火電廠煙氣加熱冷凝系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

石亮

(福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000)

隨著社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)要求不斷的提高，以此對(duì)應(yīng)的煙氣冷凝技術(shù)能夠有效的消除煙囪排放出來的白煙，降低視覺污染、減少水份的流失、回收熱量并解決煙道與煙囪存在酸性液滴凝結(jié)腐蝕問題，可以說是一舉多得。然煙氣加熱冷凝技術(shù)中也存在很多的問題和改善的空間，比如：冷凝下的水如何處理、變頻泵是否能夠優(yōu)化等等。

圖1

1 煙氣加熱冷凝技術(shù)介紹

在原MGGH 系統(tǒng)中再熱器部分前部增加冷凝模塊(詳見圖2)，并通過雙PID 互鎖控制的方法實(shí)現(xiàn)煙溫和水溫的聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，能夠很好地實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥和變頻增壓泵的雙重自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)水溫或煙溫的恒定控制，提高煙氣加熱冷凝系統(tǒng)換熱效率的最大化，實(shí)現(xiàn)煙氣加熱冷凝系統(tǒng)的自動(dòng)控制。在夏季時(shí)水溫較高，不需要輔助加熱系統(tǒng)就能夠達(dá)到加熱冷凝的效果，而在冬季時(shí)水溫較低，需要通過輔助蒸汽加熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱，最終將煙氣中包含的水份析出，降低煙氣中濕度，減少煙氣中含水量，從而消除有色煙羽。降低含濕量，提高煙氣溫度，消煙兼顧收水(在環(huán)境10℃，RH 相對(duì)濕度=60%情況下，煙氣冷凝1℃，對(duì)應(yīng)少升溫5℃以上，可達(dá)到同樣消白效果)。

圖2

2 煙氣加熱冷凝系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 永磁調(diào)速器的應(yīng)用

在煙氣加熱冷凝系統(tǒng)中，循環(huán)泵作為系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，發(fā)揮著無可取代的作用。循環(huán)泵帶動(dòng)水在整個(gè)系統(tǒng)中循環(huán)，將冷水送入取熱器，降低煙氣溫度，再經(jīng)過輔助加熱器提高水溫，將煙囪出口煙溫提高，溫度過高的水再經(jīng)過凝結(jié)水加熱器，降低水溫，進(jìn)而循環(huán)使用。而煙囪出口煙溫提高后，經(jīng)過冷凝器急速冷卻，將煙氣多余的水析出，從而消除白煙。泵常用的有工頻泵和變頻泵，而工頻泵存在啟動(dòng)電流大，無法調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)基本上都被變頻泵取代了。變頻泵為各個(gè)系統(tǒng)中最常用的設(shè)備，然變頻泵也存在許多天然的缺點(diǎn)。比如：存在調(diào)節(jié)死區(qū)、對(duì)環(huán)境要求比較高、維護(hù)成本高、傳動(dòng)損耗、低功率下耗能較大安全性不高等。

永磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)是近幾年來一項(xiàng)專門針對(duì)風(fēng)機(jī)、泵類離心負(fù)載的國(guó)際最新開發(fā)、適用調(diào)速節(jié)能的新技術(shù)。它具有高效率、低能耗、高可靠性、無剛性連接傳遞扭矩、適用于惡劣環(huán)境、極大減少整體系統(tǒng)振動(dòng)、減少系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。尤其是該技術(shù)不產(chǎn)生高次諧波，且在低電壓、低轉(zhuǎn)速下不易造成電機(jī)發(fā)熱，且具有良好的調(diào)速特性，更使之成為風(fēng)機(jī)及泵類設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造的第一選擇。雖設(shè)備采購(gòu)成本較高，但使用經(jīng)濟(jì)性好、維護(hù)成本低。

永磁調(diào)速器的基本結(jié)構(gòu)主要由分為兩部分(詳見圖3)：第一部分是安裝在負(fù)載側(cè)的磁轉(zhuǎn)子；第二部分是安裝在動(dòng)力側(cè)的銅轉(zhuǎn)子，銅轉(zhuǎn)子與磁轉(zhuǎn)子沒有任何機(jī)械接觸，工作原理：銅轉(zhuǎn)子和磁轉(zhuǎn)子可以自由獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，當(dāng)動(dòng)力側(cè)的銅轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，銅轉(zhuǎn)子和磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)行，銅轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中切割磁力線從而產(chǎn)生渦電流，渦電流產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)與永磁體相互作用，產(chǎn)生扭矩，從而帶動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)工作。永磁調(diào)速就是通過調(diào)節(jié)磁轉(zhuǎn)子與銅轉(zhuǎn)子之間氣隙的大小，就可以控制傳遞扭矩的大小，而獲得可調(diào)節(jié)、可重復(fù)的負(fù)載轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，達(dá)到減速節(jié)能的效果。

圖3

2.2 增加水處理系統(tǒng)

煙氣加熱冷凝技術(shù)是先通過提升煙氣溫度，然后急速冷卻，將煙氣中攜帶的水份析出，這樣就會(huì)多出冷凝水，由于煙氣中帶粉塵的關(guān)系，冷凝水一般是都是偏酸性的，直接使用、棄之不管或直接排放均是不合理的。如果增加水處理系統(tǒng)，即可以有效的避免以上的問題，也能循環(huán)用水節(jié)約水資源，這在新疆、甘肅、寧夏等西北較為缺水地區(qū)尤為重要。目前常用的水處理主要是兩種，第一種是三聯(lián)箱系統(tǒng)(圖4)：冷凝水按順序進(jìn)入中和箱、反應(yīng)箱和絮凝箱，在三個(gè)箱中添加不同的藥劑，改善冷凝水的PH 值、去除雜質(zhì)，使之達(dá)到排放或循環(huán)使用標(biāo)準(zhǔn)。作為較早的水處理工藝，雖技術(shù)成熟、設(shè)備成本較低，但運(yùn)行成本高、藥劑種類多、設(shè)備占用面積大，處理能力較小、效果差，多數(shù)廠家已經(jīng)對(duì)三聯(lián)箱系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

圖4

另一種是一體化處理裝置系統(tǒng)(圖5)，主要設(shè)備為高效反應(yīng)器和高效旋流澄清器，具體流程是：煙氣加熱冷凝系統(tǒng)收集下來的冷凝水進(jìn)入一體化處理裝置的高效反應(yīng)器單元，同時(shí)一體化吸附絮凝劑從高效反應(yīng)器中的干粉投藥機(jī)投入，經(jīng)過高效反應(yīng)器單元內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)，使得漿液充分混凝、反應(yīng)，反應(yīng)后漿液經(jīng)提升泵輸送至一體化處理裝置系統(tǒng)中的高效旋流澄清器單元，經(jīng)過高效旋流澄清器分離、壓縮、沉降，處理后的清水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，通過液位差溢流進(jìn)入廢水清水箱，廢水清水箱再通過輸送泵送至廢水排放點(diǎn)或進(jìn)行循環(huán)使用；底流經(jīng)高效旋流澄清器深度壓縮沉降后得到25%以上含固量的超高濃度漿液，經(jīng)過污泥泵輸送至真空皮帶脫水機(jī)進(jìn)行脫水。一體化處理裝置系統(tǒng)與三聯(lián)箱系統(tǒng)相比，設(shè)備少、成本低、維護(hù)方便、藥劑也只需要一種即可、效果顯著。已經(jīng)在多個(gè)項(xiàng)目中使用，并取得了很好的效果。本系統(tǒng)也可與脫硫廢水處理裝置結(jié)合，提高使用率，降低成本。

圖5

綜合上述通過對(duì)兩種水處理系統(tǒng)的比較，可以初步得出采用一體化處理裝置系統(tǒng)更能有效提升水處理能力、降低成本，更好的優(yōu)化煙氣冷凝加熱系統(tǒng)。但具體選擇哪種水處理系統(tǒng)，需要根據(jù)各廠自身的情況并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際環(huán)境，進(jìn)行綜合考慮，不可過分去追求最新技術(shù)，因最新技術(shù)可能并不成熟，這樣容易造成成本和資源的浪費(fèi)。

3 結(jié)論

環(huán)保是永恒的主題，不能為了經(jīng)濟(jì)而犧牲環(huán)境。一定要在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，提高對(duì)污染的治理效果，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隨著環(huán)保要求的提高，新技術(shù)將會(huì)不斷涌現(xiàn)。作為環(huán)保行業(yè)的從業(yè)人員，應(yīng)緊跟時(shí)代的步伐，研發(fā)和使用最新的環(huán)保技術(shù)，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展保駕護(hù)航，為國(guó)家的環(huán)保事業(yè)添磚加瓦。