脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵技術(shù)路線探討

脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵技術(shù)路線探討

0排放限值根據(jù)《關(guān)于懲治和消除煤炭消費的詳細規(guī)定》（2014-2010年）和《發(fā)展和改革能源[2014]2093號》的相關(guān)要求，電廠的灰塵排放極限為10mg。對于管道天然氣生產(chǎn)中的排放標(biāo)準(zhǔn)，一些發(fā)電集團需要確保至少在5mg的濃度下安裝防塵裝置。針對部分除塵器出口煙塵濃度低于20mg/m3,若考慮進一步提高除塵器除塵效率或新建濕式除塵器以實現(xiàn)超低排放,將造成改造投資大。脫硫高效協(xié)同除塵技術(shù)路線本文針對國內(nèi)某電廠2×600MW燃煤機組煙氣超低排放改造工程,通過對3種不同的脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵技術(shù)進行技術(shù)經(jīng)濟比較,為同類機組超低排放改造提供技術(shù)經(jīng)濟比較分析的依據(jù)。1提高傳質(zhì)療效石灰石-石膏濕法脫硫工藝是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫技術(shù),國內(nèi)絕大部分燃煤機組脫硫裝置均采用這種工藝吸收塔噴淋區(qū)提效可采用以下方式:(1)采用增加氣液接觸裝置(如采用托盤或湍流器等),使煙氣分布均勻,形成湍流,與液滴充分接觸,大大提高傳質(zhì)效果;(2)選用高效噴嘴,提高噴淋覆蓋度不小于300%,提高傳質(zhì)效果同時進一步降低噴淋漿液粒徑,提高了漿液與煙塵的接觸面積;(3)設(shè)置聚氣環(huán),減少煙氣順?biāo)诘奶右?(4)根據(jù)物模、數(shù)模結(jié)果進一步優(yōu)化吸收塔流場設(shè)計2高效除霧裝置2.1除霧器性能目標(biāo)在吸收塔流速合理的前提下,布置合適的除霧器面積,間接控制除霧器的凈面流速,進而得到理想極限粒徑分離效果,保證除霧器出口霧滴質(zhì)量濃度不大于20mg/m3,從而大大降低霧滴攜帶量,同時,高效除霧器可以攔截漿液中固體顆粒,降低霧滴中顆粒物對煙塵貢獻。2.2拆除和消霧裝置吸收塔上部設(shè)置有管束式除塵除霧裝置,由分離器、增速器、導(dǎo)流環(huán)、匯流及管束等構(gòu)成2.3循環(huán)水冷卻系統(tǒng)主要配置分為吸收塔內(nèi)和吸收塔外兩套系統(tǒng),吸收塔內(nèi)布置高效除霧器、冷凝濕膜離心分離器以及超精細分離器,吸收塔外布置循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。冷凝式除塵除霧技術(shù),基于大氣中“霧”的形成原理。通過噴淋層后的飽和濕煙氣進入冷凝濕膜離心除塵器。煙氣冷卻降溫,析出冷凝水汽;水汽主動以細微煙塵和殘余霧滴為凝結(jié)核;細微煙塵和殘余霧滴長大;長大的粉塵和霧滴撞擊在波紋板上被水膜淹沒從而被攔截33mw燃煤機組1+3協(xié)同除塵技術(shù)比較根據(jù)相關(guān)研究表明,脫硫系統(tǒng)除塵效率普遍不高,與脫硫系統(tǒng)入口煙塵濃度有較大關(guān)系本文針對國內(nèi)某電廠2×600MW燃煤機組煙塵超低排放改造工程,單臺機組配置2臺“1+3”型電袋復(fù)合除塵器,目前除塵器出口煙塵濃度控制20mg/m3以下,為實現(xiàn)煙塵超低排放,對脫硫系統(tǒng)進行提效改造。在此前提下,對3種脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵技術(shù)進行技術(shù)比較。改造工程主要設(shè)計參數(shù)如表1所示。3種脫硫系統(tǒng)協(xié)同除塵技術(shù)路線比較如表2所示。3.1內(nèi)力流速隨時間變化隨機組負荷波動,脫硫系統(tǒng)入口煙氣量變化較大,造成塔內(nèi)流速變化。根據(jù)3種除塵除霧裝置運行原理,屋脊式除霧器存在一定臨界流速,流速過高或過低均會影響除霧效率3.2除塵除霧裝置相對于管束式、冷凝式除塵除霧裝置,屋脊式除霧器主要工作集中在流場優(yōu)化;管束式除塵除霧裝置改造思路簡單,將原有除霧器換成管束式除塵除霧裝置,并調(diào)整除霧器沖洗水的布置位置;冷凝式除塵除霧裝置同樣拆除原冷凝式除塵除霧裝置,脫硫系統(tǒng)噴淋層需配套優(yōu)化,還需在塔外新增一套外部冷卻裝置,冷卻裝置有兩路冷卻水:一路冷卻水為閉式冷卻水,用于吸收熱量,冷卻煙氣;另一路冷卻水為開式水,用于冷卻閉式水,以間接換熱的形式,將煙氣中的熱量傳遞到大氣中,配套閉式循環(huán)泵、噴淋水泵及冷卻風(fēng)機,系統(tǒng)較為復(fù)雜3.3現(xiàn)金支付式除塵除霧裝置以實現(xiàn)煙塵濃度排放低于5mg/m3的目標(biāo),3種除塵除霧裝置適用范圍不盡相同。屋脊式除霧器改造路線對入口煙塵濃度要求比較嚴格,適用煙塵濃度不大于20mg/m3。管束式除塵除霧裝置對入口煙塵濃度相對較大,能夠滿足單塔入口煙塵濃度不大于35mg/m3,雙塔入口煙塵濃度不大于50mg/m3,設(shè)計除塵效率較高,但低負荷工況運行穩(wěn)定性有待改進,若要求全負荷段均實現(xiàn)超低排放,入口煙塵濃度需進一步控制。冷凝式除塵除霧裝置,能夠滿足脫硫裝置入口煙塵濃度低于30mg/m3,但其投運業(yè)績較少,尚無足夠業(yè)績證明其長期穩(wěn)定運行的可靠性。4改造的路線投資費用國內(nèi)某電廠2×600MW機組脫硫系統(tǒng)提效改造工程經(jīng)濟指標(biāo)如表3所示,針對本工程項目脫硫系統(tǒng)需新增二級吸收塔,原吸收塔作為一級吸收塔不作改造。因此,3種改造路線投資費用差別主要體現(xiàn)在除霧器及配套改造方面。從表3可以看出,三級屋脊式除霧器改造費用最低。管束式除塵除霧裝置具有一定的專利壁壘,價格較高。冷凝式除塵除霧裝置系統(tǒng)較為復(fù)雜,塔內(nèi)配置高效除霧器和冷凝凝并裝置,塔外新增冷卻水站,整體價格也較高。針對本工程,三級屋脊式除霧器體現(xiàn)投資費用上的優(yōu)勢。5高效除塵除霧器應(yīng)用效果三級屋脊式除霧器改造案例較多,管束式和冷凝式除霧器改造案例相對較少,部分改造案例如表4所示。由表4可知,3種高效除塵除霧器在不同類型、容量機組應(yīng)用中均能實現(xiàn)較好的除塵效果。根據(jù)不同的協(xié)同除塵改造方案,針對不同的除塵要求,選取不同的高效除塵除霧器。6運行優(yōu)勢及問題根據(jù)3種改造技術(shù)路線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較,3種高效除塵除霧裝置改造路線均可滿足電廠煙塵排放濃度要求,但3種路線方案各有優(yōu)缺點。(1)三級屋脊式除霧技術(shù)路線國內(nèi)外應(yīng)用業(yè)績相對較多,但對入口條件有一定的要求。本項目中三級屋脊式除霧器技術(shù)路線具有運行穩(wěn)定、成熟可靠、投資費用等優(yōu)勢。(2)管束式除塵除霧裝置技術(shù)路線主要依靠慣性力作用實現(xiàn)煙塵超低排放,有一定的應(yīng)用業(yè)績,適用范圍較廣,但對于機組運行負荷較低時,入口煙塵濃度需進一步控制。(3)冷凝式除塵除霧裝置技術(shù)路線系統(tǒng)較為復(fù)雜,運行控制存在一定難度,相對改造工程量較大。并且相關(guān)