寧海發(fā)電廠脫硫除霧器運(yùn)行優(yōu)化及防堵措施

呂新鋒

(神華浙江國華浙能發(fā)電有限公司 B廠,浙江寧海 315612)

寧海發(fā)電廠脫硫除霧器運(yùn)行優(yōu)化及防堵措施

呂新鋒

(神華浙江國華浙能發(fā)電有限公司 B廠,浙江寧海 315612)

分析了國華寧海發(fā)電廠 600MW機(jī)組WFGD系統(tǒng)除霧器的應(yīng)用環(huán)境及結(jié)構(gòu)原理,提出了運(yùn)行過程中除霧器優(yōu)化方式以及防堵塞措施,為其他火電廠濕法脫硫系統(tǒng)解決同類問題提供參考。

煙氣脫硫;除霧器;堵塞;方案

0 引言

浙江國華寧海發(fā)電廠煙氣脫硫工程采用高效脫除 SO2的川崎石灰石—石膏濕法工藝。煙氣濕法脫硫系統(tǒng)處理煙氣量為電廠 1號、2號、3號和 4號機(jī)組 (4×600MW)在 BMCR工況下 100%的煙氣量。吸收劑制漿采用外來石灰石塊 (粒徑小于 40mm),在石灰石磨制車間磨制成粉,然后由汽車運(yùn)輸至吸收塔區(qū)域日料倉,再由漿液制備裝置制成漿液供生產(chǎn)利用。石灰石粉參數(shù)見表 1。

表 1 石灰石粉參數(shù)

寧海電廠鍋爐 BMCR工況下,煙氣中 SO2設(shè)計濃度為 1710mg/m3,最大濃度 2320mg/m3,最小濃度 1100mg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),干基,6%O2),脫硫后的煙氣通過除霧器除去攜帶的水滴,除霧器出口的水滴攜帶量不大于 75mg/m3。由于被捕集的液滴內(nèi)含有固態(tài)物,成分主要是石膏,因此存在結(jié)垢的危險,一旦除霧器堵塞面積變大,脫硫系統(tǒng)被迫停機(jī),需要花費(fèi)大量人力和時間來疏通。

1 除霧器特性

1.1 除霧器功能

在濕法脫硫系統(tǒng)中,吸收塔運(yùn)行時,易產(chǎn)生粒徑為 10～60μm的“霧”,“霧 ”不僅含有水分,還溶有硫酸、硫酸鹽、SO2等。如不妥善處理,任何進(jìn)入煙囪而外排的“霧”都含有 SO2,排“霧”實際上就是把SO2排放到大氣中,且易造成煙道結(jié)垢、腐蝕。因此,濕法脫硫工藝中要求對吸收設(shè)備進(jìn)行除霧,被凈化的氣體也要除霧。除霧器是脫硫系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備,其性能直接影響到濕法脫硫系統(tǒng)能否連續(xù)、可靠運(yùn)行。除霧器故障不僅會造成脫硫系統(tǒng)的停運(yùn),甚至可能導(dǎo)致整個機(jī)組停機(jī)。

1.2 除霧器原理

脫硫后的煙氣通過除霧器的彎曲通道,在慣性力及重力的作用下,煙氣流中夾帶的液滴被分離出來。具體過程為:脫硫后的煙氣以一定的速度流經(jīng)除霧器,煙氣被快速、連續(xù)改變運(yùn)動方向,因離心力和慣性的作用,煙氣內(nèi)的霧滴撞擊到除霧器葉片上被捕集下來,霧滴匯集形成水流,因重力的作用,下落至漿液池內(nèi),實現(xiàn)了氣液分離,使得流經(jīng)除霧器的煙氣達(dá)到除霧要求后排出。

1.3 除霧器沖洗的性能特點(diǎn)

除霧器的除霧效率隨煙氣流速的增加而增大,這是由于煙氣流速高,作用于霧滴上的慣性力大,有利于氣、液的分離 (見圖 1)。但是,煙氣流速的增大將造成系統(tǒng)阻力增加、系統(tǒng)能耗增大。而且煙氣流速的增大有一定的限度,煙氣流速過高會造成二次帶水,從而降低除霧效率。通常將通過除霧器斷面的最高且又不致二次帶水時的煙氣流速定義為臨界流速,該速度與除霧器結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)帶水負(fù)荷、氣流方向、除霧器布置方式等因素有關(guān)。設(shè)計流速一般選定在 3.5～5.5m/s。

圖 1 水平煙氣流除霧器液滴方向示意

寧海發(fā)電廠WFGD系統(tǒng)除霧器安裝在吸收塔出口煙道上,用于分離出塔煙氣攜帶的液滴,保證出口煙氣的濕度不大于 75mg/m3。由兩級除霧器 (水平流)和沖洗系統(tǒng)構(gòu)成。彼此平行的除霧器元件為波狀外形,煙氣流經(jīng)除霧器時,液滴被捕集在除霧片上。由于被滯留的液滴也含有固態(tài)物,成分主要是石膏,因此存在結(jié)垢的危險,除霧器需要定期進(jìn)行在線清洗。為此,設(shè)置了沖洗系統(tǒng),包括噴嘴、管道及控制件等。沖洗介質(zhì)為工藝水,由除霧器沖洗水泵提供,沖洗水直接進(jìn)入吸收塔。沖洗水泵具有:低壓節(jié)能型;所噴出的三重環(huán)狀液膜氣液接觸效率高,能達(dá)到高吸收性能、高除塵性能;耐腐蝕、耐磨損;不會堵塞等優(yōu)點(diǎn)。

每臺吸收塔分別配置 1臺除霧器,除霧器包括兩極:第一級稱為粗除霧器,由 DH6130型葉片組成;第二級即精除霧器由 DH2125葉片組成。其外形尺寸為 15.6m(寬)×9.2m(高)。外殼:碳鋼內(nèi)襯玻璃鱗片;除霧元件:聚丙烯 (PP);沖洗管道:FRP;沖洗噴嘴 :PP。

2 除霧器性能的保證

(1)除霧效率。在正常運(yùn)行工況下,除霧器出口煙氣中的霧滴濃度低于 75mg/m3。

(2)壓降。不考慮除霧器前、后的干擾,保證在100%煙氣負(fù)荷下,整個除霧器系統(tǒng)的壓降低于300 Pa(潔凈條件下低于 250 Pa)。

(3)耐高溫。葉片可耐受 80～85℃高溫。

(4)耐壓。保證承受沖洗水壓為 0.3MPa時,葉片能正常工作。

(5)沖洗噴嘴。采用實心圓錐沖洗水噴射角度為 90～120℃,全錐形噴嘴,噴射能夠保證葉片全部被覆蓋。

3 防止除霧器堵塞方法

結(jié)合寧海發(fā)電廠WFGD除霧器的實際運(yùn)行情況,為了使除霧器安全、高效地運(yùn)行,運(yùn)行人員應(yīng)遵循以下原則:

(1)如果除霧器清洗不充分,就會引起葉片結(jié)垢,從而使壓降升高。因此,實際運(yùn)行中工作人員應(yīng)密切注意除霧器的壓降。

(2)系統(tǒng)啟動前,漿液循環(huán)泵未啟動,禁止向吸收塔引入熱煙氣。

(3)嚴(yán)格控制煙氣中的飛灰含量,以克服高灰塵對除霧器造成的高溫及堵塞。

(4)當(dāng)脫硫裝置本體溫度及同側(cè)設(shè)備入口煙氣溫度升至規(guī)定值時,采用緊急冷卻,噴霧噴嘴動作。

(5)除霧器一次循環(huán)應(yīng)達(dá)到的沖洗為:第一級前側(cè)、第一級后側(cè)、第二級前側(cè)各 1×1/60min,第二級后側(cè)必要時開啟。

[1]金定強(qiáng).脫硫除霧器設(shè)計[J].電力環(huán)境保護(hù),2001,17(4):16-18.

[2]盤思偉,程諾偉,姚唯建.濕法脫硫裝置的脫硫效率與除霧器性能測試方法[J].電力環(huán)境保護(hù),2002,18(4):13-14.

[3]曾庭華,楊 華,馬 斌,等.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的安全性及優(yōu)化[M].北京:中國電力出版社,2003.

[4]李曉蕓,趙毅,王修彥.火電廠有害氣體控制技術(shù)[M].北京:中國水利水電出版社,2005.

Analysis ofmist eliminator operation optimization and countermeasures of prevent clogging in Ninghai Power PlantWFGD system

The application environm ent and structural of m ist el im inator in Guohua N inghai Power Plant 600MW units W FGD system were analyzed.The opt im ized operation mode and some counter m easures to prevent clogging ofm ist el im inatorwere put fo r ward.It p rovided reference for other large thermalpower plants w ith wet flue gas desulfurization system.

flue gas desulfurization;m ist el im inator;plug;program

X701.3

B

1674-8069(2010)01-056-02

2009-09-10;

2009-12-27

呂新鋒 (1978-),男,陜西興平人,工程師,主要從事火電廠除灰、脫硫及脫硝等技術(shù)工作。E-mail:xflv0803@163.com