（三河发电有限责任公司河北廊坊065201）
摘要：目前，我国城市工业水平不断提高，火力发电厂作为城市供电的重要组成部分，锅炉装置烟气脱硫脱硝技术的应用有助于生态环境的和谐发展。下面文章主要从锅炉烟气系统出发，探讨脱硫装置升级改造的有效策略。
关键词：锅炉装置；烟气脱硫；脱硫脱硝；升级改造
引言
经济发展下火力发电厂的数量也随着需求逐渐增多,与此同时,有害气体的排放量也越来越多,长此以往,会严重破坏生态环境的平衡,造成大气污染。相关人员应该及时制定应对措施,最大程度降低危害。经相关专家综合分析表明,应对排放的大气污染物进行深入研究,对火电厂排放的有毒气体进行处理,将其中的有害物质进行脱除,脱硫脱硝,从而将危害降至最低,促使我国经济社会稳定发展。
1锅炉烟气系统概况
某公司拥有一台2018年安装的75吨循环流化床锅炉。该锅炉产生的烟气先经过静电除尘器除尘,再进入布袋除尘器进一步收尘,最后进入双碱法的脱硫系统进行脱硫,合格烟气通过烟囱排入大气。锅炉系统未采用低碳燃烧技术,未安装脱硝装置导致产生的氮氧化物浓度较高。另外,烟气除尘采用静电除尘器+布袋除尘器。为降低二氧化硫排放,该公司采用双碱法脱硫工艺。但经长时间运行发现,该工艺运行不够稳定,无法满足当前职能部门制定的锅炉烟气超低排放标准,因此,需要对该锅炉烟气系统进行升级改造。
2火电厂锅炉脱硫技术原理
利用石灰石粉的投入可以对SO2排放进行控制,WFGD(湿式石灰石-石膏法)、烟道流化床脱硫、炉内脱硫+燃烧优化工艺已经成为现阶段火电厂主要脱硫技术。烟道流化床脱硫技术需要空间较为庞大,其改造工程量相对较大。因此,在火电厂中的锅炉脱硫技术主要是采用石灰石-石膏湿法,在具体脱硫过程中,吸收塔占有关键地位。根据不同的脱硫方法,可以将吸收塔划分为3种类型:(1)喷淋吸收塔。喷淋吸收塔脱硫技术的应用较为广泛,通常情况下,炉膛烟气为自上到下运动,外形为喇叭形状,或是利用特定角度可以向下喷射,对烟气进行充分吸收。(2)液柱塔。利用烟气、液、气相融合方法,可以实现脱硫目的,这种方法的脱硝率相对较高,但是可能会因为烟气造成阻力,进而形成脱硫损失。(3)填料塔。填料塔利用了内部固体填料,可以让浆液从填料层表层流入其中,和炉膛内烟气融合,可以实现脱硫目的,但在应用这种方法时,可能会形成堵塞现象。
3锅炉烟气脱硫装置升级改造分析
3.1锅炉烟气超低排放改造技术
针对公司锅炉烟气排放存在的问题,更好的满足当地烟气排放要求,公司认真研究原有技术存在的不足,分析当前烟气排放处理技术,寻找两者契合点,对锅炉烟气排放系统进行改造。改造主要涉及以下专业技术:第一，低氮燃烧及SNCR脱硝。研究发现,采用低氮燃烧以及应用SNCR脱硝技术,可降低氮氧化物浓度,降低烟气给大气造成的污染。第二，袋一体除尘器。目前市场上的电袋一体除尘器,其融合了静电除尘、布袋除尘的优点,是通过前级电场预收尘、荷电作用和后级滤袋区过滤除尘的一种高效除尘器。该种除尘器优点体现在:首先,电袋一体除尘器除尘效果稳定,不受烟气特性、煤种等影响,除尘效果稳定、高效。同时,滤袋形成的粉尘层给气流产生的阻力小,便于清灰尘,较常规布袋除尘器的运行阻力低500Pa以上的阻力,清灰周期时间为4~10倍的常规布袋除尘器,可明显降低设备能耗。其次,清灰周期得以延长,清灰次数有所减少。同时,因阻力减小,滤袋承受的负荷较小,可避免滤袋的损坏,使得滤袋的使用寿命得以延长。最后,电袋一体除尘器诸多优点,可明显降低在维护方面的投入。第三，石灰石-石膏法脱硫工艺。石灰石-石膏法脱硫工艺以石灰石为脱硫吸收剂,即,对石灰石进行磨细处理后,添加适量水制作成吸收浆液。在吸收塔中和烟气充分接触,使得二氧化硫和碳酸钙发生反应,去除二氧化硫。烟气脱硫后,经过除雾器进行去雾滴处理后排放至大气中。另外,脱硫渣石膏可以加以综合应用。研究发现,石灰石-石膏法脱硫工艺优点突出,主要体现在:首先,脱硫效率较高,超过95%,可适应多种煤种,并且脱硫剂来源广泛,价格便宜;其次,脱硫剂的利用率高,并且产物为石膏,可作建材加以应用;最后,机组具有较强的适应性,系统利用率高。
3.2白泥浆液除砂、提浓改造
白泥浆液中含砂量较大,在脱硫塔下部大量沉积,造成脱硫塔白泥浆液循环泵叶轮损坏严重,每3~5个月就需要更换叶轮和相关零部件,还造成脱硫塔内部玻璃鳞片局部损坏。经分析白泥浆液中含砂全部为石灰乳带入。为将石灰乳中砂除净,在盐水精制工序处增设旋液分离器,用浓盐水混合来自石灰工序含砂量大的高浓度石灰乳,降低粘度。再利用旋液分离器分砂,底流进入螺旋捞砂机脱水除砂。其余浆液汇集至除钙、镁混合罐中供盐水精制工序使用。除砂后,来自盐水精制的盐泥几乎不含砂。消除了白泥浆液含砂对脱硫系统影响。为了提高白泥浆液浓度,以提高脱硫效率,在脱水机分离工段,在现有白泥制浆设备系统基础上,进行局部升级改造,增加制浆水流量表和滚筒筛冲洗水流量表,同时在白泥浆液送热电泵出口后增加在线密度仪。实现工艺准确计量控制加水调制白泥浆液,同时消除滚筒筛无节制冲洗导致制浆水过量的缺陷。将滚筒筛设备由原白泥浆液槽顶部改为放在二楼楼面,以便于清渣和浆液回收。滚筒筛设备升级后白泥制浆用水得到很好控制,同时滤网冲洗水干扰制浆、滚筒筛清渣均得到很好解决。
3.3在烟气吸收塔装置之前,加设旋涡预增湿脱硫除尘装置
在吸收塔装置之前竖井烟道位置处,对之前烟道麻石板进行一定的改造处理,新增设上预除尘设备,在该除尘设备之中加设多个旋涡式喷嘴装置,每一层设置两组。除尘使用水体经由喷嘴装置喷出并且雾化,向上进行喷淋作业,产生极其细微雾滴,确保除尘水能够和烟气之中包含粉尘更加充分的接触,有效的提升除尘效果。另外,还需要进一步的增加烟气的湿度,并适当降低烟气的温度,从而为之后开展脱硫作业提供有利条件。
3.4节约水资源
火电机组烟气脱硫系统不可避免地会造成水资源的消耗,很多火电厂存在的除雾设备工艺陈旧、设备老化问题则往往会引发水资源浪费问题,这类问题的解决便需要回收利用冷却水和冲洗水、回收冷凝液、加装烟气换热器等优化措施的支持,具体优化路径为:(1)回收利用冷却水和冲洗水。现阶段我国火电机组烟气脱硫系统多采用闭式水、开式水作为冷却水,而通过将未利用完的机封冷却水、冷却水回水接至工艺水箱,便能够实现冷却水的回收利用。而冲洗水的回收利用则需要设置集水泵、集水坑,冲洗水、冷却水的循环利用将由此实现。(2)回收冷凝液。火电机组烟气脱硫系统很容易出现将水蒸气排放至大气的问题,而为了在这种情况下实现水资源的节约,冷凝液的回收必须得到重点关注,通过为烟道提供一定角度且在净烟道低位、烟囱内筒、入口膨胀节低位处设置冷凝液回收装置,即可满足冷凝液的回收需要。(3)加装烟气换热器。通过加装烟气换热器,水汽在通过引风机出口烟道时可得到较好加热与凝结,加热器的用气量由此下降,实现水资源节约目标。
结语
火电机组烟气脱硫系统的节能优化运行具备较高现实意义,在此基础上,本文涉及的降低真空泵运行电耗、降低烟气系统阻力、加装烟气换热器、优化浆液循环泵运行方式等内容,则提供了可行性较高的烟气脱硫系统节能优化路径。为了进一步提升节能优化质量,神经网络模型的引入、脱硫工艺改进必须得到重视。
参考文献
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