(3)设计中采用了LEE专利技术-池分离器。通过采用池分离器将吸收塔反应池分成上下两部分,分别作为氧化区和结晶区。上部分氧化区pH值较低,利于CaSO3的充分氧化,浆液中CaSO3含量极少,这可以减少吸收塔浆液结垢的倾向,利于塔内部件如除雾器、池分离器等的长期高效、安全运行。
(4)池分离器处由于有浆液不断从上部向下流动,同时有氧化空气鼓入形成的湍动效应,上述因素也可以有效防止在池分离器上这个吸收塔下部主要的内部件上的结垢问题。
9 烟气短路的预防
(1) 吸收塔内空塔段较长,烟气进入吸收塔后有充足的时间和距离保证其均匀分布;防止流动距离长短不同造成的气体在塔横截面上流量不一致的发生,防止“短路”;
(2)吸收塔采用多层喷淋层(百万机组建议采用4层),喷淋区各层错开角度排列,喷淋层在径向方向相互叠加,保证喷淋管道在横截面上的覆盖充分;
(3)计算吸收塔内循环浆液量时,吸收塔直径也是考虑因素之一,最终采用的喷淋量可以保证每层喷淋层内喷嘴数量充足,从而在个喷淋层相互叠加后,喷嘴布置的结果可以使得喷淋浆液均匀覆盖吸收塔横截面,防止吸收塔截面上气体“短路”的发生;
(4)吸收塔入口和出口烟道的设计需进行仔细的流动模型校核,以保证烟气入口和出口的分布均匀,防止短路。
10 FGD对煤种含硫量波动的适应性
从湿法工艺特点及实际运行情况来看,湿法FGD对锅炉燃煤煤质的变化适应性较好。当燃煤含硫量在一定范围内波动时,FGD均可连续稳定运行。
当燃煤含硫量比设计值偏低时,维持循环量不变的情况下,脱硫效率会有所增加,石灰石浆液给入量及石膏浆液排出量可进行相应调节以满足负荷变动的要求。如果偏低很多,则可以进一步考虑关闭一层或多层喷淋层,在保证脱硫率的同时降低能耗。
当燃煤含硫量比设计值偏高时,同样运行条件下脱硫效率将必然呈下降趋势,如果要维持脱硫率不变,则在设计时就必须考虑相应措施,比如:
(1)采用备用喷淋层。当脱硫效率无法达到要求时,开启塔内的备用喷淋层,增大循环浆液量。
(2)设备余量充足。脱硫率不变时,塔内石膏生成量会远远高于设计值,若设计时石膏排浆泵和氧化风机未考虑这种情况,势必造成塔内含固量急剧上升并且得不到充分氧化,这将迫使吸收塔停运。同时FGD其余子系统如制浆和脱水系统也必须认真设计以满足此时脱硫的需要。
如果仅需保证脱硫装置连续运行,在设备选型和管路设计时要充分考虑最恶劣工况。
11 FGD对工况的适应性
湿法FGD对工况波动的变化适应性很好,可靠性很高。
一般来讲,FGD的设计工况为锅炉BMCR时的工况,即最大烟气量的负荷。实际正常运行中烟气量均小于该工况的值,FGD装置可正常运行,当烟气量过低时甚至可以停运某些设备以降低能耗。
当工况变化导致烟温高于设计值但低于最高烟温时,烟气仍可以正常进入FGD系统而不会造成损害;当烟温高于设计最高烟温时,必须旁路运行,如无旁路FGD必须设置诸如入口紧急喷淋装置防止对FGD设备的损害,同时锅炉停运。
2. GGH的综合比较
1 GGH取舍的利与弊
采用GGH的益处主要是:
(1)提升排烟温度。吸收塔出口烟温一般在40-50℃,通过GGH烟温一般可提升至80℃左右。通过提升烟温,一方面可以减少烟囱排放的湿烟气可能出现的白烟现象,同时烟羽的抬升高度会增加。
(2)减少系统水耗。通过GGH的降温,进入吸收塔原烟气温度会降低,从而减少吸收塔内饱和蒸发所需的水分,进而降低整个FGD的蒸发水耗。通过测算,采用GGH后蒸发水耗可降低约20-40%。
(3)由于采用GGH提升烟温,因此进入烟囱的湿烟气腐蚀性能有所降低。
不采用GGH的益处主要是:
(1)降低电耗。GGH特别是国内普遍采用的回转式防泄漏的GGH自身电耗较高,而且采用GGH后FGD烟气系统阻力增加1000Pa左右,接近总阻力的30%,这相应造成FGD增压风机电耗的大幅上升。
(2)大幅降低造价和运行费用。GGH不仅一次性投资巨大,而且由于其运行工况恶劣,因此维修和运行费用都非常高,且安全稳定性不高。
(3)节约空间,利于布置。GGH体积庞大,系统较为复杂。采用GGH后,不仅占用了大量的场地空间,而且烟道布置也非常受限制,往往造成烟道过长,增加费用。
(4)由于欧盟对排放烟温没有要求,因此欧洲许多新建电厂已经不采用GGH
综上所述,如果水耗要求能够得到满足,则不采用GGH的益处将比较明显。
由于取消GGH后必须采用湿烟囱,虽然目前湿烟囱的投资较高,但是取消GGH的费用可以补偿或部分补偿湿烟囱的费用,同时由于采用湿烟囱可以大大节省FGD的运行费用。
取消GGH后,FGD系统的运行可靠性要明显增加。
此外,系统的能耗大为降低,布置也将更加简洁合理,可以进一步降低建造和运行费用。
2 GGH回转式和管式的经济技术比较
考虑到下列因素,本工程不推荐采用管式换热器:
(1)管式换热器占地面积大;
(2)国内没有百万级的成熟的供货商;
(3)运行维护困难。管式换热器容易粘污、受热面清洗困难。
3. 高脱硫率和低能耗的协调统一
高脱硫率和低能耗协调统一一直是脱硫厂商的目标,脱硫厂用电率从早期的2.5%已降为目前的1%左右。目前大为降低厂用电率较为困难,但我们在技术支持方的协助下,从以下几个方面降低系统能耗:
(1)选用适度的设备余量。为了降低能耗,设计中将进行充分的综合考虑,采用最适度的设备余量。
(2)采用低能耗的设计方案,例如前文的不采用GGH的方案,在保证高效率的同时,系统能耗将大大降低。
(3)采用适当数量的喷淋层,当烟气负荷较低或SO2浓度低于设计值时,在保证脱硫效率的前提下可以关闭1层或多层喷淋层,降低能耗。
(4)当烟气负荷较低或SO2浓度低于设计值时,可以将部分设备如石膏排浆泵、真空皮带脱水机等设计为间歇运行以降低能耗。
(5)优化布置,合理布置烟道以及浆液输送管路,降低系统阻力,减少能耗。
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