脫硫系統(tǒng)取消旁路煙道后取消GGH的必要性及環(huán)境影響分析

朱仁涵

摘 要：文章針對(duì)環(huán)保部門關(guān)于脫硫系統(tǒng)取消旁路煙道的政策要求，討論脫硫系統(tǒng)取消旁路煙道后脫硫系統(tǒng)取消GGH裝置的必要性，有無GGH脫硫系統(tǒng)的比較，以及取消GGH后的環(huán)境影響分析。

關(guān)鍵詞：旁路煙道；GGH；取消；環(huán)境影響

中圖分類號(hào)：X701.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）32-0179-02

隨著國家環(huán)保政策的日益嚴(yán)格，脫硫取消旁路煙道已是大勢所趨，部分省份已有明確文件要求，如福建省減排工作聯(lián)席會(huì)議辦公室《關(guān)于裝機(jī)容量300 MW以上燃煤電廠取消脫硫旁路煙道和建設(shè)投運(yùn)煙氣脫硝設(shè)施的通知》要求，各燃煤電廠需完成取消脫硫旁路煙道及安裝脫硝裝置的減排項(xiàng)目改造，據(jù)此電廠需進(jìn)行相應(yīng)的改造。鑒于目前國內(nèi)運(yùn)行的脫硫系統(tǒng)GGH普遍存在的堵塞等問題，進(jìn)行相應(yīng)的GGH改造是原設(shè)計(jì)安裝有GGH的脫硫系統(tǒng)急需考慮的問題。本文對(duì)脫硫系統(tǒng)取消旁路煙道后脫硫系統(tǒng)取消GGH進(jìn)行簡要的論證，并對(duì)取消GGH后的環(huán)境影響進(jìn)行分析。

1 取消GGH的必要性分析

1.1 GGH的作用

由吸收塔出來的煙氣，溫度降至45～55 ℃，已低于酸露點(diǎn)。由于尾部煙道和煙囪內(nèi)壁溫度較低，所以直接排放將會(huì)使內(nèi)壁結(jié)露，造成腐蝕。針對(duì)這一問題，普遍的做法是在FGD裝置中加裝煙氣再熱器（即GGH），以避免低溫?zé)煔飧g管道和煙囪內(nèi)壁，同時(shí)提高煙囪排出煙氣的抬升高度以利于污染物擴(kuò)散，降低煙羽可見度，避免排煙降落液滴。

GGH并不會(huì)減少煙氣中的SO3造成的腐蝕問題，因?yàn)槲账鰜淼臒煔庵蠸O3呈狀，GGH反而使煙氣中的SO3霧滴汽化，煙氣中氣態(tài)SO3濃度提高，致使煙氣酸露點(diǎn)隨之升高，造成酸腐蝕。因此，換熱器的作用主要是降低吸收塔入口煙溫，提高排煙溫度以利于煙氣抬升和污染物的輸運(yùn)擴(kuò)散。經(jīng)過GGH之后的煙氣溫度一般在80 ℃左右。

1.2 有無GGH的比較

安裝GGH可提高排煙溫度，從而提高煙氣從煙囪排放時(shí)的抬升高度，以利于污染物擴(kuò)散，降低污染物的落地濃度，降低煙羽可見度，對(duì)于減輕濕煙囪周圍地區(qū)的煙囪雨和煙囪冒白煙的問題有一定效果。但安裝GGH的同時(shí)也將造成投資成本、運(yùn)行成本、維修費(fèi)用的增加，降低FGD運(yùn)行可靠性和可利用率。GGH的投資較高，一臺(tái)GGH的價(jià)格占整個(gè)FGD設(shè)備投資的10～15%；安裝GGH后煙道壓降約在1 200 Pa左右，為克服這些阻力，須增加增壓風(fēng)機(jī)的壓頭，F(xiàn)GD運(yùn)行費(fèi)用也將大幅增加；營運(yùn)過程中GGH的沖洗需要提供相應(yīng)的沖洗水、壓縮空氣或高壓蒸汽；運(yùn)行中煙氣攜帶的吸收塔漿液液滴會(huì)沉積在GGH換熱元件上，同時(shí)GGH熱側(cè)產(chǎn)生粘稠的濃酸液也會(huì)粘附大量煙氣中的飛灰后在GGH換熱元件的表面形成固體的結(jié)垢物，進(jìn)一步增加了GGH的壓降，甚至造成堵塞，造成FGD系統(tǒng)停運(yùn)，目前GGH是造成FGD裝置事故停機(jī)的主要設(shè)備。

取消GGH不但能夠降低FGD裝置初投資，還可以簡化FGD系統(tǒng)布置，降低FGD裝置總阻力，降低增壓風(fēng)機(jī)容量和電耗，可極大地降低運(yùn)行、維護(hù)和檢修費(fèi)用。但更容易出現(xiàn)因煙氣中夾帶的液滴在重力作用下降落形成的所謂“煙囪雨”；因進(jìn)入吸收塔煙氣溫度的提高導(dǎo)致FGD系統(tǒng)水耗增加50%左右；設(shè)計(jì)時(shí)注意濕煙囪和濕煙道的防腐。

1.3 取消GGH的必要性

GGH是FGD早期發(fā)展過程中的認(rèn)識(shí)，長期的實(shí)踐證明，GGH在FGD系統(tǒng)中的作用不大，也不是經(jīng)濟(jì)地解決下游設(shè)備材料腐蝕的好方法，反而由此帶來的負(fù)面影響卻很大。GGH的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用十分昂貴，營運(yùn)過程中頻繁暴露的GGH堵塞等問題給FGD的正常運(yùn)行造成困難，往往需要FGD裝置事故停機(jī)才可以處理，這一問題引發(fā)的后果將在脫硫取消旁路煙道改造后進(jìn)一步被放大，可能造成主機(jī)的事故停機(jī)，嚴(yán)重影響了發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行可靠性及電網(wǎng)供電安全。所以在取消旁路煙道改造后同步取消GGH是十分必要的。

2 取消GGH的環(huán)境影響分析

從環(huán)境質(zhì)量的角度來看，主要關(guān)注的是主要污染物（SO2、粉塵和NOx）對(duì)地面濃度的貢獻(xiàn)。在電廠靜電除塵、FGD裝置處理之后，SO2、粉塵濃度大大降低，按照新發(fā)布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011）中的NOx100 mg/km3排放限值要求，火電廠基本上均需加裝脫硝裝置方可符合要求，以下環(huán)境影響分析也是基于同步安裝脫硝裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

2.1 煙氣抬升高度的變化

當(dāng)煙氣熱釋放率Qh大于或等于是2 100 kJ/s，且煙氣溫度與環(huán)境溫度的差值△T大于或等于35 K時(shí)，？駐H采用下式計(jì)算：

？駐H=nQHU

Qh=0.35PaQv

？駐T=Ts-Ta

式中：no為煙氣熱狀況及地表系數(shù)，農(nóng)村或城市遠(yuǎn)郊區(qū)按1.427計(jì)；

n1為煙氣熱釋放率指數(shù)，農(nóng)村或城市遠(yuǎn)郊區(qū)按1/3計(jì)；

n2為排氣筒高度指數(shù)，農(nóng)村或城市遠(yuǎn)郊區(qū)按2/3計(jì)；

Qh為煙氣熱釋放率，kJ/s；

H為排氣筒距地面幾何高度，m，超過去240 m時(shí)，取H=240 m；

Pa為大氣壓力，hPa；

Qv為實(shí)際排煙率，1 041 m3/s；

△T為煙氣出口溫度與環(huán)境溫度差，K；

Ts為煙氣出口溫度，K；

Ta為環(huán)境大氣溫度，K；

U為排氣筒出口處平均風(fēng)速，m/s。

當(dāng)Qh≤1 700 kJ/s或者△T<35 K時(shí)，

？駐H=2（1.5 VsD+0.01Qh）/U

式中：Vs為排氣筒出口處煙氣排出速度，m/s；

D為排氣筒出口直徑，m。

由以上計(jì)算方法得煙氣抬升高度計(jì)算結(jié)果見表1。

2.2 主要污染物濃度的變化

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》計(jì)算取消GGH前后污染物濃度變化情況見表2。

由上表可知，取消GGH后，由于排煙溫度的降低，煙氣抬升高度下降，SO2和PM10的最大落地濃度增加幅度小于15%左右，而經(jīng)過煙氣脫硝后，NOx最大落地濃度將會(huì)降低66%左右。

2.3 大氣污染物濃度預(yù)測結(jié)果

取消GGH后，排放的主要污染物SO2、NO2和PM10的年均濃度貢獻(xiàn)值的最大占標(biāo)率分別為0.27%、0.75%和0.05%，污染物年均濃度均低于SO2（0.06 mg/m3）、NO2（0.08 mg/m3）、PM10（0.10 mg/m3）的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過預(yù)測分析，取消GGH后，排放的煙氣對(duì)周圍的影響在環(huán)境可容納范圍以內(nèi)，從大氣環(huán)境影響角度分析，取消GGH裝置是可行的。SO2年均濃度貢獻(xiàn)值等值線分布圖如圖1所示。

3 結(jié) 語

文章通過對(duì)脫硫系統(tǒng)取消GGH裝置的必要性及環(huán)境影響進(jìn)行分析，基于同步安裝脫硝裝置的基礎(chǔ)上，從大氣環(huán)境影響角度分析，取消GGH后對(duì)周圍的影響在環(huán)境可容納范圍以內(nèi)，取消GGH是可行的；在滿足環(huán)保要求的基礎(chǔ)上，兼顧發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠性及電網(wǎng)供電安全，在脫硫取消旁路煙道的同時(shí)取消脫硫GGH裝置是十分必要的。

參考文獻(xiàn)：

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