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【技术汇】火电厂烟气旁路脱硫技术缺陷和危害说明
时间:2021-03-19 08:15:21

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随着绿色环保理念的提出,我国火电厂烟气旁路脱硫技术改造理念越来越受到相关行业技术人员热议,取消脱硫旁路系统几乎已经成为了火电厂脱硫技术应用的必然趋势。而人们之所以提出这样的想法,是因为火电厂烟气旁路脱硫技术存在一些较为明显的缺陷和危害,已经与当前的技术水平要求存在较大出入。但是取消烟气旁路脱硫技术又可能诱发一系列的问题,因此,在实际落实执行过程中,还需要具体情况具体分析,采取合理措施加以补偿。

1 火电厂烟气旁路脱硫的缺陷和危害

1.1 降低锅炉运行效率,影响脱硫设备整体性能

烟气旁路系统的存在会对进入省煤器的流量进行分流,从而降低省煤器的吸收热量,致使整个锅炉装置的热效率也被同时降低,而且分流后烟气流速也会变慢,这样就会增加省煤器和其他设备构件积聚烟灰的概率,有可能导致设备局部过热而爆管。而如果为了避免这种问题的发生而增加吹灰器运行频率,则会增加设备能耗,给火电厂增加成本负担,与此同时还有可能因为吹灰频率增加使得进入烟囱的烟气温度过低,给烟囱造成被结露腐蚀的风险。面对这种情况,即便是选择调整锅炉设备的参数,同时增加燃煤量的方法来提高到达省煤器烟气的温度,也还需要对燃烧器的角度进行调整,这样会造成省煤器的各个受热面,包括过热器、水冷壁以及再热器等,都面临烟气过速、过热的风险,同时还会增加受热面磨损几率,相应的,过热器和再热器吸收了过多的热量,减温器的喷水量就要增加,实际上还是增加了能耗。

1.2 增加除尘器出力,增加除尘设备被腐蚀的危险

烟气旁路使用过程中有时候需要喷射浓盐水,通过盐分结晶的析出,来增加除尘设备的出力,使其达到预期的设计标准。但是在使用这种方法的同时,结晶出来的盐分也会在排渣口结块形成污堵现象,久而久之就会逐步腐蚀除尘设备,降低其运行性能,缩短设备使用寿命,给火电厂无形中增加很多不必要的设备维修支出。除此之外,盐分结晶同时蒸发出去的水蒸气同样也会对除尘设备产生或多或少腐蚀危害。

1.3 使锅炉烟道系统改造空间受限,增加检修难度

锅炉的总体结构设计中,脱销或脱硫装置本身已经占据了很大一部分,使得锅炉可改造弹性空间十分有限,在此基础上再增加烟气旁路系统,便更加缩小了改造空间范围,不仅如此,使用烟气旁路系统的同时,还要配备烟气挡板,以便后续检修旁路喷淋设备使用,这从某种角度来说实际上是增加了锅炉故障点范围,而且如果真的发生燃烧事故,关闭烟气旁路,就会导致锅炉内烟气量迅速积聚,破坏锅炉系统的正常运行功能。锅炉内的烟气都是高温状态,具有极高的危险性,检修人员要在如此狭窄的空间范围内定位故障点,并采取准确措施加以应对,难度相对来说比较高,而且这对于检修人员的生命安全也存在很大威胁。

2 取消脱硫系统烟气旁路的必要性

就目前我国大多数火电厂脱硫装置应用情况来看,烟气旁路系统的仍然占据着很大市场,当前要取消烟气旁路系统的原因主要是从环保角度考量,同时也是为了改善火电厂脱硫装置的运行效率,减少一些危害的产生。脱硫环节是火电厂生产作业过程中不可或缺的一部分内容,因为诸多原因限制,烟气旁路脱硫装置缺乏足够的主动性,所以使用效率一直比较低。基于以上这些原因,综合考虑当前火电厂脱硫装置的设计技术水平,去掉烟气旁路系统是符合时代发展趋势的。

3 取消后应采取的补偿措施

3.1 加强烟气的预处理

在吸收塔入口烟道上设计两套事故喷淋系统来保护塔内的设备。主要表现在锅炉点火初期和机组故障跳闸时,进入FGD塔的烟气温度会非常高,预估可达180℃,故须应把短瞬事故性超高温度在最极短的时间内迅速降低,降低达到设计温度,这样避免高温容易对吸收塔内设备如除雾器、喷淋管、防腐等造成危害破坏。

3.2 增加吸收系统除油措施

油烟会在当锅炉启动投油或低负荷下投油时进入吸收系统。通常有三种除油方法:一种是在吸收塔内将油烟吸收下来,再将浆液进行处理。第二种方法是将污染严重的石膏浆液直接抛弃。第三种是通过在吸收塔进口烟道上设置的事故喷淋装置,将烟气中的油烟吸收下来,再通过泵输送到废水处理系统。

3.3 FGD系统主要设备的备用率需提高

应该加大对FGD系统中的主要设备的必须备用率,考虑设置对系统中其它容易出现故障的设备或阀门100%的备用,设备选择材料标准要提高,避免因FRP材质问题而产生的管道破裂、断损产生等原因的产生碎片等造成的堵塞循环泵、喷嘴等现象,这样既保证在浆液池内维持氧化空气需要的扩散效果,保证石音等副产品的质量又保证脱硫效率。

详细方案如下:方案设置备用循环泵系统,备用一台吸收塔循环泵及喷淋层。采用合金覆盖用于支持吸收塔喷淋管的支撑梁,有效防控喷嘴对喷淋管支撑梁的冲刷和腐蚀,减少喷淋层的泄漏事故的发生。同时建议增加除雾器自动冲洗系统,因除雾器设备处理的介质混有石英、亚硫酸钙固体颗粒,不适宜或不正确的冲洗极易导致出现大面积结垢,使除雾器的通道空间变狭窄,导致烟气流速增快,将气流中的固体颗粒直接带至除雾器后方,导致除雾器上表面出现结垢,将会影响除雾器性能,增加一层冲洗能有效防止结垢现象的生成,保证除雾器的性能效果。合金材料也应用在吸收塔浆液池内的关键部件,如塔内氧化空气管道等高耐腐蚀的合金,避免因FRP材质管道断裂、破损产生的碎片等原因造成的循环泵、喷嘴等重点部件堵塞产生,保证脱硫效率。

3.4 提高设备耐腐蚀的性能和可靠度

不同设备选用不同的防腐材料,如吸收塔、烟道、钢构架箱罐、混凝土坑池、地沟等选用不同的耐腐蚀材料,有针对性的作出设计施工方案,优化材料,杜绝为赶施工进度无视环境因素的限制而违反防腐施工规定。

3.5 保障石灰石浆液安全供应

如果石灰石浆液罐搅拌器或泵故障,极易造成新鲜的石灰石浆液不能及时输送到吸收塔内进行反应,使脱硫效率降低,所以应当采取措施避免以上原因降低脱硫效率。所以建议双冗余设置石灰石浆液制备系统,双套石灰石浆液制备系统之间互为备用,采用双管路设计至吸收塔的石灰石浆液的供应,保证无论是搅拌器还是浆液泵故障或管道堵塞、磨损的情况下,都可以满足使用要求。

4 结论

经过以上一系列分析阐述可以发现,火电厂烟气旁路脱硫技术的应用虽然起到了一定的作用,但是却存在很多的缺陷,比如降低锅炉热效率、增加锅炉运行能耗等,与当前环保低碳的发展理念不符。取消火电厂烟气旁路系统已经成为了势在必行的趋势,相关行业工作人员应当对此形成清晰认识,在充分了解烟气旁路系统危害和缺陷的基础上,积极学习先进的取消补偿技术,以促进我国火电厂脱硫技术应用的长期健康发展。


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