270t/h鍋爐煙氣循環(huán)流化床半干法脫硫除塵系統(tǒng)分析改造
摘要：近年來鍋爐煙氣脫硫利用半干法循環(huán)流化床脫硫技術(shù)越來越普遍，但在過去的幾年里，由于很多環(huán)保公司對(duì)半干法循環(huán)流化床脫硫技術(shù)的理解、經(jīng)驗(yàn)等多方面不足的原因，導(dǎo)致以前很多鍋爐煙氣治理系統(tǒng)很不理想，出現(xiàn)的主要問題有：結(jié)壁、塌床、塔差壓不穩(wěn)定、Ca/S比偏高、布袋除塵器阻力偏高等。現(xiàn)以一個(gè)最具代表性的改造項(xiàng)目作為例子供借鑒和參考。
1 簡介
山西國陽新能發(fā)供電分公司第三熱電廠4#暨270t/h鍋爐煙氣脫硫除塵系統(tǒng)原為某公司總承包。該系統(tǒng)工藝流程是電除塵器+半干法脫硫+布袋除塵器工藝，目前已投入運(yùn)行一年多，但據(jù)電廠反映，該系統(tǒng)存在很多問題，且一直沒有正常脫硫運(yùn)行過。
2 原系統(tǒng)存在問題
根據(jù)山西國陽新能發(fā)供電分公司第三熱電廠相關(guān)人員介紹，從投運(yùn)到現(xiàn)在沒有正常投運(yùn)過，存在較多問題，盡管原承包方經(jīng)過很多次改進(jìn)，仍達(dá)不到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)排放的要求，且系統(tǒng)故障率較高。主要存在問題如下：
①布袋除塵器運(yùn)行阻力高，濾袋壽命短，破損嚴(yán)重。
②反應(yīng)器塌床嚴(yán)重。
③反應(yīng)器濕壁嚴(yán)重。
④循環(huán)灰輸送系統(tǒng)無法滿足脫硫需要。
⑤設(shè)備運(yùn)行故障率高。
⑥布袋除塵器底下的鏈運(yùn)機(jī)無法運(yùn)行，只能在每個(gè)灰斗底下裝一臺(tái)倉泵，確保將灰數(shù)送到灰?guī)臁?/p>
⑦ SO2排放濃度無法達(dá)到國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)（400mg/Nm3）。
⑧ 4#鍋爐出口煙氣主要參數(shù)：
3 脫硫工藝改造內(nèi)容
為了使鍋爐煙氣能達(dá)標(biāo)排放，提高脫硫效率，減小系統(tǒng)布袋除塵器差壓，減少運(yùn)行費(fèi)用和維修費(fèi)用，根據(jù)現(xiàn)場具體情況、甲方所提供資料以及山西國陽新能發(fā)供電分公司第三熱電廠的要求，以滿足脫硫除塵達(dá)標(biāo)排放及系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行為主要設(shè)計(jì)宗旨，以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上盡量利用現(xiàn)有的設(shè)備，做最合理及最小改動(dòng)量為改造主要方向，經(jīng)認(rèn)真、仔細(xì)研究，實(shí)行了以下改造內(nèi)容。
3.1 霧化噴水系統(tǒng)
原霧化系統(tǒng)水流量控制沒有自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，水泵給水量不足，凈化塔底的灰為濕灰，噴嘴霧化效果不理想。針對(duì)以上問題，將原噴嘴拆除并改造，根據(jù)計(jì)算重新采購兩個(gè)雙流體噴嘴。拆除原脫硫水泵，重新采購三臺(tái)新型號(hào)脫硫水泵，兩用一備。水路增加兩個(gè)調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)水量的精確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定性。霧化氣路利用原有調(diào)節(jié)閥。通過以上實(shí)現(xiàn)了通過進(jìn)化塔出口溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)水量的功能，自動(dòng)控制布袋除塵器入口溫度的功能。
3.2 循環(huán)灰系統(tǒng)：
原循環(huán)灰輸送系統(tǒng)采用一套噴射泵輸送，輸送量（24m3/h）嚴(yán)重不足，鏈運(yùn)機(jī)、螺旋輸送機(jī)等機(jī)械設(shè)備故障率極高。為了降低機(jī)械故障率，增大循環(huán)灰的輸送能力，將原來的噴射泵、鏈運(yùn)機(jī)、螺旋輸送機(jī)等機(jī)械拆除并采用采用布袋除塵器空氣斜槽及循環(huán)灰空氣斜槽進(jìn)行循環(huán)灰的輸送。將循環(huán)灰輸送能力提高到300t/h以滿足脫硫是的循環(huán)灰量。循環(huán)灰量通過凈化塔差壓來自動(dòng)控制流量控制閥開度，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化控制。
塌床的因素很多，循環(huán)灰入口也是本項(xiàng)目的塌床原因之一，循環(huán)灰入口的位置也做合理的調(diào)整。
3.3 外排灰系統(tǒng)：
利用現(xiàn)有6臺(tái)倉泵，根據(jù)工藝布置的實(shí)際情況重新調(diào)整倉泵的布置，外排灰出灰點(diǎn)進(jìn)行集中出灰，有效控制了灰斗灰量，保證了循環(huán)灰量的穩(wěn)定性。
3.4 石灰加料系統(tǒng)：
原設(shè)計(jì)的脫硫劑是CaO，在倉底設(shè)置了一臺(tái)簡易消化器。但是目前的消化器是無法使用，主要問題是消化時(shí)間不足，水灰調(diào)解不了等諸多的問題，由于這些問題導(dǎo)致石灰給料系統(tǒng)不正常，同時(shí)不能保證反應(yīng)效果。后來電廠直接采用Ca(OH)2進(jìn)行脫硫。綜合多方面的原因，將原有的消化系統(tǒng)拆除，增加新插板閥、星型卸灰閥、石灰加料空氣斜槽等實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的熟石灰加料系統(tǒng)。
3.5 凈化塔
塔底出灰量大，主要是由于喉口流速不夠、流場混亂造成。為了滿足凈化塔內(nèi)的循環(huán)濃度，同時(shí)減少掉灰量，對(duì)原有的喉口進(jìn)行提速，改用七個(gè)文丘里。在凈化塔的直筒段以下重新設(shè)計(jì)以解決塌床現(xiàn)象。
3.6 煙道系統(tǒng)
因凈化塔、除塵器等的改造，塔前煙道、連接煙道、袋后煙道均做適當(dāng)更改。
4 布袋除塵系統(tǒng)
4.1 布袋除塵器的過濾面積選擇很重要，過濾風(fēng)速不能按一般的除塵器來確定，必須考慮到循環(huán)時(shí)的煙氣含塵濃度極高（800~1000g/Nm3）。對(duì)于該工程，經(jīng)計(jì)算，原布袋除塵器過濾面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須增加布袋過濾面積。為了保持原除塵器框架不變、改動(dòng)量小，綜合考慮利用除塵器殼體，布袋條數(shù)不增加，通過加布袋長度來增加整體過濾面積。
4.2 將布袋進(jìn)出風(fēng)煙道全部拆除，設(shè)置新進(jìn)出風(fēng)煙道及中箱體進(jìn)風(fēng)煙道，中箱體進(jìn)風(fēng)煙道將抬高到從中箱體側(cè)面進(jìn)風(fēng)。
4.3 將布袋除塵器原花板層全部拆除，制作新花板（花板孔排布間隔與原花板孔不同），并抬高安裝位置。抬高原因?yàn)椴即娱L及進(jìn)風(fēng)口位置抬高。花板孔排布改變?cè)驗(yàn)楦侠聿硷L(fēng)。
4.4 上箱體拆除一部分，并重新制作安裝新的上箱體。上箱體高度，頂蓋為保溫蓋板。
4.5 更換所有旁通閥與提升閥，并重新合理布置安裝位置。
4.6 改造噴吹系統(tǒng)。供氣管路加大；更換脈沖氣包（脈沖閥利舊）；重新制作新的噴吹管（原有噴吹管設(shè)計(jì)不合理）。
4.7 為配合脫硫系統(tǒng)改造，將原除塵器灰斗割掉大部分，安裝兩個(gè)船型灰斗，船型灰斗底部安裝空氣斜槽來進(jìn)行輸灰（減少運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用）。
5 其他改造
5.1 結(jié)構(gòu)：根據(jù)工藝布置，對(duì)局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固以及增加適當(dāng)?shù)钠脚_(tái)和爬梯。
5.2 電氣：為了節(jié)約成本，充分利用拆除設(shè)備的電纜。
5.3 控制：增加水量調(diào)節(jié)閥、循環(huán)灰、外排灰的控制；優(yōu)化控制界面。
6 總結(jié)
脫硫除塵系統(tǒng)改造后，實(shí)現(xiàn)了石灰連續(xù)穩(wěn)定加料，減少運(yùn)行費(fèi)用；霧化噴水的精確穩(wěn)定調(diào)節(jié)；實(shí)現(xiàn)了脫硫時(shí)對(duì)反應(yīng)溫度的控制，消除塔積壁現(xiàn)象；循環(huán)系統(tǒng)輸灰能力滿足脫硫灰循環(huán)量，從而保證較高的脫硫效率；徹底解決了布袋除塵器運(yùn)行阻力高，噴吹頻繁的問題；解決了布袋破損嚴(yán)重，壽命短的問題；實(shí)現(xiàn)了布袋除塵器在較低壓差下連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，維修工作量小；改造完成后耗電量、耗氣量比原有系統(tǒng)少；同時(shí)SO2濃度排放小于400mg/Nm3和粉塵濃度排放小于50 mg/Nm3。
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