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文档简介
1、提高烟气脱硫系统可靠性提高烟气脱硫系统可靠性马双忱nFGD系统的可靠性是其工业运用所必需具备的主要条件之一,人们之所以对FGD系统的可靠性特别关注,除了作为工业运用的任何安装都必需具备一定可靠性这一缘由外,早期FGD安装可靠性很差也是引起人们担忧的缘由之一。n历史上,人们以为FGD系统不可靠、运转效果差、维修费用高、会降低发电机组的可靠性。但是,随着FGD技术近40年的开展,FGD安装的可靠性早已今非昔比了。FGD系统可靠性开展过程系统可靠性开展过程n20世纪30年代,在英国出现了最早的石灰或石灰石法湿式涤气技术,并运用于工业锅炉的烟气脱硫,构成了采用石灰或石灰石浆液脱除烟气中SO2的湿式洗涤
2、法的初步运用,但是,诸如设备腐蚀、磨损、结垢和堵塞等严重问题很快成为这种系统的主要顽疾。n30年代初期,伦敦电力公司在一台大型锅炉安装了一台FGD实验安装,实验完成后,在伦敦泰晤士河堤岸的巴特西(Battersee)电厂建成了一套大型涤气安装,这套安装用白垩类CaCO3浆作吸收剂,采取非循环吸收运转方式,用冷凝器排水稀释吸收后的pH值较低的废浆排放液,然后将废浆液排至泰晤士河,结果是将空气污染转变成水污染。由于这一缘由和设备腐蚀等缘由,该安装被迫封锁。n随后英国帝国化学工业公司(ICI)和詹姆斯豪登(James Howden)公司开发了无固体物排放的工艺流程,并运用于伦敦电力公司的富勒姆电厂。
3、此法用石灰浆或白垩浆循环经过栅条填充塔,吸收塔排出的淤泥过滤除去固体生成物。然而,由于大量难以处置的固体废渣、严重结垢阻塞吸收塔、很高的维修费用以及在二战期间担忧烟囱排出的带水汽的烟羽会招来敌机,停顿了该安装的运用。 n二战后,在相当长一段时间里对控制污染的湿式涤气和烟气净化技术研讨的兴趣下降了,直到20世纪60年代这些问题才重新遭到注重。n20世纪6080年代中期的湿法烟气脱硫安装大致属于第一代,多为自然氧化工艺,双回路或单回路非就地氧化工艺以及湿式再生式工艺。第一代湿法烟气脱硫安装仍为严重结垢等问题所困扰,呵斥频繁停机清垢,可靠性很差,维修费高。另外,设备冗余度高,流程复杂,操作繁琐,对工
4、艺操作要求较高(如再生式),即使美国20世纪70年代第一套发电厂FGD系统的可靠性也非常之差。n随着对FGD化学过程的深化了解,20世纪80年代中期前后,出现了控制氧化程度的抑制氧化和强迫氧化工艺。随着这两种工艺技术的不断改良,提高了湿法FGD安装的稳定性并降低了投资和运转费用。这两种工艺不但抑制了设备严重结垢问题,大大地提高了设备的可靠性,而且强迫氧化工艺还消费出可销售的固体副产物石膏,简化了系统,改善了可操作性,因此这两种工艺成为第二代洗涤器占优势的技术,特别是湿法石灰石强迫氧化工艺,在电厂脱硫技术中得到了最广泛的运用。n随着近十年各种新资料的运用,湿法石灰石FGD系统的缺点已降至很低的程
5、度,即使一些安装在运转中仍会出现缺点,通常对降低发电机组的可靠性已无明显影响。大多数FGD安装的供应商现已提供合同保证,在性能保证期中(美国通常是运转的头12个月)FGD系统的可靠性不低于99。n美国石灰石湿法FGD系统的可靠性在19781980年均为85,1985年提高到94%。1985年燃用高硫煤电厂的可靠性为88,燃用低硫煤的电厂可靠性为97,采用丢弃法机组的可靠性得到提高,但仍为95左右。北美电力平安理事会(NERC)调查、分析了美国19861991年期间111套FGD系统的可靠性,得出FGD系统对发电机组 的等效不可利用系数(EUF)和等效被迫停运率(EFOR)影响很小的结论。这11
6、1套FGD系统在上述期间内的EVF和EFOR中位数分别仅为0.23和0.07。德国和荷兰,电厂每年仅有10d运转时间不投运FGD安装,另外附加条件是每次停机时间不能超越72h,也就是说FGD每年必需投运355d(假设锅炉延续运转),可靠性到达97.3。可靠性高的FGD系统可到达99或更高。Salvaderi等人于1992年报道了德国19841990年燃煤电厂和FGD安装的可靠性,电厂方案外不可利用率坚持在5.25.9,由FGD)安装呵斥的方案外不可用率由1988年的1.8降到1990年的0.3。FGD安装的检修周期相应地延伸到3年。 n在日本,1975年的可靠性就到达了95,19801990年
7、到达了99100。日本获得很高可靠性的部分缘由是燃用了低硫煤以及几乎一切电厂都采用了强迫氧化工艺。n我国19921993年最早投入商业运转的某电厂2套FGD系统,由于燃用高硫高含灰烟煤,采取石膏部分脱水回收、部分石膏湿排丢弃运转方式,湿排抛浆泵一旦事故停运就将迫使2套FGD系统全停;再加之由于初期对FGD工艺特点认识缺乏,对衬胶泵过流件的严重磨损始料不及,当时国内又无相应的备件可供交换,完全依托进口,呵斥无备件改换而停机,因此,初期投运率偏低,5462。经过配件国产化和技术改造后,到1996年已到达85(以主机运转小时数为n基数),到2000年,包括后来(1999年)扩建的2套FGD安装,4套
8、FGD系统的综合投运率已到达9096。2004年已稳定地到达95。由于这4套FGD系统规定只需当锅炉熄灭稳定停顿烧油后才干投运,而主机运转小时是以并网开场计时,并网到停烧油往往需求数小时到十余小时。另外,当主机停运时有时要求FGD安装提早停运。假设思索这两个要素,该4台FGD安装可投运率已到达96,2005年提高到98。在十余年的运转中仅有2次因FGD电气设备缺点呵斥了主机短时停机。因此,该FGD系统几乎就未呵斥主机可利用率下降。n北京某电厂20022003年上半年FGD投运率按月计已到达9899,由此可见,随着FGD技术的开展、新资料的采用和对环境维护的注重,FGD安装的可靠性已有很大的提高
9、。FGD系统可靠性的目的系统可靠性的目的n上节中已用到诸如FGD安装可靠性、投运率、等效不可利用系数(EUF)和等效被迫停运率(EFOR)等评价安装可靠性的一些公用术语,下面对上述术语和另外一些同样可以用来评价安装可靠性的术语进展定义。n(1)可靠性(或投运率)安装运转小时数与实践要求安装运转小时数之比,以百分数表示为n n100%装置运行小时可靠性实际要求装置运行小时 n可靠性的另一种表示方式是,安装运转小时扣除安装强迫降负荷和强迫带负荷运转小时数的差值与实践要求安装运转小时数之比,即n(2)不可靠性(或未投运率)与可靠性(或投运率)互为补数,用百分数表示为n n(3)可利用率安装可以运转时
10、间(运转时间与备用时间之和)与考核期间的总时间之比,以百分数表示为n %100实际要求装置运行小时强迫带负荷运行小时强迫降负荷运行小时装置运行小时可靠性可靠性不可靠性%100 %100考核期总小时可运行小时可利用率 n(4)不可利用率与可利用率互为补数,是安装不可运转时间(与能否实践要求投运无关)与考核期总小时数之比,以百分数表示为n(5)等效可利用系数(EAF)是一个用来评价安装满负荷运转才干的综合目的,指安装不强迫减负荷和不强迫带负荷的运转时间以及安配备用时间之和与考核期间总时间之比,即 可利用率不可利用率%100 考核期总小时备用小时强制带负荷运行小时装置不强制减负荷和不EAF n(6)
11、等效不可利用系数(EUF)EUF与EAF互为补数,EUF反映安装事故停机、强迫减负荷或强迫带负荷运转以及方案停机总小时数占考核期总小时数的比例。与EFOR相比,EUF包括了方案停机时间,即n或 EUF=1-EAF n(7)等效被迫停运率(EFOR)EFOR表示安装事故停机、被迫减负荷和强迫带负荷运转时间占安装要求投入运转时间的比率,即考核期总小时计划停机小时行小时减负荷和强制带负荷运事故停机小时EUF n8事故或缺点平均间隔时间MTBFMFBF用来表示系统或系统中某一设备延续可运转或不发生缺点的时间。%100装置要求投运小时带负荷运行小时强制减负荷运行和强制强迫停机EFOR n上述评价目的用得
12、较多的是可靠行投运率和利用率。运用这些目的可以从不同角度反映GFD安装的可靠性、稳定性以及设备的安康形状。我国投入商业运转的FGD系统相对还较少,多数运转时间还较短,目前还没有表示FGD安装可靠性的一致目的,但多数FGD系统用可靠性或投运率来表示系统的运转情况。随着我国环境维护有关法规、制度和规范日趋严厉以及监测手段的逐渐完善,FGD安装降低出力也将会纳入评价统计。n在有些FGD工程招标书中,要求FGD安装在正式移交后一年内其可靠性不得低于9599。影响影响FGD系统可靠性的要素和对策系统可靠性的要素和对策影响FGD系统可靠性的要素主要有:设计条件化学工艺过程机械设备n设计条件对系统可靠性的影
13、响设计条件对系统可靠性的影响n影响影响FGD系统可靠性的设计条件主要是锅炉燃系统可靠性的设计条件主要是锅炉燃煤性质即烟气特性。熄灭褐煤产生的烟气温度煤性质即烟气特性。熄灭褐煤产生的烟气温度通常比燃烟煤的高通常比燃烟煤的高2025,而且烟气含水,而且烟气含水量较高,因此对防腐内衬资料要求较高。德国量较高,因此对防腐内衬资料要求较高。德国1987年的调查阐明,德国燃无烟煤年的调查阐明,德国燃无烟煤FGD安装安装使机组的可利用率下降使机组的可利用率下降1,而且燃褐煤机组,而且燃褐煤机组降低了降低了3。另外,燃用高硫煤。另外,燃用高硫煤FGD系统的可系统的可靠性明显低于燃用低硫煤的靠性明显低于燃用低硫
14、煤的FGD系统。这不仅系统。这不仅由于高硫煤烟气的腐蚀性强,而且由于脱硫量由于高硫煤烟气的腐蚀性强,而且由于脱硫量大,脱硫率高,要求的化学工艺参数也较高,大,脱硫率高,要求的化学工艺参数也较高,任何设计失误或设备容量、类型选择不当都将任何设计失误或设备容量、类型选择不当都将影响系统的可靠性。例如,强迫影响系统的可靠性。例如,强迫 氧化安装会由于设计不当呵斥氧化不充分,这不仅会发生结垢,还会影响脱硫效率和石膏纯度,使安装的出力下降。熄灭高硫煤时,烟囱的腐蚀将更严重。另外,产生大量脱硫固体产物,一方面需求增大设备容量,另一方面给固体副产物的处置带来困难。对于燃用高硫煤的FGD系统,特别要留意L/G
15、,塔内烟气分布均匀性、反响罐体积(即浆液固体物停留时间),氧化安装的选型、氧化风机容量等参数,防止供应商为片面追求经济利益、选取了裕度较小甚至偏低的参数。n燃煤的灰分或氯化物含量高将使烟气中的飞灰含量和HCl含量添加,这些物质最终将进入循环吸收浆液。n飞灰会添加浆液的磨损性,飞灰带入浆液中的Al3+与F-构成的络合物那么会影响石灰石的活性。n浆液中的高Cl-含量不仅会添加浆液的腐蚀性、影响废水排放量和资料选择,而且能够影响石灰石的溶解度,从而影响脱硫效率。n这些要素在设计中稍有忽略或处置不当都能够降低系统的可靠性。n化学工艺要素对系统可靠性的影响化学工艺要素对系统可靠性的影响n影响影响FGD系
16、统可靠性的主要化学工艺要素系统可靠性的主要化学工艺要素是是,亚硫酸钙的氧化程度、除雾器冲洗水质亚硫酸钙的氧化程度、除雾器冲洗水质量和浆液中氯化物浓度。量和浆液中氯化物浓度。n1亚硫酸钙氧化程度对系统可靠性的影亚硫酸钙氧化程度对系统可靠性的影响响n第一代第一代FGD系统可利用率低的主要缘由之系统可利用率低的主要缘由之一就是吸收塔模块内部的构件外表迅速构一就是吸收塔模块内部的构件外表迅速构成了大量黏附很牢的亚硫酸钙成了大量黏附很牢的亚硫酸钙/硫酸钙硬垢,硫酸钙硬垢,那时的那时的FGD系统几乎都是采用自然氧化工系统几乎都是采用自然氧化工艺,亚硫酸盐氧化率在艺,亚硫酸盐氧化率在1590之间。之间。随着
17、抑制和强迫氧化工艺的出现和不断改随着抑制和强迫氧化工艺的出现和不断改良,使结垢的构成得到控制,普通以为这良,使结垢的构成得到控制,普通以为这两种工艺具有一样的可靠性。目前,强迫两种工艺具有一样的可靠性。目前,强迫氧化氧化n工艺已成为电厂广为选用的脱硫工艺,再加上普遍采用空塔,已根本消除了塔内结垢对安装稳定运转的要挟。但是亚硫酸盐氧化程度依然是湿法石灰石强迫氧化FGD工艺重要的控制参数。n一个设计较好的FGD系统,强迫氧化程度应接近100。通常,对于低硫煤FGD系统,到达这一要求的难度不大。而对于燃用高硫煤、处置大烟气量的FGD系统,往往会由于氧化安装设计不合理,例如反响罐直径较大,氧化空气分布
18、不均匀,或由于过于偏重降低投资本钱而将氧化风机容量和氧化区的体积设计得偏小,或反响罐区域的设备布置不合理等缘由使氧化不充分。n假设出现这种情况,仍会发生大量结垢、垢块堵塞喷嘴、卡住蝶阀、堵塞小口径管道或结垢使流道面积减小的景象。这些将引起缺点频发、事故停机或降低出力。此外,氧化不充分还将影响脱硫效率、石灰石利用率和石膏质量等系统性能。n2除雾器冲洗水质量对系统可靠性的影响除雾器冲洗水质量对系统可靠性的影响n美国曾对美国曾对111套套FGD系统的可靠性进展了调查。系统的可靠性进展了调查。调查结果阐明,由于亚硫酸钙调查结果阐明,由于亚硫酸钙/硫酸钙垢堵塞除雾硫酸钙垢堵塞除雾器对器对FGD系统可利用
19、率下降起了主要作用。这在系统可利用率下降起了主要作用。这在利用脱硫回收水冲洗除雾器的系统特别要引起注利用脱硫回收水冲洗除雾器的系统特别要引起注重,必需确保冲洗水中硫酸钙的相对饱和度低于重,必需确保冲洗水中硫酸钙的相对饱和度低于50,才干防止由于冲洗水质量引起除雾器板片,才干防止由于冲洗水质量引起除雾器板片结垢、堵塞,最终迫使吸收塔停运。结垢、堵塞,最终迫使吸收塔停运。n在回收水中补加一部分工业水是通常防止回收水在回收水中补加一部分工业水是通常防止回收水中硫酸钙相对饱和度较高的方法。但必需强调的中硫酸钙相对饱和度较高的方法。但必需强调的是,即使冲洗水质量很好也不能完全坚持除雾器是,即使冲洗水质量
20、很好也不能完全坚持除雾器板片外表清洁,设计合理的冲洗覆盖范围、冲洗板片外表清洁,设计合理的冲洗覆盖范围、冲洗继续时间和冲洗频率是坚持板片清洁、防止流道继续时间和冲洗频率是坚持板片清洁、防止流道堵塞的关键。另外,在运转管理中坚持冲洗水压堵塞的关键。另外,在运转管理中坚持冲洗水压力和流量、定时检查冲洗阀门能否按程序控制的力和流量、定时检查冲洗阀门能否按程序控制的顺序启闭、防止烟气流量过大也是防止除雾器堵顺序启闭、防止烟气流量过大也是防止除雾器堵塞的重要措施。塞的重要措施。n近年还发现一些已投入运转的近年还发现一些已投入运转的FGD系统,运转人系统,运转人员不明白或不注重除雾器的冲洗作用,有的电厂员
21、不明白或不注重除雾器的冲洗作用,有的电厂甚至长时间停顿冲洗,呵斥除雾器堵塞和被压垮。甚至长时间停顿冲洗,呵斥除雾器堵塞和被压垮。n3浆液氯化物浓度对系统可靠性的影响浆液氯化物浓度对系统可靠性的影响n在第一代在第一代FGD系统中,由于低估了吸收塔浆液系统中,由于低估了吸收塔浆液对吸收塔和吸收塔入口烟道构造资料的腐蚀,对吸收塔和吸收塔入口烟道构造资料的腐蚀,烟道和吸收塔的修补成为影响烟道和吸收塔的修补成为影响FGD系统可靠性系统可靠性的重要缘由之一。浆液对金属资料呵斥腐蚀损的重要缘由之一。浆液对金属资料呵斥腐蚀损坏的主要要素是氯化物浓度、坏的主要要素是氯化物浓度、pH值和温度,值和温度,其中氯化物
22、浓度变化范围最宽,给金属防腐资其中氯化物浓度变化范围最宽,给金属防腐资料的选择带来了困难,成为由于资料损坏而使料的选择带来了困难,成为由于资料损坏而使FGD系统可利用率下降的主要缘由之一。系统可利用率下降的主要缘由之一。n随着对这种环境中浆液腐蚀特点和资料特性认随着对这种环境中浆液腐蚀特点和资料特性认识的提高,经过选择适当的构造资料和安装过识的提高,经过选择适当的构造资料和安装过程中严厉控制内衬和焊接质量,新建的程中严厉控制内衬和焊接质量,新建的FGD系系统已很少由于浆液统已很少由于浆液Cl-浓度而降低系统的可利浓度而降低系统的可利用率。用率。 n机械设备对系统可靠性的影响机械设备对系统可靠性
23、的影响n机械设备影响机械设备影响FGD系统可靠性的主系统可靠性的主要要素是:运转条件、设备类型、要要素是:运转条件、设备类型、设备容量和备用容量以及构造资料。设备容量和备用容量以及构造资料。n1烟气系统设备烟气系统设备n烟气系统的设备包括增压风机烟气系统的设备包括增压风机(BUF)、烟道、烟道挡板门以及烟气加热器烟道、烟道挡板门以及烟气加热器(如包括在设计中如包括在设计中)。这些设备的可靠。这些设备的可靠性直接与它们所暴露的腐蚀环境有性直接与它们所暴露的腐蚀环境有关。关。增压风机(BUF)国外少数第一代FGD系统将BUF布置在FGD系统的下游侧(即湿风机运转)。但是,处于这种腐蚀环境的BUF可
24、靠性很差。腐蚀、风机叶片上的堆积物引起的风机振动、调理风门卡涩是呵斥BUF事故停运和安装被迫降低出力的重要缘由。国内的阅历也证明了这一点。因此,如今一切美国的设计都将BUP布置在FGD系统的上游侧,我国近年新建成的或正在建立中的电厂FGD系统也未见再采用湿风机的报道。布置在FGD系统上游侧的BUF的任务环境与电厂引风机的一样,因此BUF无需因设备可靠性而提出特殊的设计要求。德国虽然有胜利运用湿态风机的阅历,但BUF涡壳必需采用橡胶或树脂内衬防腐,采用高强耐蚀合金制造叶轮,并且要求执行严厉的停机检查制度。烟道保送高温原烟气和低温湿烟气烟道的任务环境有很大的差别,保送高温原烟气的人口烟道就FGD系
25、统可靠性来说没有特殊的设计要求。但是,保送低温原烟气的烟道(GGH至吸收塔入口)和保送脱硫后的低温湿烟气的烟道,应分别根据所处的腐蚀环境选择适宜的防腐资料、设计适宜的排放疏水的设备。特别是接近吸收塔入口的干湿交界处的烟道处于严酷的腐蚀环境,其特点是高温、干/湿交替、烟道外表有堆积物和含有高浓度的氯化物。美国平安理事会(NERC)的资料指出,烟道资料的腐蚀损坏也是呵斥降低FGD系统可靠性的主要要素之一。n许多FGD系统都装有旁路烟道,目的是减少FGD系统对发电机组可靠性的影响。但在美国,由于FGD系统的可靠性很高,甚至超越发电机组,同时为了防止因旁路烟道走漏而影响脱硫效率,另外,由于相当一些FG
26、D系统采用全金属制造,或机组是一炉多塔,或设置有备用吸收塔模块,所以也并非一切的FGD系统都设计有旁路烟道。n虽然在美国许多新建的FGD系统仍设计有旁路烟道,但现有的一些FGD安装有的已撤除(或永久封堵)了原有的旁路烟道,缘由是这些旁路烟道从来就未曾用过或很少被用上,以致旁路控制挡板的操作机构失灵。 n但我国电厂FGD系统的情况与美国的不完全一样:首先,除了FGD系统的可靠性和管理程度有差距外,都是一炉一塔,甚至是两炉一塔,而且都是采用橡胶与树脂内衬为主要防腐资料;其次,机组启动锅炉熄灭不稳定仍烧油时,不允许投运FGD系统;再次,从确保发电机组平安运转来说,还必需设置旁路烟道。挡板FGD系统的
27、挡板起隔离作用,当发电机组处于运转形状,FGD被迫停机检修时,FGD系统入/出口挡板应能隔断这两个系统,确保被隔离的FGD系统具备人员进入系统内长时进展检修任务的平安条件。当机组出现空气预热器缺点或脱硫岛全岛失电,吸收塔循环泵全停时能迅速封锁入/出口挡板。旁路挡板那么要求FGD系统正常运转时能隔断原烟气向清洁烟气侧走漏,在FGD系统发惹事故停机时能迅速开启旁路挡板,确保不影响发电机组的正常运转 。n我国电厂投运较早的一些湿法石灰石FGD安装由于长期将旁路挡板开启运转,因此FGD系统的运转几乎不影响本身和机组的可靠性。新建的一些电厂FGD系统封锁旁路挡板运转,已发生过旁路挡板拒动影响锅炉炉膛负压
28、,烧损吸收塔内部组件的事故,因此,确保挡板(尤其是旁路挡板)操作的可靠性对于保证系统和机组平安、稳定运转是至关重要的。n挡板常发生的缺点:n叶片与挡板框架卡涩;n叶片转轴、轴承锈蚀而动作失灵;n烟道底部积灰使挡板门关不到位;n烟道变形,使开、关时不能到位,封锁时影响严密性;n运转中挡板门位移,限位开关动作,发出挡板门封锁信号致使系统事故停机。n旁路挡板由于长期不操作,发生拒动的能够性较大。 挡板卡涩的主要缘由是用材不当,因锈蚀而引起卡涩。因此处于低温腐蚀环境的挡板不仅叶片、转轴和密封片要采用耐腐蚀合金,挡板的框架也应采用与叶片一样的耐蚀合金覆盖碳钢板作构造资料。叶片转轴的轴封设计应能防止腐蚀气
29、体和烟尘等固体颗粒物进入轴承中。 为了确保旁路挡板操作的可靠性,可以将叶片分成2-3组,由各自独立的操作机构进展操作,以降低事故时不能开启的风险。在锅炉低负压时,试转动挡板门,防止长期不操作转动部件被卡死。最好定期,如每周或每天开启一次旁路门。 假设挡板采用电动操作机构,操作电源应绝对可靠。假设采用气动操作机构,应在就地设置一定容量的气罐,在空压机停顿供气的情况下也能迅速开启。 旁路挡板和封锁入/出口挡板。为了保证挡板的密封性,大多数选择两级百叶窗式挡板,在两级百叶门之间鼓入密封空气,也有采用双层单百叶窗式挡板,当这两种挡板关到位后,鼓入的空气压力大于挡板两侧的烟气压力,密封性应该不成问题,在
30、实践运转中往往由于挡板关不到位,或挡板门制造质量差,挡板在封锁位置时叶片之间或叶片与框架之间的空隙过大,致使形不成一定气压而呵斥烟气走漏。烟气加热器在对烟气加热器的看法上,美国与欧洲及日本有截然不同的态度。美国NERC的调查显示,在他们调查的111套FGD安装中,烟气加热器对于降低等效不可利用系数(EUF)和等效被迫停运率(EFOR)影响很小。因此,美国自20世纪90年代中期以后,很少有FGD系统设计烟气加热安装,除了有充分理由证明需求提高烟羽的浮力和分散才干。早期安装烟气加热器的另一个理由是降低对出口烟道、烟囱的腐蚀,如今对于不采用烟气加热器所构成的腐蚀环境,那么宁可经过选择更耐腐蚀的资料来
31、满足。德国、日本以及我国已建的电厂FGD系统大多数装有烟气加热器,近年德国、日本有扩展采用湿烟囱工艺的趋势,我国一些在建或拟建的电厂FGD系统也有这种运用趋势。 GGH和SGH是最常采用的烟气加热方式,但是,再生式回转换热器运转一段时间后烟气走漏率的增大以及换热板的堵灰、堆积物的板结,管式GGH和SGH的堵灰和换热管的腐蚀穿孔仍是令人烦恼、易发的缺点。特别是燃用高硫煤的FGD系统,国内管式GGH和SGH的运用都不太胜利,漏管成了引起FGD系统事故停运的最主要缘由,呵斥FGD系统的大量检修任务都破费在GGH上,GGH的检修、改造、改换费用占了系统年检修费用的主要部分。对于低硫煤,上述情况要缓和得
32、多,大多项选择用再生回转式GGH,运转效果虽然要好些,但换热板的堵灰、堆积物的板结和冲洗效果不理想的问题仍不断有所反映。对于高硫煤,选择回转式GGH还是管式GGH仍存在争论,国内燃用高硫煤电厂FGD系统尚无运用回转式GGH的阅历,主要的担忧是回转式GGH运转一段时间后泄露率增大将影响系统脱硫效率,这对高硫煤是个较为突出的问题;另外,以为回转式GGH换热片板间距小于管式GGH换热管的管距,前者更易堵灰。 减少烟气加热器缺点的措施有:选择适宜的防腐资料制造烟气加热器;降低进入FGD系统烟气温度和含尘量;及时维护回转换热器的密封安装;防止吸收塔浆液带入GGH原烟气侧和降低穿过除雾器的液滴量;提高吹灰
33、效果 对于燃用高硫煤的系统,在GGH原烟气入口上游侧烟道中放射少量石灰石粉,有利于减缓管式GGH的腐蚀,延伸换热管束组件的运用寿命。 n2吸收塔模块吸收塔模块n早期早期FGD系统设计需求做出的最重要决策之一系统设计需求做出的最重要决策之一是吸收塔模块的数量和容量,与这一决策有关是吸收塔模块的数量和容量,与这一决策有关的是确定吸收塔能否有理由要设置一个备用喷的是确定吸收塔能否有理由要设置一个备用喷淋层。但目前,由于吸收塔可靠性的提高,为淋层。但目前,由于吸收塔可靠性的提高,为了降低投资本钱,一炉多塔或多炉共享一个备了降低投资本钱,一炉多塔或多炉共享一个备用塔的设计方案已不为人们所接受,代之是大用
34、塔的设计方案已不为人们所接受,代之是大容量容量(单塔已能处置在规范形状下单塔已能处置在规范形状下306万万m3/h的烟量的烟量)、一炉一塔,甚至两炉一塔,已成为、一炉一塔,甚至两炉一塔,已成为第三代第三代FGD系统的开展方向,因此对吸收塔模系统的开展方向,因此对吸收塔模块的可靠性提出了更高的要求。块的可靠性提出了更高的要求。 吸收塔模块的主要缺点是:内衬损坏,塔壁穿孔漏浆;喷嘴堵塞和磨损;固定管网式氧化布气管堵塞;吸收塔循环泵过流件磨损;液柱塔喷管磨穿以及除雾器堵塞。减少这些缺点发生的措施是:合理选择耐腐蚀、耐磨损资料;有适当的备用容量,例如设计一个备用喷淋层,设置3台50容量的氧化鼓风机;采
35、用化学系统添加剂来弥补吸收塔循环泵运转台数的减少是简单易行的方法;设计合理的除雾器冲洗系统和配备必要的监测仪器以及正确管理除雾器的运转是防止除雾器堵塞的有力保证。n3吸收剂浆液制备设备吸收剂浆液制备设备n熟化石灰球磨机和石灰石的球磨机具有出力大熟化石灰球磨机和石灰石的球磨机具有出力大和高可靠性的特点,石灰或石灰石每小时产出和高可靠性的特点,石灰或石灰石每小时产出量可到达量可到达110t,缺点平均间隔时间超越,缺点平均间隔时间超越6万万h。球磨设备的供应商引荐他们的设备每天球磨设备的供应商引荐他们的设备每天24h运运转,这是由于球磨机启停时,设备受力作用最转,这是由于球磨机启停时,设备受力作用最
36、大。从设计有效容量大的观念出发,通常的作大。从设计有效容量大的观念出发,通常的作法是设计法是设计2个吸收剂制备系列,每个系列由日个吸收剂制备系列,每个系列由日储存罐、皮带保送机、球磨机和分级系统组成。储存罐、皮带保送机、球磨机和分级系统组成。每个系列的容量是,每个系列的容量是,24h内可以消费出内可以消费出FGD系系统设计工况下吸收剂浆液日耗用量,也就是说,统设计工况下吸收剂浆液日耗用量,也就是说,2台球磨机可以每天任务台球磨机可以每天任务12h,这种,这种2系列运转系列运转方式有富余的时间对球磨机和辅助设备进展定方式有富余的时间对球磨机和辅助设备进展定期检修,而不会影响吸收剂制备系统的可靠性
37、。期检修,而不会影响吸收剂制备系统的可靠性。n 一个电厂往往有多台发电机组,在能够的情况下应将吸收剂制备系统、脱水系统以及固体副产物第三级处置系统作为公用系统一致规划。例如对一切脱硫安装所需求的吸收剂浆液由一个单独的吸收剂制备系统提供,对每台FGD安装配置一条或多条球磨系列,共享一个备用球磨系列。n虽然厂内湿磨制备吸收剂浆液具有较好的经济效益,球磨机也是电厂熟习的设备,但据了解,湿磨制浆系统仍是FGD系统缺点率较高的安装。因此,从FGD系统管理角度来说,在有可靠石灰石粉供应的情况下,还是选择外购石灰石粉为好。n对于外购石灰石粉的电厂设计集中配、供浆系统,既便于管理也可减少占地和投资本钱。如每台
38、FGD安装设置一个石灰石粉仓和配浆系统,那么至少应使相邻的2台FGD安装的吸收剂供浆系统互为备用,以提高供浆的可靠性。n4固体副产物处置设备固体副产物处置设备n固体副产物处置设备可以由一级脱水设备、二固体副产物处置设备可以由一级脱水设备、二级脱水设备以及三级处置设备组成。级脱水设备以及三级处置设备组成。n一级脱水设备一级脱水设备n一级脱水可以采用沉淀池或水力旋流分别器。一级脱水可以采用沉淀池或水力旋流分别器。虽然一级脱水设备可以中断数小时而不会限制虽然一级脱水设备可以中断数小时而不会限制FGD系统的运转,但通常这种设备必需系统的运转,但通常这种设备必需24h延延续任务。续任务。n当采用沉淀池作
39、一级脱水设备时,典型地是采当采用沉淀池作一级脱水设备时,典型地是采用用1个满负荷或个满负荷或2个较低负荷的沉淀池。呵斥沉个较低负荷的沉淀池。呵斥沉淀池事故停运的主要缘由是,沉淀池出口堵塞,淀池事故停运的主要缘由是,沉淀池出口堵塞,刮泥机被淤泥掩埋以及刮泥机驱动设备发活力刮泥机被淤泥掩埋以及刮泥机驱动设备发活力械或电气缺点。假设发生这种缺点,需求排空械或电气缺点。假设发生这种缺点,需求排空沉淀池,沉淀池, 去除淤泥和修复缺点设备,这能够需求停运沉淀池数天,出现这种情况将影响FGD系统的可利用率。因此,常见于采用2个50容量的沉淀池系统,在有多台FGD安装的系统中,1个公用的备用沉淀池为一切FGD
40、安装所共享能够是较为合理的设计。由于沉淀池占地面积大、投资本钱高和浓缩效率低,新建的FGD系统几乎都不再采用了。水力旋流分别器由于投资本钱低、占地少、浓缩效率高以及可靠性较沉淀池高而广泛运用于FGD强迫氧化工艺中。可以根据一级脱水流量设置一台或多台水力旋流分别站,每个分别站的浆液分配罐上装有多支旋流分别器,可以选择其中的1个或多个旋流分别器作备用。当单个旋流分别器 发生缺点时可以在较短时间里完成换新任务,而不会影响旋流分别站的整个运转。这种安装没有运动部件,主要缺点是旋流分别器内衬磨损,通常采用聚氨酯树脂内衬。各旋流分别器的进浆阀必需采用耐腐蚀、磨损的金属,否那么会发生阀芯腐蚀、磨损或生锈卡涩
41、的缺点。由于无需经常操作各旋流分别器的进浆阀,选用插板阀较适宜。假设底流浓浆的聚集漏斗槽为敞开的,蒸发的水雾将腐蚀分别站的金属部件。浆液本身假设有结垢倾向或管道较长,旋流分别站的浆液分配罐和溢流浆罐以及与其相连的管道能够会出现结垢。水力旋流分别站通常布置在底流浆罐的上方,分别出来的底流浓浆依托重力经浆管直接流入底流 浆罐。普通是每台安装设置一个底流浆罐,底流浆液含固量较高,质量百分数为40wt-50wt,需配置搅拌器,搅拌器的减速齿轮和连轴法兰是易发生缺点的部位。 底流浆罐储存容量视工艺而定,有的按固体副产物最大日产量和二级脱水安装每天运转的小时数来确定;有的将罐体设计得较小仅2m3,坚持溢流
42、形状。在权衡可靠性、投资本钱和搅拌非常大的储存罐的难度时,往往更多地思索后两个要素来决议底流液罐的大小。 另外,底流浆液搅拌时间不易过长,否那么会减小石膏结晶的粒度、影响固体物的过滤特性。因此,底流浆在储存罐中的停留时间应限制在12h之内。 n在一些采用水力旋流分别站作为一级脱水的较新的设计中,不设底流浆罐。旋流分别器 的罐体直接与每个二级脱水安装(例如卧式皮带过滤机)相连,旋流器的底流液依托重力直 接送至过滤机,这样省去了底流浆罐、搅拌器、过滤机给料泵、浆管和阀门。二级脱水设备采用卧式真空皮带过滤机作二级脱水设备的定期维护和检修任务不多,过去布带搭接头处易于损坏,经改良后的布带搭接头已明显提
43、高了运用寿命。皮带过滤机常发生的缺陷是皮带和布带走偏;由于固体副产物脱水性能恶化或操作不当呵斥滤饼含水偏高而堵塞下料斗;当布带有破裂,将呵斥滤液含固量增多甚至游积堵塞滤液接受罐。离心过滤机定期维护和检修任务较多,我国电厂尚无选用离心过滤机作二级脱水设备的FGD系统。n脱水设备的系列数根据设计脱水固体物的产量来确定。无论采用何种类型的二级脱水设 备,一个备用系列应该包括在设计中。备用系列可以为多台发电机组所共享,也可以每台发 电机组分别配置一个备用系列。正如前而已提到的,从降低投资本钱、减少占地出发,对于有多台机组的发电厂应作长久思索,设计公用脱水系统,集中处置全厂多台FGD安装排放的石膏浆液。
44、n二级脱水后的固体副产物普通经保送皮带送至第三级处置设备或送往暂时储存仓(或库)。固体副产物第三级处置设备在对固体副产物进展稳定化和固定化处置的系统中,用来将固体物废渣与飞灰和生石灰混合的搅拌混料机有效容量超越180t/h,因此只需l台或2台混料机就能满足大多数FGD系统的要求,为检修和清洗方便,建议设置一个备用混料机。正如先前讨论的,备用混料机可作为数台发电机组所公用。在这种固体副产物处置系统中,还需设置一个飞灰和石灰日储存仓。我国近年建的电厂FGD系统还没有这类固体废渣处置设备。少数燃用低硫煤机组的FGD系统, 由于脱硫石膏日产量较低或由于所处地理位置不允许作废弃处置,对脱硫后的全部石膏浆
45、液进展脱水处置,得到的石膏副产品烘烤脱水后制成石膏板外销,或直接外销脱硫 石膏。相当一些FGD系统由于缺乏脱硫石膏市场,仅能回收部分脱硫石膏,部分或大部分石膏湿排至灰场。一些方案建立FGD系统的电厂也苦于石膏销路,或基于降低投资本钱,而不想设置脱水安装,选择湿排灰场作为最简单的处置方法,或计划将全部脱硫固体废渣填 埋处置,但不对填埋坑作任何防渗处置。这些不规范、不符合环境维护的废浆、废渣的处置方法也许在我国某些地域、在一段时间内尚不被制止,但这绝不是长宜之计。这种呵斥 二次污染(污染地下水)的处置方法终将会被日益严厉的环境维护法规所制止。因此电厂应有长久目光,积极开辟脱硫石膏再利用市场,尽早思
46、索 符合环境维护的脱硫废渣处置方法,或留有场地,在适当的时候增建适宜的处置设备。提高系统可靠性措施提高系统可靠性措施n做好人员培训做好人员培训nFGD系统更像一个化工厂系统更像一个化工厂,对于电厂员工来对于电厂员工来说说,在运转和维护理念上的不同在运转和维护理念上的不同,能够使他们能够使他们短时间难于顺应短时间难于顺应.虽然系统设置了冗余虽然系统设置了冗余,但由但由于操作运转维护阅历缺乏于操作运转维护阅历缺乏,往往导致往往导致FGD 系系统运转率低下统运转率低下,因此做好运转维护人员的培因此做好运转维护人员的培训非常重要训非常重要n运转维护人员数量指摘阅历技术程度受训运转维护人员数量指摘阅历技术程度受训情况直接关系到情况直接关系到FGD系统的运转可靠性。系统的运转可靠性。n运转和维护人员必需对FGD系统常见缺点处理方法及根本物化知识具有相当的了解,对出现的问题能作出快速分析判别,进而采取稳妥可靠的措施。同时,备好备品备件也是缩短维护时间的重要方法。n当FGD系统处于工艺设计阶段,系统的运转方案应开场着手制定,此运转方案贯穿于采购和施工建立整个过程,这样做的主要目的是为了提高系统运转的可靠性和可用性,那么其中所用的设备和控制方式的表达必需易于为维护人员所了解。n电厂必需制定严厉的管理制度,配备足够的人员。运转人员的任务分配应详
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