“三爐一塔”濕法脫硫工藝流程
天津第一熱電廠地處天津市中心 ,是承擔天津城區供熱的老廠 ,機組采用母管制布置。由于電廠所處區域環境敏感度高 ,為達到天津市的 SO2 排放要求 ,即使燃用硫分為0.97%的煤炭 ,仍需建設脫硫效率高達 95.5%的脫硫裝置。因電廠在建設初期沒有預留脫硫建設場地 ,為了能夠在有限的建設空間內實現 SO2減排最大化 ,達到排放標準 ,我們確定采用國內外廣泛應用、 脫硫效率較高的石灰石 —石膏濕法脫硫工藝。
由于電廠鍋爐容量較小 ,燃煤硫分僅 0.97%,且 6臺爐共用1座煙囪 ,每側 3臺鍋爐對稱布置。若采用常規的一爐一塔 ,顯然不經濟;若采用已有成功應用經驗的二爐一塔 ,其經濟性將大大提高;但是 ,結合天津第一熱電廠的實際情況 ,我們認為實現3臺鍋爐同時全部脫硫是一個更有價值和實際意義的方案。對此 ,國電環境保護研究院進行了專題研究 ,提出了“三爐一塔、一爐調峰” 的設計方案 ,對濕法脫硫工藝進行了拓展性創新開發。
雖然“三爐一塔、一爐調峰” 脫硫方案在國內尚無先例 ,存在一定的技術風險 ,但根據目前的技術水平 ,其存在的技術問題是可以解決的。中國國電集團、 天津市環保局在對方案進行專家論證的基礎上,給予了肯定和支持。
工藝流程
天津第一熱電廠擬脫硫的 3臺鍋爐運行工況較復雜 ,只在冬季供熱期才同時滿負荷運行 ,一年中有8個月是 2臺爐運行 ,調峰時還有 1臺爐運行的情況。這為脫硫工藝系統的設計和實現增加了難度三爐一塔、 一爐調峰脫硫工藝系統流程見圖 1。
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工藝流程的特殊性
與常見的“ 一爐一塔 ” 和“ 二爐一塔 ” 工藝相比 ,“三爐一塔、一爐調峰” 工藝流程存在諸多特殊性 ,在研究開發時重點考慮的因素有:
(1)由于電廠需要3臺爐頻繁調峰運行 ,在工藝系統的設計上 ,考慮到調峰的方便性 ,把離煙囪最近的 11號爐用作調峰 ,設置入口、 旁路煙道及擋板門 ,從而保證在任何工況下 ,該鍋爐都可以自由進、出脫硫系統。同時 ,還避免了脫硫系統運行期間 , 3臺鍋爐都無法停爐檢修的問題。
(2)總煙氣量來自 3臺鍋爐 ,故系統設置了3臺循環泵 ,這樣可以在工藝設計上考慮一一對應運行的可能性 ,這種運行方式相對比較經濟。由于任何一臺鍋爐的啟、 停以及負荷變化都會造成總煙氣量大幅度變化 ,考慮到脫硫系統與鍋爐間的相互影響 ,特別是脫硫增壓風機與鍋爐送、引風機之間的協調和穩定運行 ,增壓風機采用了動葉可調軸流風機。
(3)煙氣量變化時 , FGD系統內煙道氣流速度波動范圍很大 ,如果脫硫裝置在較低負荷下運行 ,煙道底部很容易積灰 ,并在吸收塔入口煙道發生垢下腐蝕。為解決這一問題 ,我們采用提高煙道內煙氣流速的方案 ,保證 2臺爐運行時流速合理 , 3臺爐運行時可以正常工作。除了上述 3方面因素外 ,還要根據電廠實際煙氣情況 ,綜合考慮脫硫系統內部其他因素對較大煙氣量變化的適應性。
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