液冷卻，將吸收塔出口煙氣溫度冷卻至夏季（4月—10月）至47℃和煙氣含濕量10.4%以下，冬季（11月—次年3月）至45℃和煙氣含濕量9.5%以下，達(dá)到煙羽治理的目的。

1.2 設(shè)計范圍

設(shè)計對已有脫硫系統(tǒng)進(jìn)行煙羽治理改造，改造循環(huán)漿液管道增加漿液冷卻器及循環(huán)冷卻水管路系統(tǒng)、新建一座機(jī)力冷卻塔及相應(yīng)輔助系統(tǒng)、增加地坑及相應(yīng)的除霧器沖洗水泵及漿液排出泵、原工業(yè)水池增加液下泵等。

設(shè)計上采用漿液冷凝技術(shù)。

漿液冷卻器系統(tǒng)：包括本體和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)以及相關(guān)管道、閥門等附件。

全套至少包括：

（a）漿液冷卻器本體。

（b）相應(yīng)循環(huán)漿液管道改造。

（c）循環(huán)冷卻水泵及相應(yīng)管道閥門等附件。

（d）裝置需要的所有輔助支撐結(jié)構(gòu)，例如水泵和電機(jī)的底座等。

機(jī)力冷卻塔系統(tǒng)：

-新建一座機(jī)力冷卻塔。

水平衡系統(tǒng)：包括水池、除霧器沖洗水泵、漿液排出泵以及相關(guān)管道、閥門等附件。

1.3 設(shè)計接口

·漿液

入口：—#1、#2、#3脫硫塔的循環(huán)泵D出口管道。

出口：—#1、#2、#3脫硫塔的循環(huán)泵D出口管道。

·循環(huán)冷卻水：

入口：—接自工業(yè)水、河水。

出口：—煤場噴淋系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)

1.4 工藝系統(tǒng)設(shè)計原則

（1）煙氣溫度不高于53℃，漿液冷卻器運(yùn)行時，能保證冷凝后煙溫達(dá)到47℃以下，煙氣含濕量10.4%以下;煙氣溫度不高于51℃，漿液冷卻器運(yùn)行時，能保證冷凝后煙氣溫度達(dá)45℃以下，煙氣含濕量9.5%以下。

（2）鍋爐從50%BMCR到100%BMCR工況條件下，漿液換熱裝置都能正常運(yùn)行。整套漿液冷卻器裝置在設(shè)計上，應(yīng)保證脫硫塔出口處煙氣溫度在安全合理的區(qū)間范圍內(nèi)，整套設(shè)備的使用壽命均>10年。

（3）設(shè)計保證改造后漿液循環(huán)泵出口增加漿液冷卻器的阻力不超過2米揚(yáng)程。

（4）機(jī)力冷卻塔的冷卻能力按兩臺爐滿負(fù)荷的煙氣量來設(shè)計。

（5）本設(shè)計漿液冷卻系統(tǒng)所需的水量由設(shè)計方提供3臺循環(huán)水泵來滿足，并通過出口聯(lián)絡(luò)管的方式能實現(xiàn)互為備用。2臺循環(huán)水泵為變頻控制。泵房預(yù)留一臺循環(huán)水泵空間。

（6）為保證改造后脫硫島能建立新的水平衡，在脫硫島核心位置新增壹座水箱4*4*4，及除霧器沖洗水泵及漿液排出泵。

2 工藝系統(tǒng)

設(shè)計煙羽治理工程采用工藝，整套系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)構(gòu)成：

·漿液冷卻器系統(tǒng)

·機(jī)力冷卻塔系統(tǒng)

·水平衡系統(tǒng)

2.1 漿液冷卻器系統(tǒng)

2.1.1 主要功能

用于通過循環(huán)冷卻水冷卻脫硫塔循環(huán)漿液的溫度。

2.1.2 系統(tǒng)描述

鍋爐從50%BMCR到100%BMCR工況條件下，漿液換熱裝置正常運(yùn)行。整套漿液冷卻器裝置在設(shè)計上，滿足脫硫塔出口處煙氣溫度在安全合理的區(qū)間范圍內(nèi)，整套設(shè)備的使用壽命均>10年。

漿液冷卻器布置在漿液循環(huán)泵出口的豎向直管段上，立式布置，設(shè)置四個耳座，在立管支墩空處設(shè)置鋼支架進(jìn)行支撐。換熱器底部與頂部設(shè)置漿液接口，上部與下部側(cè)邊設(shè)置冷卻水接口，漿液自下而上流動，冷卻水上進(jìn)上出。冷卻水側(cè)進(jìn)出口處留有清洗口，漿液側(cè)利用原有循環(huán)管道沖洗系統(tǒng)，對冷卻器進(jìn)行停機(jī)時沖洗，確保漿液冷卻器長期穩(wěn)定運(yùn)行。

漿液冷卻器在煙氣出口溫度不大于53℃，夏季（4月—10月）冷凝后煙溫達(dá)到47℃以下，煙氣含濕量10.4%以下;冬季（11月—次年3月）冷凝后煙氣溫度達(dá)45℃以下，煙氣含濕量9.5%以下。

本次設(shè)計對換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，防止傳熱元件的堵塞、結(jié)垢，并設(shè)置清洗接口。

本次設(shè)計保證改造后漿液循環(huán)泵出口增加漿液冷卻器的阻力不超過2米（換算成揚(yáng)程），這樣漿液循環(huán)泵電機(jī)不需更換，但由于我公司現(xiàn)采用的襄樊漿液循環(huán)泵不存在變頻能力，采購29米揚(yáng)程的葉輪滿足漿液循環(huán)泵正常運(yùn)行，不影響脫硫效率。同時提供壹臺備用葉輪。

2.1.3 系統(tǒng)主要設(shè)備選型

單臺漿液冷卻器參數(shù)表，共設(shè)3臺，每塔1臺

2.2 機(jī)力冷卻塔系統(tǒng)

2.2.1 主要功能

用于換熱器的循環(huán)水冷卻降溫。

2.2.2 系統(tǒng)描述

循環(huán)水的機(jī)力冷卻塔建設(shè)在脫硝空壓機(jī)房西側(cè)，距離最近的#3脫硫塔約80米，管道的具體位置和走向根據(jù)現(xiàn)場情況定。

機(jī)力冷卻塔的冷卻能力按兩臺爐滿負(fù)荷的煙氣量來設(shè)計。

機(jī)力冷卻塔的補(bǔ)水有兩路取水點，一路為工業(yè)水池，由設(shè)計方安裝兩臺液下泵（一用一備）來保證冷卻塔的補(bǔ)水，并實現(xiàn)遠(yuǎn)程DCS控制;另一路為#3凈水器進(jìn)水管道（原水壓力為0.25Mpa），經(jīng)盤式過濾器并入補(bǔ)水管。工業(yè)水池補(bǔ)水為常規(guī)補(bǔ)水方式，凈水器入口為緊急補(bǔ)水方式。

漿液冷卻系統(tǒng)所需的水量由3臺循環(huán)水泵來滿足，并通過出口聯(lián)絡(luò)管的方式能實現(xiàn)互為備用。2臺循環(huán)水泵為變頻控制。泵房預(yù)留一臺循環(huán)水泵空間。

新增冷卻塔排污分兩路，一路接入雨水，一路經(jīng)過水泵升壓接入煤場噴淋系統(tǒng)。

2.2.3 系統(tǒng)主要設(shè)備選型

（1）機(jī)力冷卻塔選型：水量3000m3/h，入口溫度37℃，出口32℃，F(xiàn)RP材質(zhì)，濕球溫度28℃。

（2）循環(huán)冷卻水泵出力按1500m3/h，揚(yáng)程26m選取。共三臺，兩用一備。兩臺變頻。

2.3 水平衡系統(tǒng)

2.3.1 主要功能

為保證改造后脫硫島能建立新的水平衡。

2.3.2 系統(tǒng)描述

為保證改造后脫硫島能建立新的水平衡，在脫硫島核心位置新增壹座水池4*4*4，所有設(shè)備機(jī)封水（包括真空泵密封水和真空皮帶機(jī)密封水）、凈煙道凝結(jié)水（事故噴淋水箱的溢流和疏水）回收至沖洗水箱，此水作為除霧器下層沖洗水并配備兩臺除霧器沖洗水泵與原除霧器沖洗水管道聯(lián)通，補(bǔ)水取自附近的工業(yè)水管道。增加輸送泵打至冷卻塔，輸送泵一用一備。

除霧器最下層沖洗水增設(shè)一路三聯(lián)箱排水水源。

濾液水增設(shè)一路至三聯(lián)箱管路，經(jīng)澄清處理后，作為除霧器下層沖洗備用水源。

濾布沖洗水箱補(bǔ)水實現(xiàn)自動控制，水源仍采用真空泵密封水出水。

將原濾液水池至石灰石漿液池的PPR管道改造為FRP管道或者碳鋼襯膠管道并配置鋁皮保溫，DN80管道合計總長約50米。

新增加壹路濾液水池水池至事故漿液箱管道材質(zhì)選用FRP管道或者碳鋼襯膠管道并配置鋁皮保溫，DN80管道合計總長約120米。

所有與腐蝕介質(zhì)接觸的設(shè)備、部件都需要防腐。

廢水泵房新增兩臺DN50的電動閥并實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

2.3.3 系統(tǒng)主要設(shè)備選型

（1）水池混凝土3mW×3mL×4mH。

（2）除霧器沖洗水泵出力按61m3/h，揚(yáng)程65m選取。共二臺，一用一備。

（3）漿液排出泵出力按流量22m3/h，揚(yáng)程25m選取。共二臺，一用一備。

3 系統(tǒng)運(yùn)行情況

煙羽系統(tǒng)運(yùn)行以來，整體運(yùn)行情況良好、穩(wěn)定，滿足技術(shù)協(xié)議的各項設(shè)計指標(biāo)，但也存在一些問題如下：

（1）漿液冷卻循環(huán)水設(shè)計都按32度入口，出口37度，實際使用水溫只有10多度，這就造成漿液冷卻換熱器面積顯得偏大，脫硫塔的出口煙氣溫度都降到40度以下。

（2）漿液管道冷凝水比設(shè)計的多，影響水平衡了。

針對以上問題可作如下改進(jìn)：

（1）根據(jù)外界的環(huán)境問題，如果冬季期間，可以停止冷卻塔風(fēng)冷系統(tǒng)，可以提高循環(huán)水的溫度，控制吸收塔的水量。

（2）通過調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的變頻器，改變循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步調(diào)整換熱器的換熱量。

4 結(jié)論

從現(xiàn)場實際的運(yùn)行情況來看，本工程煙羽治理工程系統(tǒng)的設(shè)計滿足業(yè)主要求，并安全穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)計當(dāng)中的小缺陷，經(jīng)過調(diào)整、調(diào)試后系統(tǒng)都達(dá)到最佳要求，都已經(jīng)順利移交業(yè)主。

【參考文獻(xiàn)】

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