【精品】火电厂烟气脱硫取消旁路烟道的可行性分析与探讨
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资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除 1 / 15 火电厂烟气脱硫取消旁路烟道的可行性分析与探讨
引言 当前我国的环境形势十分严峻,环境与经济的矛盾空前突出.改革开放20多年取得了西方100多年的经济成果,而西方100多年发生的环境问题在中国20多年里集中体现,20多年的成果与20多年的污染,过度消耗了我们的资源与环境。环境资源问题已经对建设“和谐社会“构成了严重挑战,成为影响经济、制约社会、涉及政治的大问题。
目前我国已成为世界上SO2排放量最大的国家,酸雨严重,今后大气污染防治的重点是解决问题.而火电厂二氧化硫的排放占到全国总二氧化硫排放量的70%以上,很明显节能减排的重点是做好火电厂的二氧化硫减排工作。在国家环保政策的有力推动下,烟气脱硫装置(FGD)已在我国大量投运,目前我国燃煤机组的脱硫率已经达到超过60%。十一五”规划称,到2010年末期,大气主要污染物二氧化硫、水体主要污染物化学需要量等排放总量要比2005年消减10%.但是根据国家环保总局统计:主要污染物减排已经连续两年多交出不及格答卷,“十一五"规划的环保目标有可能继“十五”计划后再次完不成.
火电厂二氧化硫排放未达标,虽然与有近40%电厂未进行脱硫改造有关,但是也与部分电厂虽然已建设脱硫设施,但是脱硫设备不能正常运行,或者经常开启旁路烟道运行,造成部分烟气未经脱硫就直接排入大气有直接关系.下面就资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除 2 / 15 结合近年国内烟气脱硫工程实践经验和投运情况,从取消脱硫旁路烟道,确保烟气100%进行脱硫提出相关结论和建议。
1湿法烟气脱硫设置烟气旁路烟道的原因 国内已投运或正在建设的湿法烟气脱硫装置一般都设有100%旁路烟道,并安装具有快速开启功能的旁路挡板。少数电厂取消了旁路烟道(如后石电厂海水脱硫装置、国华三河电厂烟塔合一项目新建项目).机组冷态启动时,为避免烟尘和未燃尽油滴的污染,烟气通过旁路烟道直接排入烟囱。待烟温升高、静电除尘器投运使烟气粉尘含量小于FGD装置的进口要求后,增压风机启动,FGD资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除
2 / 15 装置进出口挡板打开,旁路挡板逐渐关闭。FGD或机组故障时(例如机组发生MFT、所有吸收塔浆液循环泵停运、FGD入口烟气超温、增压风机跳闸等),快速开启旁路挡板,关闭FGD进、出口挡板,烟气经旁路烟道直接经烟囱排入大气。
综上所述,现阶段设置烟气旁路主要是保证在FGD故障停运或临时检修时机组能正常、安全可靠地运行;当锅炉点火或运行中烟气参数超标时,避免烟气中的未燃尽油滴、炭黑、高温烟气或高浓度粉尘等进入FGD系统,保证FGD安全。
2国外烟气旁路烟道设置情况 国外不同国家FGD装置旁路烟道设置情况不尽相同,根据掌握的有限资料,仅对日本、德国和美国的旁路烟道设置情况做简要介绍。
2。1日本 日本近期建设的许多机组不设旁路烟道,其原因主要在于:日本脱硫设备质量较好、运行可靠性较高,因此FGD基本不会影响主机的运行安全;且日本环保标准要求严格,建设初期政府即与电厂签订环境保护协定,并以抽查方式检验执行情况,因此电厂会在大气污染防治方面采取一系列积极措施。部分电厂也设置旁路烟道,主要基于在突发事故情况下进一步保护脱硫装置安全,如碧南电厂4、5号机组、
苓北电厂1、2号机组等都设有旁路烟道。 2。2德国 资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除 3 / 15 目前欧洲电力行业尚无不设置旁路烟道的规定,德国相关法规允许在机组运行期间FGD有一定时间(约120h)可退出运行。德国燃煤机组过去一般都设有旁路烟道,近期内新建工程大多不设旁路烟道,特别是采用烟塔合一的电厂,其通过简化脱硫工艺、提高设备性能等措施来提高脱硫装置的可用率,以尽力避免因FGD的停运而影响机组的运行。
2.3美国 美国国家环保标准对旁路烟道设置也无硬性要求,以前FGD一般考虑设置旁路烟道,主要考虑在FGD故障工况下能通过旁路保证机组的正常运行,资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除
3 / 15 同时对于脱硫效率要求小于80%的电厂,旁路可用于调节排烟温度;随着FGD的可靠性不断提高,以及颁布严厉的环保处罚措施以后,近期新建电厂基本上已不再设置旁路烟道。
可见国外取消旁路烟道已成为一种趋势,但并无必须取消旁路烟道的相关规定。
3取消烟气旁路烟道的优势 对于新(扩)建工程,取消烟气旁路烟道优势相对较多,可简化工艺,相对减少故障点,有利于优化厂区布置,节省建设场地,确保FGD装置的投运和污染物排放的控制,节省基建费用,具体体现在如下方面:
3。1简化工艺系统 取消旁路烟道优化工艺系统、可节省设备。如可取消FGD进口挡板、旁路挡板、旁路烟道,条件允许时可同时取消GGH,增压风机与引风机可合并布置.烟气从除尘器出口经引风机直接到吸收塔然后至烟囱排放,工艺流程顺畅。
3。2相对减少故障点 取消旁路烟道简化工艺系统、减少了设备数量和工艺环节,从而可相对减少故障点和设备维护量。如增压风机和引风机合并设置,可减少1台风机及其相关辅助系统;取消FGD入口挡板和旁路挡板及其密封系统,特别是取消GGH则可大大降低故障率.
3。3利于优化布置方式、节省场地 资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除 4 / 15 对于新建工程,取消旁路烟道,如同时取消GGH,则为改变布置方式创造了有利条件,参照德国一些电厂(如图4所示)的布置方式,可把FGD布置于烟囱(冷却塔)前,节省布置场地.
3.4运行方面的影响资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除
4 / 15 关闭旁路与部分或完全开启旁路运行相比,开启旁路易使净烟气部分回流,从而导致部分原烟气烟道腐蚀,并增加了对锅炉炉膛负压的扰动,如不设旁路则可完全杜绝此现象的发生。
3.5优化建设模式 当取消旁路烟道且增压风机和引风机合并设置、FGD布置于烟囱前时,FGD的烟气系统不再是一个独立的系统,完全可纳入主体工程的设计当中,此时可将吸收塔及其辅助系统作为脱硫厂商的设计和承包范围,把FGD的烟风系统、制浆和供浆系统、脱水系统、废水系统以及其他辅助系统纳入工程主体设计院的设计范围,从而减少设计接口,便于工程的实施。
3。6确保环保排污的控制 取消旁路烟道可使FGD与机组“三同时”,完全杜绝利用旁路烟道排烟运行的可能,确保最大限度控制电厂污染物的排放.
3。7节省基建投资与检修运行费用 取消旁路简化了工艺系统、减少了设备、节省了场地,从而节约基建投资。 4取消旁路烟道存在的问题和解决措施 取消旁路宜针对2种情况进行分析,一是在建和已投运的FGD装置;二是今后的新(扩)建FGD装置;前者面临的是是否需要拆除旁路烟道,后者面临的是否需要建设旁路烟道,从而存在的问题和解决措施有所不同。 资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除 5 / 15 4.1在建和已投运的FGD装置 在建和已投运的FGD装置由于旁路烟道已经建设或正在建设,且整个FGD的工艺设计以及设备配置都是按照设有旁路烟道考虑,拆除旁路烟道需要解决的问题相对较多,例如:
(1)系统自身已按有旁路配置:如拆除旁路烟道则必须解决调试或启动阶段FGD入口烟尘浓度、油气含量过高问题,并采取事故喷水降温改造措施,资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除
5 / 15 以解决烟气超温问题;增压风机、GGH等无备用、系统冗余系数较小等都导致现有FGD的可靠性相对较低,如拆除旁路烟道则可能严重影响机组的连续运行.
(2)设备质量普遍较差:由于FGD市场存在严重的低价竞争,脱硫设备质量普遍较差,运行中存在诸多问题,如除雾器效果差,GGH堵塞严重,增压风机的液压油站和油管泄漏、液压油缸与旋转油封损坏、执行机构卡涩,湿式球磨机出力不够,浆液泵易磨损、机械密封磨损泄漏、轴承超温,阀门泄漏率高,废水系统出力不足等问题.造成FGD整体可靠性较低、故障率较高,如拆除旁路烟道,FGD会对机组的
连续运行产生影响,甚至可能影响电网稳定。 (3)煤质等外部条件不稳定:煤种变化较大、石灰石品质较差和FGD运行人员经验不足等,也是影响脱硫装置运行可靠性的重要因素,以上问题往往导致不得不开启旁路挡板以保证机组的稳定运行,如拆除旁路烟道,则应尽可能保证煤质和石灰石品质稳定在设计范围,并通过培训等措施提高运行人员水平.
(4)FGD与机组不能同步投运:现阶段FGD装置主要实行EPC方式或脱硫公司负责FGD系统核心设计、电厂自行采购设备,FGD往往略滞后于主体工程,对于在建工程,如机组提前投运,则需解决烟气排放问题。考虑FGD系统和设备的可靠性、改造对机组运行的影响从而引起对电网稳定性的影响以及目前FGD运行人员的实践经验和改造花费的投资等方面因素,在建和已投运的FGD装置不宜拆除旁路烟道。 资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除 6 / 15 4。2新(扩)建机组的FGD装置 取消旁路烟道,应从设计、施工安排和运行检修要求等角度考虑,采取相应措施,以提高脱硫装置可靠性,减小因FGD与机组串联运行对机组可靠性产生的影响。
4.2。1设计方面 充分考虑吸收塔入口烟尘浓度和油气过高、烟温超温等解决措施,提高设备质量和材料等级,可考虑取消GGH,适当增大设备和系统的设计冗余量,简化系统、减少故障点,以确保FGD连续可靠运行;如考虑增压风机与引风机合并设置,