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摘 要:我国燃煤电厂SO2的排放和污染问题越来越受到社会的关注,文章简单阐述了石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的原理及特点,并对脱硫工艺的流程及其主要影响因素做了分析,同时着重阐述了FGD系统的优化问题。
关键词:燃煤电厂;烟气;脱硫工艺;FGD系统优化
随着人们生活水平的提高,家用电器被普遍使用,电力的需求也在不断的增长。從90年代开始,我国大型的燃煤电厂就开始应用烟气脱硫技术,随着国家相关法规、法律、政策的出台和实施,更多的火电厂需对SO2进行控制。燃煤造成了大气污染,同时还形成了SO2和酸雨。酸雨污染的加剧对农业和人体健康、建筑物材料、生态系统等方面造成了重大的危害。
一、FGD系统的优化和经济分析
电厂要对已经投入运行的FGD系统进行运行优化。虽然在设计时根据实际工况已经对各种参数设计优化了,然而实际运行中,锅炉负荷、煤种、烟气量、烟气浓度、烟气温度、设备状态、吸收剂品质等条件经常发生变化,若根据原来的参数运行,会对FGD系统的本身运行造成威胁,甚至导致系统无法正常运行。
1.1 FGD的运行优化
为了保证机组和脱硫设备在事故状态下可以安全高效的运行,对于FGD保护做合理的设计是必不可少的,经过对脱硫设备实际运行的研究,我们对FGD做了以下优化:①吸收塔浆液参数优化。根据我厂几年的运行和优化经验,吸收塔浆液pH值应控制在5~5.8。但是,由于各电厂的石膏品质、锅炉燃煤、脱硫工艺等不尽相同,吸收塔浆液最佳pH值也会有所不同,只有通过不断调整浆液pH值,观察脱硫效率的变化,从中找出最佳的pH值。②增压风机的入口压力异常引起FGD主保护的优化。烟气的脱硫装置大多设置了针对增压风机的入口压力异常状态的保护,但大多数都只有一个级别。为了提高机组和脱硫设备的运行安全可靠性,所以建议针对这个保护优化成两个级别:保护级别Ⅰ,增压风机的入口压力大于600Pa以及小于-1000Pa时,则快开烟气的旁路挡板;级别Ⅱ,当增压风机入口压力大于1200Pa,则快开烟气的旁路挡板,待旁路挡板开启之后增压风机停运。
1.2 降低烟气的系统阻力
GGH(烟气-烟气换热器)是脱硫系统的主要设备,一般换热元件的板型是采用紧凑型的波纹板,净烟气中的浆液微粒以及烟气中的灰份都很容易沉降在波纹板上,这是导致GGH堵塞的一个原因。脱硫烟道的系统阻力变化同脱硫的烟气流量、GGH的差压有紧密的关系,GGH堵塞及烟气流量的增大都会造成烟气系统阻力增大,所以为了使GGH在运行中由于积灰造成阻力升高的问题得到控制,设计中GGH配套了高压水冲洗和在线的压缩空气吹扫,来保持GGH的换热片清洁,在运行的过程中发现随运行时间增加,增压风机电流和GGH的差压都呈不断的升高趋势,增压风机的电流升高同GGH堵塞有紧密联系。因此,除了在运行中及时根据差压的变化调整高压水冲洗的频率外,同时在机组停运的时候,应人工对脱硫GGH做彻底的高压水除垢清洗,以求清洗之后取得良好的效果。把增压风机的功耗降低是极为重要的,因为在整个脱硫系统中增压风机的功耗有关键的作用。脱硫装置运行优化的重要目的是为提高设备的安全可靠性,在运行中进行调整优化是见效最快和最经济的手段,这需要工作人员在工作实践中不断地积累经验、分析总结,还要加强行业的沟通交流,携手促进脱硫装置经济稳定的运行。
1.3 经济分析
在燃煤电厂引进脱硫装置系统,这是发展的大势所趋,但是由于引进脱硫设施的运行费用和初期的投资,都会造成电价上涨。按照相关规定,国家将优化发电厂竞争的环境,控制发电厂的成本,以求控制电价。因此在进行脱硫工艺的选择时,对相关的脱硫工艺的脱硫装置的初次投资费用以及经济社会效益要做全面的比较和调查,这对脱硫工艺的选择有重大的影响。经济评价考虑的因素一般有:经济效益、投资费用和年运行费用。在技术性能相差不多的情况下,应首选经济性好的脱硫工艺。脱硫工程属于环保工程范围,作为一个建设项目就存在着环境的影响,如若考虑不到位,则会造成二次污染。其潜在的环境问题主要有:对于脱硫的副产品处置问题,包括副产品在抛弃和堆存时对环境造成的影响;脱硫吸收剂的制备系统所产生的噪声和扬尘;脱硫废水对水体造成的影响;脱硫之后净烟气的抬升造成的影响。
二、石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术
石灰石-石膏湿式的脱硫工艺是目前应用范围最广和技术最为成熟的脱硫方法,该项技术在实际中应用的较多,进步的较快,随着技术的不断创新和进步,会逐渐降低工程投资和缩小占地面积,适合我国的火电机组大容量和高参数的发展方向,一般用于大于300MW以上的发电机组,使用率占火电厂的脱硫总量90%以上。
2.1 脱硫原理及工艺流程
将熟石灰和石灰石等细粉末做成泥浆吸收SO2,其副产品是石膏。工艺的流程是把废气冷却,再用吸收塔吸收SO2,在氧化塔内所生成的亚硫酸钙进行空气氧化,生成石膏回收。
2.2 工艺特点
工艺特点包括:脱硫效率高,一般的脱硫率在95%以上,吸收剂的利用率也很高,一般可以超过90%;运行可靠,技术成熟,设备的可靠性达到98%以上;使用范围广,适合低、中、高的硫煤;吸收剂的价格便宜,资源丰富;脱硫的副产物利于综合利用。
2.3 技术核心
湿法的脱硫装置———吸收塔,它是脱硫研究单位所要改进技术的关键。国内外各个公司所开发的技术主要区别就在内部结构及吸收塔型式,例如带托盘的喷淋塔、喷淋塔、鼓泡塔、液柱塔等。一般在吸收塔中都通过塔内流体均匀分布,提高烟气的流速,提高喷嘴雾化的效果,减少反应的时间,强化气液的传质过程等技术手段,使反应塔系统简化、高度降低、结构紧凑,从而达到减少运行的费用,减少占地面积,节省投资,维护方便,提高运行性能等目标。
结语
随着人们环保意识的不断提升,对脱硫技术的要求也不断地提高,为促使脱硫行业向健康的方向发展,必须依靠先进和成熟的脱硫技术,完善脱硫行业相关的标准体系和政策法规,不断改进已有的工艺,逐步提高脱硫率,不断降低烟气的脱硫费用,这是烟气脱硫技术发展的趋势。
参考文献
[1]杨发祥.浅谈电厂脱硫废水及其处理工艺[J].中国高新技术企业,2017,(4).
[2]岳娟娟,周云.燃煤电厂烟气脱硫技术现状及工艺选择原则[J].江西化工,2017,(3).
[3]徐有宁,关多娇.燃煤电厂烟气脱硫技术及脱硫工艺选择[J].东北电力技术,2017,(6).
[4]窦斗,都贵明.燃煤电厂脱硫技术及脱硫工艺选择[J].内蒙古科技与经济,2017,(4).
关键词:燃煤电厂;烟气;脱硫工艺;FGD系统优化
随着人们生活水平的提高,家用电器被普遍使用,电力的需求也在不断的增长。從90年代开始,我国大型的燃煤电厂就开始应用烟气脱硫技术,随着国家相关法规、法律、政策的出台和实施,更多的火电厂需对SO2进行控制。燃煤造成了大气污染,同时还形成了SO2和酸雨。酸雨污染的加剧对农业和人体健康、建筑物材料、生态系统等方面造成了重大的危害。
一、FGD系统的优化和经济分析
电厂要对已经投入运行的FGD系统进行运行优化。虽然在设计时根据实际工况已经对各种参数设计优化了,然而实际运行中,锅炉负荷、煤种、烟气量、烟气浓度、烟气温度、设备状态、吸收剂品质等条件经常发生变化,若根据原来的参数运行,会对FGD系统的本身运行造成威胁,甚至导致系统无法正常运行。
1.1 FGD的运行优化
为了保证机组和脱硫设备在事故状态下可以安全高效的运行,对于FGD保护做合理的设计是必不可少的,经过对脱硫设备实际运行的研究,我们对FGD做了以下优化:①吸收塔浆液参数优化。根据我厂几年的运行和优化经验,吸收塔浆液pH值应控制在5~5.8。但是,由于各电厂的石膏品质、锅炉燃煤、脱硫工艺等不尽相同,吸收塔浆液最佳pH值也会有所不同,只有通过不断调整浆液pH值,观察脱硫效率的变化,从中找出最佳的pH值。②增压风机的入口压力异常引起FGD主保护的优化。烟气的脱硫装置大多设置了针对增压风机的入口压力异常状态的保护,但大多数都只有一个级别。为了提高机组和脱硫设备的运行安全可靠性,所以建议针对这个保护优化成两个级别:保护级别Ⅰ,增压风机的入口压力大于600Pa以及小于-1000Pa时,则快开烟气的旁路挡板;级别Ⅱ,当增压风机入口压力大于1200Pa,则快开烟气的旁路挡板,待旁路挡板开启之后增压风机停运。
1.2 降低烟气的系统阻力
GGH(烟气-烟气换热器)是脱硫系统的主要设备,一般换热元件的板型是采用紧凑型的波纹板,净烟气中的浆液微粒以及烟气中的灰份都很容易沉降在波纹板上,这是导致GGH堵塞的一个原因。脱硫烟道的系统阻力变化同脱硫的烟气流量、GGH的差压有紧密的关系,GGH堵塞及烟气流量的增大都会造成烟气系统阻力增大,所以为了使GGH在运行中由于积灰造成阻力升高的问题得到控制,设计中GGH配套了高压水冲洗和在线的压缩空气吹扫,来保持GGH的换热片清洁,在运行的过程中发现随运行时间增加,增压风机电流和GGH的差压都呈不断的升高趋势,增压风机的电流升高同GGH堵塞有紧密联系。因此,除了在运行中及时根据差压的变化调整高压水冲洗的频率外,同时在机组停运的时候,应人工对脱硫GGH做彻底的高压水除垢清洗,以求清洗之后取得良好的效果。把增压风机的功耗降低是极为重要的,因为在整个脱硫系统中增压风机的功耗有关键的作用。脱硫装置运行优化的重要目的是为提高设备的安全可靠性,在运行中进行调整优化是见效最快和最经济的手段,这需要工作人员在工作实践中不断地积累经验、分析总结,还要加强行业的沟通交流,携手促进脱硫装置经济稳定的运行。
1.3 经济分析
在燃煤电厂引进脱硫装置系统,这是发展的大势所趋,但是由于引进脱硫设施的运行费用和初期的投资,都会造成电价上涨。按照相关规定,国家将优化发电厂竞争的环境,控制发电厂的成本,以求控制电价。因此在进行脱硫工艺的选择时,对相关的脱硫工艺的脱硫装置的初次投资费用以及经济社会效益要做全面的比较和调查,这对脱硫工艺的选择有重大的影响。经济评价考虑的因素一般有:经济效益、投资费用和年运行费用。在技术性能相差不多的情况下,应首选经济性好的脱硫工艺。脱硫工程属于环保工程范围,作为一个建设项目就存在着环境的影响,如若考虑不到位,则会造成二次污染。其潜在的环境问题主要有:对于脱硫的副产品处置问题,包括副产品在抛弃和堆存时对环境造成的影响;脱硫吸收剂的制备系统所产生的噪声和扬尘;脱硫废水对水体造成的影响;脱硫之后净烟气的抬升造成的影响。
二、石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术
石灰石-石膏湿式的脱硫工艺是目前应用范围最广和技术最为成熟的脱硫方法,该项技术在实际中应用的较多,进步的较快,随着技术的不断创新和进步,会逐渐降低工程投资和缩小占地面积,适合我国的火电机组大容量和高参数的发展方向,一般用于大于300MW以上的发电机组,使用率占火电厂的脱硫总量90%以上。
2.1 脱硫原理及工艺流程
将熟石灰和石灰石等细粉末做成泥浆吸收SO2,其副产品是石膏。工艺的流程是把废气冷却,再用吸收塔吸收SO2,在氧化塔内所生成的亚硫酸钙进行空气氧化,生成石膏回收。
2.2 工艺特点
工艺特点包括:脱硫效率高,一般的脱硫率在95%以上,吸收剂的利用率也很高,一般可以超过90%;运行可靠,技术成熟,设备的可靠性达到98%以上;使用范围广,适合低、中、高的硫煤;吸收剂的价格便宜,资源丰富;脱硫的副产物利于综合利用。
2.3 技术核心
湿法的脱硫装置———吸收塔,它是脱硫研究单位所要改进技术的关键。国内外各个公司所开发的技术主要区别就在内部结构及吸收塔型式,例如带托盘的喷淋塔、喷淋塔、鼓泡塔、液柱塔等。一般在吸收塔中都通过塔内流体均匀分布,提高烟气的流速,提高喷嘴雾化的效果,减少反应的时间,强化气液的传质过程等技术手段,使反应塔系统简化、高度降低、结构紧凑,从而达到减少运行的费用,减少占地面积,节省投资,维护方便,提高运行性能等目标。
结语
随着人们环保意识的不断提升,对脱硫技术的要求也不断地提高,为促使脱硫行业向健康的方向发展,必须依靠先进和成熟的脱硫技术,完善脱硫行业相关的标准体系和政策法规,不断改进已有的工艺,逐步提高脱硫率,不断降低烟气的脱硫费用,这是烟气脱硫技术发展的趋势。
参考文献
[1]杨发祥.浅谈电厂脱硫废水及其处理工艺[J].中国高新技术企业,2017,(4).
[2]岳娟娟,周云.燃煤电厂烟气脱硫技术现状及工艺选择原则[J].江西化工,2017,(3).
[3]徐有宁,关多娇.燃煤电厂烟气脱硫技术及脱硫工艺选择[J].东北电力技术,2017,(6).
[4]窦斗,都贵明.燃煤电厂脱硫技术及脱硫工艺选择[J].内蒙古科技与经济,2017,(4).