浅谈吸收塔的改造_图文

1、第35卷第19期 2009年7月 山 西 建 筑SHANXI越t(】I田EC兀瓜E文章编号:1009.682512009119034602浅谈吸收塔的改造苏华莺摘要:指出火电厂烟气脱硫是控制sch排放的主要途径,针对某600MW电厂脱硫工艺中的核心设备吸收塔在 运行过程中存在的一些问题,分析了其产生原因并进行了相应的改造,提高了脱硫效率。关键词:烟气脱硫,吸收塔,烟气加热器中图分类号:X703文献标识码:A中国是燃煤大国,煤炭占一次能源消费总量的75%,居世界首位。含硫煤炭燃烧时产生的鼢,致使酸雨和大气污染日趋严重,而火电厂脱硫是控制9Q排放和实现电厂节能减排的主要途径。目前火电厂实施脱硫的主

2、要途径有:煤炭洗选、洁净煤燃烧技术、燃用低硫煤和烟气脱硫,其中烟气脱硫是符合我国国情和技术条件的关键和有效手段。石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺以其脱硫效率高、设备简单而得到广泛应用,但该工艺在运行过程中也存在一些问题,如吸收塔除雾器的压差大、烟气加热器(GGH的压差大、增压风机的喘振、结垢等,人们针对这一系列问题对设备或运行方式做了相应的调整与改造。下面以某电厂600MW亚临界燃煤机组为例,阐述其改进方法。1改造前吸收塔的运行全部烟气参加脱硫,在设计条件下全部烟气脱硫效率不小于95%。如图1所示,吸收塔采用逆流喷雾塔,在吸收塔内部设有烟气隔板,烟气在吸收塔的上升区与雾状浆液逆流接触,脱硫后的烟气

3、在吸收塔顶都翻转向下,从与吸收塔烟气入口侧处于同一水平位置的烟气口排出到达除雾器。吸收塔内上流区烟气流速为4m/s,下流区的烟气流速为10m/s。在上流区配有三组喷淋层,每个吸收塔配备3台循环泵,另有1台作为备用,使吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的s02与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被吸收脱除,最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器(除去烟气中携带的水滴以及一些盐离子,防止带入GGH结垢、加热器加热升温后,由增压风机经烟囱排放。圈1改造前的吸收塔/if,务i 叼”FP堙?” 。,#摧”、 t t t t t 一烟气循环泵。一浆液池叩甲甲搅拌器 圈2改造后的吸收塔吸收了S02

4、的循环浆液落入吸收塔反应池,吸收塔反应池装 有6台搅拌器,氧化风机将氧化空气鼓入反应池中与浆液反应, 氧化空气分布系统采用喷管式,吸收剂(石灰石浆液被引入吸收 塔,送到石膏脱水系统,通过浆液流速控制阀控制浆液排出速度, 维持循环浆液从吸收塔到脱水泵系统的浓度在25%左右。吸收塔与增压风机是整个脱硫系统中的核心设备,在实际运 行中都存在着许多问题,尤其是吸收塔存在的问题较多。1烟气进入吸收塔后向上穿过喷淋层时分布不均匀,而循环 泵打到喷淋层的浆液却是均匀分布的。这就导致了S02不能被 充分吸收,会有部分s(2排人大气。2除雾器装设在出口烟道 上,在运行中若吸收塔内液位过高,会有部分沸腾的浆液进入

5、烟 道使除雾器结垢,导致除雾器压差过大,引起GGH压差大,增压 风机无法达到最大效率,引起增压风机喘振。3在除雾器二级背 面装设了冲洗电动门,在顺控冲洗中会造成GGH带水,导致结 垢。4冲洗后的冲洗水,需设专门管道引入吸收塔,这样既浪费 了材料,如果管道防腐破裂或管道腐蚀,冲洗水会流入GGH,导 致结垢。5在运行中喷淋层(尤其是第一层喷头出现问题时,不 能及时更换,影响脱硫效率。2对吸收塔的改造及改造后的运行针对脱硫中的一些问题进行了改造,取掉中间的隔板,在吸 收塔喷淋层的下部加装了托盘,将除雾器安装在吸收塔喷淋层的 上部,并在除雾器的二级背面去掉了冲洗水门,将出口烟道安装 在吸收塔的顶部,烟

6、气从吸收塔顶部直接进入GGH净烟气侧,升 温后从烟道进入烟囱排人大气,结构如图2所示。改造后的特点:1烟气进入吸收塔之后由于加装了托盘,会 使烟气分布均匀,这样烟气在穿过喷淋层时会使S旺充分吸收, 提高了脱硫效率。2将除雾器装设在吸收塔顶部,减小了除雾器 压差,由于是直接安装在吸收塔内,不用安装疏水管道,节省了材 料,也免去了一些事故的发生。采用垂直布置,减小了烟气阻力, 同时受到重力作用,吸收塔除雾器效率也有所提高,间接地加快 了吸收反应。3去掉r除雾器二级背面的冲洗水门,这样就不会 造成GGH带水,防止结垢。4在运行过程中,如果喷头堵塞严重 需要更换时,可从入孔门进入吸收塔,站在托盘上更换

7、,不影响 鼢的吸收率。5烟气进入吸收塔后,直接向上流出,然后进入 GGH,减小了压损。吸收塔浆液循环系统由三台循环泵和对应的喷淋层组成,浆 液由喷嘴雾化成细小液滴,自上而下落下,形成雾柱。烟气从吸 收塔下部进入,逐渐上升,在液滴落回吸收塔浆液池的过程中,吸 收烟气中二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢等酸性物质,整个 过程为逆流吸收,脱硫后的清洁烟气通过除雾器去除水滴后进入收稿日期:20090316作者简介:苏华莺(1979.,女,硕士,助教,山西电力职业技术学院,山西太原030024第35卷第19期 2O 09年7月 山 西 建 筑SHANXI A】iCHllBC兀瓜EJm.2009347文章

8、编号:10096825|200919-0347-03城市生活垃圾焚烧底灰的特性研究张建铭张天峰付静摘要:介绍了国内城市生活垃圾的产生及处理现状,分析了焚烧垃圾底灰的特性,针对垃圾的炉排型和流化床型两种 焚烧工艺,取底灰样品若干,进行了样品的能谱分析(EDx对比,分析研究表明,两种焚烧工艺的垃圾焚烧底灰都以C, 0,Ca为主,与砂类土性质类似,且具有利用价值。关键词:生活垃圾,焚烧底灰,EDX中图分类号:x705文献标识码:A0引言随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,城市生活垃 圾的围城现象日趋严重。自1979年以来,我国城市生活垃圾的 产生总量以每年8%10%的速度增长1|。2004年我

9、国城市生 活垃圾清运总量为1.55亿t,其中浙江省就有750.2万t,而城市烟气换热器加热。S02与浆液中的石灰石反应生成亚硫酸盐,进入塔底部的氧 化池,在外加空气的强烈氧化和搅拌器作用下,氧化成硫酸盐,氧 化池内浆液的pH值保持在5左右。石膏浆液由石膏排出泵送到 石膏旋流器,分离出较细固体颗粒(细石膏颗粒、未溶解的石灰石 和飞灰等的浆液返回吸收塔,浓缩的大石膏浆液(浓度为50% 从旋流器的下流口排出。在吸收塔去除S晓的过程中,利用来自循环浆液的水将烟气 冷却至饱和温度,消耗的水量由工艺水补偿。为优化吸收塔的水 利用,用这部分补充水来清洗装在吸收塔顶部的除雾器。3改造后对GGH的影响回转式烟气

10、加热器oGH由受热面转子和固定的外壳组成, 外壳的顶部和底部把转子的通流部分分隔为两部分,转子的一侧 通过未处理的烟气,另一侧逆流通过脱硫后的净烟气,转子转过 一圈就完成一次换热。C;(3H的传热元件由波纹板组成,波纹板 由厚度0.5mm1.25n11Tl的钢板制成,在表面加镀搪瓷以防止 腐蚀。一般在吸收塔的出口烟气湿度较高,而温度较低,更加容易 结垢和腐蚀。改造后的吸收塔可以有效地降低烟气湿度,减少 GGH换热元件上的含尘量,再加上每个班当班时的空气吹扫和 定期的高压水冲洗,以及停机后的低速低压水冲洗都会减少 GGH的结垢情况,也就是说降低了换热器的换热热阻,增强了冷 热烟气之间的换热,提高

11、了C93H的换热效率,降低了GGH两侧 烟气的压力损失。 历年的垃圾堆存量已累计高达70多亿吨,侵占了5亿多平方米 的土地,全国已有2/3的大中城市被垃圾所包围。如此庞大的垃 圾,如处理不善将会对水体、大气、土壤等造成严重的污染2|。 垃圾的处理方法主要有填埋法、堆肥法和焚烧法。焚烧法是 我国城市生活垃圾处理的主要方法之一,尤其是在我国经济发展另外,吸收塔的改造对增压风机也有较大的影响。当除雾器 的压差、GGH的压差减小后,增压风机的电流也会随之减小,从 而提高了做功能力。从另一个角度上看,吸收塔的改造起到了节 能降耗的作用。4结语1吸收塔的改造提高了脱硫效率,减少了SQ及氮氧化物的 排放量,

12、也减少了烟尘的排放量。2经过改造,吸收塔本身的效 率得到了提高。3吸收塔的改造也直接或问接地提高了其他设备 的效率,增强了做功能力。在同等条件下起到了节能降耗的作用。 参考文献:1.陈东祥,蔡明坤,赖炎显.烟气加热器(GGH的应用技术 J.锅炉技术,2003(4:67.71.2邓徐帧,裴耀先,顾咸志.石灰石一石膏湿法烟气脱硫装置 的防腐蚀J.电力环境保护,2002(2:1116.3苏青青,杨嘉谟.燃煤烟气脱硫技术发展J.武汉化工学院 学报,2005(1:32.35.4王家永.关于烟气脱硫系统中增压风机几个问题的探讨J. 电力建设,2004(7:5758.5江得厚,郝党强,王勤,等.目前烟气脱硫

13、工艺技术几个问 题的探讨J】.发电设备,2007(2:164167.6Dou,B,Byun,Y-C,Hwang,J.Flue gas desulfurization with an dectrostatic spraying absorberJ.Energy and Fuels,2008,22 (2:1041.1045.Transformation on the absorberSU I-Iua-yingAbstract:Flue gas desulfudzation technology in power plants is main way of soz emission eontr01.

14、This article analysis about the n擒文ms exist ing 80me problems on the core equipment of desulfurization process-absorber and ctmducts oorresponding technical transforms in a 600 MW power plant.It improves desulfurization efficiency.Key words:flue gas d毪mlfttrization,absorber,flue gas heater收稿日期:20090

15、3-01作者简介:张建铭(1983.,男,浙江工业大学建筑T程学院硕士研究生,浙江杭州310014张天峰(1981.,男,助理工程师,杭州市房屋安全鉴定所,浙江杭州310000付静(1985一,女,浙江工业大学建筑1:程学院硕士研究生,浙江杭州310014 浅谈吸收塔的改造作者:苏华莺 , SU Hua-ying作者单位:山西电力职业技术学院,山西,太原,030024刊名:山西建筑英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE年,卷(期:2009,35(19引用次数:0次参考文献(6条1. 陈东祥 . 蔡明坤 . 赖炎显 烟气加热器(GGH的应用技术 期刊论文-锅炉技术 2003(42. 邓

16、徐帧 . 裴耀先 . 顾咸志 石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置的防腐蚀 期刊论文-电力环境保护 2002(23. 苏青青 . 杨嘉谟 燃煤烟气脱硫技术发展 期刊论文-武汉化工学院学报 2005(14. 王家永 关于烟气脱硫系统中增压风机几个问题的探讨 期刊论文-电力建设 2004(75. 江得厚 . 郝党强 . 王勤 . 朱丽娜 目前烟气脱硫工艺技术几个问题的探讨 期刊论文-发电设备 2007(26. Dou B. Byun Y-C. Hwang JFlue gas desulfurization with an electrostatic spraying absorber 2008(2相似文献

17、(10条1.学位论文 赵振刚 烟气脱硫吸收塔有限元分析及参数优化研究 2007环境保护是我国的基本国策,随着国民经济的发展与国民环保意识的提高,人们对大气质量的要求越来越高,大气环境中的二氧化硫污染是当今人 类面临的重大环境问题之一。用煤作为原料的火力发电厂是二氧化硫的主要排放源之一,因此,必须对燃煤火力发电厂烟气进行脱硫。 目前大型 火力发电厂的烟气脱硫主要采用湿法(石灰石/石膏法脱硫工艺,吸收塔是脱硫工艺系统中的最主要构筑物,其结构为大直径薄壁圆筒形壳体钢结构。 对于吸收塔结构的设计,国内外均无专门的规范可依,主要是参照储罐类、塔式容器类规范。现阶段对于吸收塔结构设计中存在的主要问题是:风

18、荷 载计算中,结构基本自振周期取值;地震荷载计算中局部的反应,以及局部反应对结构受力的影响;塔壁厚度设计中,壁板的稳定应力。研究解决上述 问题的重要方法之一是进行吸收塔结构的动力特性分析。 本文结合海勃湾热电厂脱硫吸收塔工程,利用大型通用软件ANSYS对硫吸收塔结构进行了 分析:根据实际的结构尺寸对吸收塔进行有限元建模,进行吸收塔的动力特性分析,掌握吸收塔的动力特性和刚度特性。在自重载荷、积尘载荷、风载 荷、地震载荷等作用下进行瞬态响应分析,掌握多载荷作用下吸收塔的结构响应以及结构受力性能的影响。利用ANSYS优化设计模块对吸收塔进行质量优 化,提出对工程设计的改进建议,以满足实际工程的需要。

19、 本文对吸收塔进行动态分析中的模态分析,从而得到吸收塔的前十阶固有频率,并在 此基础上扩展得到了吸收塔前十阶振型,找出了结构刚度的薄弱部位;掌握吸收塔随载荷变化的应力、应变分布情况,以及各个载荷对结构的影响;建 立了吸收塔的结构优化模型,并对结构在复杂载荷作用下进行了优化。 通过以上的分析,为吸收塔的结构设计提供了有效的依据,并对结构的设 计有一定的指导意义。2.学位论文 王剑利 火力发电厂烟气脱硫吸收塔动力特性分析研究 2006环境保护是我国的基本国策。随着国民经济的发展与国民环保意识的提高,人们对大气质量的要求越来越高。大气环境中的二氧化硫污染是当今人 类面临的重大环境问题之一。用煤作为原

20、料的火力发电厂是二氧化硫的主要排放源之一,因此,必须对燃煤火力发电厂烟气进行脱硫。 目前大型 火力发电厂的烟气脱硫主要采用湿法(石灰石/石膏法脱硫工艺,吸收塔是脱硫工艺系统中的最主要构筑物,其结构为大直径薄壁圆筒形壳体钢结构。根 据其上部是否设排烟筒,吸收塔可分为低塔(上部不设排烟筒和高塔(上部设排烟筒两类。 对于吸收塔结构的设计,国内外均无专门的规范可依 ,主要是参照储罐类、塔式容器类规范。现阶段对于吸收塔结构设计中存在的主要问题是:(1风荷载计算中,结构基本自振周期如何取值;(2地震荷 载计算中,如何考虑局部的反应,以及局部反应对结构受力的影响;(3塔壁厚度设计中,如何考虑壁板的稳定应力。

21、研究解决上述问题的重要方法之一 是进行吸收塔结构的动力特性分析。 本文结合实际工程(两类典型的吸收塔研究吸收塔的动力特性问题,主要研究包括:通过对实际工程中常见 的吸收塔结构分析,提出吸收塔的分析对象,主要将针对两类典型的吸收塔;对于两类典型吸收塔进行有限元建模分析,进行两类典型吸收塔的动力特 性分析,计算两类吸收塔的自振特性和振动模态,掌握吸收塔的动力特性和刚度特性,分析其对于结构受力性能的影响;针对两类吸收塔的动力分析结 果,提出对于工程设计的改进建议,并通过计算检验所提方法的合理性。 本文研究的主要成果:掌握了两类吸收塔的动力特性和刚度特性,找出 了结构刚度的薄弱部位;通过分析,找到了对

22、于薄弱部位加强的有效方法;通过对两类塔比较分析,提出了优化高塔塔顶加劲肋的建议;通过对各计算 方法所得的结构自振周期比较,得出采用钢制塔式容器中(8-4公式计算比较合理,计算结果可以用于工程实际。3.学位论文 孙永胜 电厂烟气脱硫吸收塔结构地震反应分析 2007吸收塔是燃煤火电厂脱硫工艺中的主要结构。吸收塔结构一般为薄壁塔形结构,内部设置各种管道、支撑梁,塔体开设管道洞孔、烟气进出口,塔 体有些部分通过型钢加强,整个结构形式复杂。 作为连接锅炉与烟囱的烟气脱硫装置,其建设与运行质量不仅关系到充分发挥火电厂烟气脱硫的 环境保护效益,而且对于火电厂锅炉的稳定、安全运行意义重大。对于脱硫吸收塔结构的

23、抗震分析,是电厂脱硫装置安全、稳定的重要保障,同时对整 个电厂乃至整个电网的安全与经济有着十分重要的影响。 从目前已有的文献来看,国内外对吸收塔结构的研究非常少见,而对于脱硫塔结构的抗 震性能分析就更少。本文采用有限元分析的方法,对带有高塔的烟气脱硫吸收塔结构进行了建模分析和地震反应分析,得到了该结构的地震反应规律。 本文主要完成以下研究工作: 1、建立符合工程实际的有限元模型。吸收塔内部有一定的浆液存在,建立模型时分考虑浆液与不考虑浆液两种情况 。考虑浆液时,由于浆液的存在对结构影响很复杂,本文采用三种方法分别考虑浆液的存在对结构抗震的影响:附加质量法、Housner弹簧质量模型和直 接动力

24、耦合法; 2、根据前面建立的四种模型,分别进行吸收塔结构动力特性分析,得出吸收塔结构不同模型的前30阶自振频率和基本振型,通过 比较得出合理的模型,为下一步的抗震计算采用。通过分析国内薄壁塔类结构相关规范,得出吸收塔结构基本自振周期近似计算公式:×10<'-3>。 3、用振型分解反应谱法,找出结构最大内力及设计控制因素,为该结构设计提供依据。主要结论:该结构沿两个水平方向的刚度相差不大,相比较而 言x向抗震更为不利,侧移曲线均属于弯曲型,结构的薄弱部位出现在烟气进口与塔身交接处等; 4、利用有限元分析软件进行结构时程分析,得 到了在地震动作用下,吸收塔结构反应随时

25、间的变化规律。对吸收塔结构的两个模型节点位移进行时程对比分析,可以发现模型的不同会影响结构的局 部反应,但对整体来说影响较小,模型一的底部反力均较大,浆液晃动减小了外载荷对结构的作用。 这些有益经验和结论对该类大型复杂结构抗 震动力分析与计算具有很好的参考价值。4.期刊论文 孙永胜 . 王利平 . 张猛 . Sun Yongsheng. Wang Liping. Zhang Meng烟气脱硫吸收塔考虑固液耦合的动力 特性分析 -河南科学 2008,26(12烟气脱硫吸收塔结构形式复杂,掌握其动力特性是进行该类结构设计的重要基础,根据有限元理论,对带有高塔的烟气脱硫吸收塔,从如何考虑浆液影 响的

26、角度建立不同的有限元模型,对其进行动力特性分析,且考虑了内部浆液对吸收塔结构固有频率的影响.分析结果表明,浆液的存在对吸收塔高阶频率 影响较大,对低阶频率,尤其是基频影响很小,偏差在1%以内,当要了解吸收塔的低阶频率时,为简化计算,可以不考虑浆液的影响.5.会议论文 李天 . 闫宇敬 高塔型烟气脱硫吸收塔结构屈曲分析 2006电厂烟气脱硫吸收塔的结构形式复杂,掌握其稳定性是进行该类结构设计的重要基础.本文根据有限元理论,对带有高塔的烟气脱硫吸收塔结构进行有 限元建模,并进行了稳定性分析.通过计算得到了这种复杂结构的失稳模态,进而了解该类型吸收塔结构的失稳荷载情况,为其工程设计提供了有实用价值

27、的参考.6.会议论文 李天 . 孙永胜 . 王剑利 高塔型烟气脱硫吸收塔结构动力特性分析 2006电厂烟气脱硫吸收塔的结构形式复杂,掌握其动力特性是进行该类结构设计的重要基础.本文根据有限元理论,对带有高塔的烟气脱硫吸收塔结构进行 有限元建模,并进行了动力特性分析.通过计算得到了这种复杂结构的动力特征,进而了解该类型吸收塔结构的刚度分布情况,为其工程设计提供了有实用 价值的参考.7.学位论文 薛嵩 烟气脱硫吸收塔的模型简化分析及原结构抗震计算的一体化 2007脱硫吸收塔是燃煤发电厂脱硫系统的核心设备,具有直径大、厚度小和大矩形开孔率等特点,目前尚无完全适用的设计规范可循.吸收塔结构及荷载 形式

28、复杂,常规设计计算方法不能给出其应力和变形分布情况.现如今,数值计算己成为研究、设计人员不可缺少的工具之一,可以显著降低研究和设计 成本,缩短设计时间.ANSYS与Matlab分别为有限元分析和工程数值计算的有力工具. 本文通过有限元方法,对昆明电厂烟气脱硫吸收塔进行结构计 算分析.首先得到了塔体的振型、周期等自振特性,通过这些动力特征,进而了解了该类型吸收塔结构的刚度分布情况.根据等效模型和原结构的动力特 性应尽可能保持一致的等效原则,推导了脱硫塔结构简化模型理论计算公式,建立一维简化等效模型,并对其进行地震反应数值分析.通过与原结构计算 结果的比较,验证了简化等效模型的合理性. 另外,为了充分发挥ANSYS有限元分析与Matlab矩阵运算的各自功能.本文通过在Matlab中编写M文件 实现与ANSYS的接口连接技术,给出了各种接口的实现方法和调用程序,总结了各种方法的优缺点.充分利用了ANSYS参