NID循環半干法煙氣脫硫技術在改造工程中的應用
摘要:總結了N ID循環半干法煙氣脫硫技術在臺州電廠135MW機組和寧夏大武口2 ×110MW機組脫硫改造中的應用,結果表明:該技術占地小,改造方式靈活,適用于不同布置方式除塵裝置的脫硫改造,能達到同時去除煙氣中飛灰和SO2 的目的。
關鍵詞:脫硫改造,NID,電除塵器,布袋除塵
0 引言
目前,老電廠鍋爐后一般只安裝了除塵設備而無脫硫裝置,排放SO2 形成的酸雨已嚴重危害人類的生存環境,國家強制要求火電廠必須安裝煙氣脫硫裝置。雖然石灰石—石膏濕法脫硫工藝較成熟、業績較多,但它的占地面積大,運行維護量大,而老電廠通常未預留脫硫場地,所以在改造工程中受到一定的限制;干法脫硫技術脫硫效率低,常不能滿足煙氣達標排放要求, N ID循環半干法脫硫技術與濕法相比具有投資少、占地面積小、運行費用低、設備簡單、維修方便、煙氣無需再熱、脫硫效率能達到濕法脫硫技術的水平,特別適合用于現有除塵設備的脫硫改造。
1 NID 技術簡介
N ID技術以生石灰或消石灰作為吸收劑,與除塵器捕集下來的具有一定堿性的循環飛灰混合增濕后注入反應器,使之均勻地分布于熱態煙氣中。此時,吸收劑表面水分被蒸發,煙氣得到冷卻,但濕度增加,煙氣中的SO2、HCl等酸性組分被吸收生成 CaSO3·1 /2H2O和CaCl2·4H2O。被除塵器捕集下來的脫硫終產物和未反應完全的吸收劑再部分注入混合增濕裝置,并補充新鮮吸收劑后進行再循環,從而大大提高了吸收劑的利用率。
N ID循環半干法煙氣脫硫系統的典型工藝流程見圖1。
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2 改造工程簡介
2. 1 設計基本參數
臺州電廠135MW 機組、寧夏大武口電廠2 × 110MW機組脫硫、除塵改造工程采用N ID 循環半干法煙氣脫硫工藝。改造工程設計參數詳見表1 (本文煙氣量均為標準狀態值) 。
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2. 2 工藝流程
(1)臺州電廠6號爐135MW機組N ID循環半干法煙氣脫硫改造工程工藝流程詳見圖2。改造前煙氣流程為:空氣預熱器→3電場電除塵器→引風機→煙囪;改造后的煙氣流程為:空氣預熱器→初級除塵器→脫硫反應器→末級4電場電除塵器→引風機→煙囪,鍋爐墻至原電除塵器第一排立柱之間距離僅為20. 7m。
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改造后的初級除塵器采用1電場電除塵器,設計除塵效率為90%,粉煤灰可以綜合利用; N ID 循環半干法脫硫系統配置2個反應器,循環灰給料機、混合增濕器、消化器等由ALSTOM設計供貨。
(2)寧夏大武口2 ×110MW機組N ID循環半干法煙氣脫硫改造工程工藝流程詳見圖3。
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改造前煙氣流程為:空氣預熱器→電除塵器→ 引風機;改造后煙氣流程為:空氣預熱器→初級除塵器(原有) →引風機(原有) →脫硫反應器→末級布袋除塵器→引風機→煙囪。
初級除塵器利用原有的電除塵器,其后接原有的引風機,除塵效率為90% ,粉煤灰可綜合利用。 N ID循環半干法脫硫系統配置2個反應器,其后再接布袋除塵器。因安裝脫硫系統后原有引風機壓力不夠,后面又增加了1臺引風機。脫硫系統核心設備如循環灰給料機、混合增濕器、消化器等由菲達公司設計供貨。布袋除塵器本體采用ALSTOM的引進技術制造,濾料為進口濾布,噴吹閥由ALSTOM 供貨。此套裝置沒有設計凈煙氣回風系統,在低負荷運行時,關閉部分反應器和布袋除塵器通道,保證運行反應器內的煙氣流速。因引風機前的煙道設計有集箱聯通,機組關閉任何1條或2條脫硫、除塵控制回路對機組的運行沒有影響,布袋除塵器亦可以在線檢修。
與其他半干法脫硫工藝相比,循環半干法的最大優點在于脫硫灰是在反應器外的專用混合器中增濕的,包括生石灰或消石灰吸收劑在內的混合灰表面水分非常均勻,使得從反應器出來的灰的濕度低且均勻,對反應器以及脫硫系統后面的收塵裝置沒有任何影響。
3 工程情況
3. 1 臺州電廠改造工程
臺州電廠6號爐135MW機組N ID循環半干法煙氣脫硫改造工程于2005年10月開始動工建設, 2006年1月底完成安裝。2006年3月完成冷態調試及文丘里流量測量校準、儀表校核等工作,煙氣在線監測裝置投入運行, 2006年5月進行石灰給料機給料量測試,循環灰給料順序、石灰給料順序、連鎖檢查,并在進行了一次脫硫DCS程序更新后,開始脫硫熱態調試工作, 5 月17 日進行第一次煙氣脫硫,脫硫效率達到90%以上。臺州電廠N ID 循環半干法脫硫系統投入運行后,整套設備運行穩定、可靠,脫硫效率可達85%以上,其他工藝參數也基本達到設計要求。6月17日通過168 h試運行,期間的技術參數見表2。8月份完成設備性能試驗和環保驗收監測,通過竣工驗收并移交電廠。
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該工程的特點是工作量大,施工復雜,工期緊迫,困難較大。要求在6號機組大修期間完成爐后 (鍋爐房至煙囪間)所有原設備的拆除,并在有限的空間內安裝初級和末級除塵器、脫硫設備、干出灰設備、脫硫劑輸送設備、流化風和增濕水等系統設備。本工程從停爐到電除塵器運行的工期為88d。
3. 2 寧夏大武口改造工程
大武口發電廠2 ×110MW機組脫硫、除塵改造工程于2006年9月動工建設, 11月完成安裝, 12月調試,并順利通過了寧夏回族自治區環保局連續4 天對SO2 及粉塵的測試,全部指標達到設計要求,也滿足國家環保要求。2臺爐在2007年9月完成了 168 h試運行,期間的技術參數見表3。由于該電廠在所屬區域屬于重大排污源,其煙氣監測系統已與該區的環保部門聯網。到目前為止,該脫硫、除塵系統一直處于正常投運狀態。
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該工程的特點是在原引風機后面安裝新的脫硫系統,保證實際停爐時間不超過15d。
4 結語
N ID循環半干法煙氣脫硫技術的實際工程應用表明,臺州發電廠6號爐煙氣脫硫、除塵改造方案適用于原電除塵器之前還有一定的空間,可安裝預除塵器和脫硫反應器或者直接安裝脫硫反應器;而大武口發電廠2 ×110MW機組的改造方案,是在原鍋爐引風機后串接循環半干法脫硫、除塵系統,適用于引風機后有較大場地的工程。此改造方案可大大縮短鍋爐的停爐時間,脫硫、除塵主體設備的安裝不影響鍋爐的正常運行,停爐時間僅僅是原引風機出口煙道與反應器進口煙道的對接時間。
N ID循環半干法煙氣脫硫技術用于老機組脫硫改造具有占地少、脫硫效率高、運行穩定、對機組影響小的優點,改造工程僅僅在鍋爐尾部煙道區域進行,涉及面小,對電廠周邊環境幾乎不產生影響。在多個項目中的成功應用表明,N ID技術是比較成熟、可靠的,但在實際運行過程中應加強對系統的維護與管理,密切關注關鍵參數值的變化,并及時、合理地調整各運行參數,只有這樣才能保證整個系統的安全、穩定、長期運行。
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