超低排放改造后環(huán)保設(shè)備出現(xiàn)的問題及處理

朱雪平

(上海華電電力發(fā)展有限公司望亭發(fā)電分公司，江蘇 蘇州 215155)

0 引言

2015年12月11日，環(huán)境保護(hù)部、國家發(fā)展和改革委員會(huì)、國家能源局印發(fā)的《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》要求：到2020年，全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)超低排放，全國有條件的新建燃煤發(fā)電機(jī)組達(dá)到超低排放水平，同時(shí)加快現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放步伐。

截止2016年10月底，據(jù)《中國電市場(chǎng)前景調(diào)查分析報(bào)告》顯示，洛陽棉三電廠#3機(jī)組停機(jī)退出運(yùn)行，標(biāo)志著河南電網(wǎng)累計(jì)121臺(tái)、48.19 GW在運(yùn)統(tǒng)調(diào)燃煤機(jī)組已全部完成超低排放改造。此外，天津、河北和江蘇等省市也已完成全部具備條件機(jī)組的超低排放改造，比國家要求提前了1～2年[1]。

超低排放改造在降低污染物排放的同時(shí)，也引發(fā)了一些設(shè)備問題，例如：循環(huán)泵振動(dòng)、合金托盤碎裂、脫硝催化劑局部吹損、低低溫?fù)Q熱器磨損腐蝕及除塵器頻繁故障等。本文列出了脫硫、脫硝、低低溫?fù)Q熱器及除塵器等環(huán)保設(shè)備改造后出現(xiàn)的一些問題，對(duì)其原因進(jìn)行了分析，并提供了解決方法。

1 超低排放改造常見技術(shù)路線

1.1 脫硫改造技術(shù)路線

取消煙氣換熱器(GGH)，加高吸收塔，根據(jù)核算結(jié)果增加1層或2層吸收塔漿液噴淋層和對(duì)應(yīng)的漿液循環(huán)泵，或增設(shè)吸收塔合金托盤；根據(jù)需要增加氧化風(fēng)機(jī)數(shù)量或?qū)υ醒趸L(fēng)機(jī)進(jìn)行增容改造；根據(jù)核算結(jié)果確定是否對(duì)吸收塔攪拌器進(jìn)行增容改造；漿液循環(huán)泵入口增設(shè)濾網(wǎng)；改Ⅱ級(jí)除霧器為Ⅲ級(jí)除霧器，并增設(shè)除霧器沖洗水泵；核算磨煤機(jī)和脫水系統(tǒng)容量，確定是否對(duì)制漿系統(tǒng)和脫水系統(tǒng)進(jìn)行同步改造。

1.2 脫硝改造技術(shù)路線

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)脫硝反應(yīng)器備用層添加催化劑或原有催化劑換新；進(jìn)行脫硝煙氣流場(chǎng)數(shù)字模擬和物理模擬試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果修正脫硝煙道和導(dǎo)流板等，對(duì)氨噴射系統(tǒng)進(jìn)行修正；對(duì)稀釋風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)氨罐等脫硝設(shè)備進(jìn)行容量核算，根據(jù)需要確定是否對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行增容改造、是否增加儲(chǔ)氨罐和液氨蒸發(fā)器。

1.3 除塵器改造技術(shù)路線

電除塵器改成電袋復(fù)式除塵器，同時(shí)加裝低低溫?fù)Q熱器(在除塵器前設(shè)置低低溫?zé)煔庥酂峄厥昭b置，在脫硫塔后設(shè)置煙氣余熱再熱裝置)；必要時(shí)對(duì)干除灰系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2 改造后環(huán)保設(shè)備出現(xiàn)問題原因及對(duì)策

2.1 煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)

2.1.1 FGD/漿液循環(huán)泵振動(dòng)

2.1.1.1 原因

超低排放改造中循環(huán)泵進(jìn)口增設(shè)濾網(wǎng)，濾網(wǎng)有效過濾面積應(yīng)不低于循環(huán)泵進(jìn)口管道截面積的3倍，而改造中選用的濾網(wǎng)實(shí)際有效過濾面積偏小，運(yùn)行中循環(huán)泵進(jìn)口通流面積不足，不能滿足泵正常運(yùn)行需求，引起泵抽真空發(fā)生振動(dòng)。

新增循環(huán)泵的吸入口與相鄰循環(huán)泵的吸入口距離控制不當(dāng)，造成新增循環(huán)泵與相鄰循環(huán)泵出現(xiàn)搶流量現(xiàn)象，吸力小的泵易引起振動(dòng)。

2.1.1.2 對(duì)策

(1)選擇合適的進(jìn)口濾網(wǎng)，保證足夠的通流面積；單臺(tái)機(jī)組的各臺(tái)循環(huán)泵進(jìn)口濾網(wǎng)加工尺寸應(yīng)保持一致。

(2)合理布置新增循環(huán)泵的吸入口位置。

2.1.2 FGD/吸收塔塔壁漏漿

2.1.2.1 原因

吸收塔噴淋層噴嘴安裝工藝不到位。漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)框架設(shè)計(jì)不合理，運(yùn)行中吸收塔漿液沖刷濾網(wǎng)，引起濾網(wǎng)與塔壁摩擦，造成塔壁防腐層損壞后腐蝕穿孔而泄漏。吸收塔塔壁原有防腐層在改造過程中因吸收塔頂升等原因引起塔壁防腐層局部起殼，運(yùn)行中防腐層脫落引起塔壁腐蝕穿孔泄漏。

2.1.2.2 對(duì)策

(1)噴淋層安裝過程中嚴(yán)格按工藝要求執(zhí)行和驗(yàn)收。對(duì)于廠家已經(jīng)安裝的噴嘴，用角度尺檢查是否符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。需要現(xiàn)場(chǎng)安裝的噴嘴，檢查噴嘴接管與噴淋支管接管結(jié)合面的平整度，對(duì)不符合要求的噴嘴接管進(jìn)行打磨處理。將噴嘴按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)角度與噴淋支管接管試對(duì)，在噴嘴及噴淋支管上任意90°位置分別進(jìn)行標(biāo)記并進(jìn)行壁厚檢查，調(diào)整噴嘴與噴淋支管的同心度。噴嘴黏接時(shí)，先按照噴嘴端面標(biāo)記定位，再用水平尺貼于噴嘴喇叭口處檢查合格，用速干膠或鐵絲等臨時(shí)固定，再用浸透不飽和樹脂的玻璃絲布纏繞黏接。加強(qiáng)超低排放改造工程的驗(yàn)收。

(2)更換漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)框架，換成過渡節(jié)式，過渡節(jié)一端焊在塔壁上，另一端通過螺栓與濾網(wǎng)連接，使運(yùn)行中吸收塔漿液沖刷濾網(wǎng)時(shí)濾網(wǎng)振動(dòng)影響不到塔壁位置。

(3)改造中對(duì)吸收塔塔壁防腐層進(jìn)行嚴(yán)格檢查，如有起殼現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行清理修復(fù)。

2.1.3 FGD/吸收塔氧化風(fēng)管部分?jǐn)嗔?/p>

2.1.3.1 原因

氧化風(fēng)管安裝不到位，運(yùn)行中氧化風(fēng)管因漿液沖擊等原因出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)，風(fēng)管與支架發(fā)生摩擦，久而久之風(fēng)管斷裂。氧化風(fēng)管嚴(yán)重堵塞，造成氧化風(fēng)管運(yùn)行中劇烈震動(dòng)引起斷裂。脫硫系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)未先投運(yùn)氧化風(fēng)機(jī)，在投運(yùn)氧化風(fēng)機(jī)前氧化風(fēng)管噴口因長時(shí)間浸沒在吸收塔漿液內(nèi)而積漿(或積垢)堵塞。

2.1.3.2 對(duì)策

(1)將塔內(nèi)風(fēng)管用防腐材料與支架固定；增加風(fēng)管壁厚。

(2)增加氧化風(fēng)管沖洗水，保證管道通暢，以降低振動(dòng)。

(3)脫硫系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行前及時(shí)投用氧化風(fēng)機(jī)，以防風(fēng)管噴口積漿堵塞。

2.1.4 FGD/吸收塔氣流均布盤部分碎裂脫落

2.1.4.1 原因

氣流均布器設(shè)計(jì)厚度不合理，設(shè)計(jì)厚度偏薄。梁跨距偏大，造成運(yùn)行中均布盤振動(dòng)大。安裝固定設(shè)計(jì)不合理，均布器梁采用碳鋼材料表面涂鱗片的方式，運(yùn)行中因受煙氣流作用而振動(dòng)，久而久之均布器梁表面鱗片脫落，均布器螺栓焊接點(diǎn)位置嚴(yán)重腐蝕引起固定螺栓脫落、均布器振動(dòng)加大。

2.1.4.2 對(duì)策

(1)選擇厚度合理(建議厚度不低于3 mm)的均布器予以更換。

(2)增加氣流均布器梁，并對(duì)新舊梁進(jìn)行搭接處理。

(3)更改均布器梁與均布器的連接結(jié)構(gòu)和材質(zhì)(均布器梁上表面和均布器連接螺栓可以選用耐磨耐腐蝕雙向不銹鋼材質(zhì))，保證運(yùn)行中均布器連接螺栓不易腐蝕脫落；并對(duì)均布器的壓板進(jìn)行重新定位和加固。

2.1.5 FGD/吸收塔氣流均布器大梁腐蝕穿孔

2.1.5.1 原因

均布器固定螺栓接種在均布器大梁上，大梁表面為鱗片防腐，運(yùn)行中因氣流作用均布器振動(dòng)，大梁表面鱗片脫落后腐蝕，均布器固定螺栓脫落而造成均布器振動(dòng)加劇，導(dǎo)致大梁磨損腐蝕至穿孔。

2.1.5.2 對(duì)策

(1)在均布器大梁上表面包覆防腐不銹鋼板，并在與大梁的接縫處做好防腐處理；選用不銹鋼螺栓作為托盤固定螺栓，將固定螺栓直接焊接在包覆均布器大梁的不銹鋼板上，并對(duì)均布器安裝進(jìn)行加固處理。

(2)在接種好均布器固定螺栓的大梁上表面貼覆陶瓷板，并做好螺栓根部的防腐措施，均布器安裝時(shí)均布器與大梁間加裝緩震耐腐蝕橡膠墊。

2.1.6 FGD/吸收塔大梁襯膠防腐吹損嚴(yán)重

2.1.6.1 原因

改造中未對(duì)吸收塔內(nèi)原有漿液噴淋管進(jìn)行全面檢查或更換，運(yùn)行中漿液噴淋支管脫落(或斷裂)，管子脫落后漿液直接對(duì)著大梁沖刷，造成大梁表面襯膠嚴(yán)重吹損。

2.1.6.2 對(duì)策

改造中對(duì)使用年限已久的漿液噴淋管進(jìn)行更換，對(duì)尚在使用壽命期內(nèi)的漿液噴淋管進(jìn)行全面檢查，注意做好管子接口的加固工作。

2.2 脫硝系統(tǒng)

2.2.1 SCR反應(yīng)器催化劑局部吹損嚴(yán)重

2.2.1.1 原因

催化劑已過機(jī)械使用壽命期；改造中未進(jìn)行脫硝煙氣流場(chǎng)數(shù)字模擬和物理模擬試驗(yàn)，煙氣流場(chǎng)不均；改造中施工人員將飲用水(或其他水)倒在催化劑上；鍋爐燃燒工況異常等原因造成催化劑局部吹損嚴(yán)重。

2.2.1.2 對(duì)策

(1)改造中應(yīng)更換使用壽命進(jìn)入末期的催化劑。

(2)通過數(shù)字模擬和物理模擬試驗(yàn)調(diào)整煙氣導(dǎo)流板、修正煙道。

(3)做好催化劑的保護(hù)工作，避免催化劑受潮。

(4)調(diào)整鍋爐燃燒工況。

(5)對(duì)于磨損穿透整個(gè)催化劑模塊的部位進(jìn)行封堵處理，在條件許可的情況下進(jìn)行催化劑部分或全部更換。

2.2.2 脫硝系統(tǒng)NOx質(zhì)量濃度出現(xiàn)倒掛

2.2.2.1 原因

脫硝NOx質(zhì)量濃度測(cè)量表計(jì)存在問題、改造中SCR系統(tǒng)未進(jìn)行噴氨優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，噴氨均勻性差等原因造成改造后SCR出口NOx質(zhì)量濃度低于煙囪排口NOx質(zhì)量濃度，出現(xiàn)倒掛現(xiàn)象，氨逃逸率明顯上升。

2.2.2.2 對(duì)策

(1)NOx質(zhì)量濃度測(cè)量表計(jì)校驗(yàn)到位。

(2)脫硝系統(tǒng)改造后系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)進(jìn)行噴氨優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，以提高SCR脫硝裝置出口NOx質(zhì)量濃度分布均勻性，降低局部過高的氨逃逸率。

2.2.3 脫硝系統(tǒng)稀釋風(fēng)機(jī)風(fēng)量偏低

2.2.3.1 原因

超低排改造中未進(jìn)行稀釋風(fēng)機(jī)增容改造，原有稀釋風(fēng)機(jī)無法滿足新系統(tǒng)的風(fēng)量要求。

2.2.3.2 對(duì)策

核算改造后的稀釋風(fēng)量，對(duì)稀釋風(fēng)機(jī)進(jìn)行增容改造。

2.3 低低溫?fù)Q熱器

2.3.1 低低溫?fù)Q熱器出現(xiàn)共振

2.3.1.1 原因

低低溫?fù)Q熱器模塊數(shù)量設(shè)計(jì)不合理，設(shè)計(jì)數(shù)量偏少引起換熱器阻力大、出現(xiàn)共振。

2.3.1.2 對(duì)策

擴(kuò)大低低溫?zé)煔馔ǖ?，增加換熱器模塊；或在增加換熱器模塊的同時(shí)加裝換熱器旁路。

2.3.2 低低溫?fù)Q熱器漏水

2.3.2.1 原因

低低溫?fù)Q熱器管材選擇不當(dāng)，耐磨、耐腐蝕性差；煙氣流速過高、飛灰物理特性、安裝問題； 各種設(shè)計(jì)問題引起的低溫腐蝕； 因飛灰沉積、管子泄漏等原因引起積灰，導(dǎo)致煙氣流速局部過高而管子吹損。

2.3.2.2 對(duì)策

(1)選擇合適的換熱器管型、管材和管壁厚度。

(2)控制好煙氣流速、鍋爐燃燒以及安裝工藝等。

(3)準(zhǔn)確計(jì)算酸露點(diǎn)；低低溫?fù)Q熱器的降溫器出口煙溫盡可能控制在90～95 ℃，最高不超過100 ℃，再熱器出口煙溫控制在80 ℃以上[2]；設(shè)計(jì)時(shí)出口煙溫保證值按照出口煙溫設(shè)定值上下浮動(dòng)8～10 ℃來界定，換熱器留有足夠的換熱余量，以保證在運(yùn)行工況改變時(shí)，換熱器出口煙溫仍能達(dá)到設(shè)定值[3]；根據(jù)各煙道實(shí)際參數(shù)來確定換熱器的大小，避免換熱器出口煙溫出現(xiàn)偏低；集箱處的穿墻管、彎頭穿出煙道等部位均以密封滿焊方式設(shè)計(jì)，并將彎頭外側(cè)包裹在密封盒子內(nèi)，這樣可以避免煙道漏風(fēng)，防止出現(xiàn)低溫腐蝕。

(4)低低溫?fù)Q熱器在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)要加強(qiáng)吹掃，避免過多灰塵沉積；做好檢修維護(hù)工作，防止因泄漏造成的積灰情況發(fā)生。

2.3.3 低低溫?fù)Q熱器再熱器壓差超標(biāo)

2.3.3.1 原因

低低溫?fù)Q熱器再熱器高溫段管組鰭片選材參照管材設(shè)計(jì)，運(yùn)行中鰭片溫度實(shí)際達(dá)不到管子溫度，鰭片出現(xiàn)低溫腐蝕后變形、脫落，堆積于換熱器內(nèi)部，引起再熱器堵塞壓差超標(biāo)。

2.3.3.2 對(duì)策

(1)選用合適的材質(zhì)用于制作低低溫?fù)Q熱器再熱器管組(建議再熱器各段模塊的材質(zhì)均不低于316L)，確保正常運(yùn)行工況下管組鰭片不發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。

(2)對(duì)再熱器高溫段模塊管組進(jìn)行表面鈍化處理。

2.4 除塵器及干除灰系統(tǒng)

2.4.1 除塵器故障頻繁

2.4.1.1 原因

電除塵長期運(yùn)行、頻繁開停機(jī)，經(jīng)過反復(fù)熱脹冷縮后陰極框架出現(xiàn)變形嚴(yán)重，引起振打點(diǎn)偏移、極距局部偏小，造成振打淸灰效果不好、電場(chǎng)閃絡(luò)；陰極線松弛、斷裂引起電場(chǎng)短路或閃絡(luò)；煙氣流速過低(小于0.3 m/s)，且含塵質(zhì)量濃度高時(shí)電除塵進(jìn)口氣流均布板積灰，乃至孔眼被堵塞，使氣流沿電場(chǎng)截面分布不均勻和煙氣含塵質(zhì)量濃度偏析，造成除塵效率下降；改造中系統(tǒng)增設(shè)的低低溫?fù)Q熱器運(yùn)行中出現(xiàn)泄漏而未能及時(shí)隔斷，引起除塵器和灰斗內(nèi)進(jìn)水后電場(chǎng)短路、灰斗堵塞。

2.4.1.2 對(duì)策

對(duì)陰極框架進(jìn)行調(diào)整、維修處理；更換松弛或斷裂的極線；校核引風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，確保除塵器內(nèi)煙氣流速控制在正常范圍內(nèi)；消除低低溫缺陷，及時(shí)清理除塵器電場(chǎng)及灰斗內(nèi)積灰。

2.4.2 干除灰系統(tǒng)無法正常出灰

2.4.2.1 原因

超低排改造中干灰系統(tǒng)進(jìn)行配套改造，改造中選用的干除灰系統(tǒng)閥門不可靠，造成倉泵不能正常送灰；倉泵與灰斗間距離過長，進(jìn)入倉泵內(nèi)灰的溫度過低。

2.4.2.2 對(duì)策

干灰系統(tǒng)選用可靠的閥門；合理控制倉泵與灰斗間的距離。

3 結(jié)束語

在日趨嚴(yán)格的環(huán)保形勢(shì)下，火電廠進(jìn)行超低排放改造勢(shì)在必行。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的環(huán)保改造市場(chǎng)環(huán)境下，改造項(xiàng)目承包單位因顧及到項(xiàng)目總價(jià)等因素可能存在用材偏低、安裝工藝不到位等問題，這也是改造后環(huán)保設(shè)備出現(xiàn)一些新問題的原因之一。如何避免改造后出現(xiàn)問題是每個(gè)業(yè)主在改造前、改造中應(yīng)該認(rèn)真考慮的問題。對(duì)于改造后已經(jīng)出現(xiàn)問題的單位來說，控制和解決新出現(xiàn)的問題至關(guān)重要。或許大多數(shù)單位通過改造都能達(dá)到超低排放要求，但如何保證改造后既能達(dá)標(biāo)排放，又能保證設(shè)備正常運(yùn)行是值得每個(gè)業(yè)主考慮的，希望通過此文能給尚未改造、正在改造或已經(jīng)完成改造的同行提供借鑒。