淺談提升高硫煤機(jī)組FGD可靠性之措施

呂志超

（浙江藍(lán)天求是環(huán)保股份有限公司，杭州 310012）

淺談提升高硫煤機(jī)組FGD可靠性之措施

呂志超

（浙江藍(lán)天求是環(huán)保股份有限公司，杭州 310012）

針對高硫煤機(jī)組FGD的技術(shù)特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)源頭介紹了如何提升高硫煤機(jī)組FGD可靠性的措施，并佐以工程實(shí)例。

高硫煤機(jī)組；石灰石-石膏濕法脫硫工藝（FGD）；可靠性

1 引言

2011年，國家環(huán)保部發(fā)布新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223-2011），進(jìn)一步提高火電廠SO2的排放標(biāo)準(zhǔn)，要求自2014年7月1日起，現(xiàn)有燃煤鍋爐SO2的排放限值為200mg/Nm3，重點(diǎn)地區(qū)的燃煤鍋爐SO2排放限值為50mg/Nm3，廣西、重慶、四川和貴州地區(qū)的燃煤鍋爐SO2排放限值為400mg/Nm3。盡管廣西、重慶、四川和貴州地區(qū)的SO2排放標(biāo)準(zhǔn)相對較低，但這些地區(qū)的燃煤含硫量普遍較高，經(jīng)常達(dá)到3%，甚至達(dá)到5%，因而對脫硫系統(tǒng)的壓力非常大，且隨著環(huán)保壓力的日益增大，各地紛紛出臺了脫硫系統(tǒng)取消旁路的規(guī)定。目前脫硫系統(tǒng)儼然已成火電廠的“第四大主機(jī)”，因此如何提升脫硫系統(tǒng)的可靠性，提高機(jī)組的可利用小時(shí)數(shù)，已成為一個(gè)嚴(yán)峻的課題。而高硫煤機(jī)組由于存在SO2排放濃度高、脫硫效率要求也高的雙高現(xiàn)象，更是成為重中之重。

本文以高硫煤機(jī)組為例，介紹了一些提升高硫煤機(jī)組FGD可靠性的措施，并佐以工程實(shí)例，說明這些措施均已經(jīng)過工程實(shí)際檢驗(yàn)并效果明顯。

2 提升高硫煤機(jī)組FGD可靠性的措施

2.1 合理的噴淋層設(shè)計(jì)

FGD噴淋層通常以單元制設(shè)計(jì)，即一層噴淋層對應(yīng)一臺循環(huán)泵。噴淋層設(shè)計(jì)除了要綜合考慮循環(huán)泵的容量和塔內(nèi)噴嘴布置外，還應(yīng)結(jié)合電廠燃煤含硫變化情況，合理設(shè)置噴淋層數(shù)，可根據(jù)燃煤含硫變化關(guān)停部分噴淋層，以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

此外，噴淋層噴嘴布置一定要避免對支撐梁的直接沖刷，且最外沿的噴嘴務(wù)必要距塔壁一定距離（約700mm左右），以盡量減少噴嘴對塔壁的沖刷。另根據(jù)廣西、貴州一些電廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對于高硫煤機(jī)組，推薦采用偏心錐噴嘴，而螺旋錐噴嘴更容易堵塞。

2.2 可靠的塔內(nèi)件設(shè)計(jì)

取消旁路煙道后，F(xiàn)GD儼然成為電廠的“第四大主機(jī)”，為了確保不因FGD而導(dǎo)致主機(jī)停機(jī)，勢必要提高FGD吸收塔塔內(nèi)件的可靠性：

（1）循環(huán)泵和石膏排出泵的塔內(nèi)濾網(wǎng)采用1.4529等合金材料，以提高其壽命、降低檢修概率；或者循環(huán)泵和石膏排出泵入口管道采用塔外濾網(wǎng)型式，以實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修。

（2）塔內(nèi)氧化曝氣管或氧化噴槍采用1.4519等合金材料，以提高其壽命。

（3）吸收塔塔壁噴淋層區(qū)域和噴淋層支撐梁采用1.4529合金材料防腐，以提高塔壁噴淋層區(qū)域和噴淋層支撐梁的耐沖刷性。

2.3 有效的油污排除措施

鍋爐的點(diǎn)火方式主要有燃油、燃?xì)夂偷入x子點(diǎn)火方式。盡管目前等離子點(diǎn)火方式應(yīng)用日益廣泛，但還有一些鍋爐在日常運(yùn)行中會長期或偶爾適用燃油點(diǎn)火方式。由于取消了旁路煙道，鍋爐點(diǎn)火期間，含油污煙氣一樣要通過FGD，于是為了保護(hù)吸收塔塔內(nèi)件和確保脫硫效率，脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要設(shè)置有效的油污排除措施：

（1）在吸收塔漿液池上方塔壁設(shè)置消泡劑投放孔，可在塔內(nèi)漿液泡沫過多時(shí)投放消泡劑，以保證塔內(nèi)漿液的質(zhì)量。

（2）由于油污通常都漂浮于液面，在略高于吸收塔漿池設(shè)計(jì)液位處的塔壁設(shè)置油污排放孔，可通過管道接至吸收塔排水坑或石膏排出泵入口管，然后通過吸收塔排水坑泵或石膏排出泵直接輸送至廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

然而，對于投油時(shí)間需求較長的項(xiàng)目，如循環(huán)流化床鍋爐調(diào)試期間，以上兩種措施并不能確保FGD安全運(yùn)行。由于鍋爐在投油時(shí)，電除塵器不通電，袋除塵器投旁路運(yùn)行，這時(shí)鍋爐的大量灰塵會直接進(jìn)入吸收塔，并被循環(huán)漿液洗滌進(jìn)入吸收塔漿池。由于煙氣含塵濃度高（10～30g/Nm3），時(shí)間一長就會造成塔內(nèi)漿池癱瘓，所以需要在吸收塔附近設(shè)置一座拋漿沉淀池，以清除塔內(nèi)灰塵含量超高的漿液。

2.4 可靠的事故噴淋系統(tǒng)

脫硫吸收塔內(nèi)噴淋層（FRP）、除霧器（PP）和塔內(nèi)防腐材料（丁基橡膠，若為玻璃鱗片，則耐溫更高些）的長期運(yùn)行溫度限值一般為80℃左右。而鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中，煙氣溫度會偶爾超過160℃，且在事故工況下，循環(huán)泵停運(yùn)，鍋爐煙氣會直接通過吸收塔。因此要保護(hù)吸收塔塔內(nèi)件，須在吸收塔入口煙道設(shè)置事故噴淋冷卻系統(tǒng)。為提高該系統(tǒng)的可靠性，事故噴淋冷卻系統(tǒng)可引入兩路水源：一路引自除霧器沖洗水；另一路引自全廠消防水系統(tǒng)，兩路水源通過氣動(dòng)閥切換。日常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)用水采用除霧器沖洗水；當(dāng)全廠停電時(shí)，系統(tǒng)用水采用全廠消防水（全廠停電時(shí)，引風(fēng)機(jī)停運(yùn)，但還有一部分高溫?zé)煔鈺ㄟ^吸收塔）。

當(dāng)FGD入口煙氣溫度超過160℃或吸收塔循環(huán)泵全部停運(yùn)時(shí)，均應(yīng)立即投運(yùn)事故噴淋系統(tǒng)。事故噴淋系統(tǒng)的用水量可按100%BMCR工況煙氣量從事故最高煙氣溫度降到80℃所需冷卻水量設(shè)計(jì)，并考慮一定裕量。

3 工程實(shí)例

廣西柳州發(fā)電有限責(zé)任電公司（以下簡稱：柳電公司）有兩臺200MW（經(jīng)改造后現(xiàn)為220MW）發(fā)電機(jī)組，分別于1994 年、1995 年投入運(yùn)行。初始脫硫采用濕式石灰石-石膏法工藝，兩爐一塔方案。但因兩爐一塔運(yùn)行檢修不便，且煤質(zhì)變化頻繁，后要求脫硫改造，保留原脫硫系統(tǒng)供2#爐使用，新建一套完整的脫硫系統(tǒng)供1#爐使用。本文介紹的是后期新建的脫硫系統(tǒng)，該項(xiàng)目全部采用了上述提及的措施。該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見下表。

柳電公司1#爐脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表

該項(xiàng)目已于2012年5月通過168h試運(yùn)，試運(yùn)期間的各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值，脫硫效率一度穩(wěn)定在99%以上（見圖1、圖2）。投運(yùn)一年多，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，F(xiàn)GD未發(fā)生事故停機(jī)，且電廠經(jīng)常根據(jù)實(shí)際燃煤的含硫量靈活調(diào)整噴淋層數(shù)，關(guān)停部分循環(huán)泵，在保證環(huán)保要求的前提下，降低了FGD運(yùn)行費(fèi)用。

由上述兩圖可見，試運(yùn)期間，當(dāng)SO2濃度在11,250mg/Nm3左右時(shí)，脫硫效率穩(wěn)定在99.25%以上；當(dāng)SO2濃度在14,000mg/Nm3左右時(shí)，脫硫效率穩(wěn)定在99%以上。

圖1 FGD入口SO2濃度曲線DCS截圖

通過柳州項(xiàng)目的工程實(shí)際檢驗(yàn)，本文所羅列的四條措施可充分提升高硫煤機(jī)組FGD的可靠性。隨著國內(nèi)脫硫機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的日益增長，將會有更多提升高硫煤機(jī)組FGD可靠性的措施涌現(xiàn)出來。

圖2 FGD脫硫效率曲線DCS截圖

火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 1223-2011）[S]．

Simple Discussion on Upgrading Measures of FGD Reliability of High Sulfur Coal Generating Set

LV Zhi-chao
(Zhejiang Lantian Qiushi Environmental Protection Co., Ltd, Hangzhou 310012, China)

Based on FGD technical characteristic of high sulfur coal generating set, the paper describes how to upgrad measures of FGD reliability of high sulfur coal generating set from the design source and assists the engineering example.

high sulfur coal generating set; wet FGD of limestone-gypsum; reliability

X701

A

1006-5377（2015）01-0043-03