淺析煙氣濕法脫硫取消旁路的工藝技術(shù)方案

田曉曼

（大唐科技產(chǎn)業(yè)有限公司，北京 100097）

淺析煙氣濕法脫硫取消旁路的工藝技術(shù)方案

田曉曼

（大唐科技產(chǎn)業(yè)有限公司，北京 100097）

根據(jù)目前火力發(fā)電機(jī)組取消旁路煙道的要求，討論了旁路煙道取消后給機(jī)組及脫硫系統(tǒng)帶來的一系列技術(shù)問題，從應(yīng)對(duì)措施、改造設(shè)計(jì)及項(xiàng)目實(shí)施等方面進(jìn)行分析，總結(jié)了項(xiàng)目改造的具體技術(shù)方案。

煙氣脫硫;旁路煙道;火電廠

煙氣脫硫（FGD）系統(tǒng)設(shè)置旁路煙道的目的是在脫硫系統(tǒng)未運(yùn)行或系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)煙氣能通過旁路排放。為了控制電廠大氣污染物排放，對(duì)現(xiàn)有的煙氣脫硫裝置取消旁路，使脫硫裝置的運(yùn)行與機(jī)組同步，脫硫裝置的投運(yùn)率達(dá)到100%，可以更好地降低SO2排放[1]。按照國(guó)家環(huán)保要求對(duì)火電企業(yè)現(xiàn)有脫硫設(shè)施進(jìn)行煙氣旁路封堵工作，是保護(hù)環(huán)境的一項(xiàng)重要舉措。目前，國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的燃煤脫硫機(jī)組，大都設(shè)置有旁路煙道。脫硫裝置有旁路煙道時(shí)，在鍋爐啟動(dòng)或脫硫裝置出現(xiàn)故障時(shí)，旁路煙道擋板門打開，煙氣通過旁路煙道進(jìn)入煙囪排放，從而不影響鍋爐運(yùn)行。當(dāng)取消旁路煙道時(shí)，主機(jī)的煙氣必須經(jīng)過脫硫裝置后才能排放，這對(duì)脫硫裝置的安全性、設(shè)備可靠性提出了更高的要求[2]。

1 脫硫裝置旁路封堵的方案

1.1 旁路直接封堵

在旁路擋板門兩側(cè)使用6～8mm鋼板或保溫磚等材料封閉煙道，與脫硫后煙氣接觸的封堵鋼板或墻體需進(jìn)行防腐處理。

具體改造方案是：首先需將旁路擋板打到全關(guān)位后將擋板門執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷電，機(jī)械連桿焊死，保證在任何狀態(tài)下旁路擋板門始終保持關(guān)位；原煙氣擋板打到全開位后將擋板門執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷電，機(jī)械連桿焊死，保證在任何狀態(tài)下原煙氣擋板門始終保持開位；由于考慮到單臺(tái)機(jī)組檢修時(shí)候需防止煙道及吸收塔串煙，因此在正常運(yùn)行期間的凈煙氣擋板打到全開位后將擋板門執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷電，機(jī)械連桿鎖閉；在機(jī)組檢修期間可解除鎖閉，關(guān)閉凈煙氣擋板。由于旁路已封堵，因此原有擋板密封風(fēng)及其加熱器系統(tǒng)在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下可不投運(yùn)；密封風(fēng)至原煙氣擋板部分管道可以拆除，同時(shí)保留密封風(fēng)至旁路擋板及凈煙氣擋板管道，機(jī)組檢修時(shí)可投運(yùn)。上述措施可使機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下的原煙氣直接進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)出口凈煙氣直接進(jìn)入煙囪外排，滿足排放要求 。

1.2 拆除旁路封堵

在脫硫煙道整體強(qiáng)度滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，可在拆除旁路擋板門后進(jìn)行旁路煙道封堵，或完全拆除脫硫旁路煙道。

具體改造方案是：將原有的部分旁路煙道及擋板門膨脹節(jié)拆除，用6mm和8mm厚的鋼板對(duì)拆除煙道兩端進(jìn)行封堵，封堵板制作成適用于煙道流向的圓弧狀，封堵后對(duì)封堵板進(jìn)行內(nèi)外加裝支撐及拉筋，在凈煙道側(cè)封堵處作玻璃鱗片防腐處理。取消原煙道與凈煙道之間的煙道，使原煙氣直接進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)出口的凈煙氣直接進(jìn)入煙囪外排，主機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，滿足環(huán)保要求。

2 旁路封堵方案設(shè)計(jì)原則與改造措施

取消煙氣旁路后，脫硫裝置與主機(jī)將成為一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)而必須同步啟停，要求脫硫裝置的投運(yùn)率必須達(dá)到與主機(jī)一致的水平。當(dāng)脫硫裝置設(shè)備故障必須退出運(yùn)行時(shí)，要求主機(jī)也要同時(shí)退出運(yùn)行；當(dāng)脫硫裝置效率不能長(zhǎng)時(shí)間達(dá)標(biāo)排放時(shí)，主機(jī)必須降負(fù)荷運(yùn)行甚至退出運(yùn)行采取必要的應(yīng)對(duì)措施，才能免于環(huán)保部門的處罰。因此，取消脫硫煙氣旁路后，對(duì)脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性提出了更高的要求，也要求鍋爐和除塵器盡量減少對(duì)脫硫系統(tǒng)的不利影響[3]。

2.1 設(shè)置事故噴淋系統(tǒng)

取消脫硫系統(tǒng)旁路后，在脫硫系統(tǒng)漿液循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或鍋爐系統(tǒng)故障運(yùn)行時(shí)，高溫?zé)煔鈱?huì)直接進(jìn)入脫硫塔，為保證脫硫塔的安全和穩(wěn)定性，需要對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行降溫，方可進(jìn)入脫硫塔，否則高溫?zé)煔鈺?huì)對(duì)脫硫塔內(nèi)的防腐、塔內(nèi)附件以及后續(xù)的煙道的防腐都會(huì)造成損害，為防止該類安全性問題的發(fā)生，在脫硫塔入口段設(shè)置事故噴淋系統(tǒng)。事故噴淋系統(tǒng)用水采用脫硫塔除霧器沖洗水，保證供水水源可靠，水量充足，噴淋氣動(dòng)門應(yīng)配可靠的控制電源。

2.2 煙風(fēng)系統(tǒng)改造

旁路取消后，原有的增壓風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中存在非正常停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)，可能引起主機(jī)非正常停運(yùn)，為避免這一問題，需要對(duì)煙風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行一定的改造。

（1）取消增壓風(fēng)機(jī)，對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行增容，實(shí)現(xiàn)增引合一。取消脫硫旁路煙道后，在引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)帶載啟動(dòng)時(shí)，避免增壓風(fēng)機(jī)故障導(dǎo)致停機(jī)的最好方法就是將引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合二為一。同時(shí)對(duì)煙道進(jìn)行改造，但對(duì)于拆除增壓風(fēng)機(jī)后的聯(lián)接煙道，需要重新進(jìn)行支撐荷載計(jì)算，核算是否需要利用舊增壓風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)置支座。

（2）設(shè)置增壓風(fēng)機(jī)旁路。增壓風(fēng)機(jī)煙道設(shè)置旁路煙道，旁路尺寸按50%煙氣量設(shè)計(jì)，即允許增壓風(fēng)機(jī)故障時(shí)或增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前，流通約50%的煙氣量，增壓風(fēng)機(jī)旁路上設(shè)置煙氣擋板。增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路后，當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)故障時(shí)，迅速打開旁路，鍋爐降低負(fù)荷，讓兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)克服整個(gè)煙風(fēng)系統(tǒng)的阻力，機(jī)組不致于停機(jī)。待增壓風(fēng)機(jī)故障消除后（可以處理增壓風(fēng)機(jī)煙筒外的故障，如：電機(jī)、油站、電氣、控制等），增壓風(fēng)機(jī)還可以零流量正常啟動(dòng)。而且，當(dāng)機(jī)組低負(fù)荷時(shí)，還可以停運(yùn)增壓風(fēng)機(jī)，達(dá)到節(jié)能的目的。

2.3 排油裝置

取消旁路后，盡可能不采用投油運(yùn)行方式，若采用投油運(yùn)行方式，應(yīng)控制油槍投運(yùn)時(shí)間。石膏漿液接觸油污，會(huì)出現(xiàn)吸收塔漿液中毒起泡溢流、脫硫效率降低、吸收塔丁基橡膠防腐層老化、石膏漿液難以脫水等問題[4]。當(dāng)漿液受到污染特別是受到未燃盡油粒污染后，脫硫效果變差，當(dāng)燃煤鍋爐采用油點(diǎn)火則情況會(huì)更嚴(yán)重。如果漿液不能在線進(jìn)行再生或者置換，就必須停機(jī)，因此設(shè)計(jì)脫硫系統(tǒng)時(shí)必須考慮到漿液受污染失效后的在線再生和置換問題。為了解決這個(gè)問題，滿足脫硫效率的要求，在取消脫硫旁路前，可以考慮對(duì)排油拋漿系統(tǒng)從兩個(gè)方面進(jìn)行改造，主要包括：

（1）在吸收塔漿池溢流位置設(shè)置排油管道，可將漿液上層油層盡量排出塔外；

（2）對(duì)現(xiàn)有事故漿液箱進(jìn)行擴(kuò)容改造，以滿足大量漿液外排時(shí)，暫存容量的要求；

（3）考慮對(duì)現(xiàn)有脫硫廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，以利于處理點(diǎn)火階段的含油污水。

2.4 設(shè)計(jì)需要考慮的其他問題

（1）脫硫旁路煙道封堵后，需在兩塊封堵板之間設(shè)置檢查孔，以便隨時(shí)查驗(yàn)脫硫旁路封堵狀態(tài)；

（2）旁路封堵方案必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，使煙道流場(chǎng)和布置緊湊合理；

（3）旁路封堵后在脫硫事故停運(yùn)而主機(jī)未停的情況下吸收塔內(nèi)設(shè)施不能被高溫?zé)煔鉄龘p；

（4）對(duì)原有部分須充分進(jìn)行利舊處理，同時(shí)對(duì)利舊部分需進(jìn)行必要的加強(qiáng)和補(bǔ)充；

（5）需要滿足防腐要求，必要時(shí)需加設(shè)耐磨防腐層。

3 取消旁路煙道的優(yōu)勢(shì)

如果對(duì)取消旁路后的系統(tǒng)合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，解決取消旁路煙道所帶來的各項(xiàng)問題，取消脫硫旁路煙道也會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行帶來一定的好處。

（1）取消旁路煙道技術(shù)可使FGD與機(jī)組“三同時(shí)”（同時(shí)設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行），只要機(jī)組運(yùn)行，就必須投入脫硫系統(tǒng)。在取消脫硫旁路煙道后，除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)不投入運(yùn)行，機(jī)組便無法運(yùn)行，這就要求必須提高除塵系統(tǒng)，以及脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，從本質(zhì)上加大除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)投入率，杜絕部分電廠利用旁路煙道排煙運(yùn)行的可能性，有效控制電廠污染物的排放。

（2）減少脫硫系統(tǒng)故障點(diǎn)，降低機(jī)組投資造價(jià)。取消旁路煙道，簡(jiǎn)化了工藝流程，減少了設(shè)備數(shù)量，從而相對(duì)減少了故障點(diǎn)，同時(shí)減輕了設(shè)備維護(hù)量。增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合二為一，可直接減少煙道的長(zhǎng)度，減少機(jī)組建設(shè)工程量，相應(yīng)減少了相關(guān)煙氣擋板及其控制系統(tǒng)，也相應(yīng)取消了增壓風(fēng)機(jī)及其系統(tǒng)，從而降低了機(jī)組的投資建設(shè)費(fèi)用。

（3）取消脫硫煙氣旁路擋板后，增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合二為一，縮短了煙道長(zhǎng)度，減少了煙道彎頭，降低了煙道系統(tǒng)的整體阻力，從而降低了整個(gè)脫硫系統(tǒng)的阻力，具有一定意義的節(jié)能效果。

4 結(jié)語

取消旁路后，鍋爐系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)緊密相關(guān)， 二者相互影響，脫硫系統(tǒng)的安全性要求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)有旁路的脫硫系統(tǒng)，對(duì)電廠機(jī)組能否長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將產(chǎn)生直接影響。需要電廠在設(shè)備上進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)， 在運(yùn)行上相互配合，才能使無旁路系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組良好運(yùn)行。

[1] 國(guó)家環(huán)保部.火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 13223—2011）[S].2011.

[2] 陳創(chuàng)社，赫向輝，王軍平.無旁路煙氣脫硫裝置運(yùn)行可靠性探討[J].華電技術(shù)，2009（7）.

[3] 胡松如，金東春，陳彪.脫硫系統(tǒng)取消旁路煙道后的問題及應(yīng)對(duì)措施[J].浙江電力，2012（11）.

[4] 李國(guó)敏，柳玉賓.濕法脫硫無煙氣旁路技術(shù)分析與探討[J].華北電力技術(shù)，2009（2）.

Simple Explanation on Technical Scheme of Wet Process of Flue Gas Desulfurization by Abolishing By-pass Technology

TIAN Xiao-man

X701

A

1006-5377（2014）01-0022-03