NID循環(huán)半干法煙氣脫硫技術(shù)在改造工程中的應(yīng)用
摘要:總結(jié)了N ID循環(huán)半干法煙氣脫硫技術(shù)在臺州電廠135MW機(jī)組和寧夏大武口2 ×110MW機(jī)組脫硫改造中的應(yīng)用,結(jié)果表明:該技術(shù)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(dá)到同時去除煙氣中飛灰和SO2 的目的。
關(guān)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(shè)備而無脫硫裝置,排放SO2 形成的酸雨已嚴(yán)重危害人類的生存環(huán)境,國家強(qiáng)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(yè)績較多,但它的占地面積大,運行維護(hù)量大,而老電廠通常未預(yù)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(shù)脫硫效率低,常不能滿足煙氣達(dá)標(biāo)排放要求, N ID循環(huán)半干法脫硫技術(shù)與濕法相比具有投資少、占地面積小、運行費用低、設(shè)備簡單、維修方便、煙氣無需再熱、脫硫效率能達(dá)到濕法脫硫技術(shù)的水平,特別適合用于現(xiàn)有除塵設(shè)備的脫硫改造。
1 NID 技術(shù)簡介
N ID技術(shù)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(huán)飛灰混合增濕后注入反應(yīng)器,使之均勻地分布于熱態(tài)煙氣中。此時,吸收劑表面水分被蒸發(fā),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(chǎn)物和未反應(yīng)完全的吸收劑再部分注入混合增濕裝置,并補(bǔ)充新鮮吸收劑后進(jìn)行再循環(huán),從而大大提高了吸收劑的利用率。
N ID循環(huán)半干法煙氣脫硫系統(tǒng)的典型工藝流程見圖1。
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2 改造工程簡介
2. 1 設(shè)計基本參數(shù)
臺州電廠135MW 機(jī)組、寧夏大武口電廠2 × 110MW機(jī)組脫硫、除塵改造工程采用N ID 循環(huán)半干法煙氣脫硫工藝。改造工程設(shè)計參數(shù)詳見表1 (本文煙氣量均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)值) 。
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2. 2 工藝流程
(1)臺州電廠6號爐135MW機(jī)組N ID循環(huán)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(yù)熱器→3電場電除塵器→引風(fēng)機(jī)→煙囪;改造后的煙氣流程為:空氣預(yù)熱器→初級除塵器→脫硫反應(yīng)器→末級4電場電除塵器→引風(fēng)機(jī)→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(shè)計除塵效率為90%,粉煤灰可以綜合利用; N ID 循環(huán)半干法脫硫系統(tǒng)配置2個反應(yīng)器,循環(huán)灰給料機(jī)、混合增濕器、消化器等由ALSTOM設(shè)計供貨。
(2)寧夏大武口2 ×110MW機(jī)組N ID循環(huán)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(yù)熱器→電除塵器→ 引風(fēng)機(jī);改造后煙氣流程為:空氣預(yù)熱器→初級除塵器(原有) →引風(fēng)機(jī)(原有) →脫硫反應(yīng)器→末級布袋除塵器→引風(fēng)機(jī)→煙囪。
初級除塵器利用原有的電除塵器,其后接原有的引風(fēng)機(jī),除塵效率為90% ,粉煤灰可綜合利用。 N ID循環(huán)半干法脫硫系統(tǒng)配置2個反應(yīng)器,其后再接布袋除塵器。因安裝脫硫系統(tǒng)后原有引風(fēng)機(jī)壓力不夠,后面又增加了1臺引風(fēng)機(jī)。脫硫系統(tǒng)核心設(shè)備如循環(huán)灰給料機(jī)、混合增濕器、消化器等由菲達(dá)公司設(shè)計供貨。布袋除塵器本體采用ALSTOM的引進(jìn)技術(shù)制造,濾料為進(jìn)口濾布,噴吹閥由ALSTOM 供貨。此套裝置沒有設(shè)計凈煙氣回風(fēng)系統(tǒng),在低負(fù)荷運行時,關(guān)閉部分反應(yīng)器和布袋除塵器通道,保證運行反應(yīng)器內(nèi)的煙氣流速。因引風(fēng)機(jī)前的煙道設(shè)計有集箱聯(lián)通,機(jī)組關(guān)閉任何1條或2條脫硫、除塵控制回路對機(jī)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(huán)半干法的最大優(yōu)點在于脫硫灰是在反應(yīng)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(nèi)的混合灰表面水分非常均勻,使得從反應(yīng)器出來的灰的濕度低且均勻,對反應(yīng)器以及脫硫系統(tǒng)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(jī)組N ID循環(huán)半干法煙氣脫硫改造工程于2005年10月開始動工建設(shè), 2006年1月底完成安裝。2006年3月完成冷態(tài)調(diào)試及文丘里流量測量校準(zhǔn)、儀表校核等工作,煙氣在線監(jiān)測裝置投入運行, 2006年5月進(jìn)行石灰給料機(jī)給料量測試,循環(huán)灰給料順序、石灰給料順序、連鎖檢查,并在進(jìn)行了一次脫硫DCS程序更新后,開始脫硫熱態(tài)調(diào)試工作, 5 月17 日進(jìn)行第一次煙氣脫硫,脫硫效率達(dá)到90%以上。臺州電廠N ID 循環(huán)半干法脫硫系統(tǒng)投入運行后,整套設(shè)備運行穩(wěn)定、可靠,脫硫效率可達(dá)85%以上,其他工藝參數(shù)也基本達(dá)到設(shè)計要求。6月17日通過168 h試運行,期間的技術(shù)參數(shù)見表2。8月份完成設(shè)備性能試驗和環(huán)保驗收監(jiān)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(fù)雜,工期緊迫,困難較大。要求在6號機(jī)組大修期間完成爐后 (鍋爐房至煙囪間)所有原設(shè)備的拆除,并在有限的空間內(nèi)安裝初級和末級除塵器、脫硫設(shè)備、干出灰設(shè)備、脫硫劑輸送設(shè)備、流化風(fēng)和增濕水等系統(tǒng)設(shè)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(fā)電廠2 ×110MW機(jī)組脫硫、除塵改造工程于2006年9月動工建設(shè), 11月完成安裝, 12月調(diào)試,并順利通過了寧夏回族自治區(qū)環(huán)保局連續(xù)4 天對SO2 及粉塵的測試,全部指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求,也滿足國家環(huán)保要求。2臺爐在2007年9月完成了 168 h試運行,期間的技術(shù)參數(shù)見表3。由于該電廠在所屬區(qū)域?qū)儆谥卮笈盼墼?其煙氣監(jiān)測系統(tǒng)已與該區(qū)的環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)。到目前為止,該脫硫、除塵系統(tǒng)一直處于正常投運狀態(tài)。
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該工程的特點是在原引風(fēng)機(jī)后面安裝新的脫硫系統(tǒng),保證實際停爐時間不超過15d。
4 結(jié)語
N ID循環(huán)半干法煙氣脫硫技術(shù)的實際工程應(yīng)用表明,臺州發(fā)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(yù)除塵器和脫硫反應(yīng)器或者直接安裝脫硫反應(yīng)器;而大武口發(fā)電廠2 ×110MW機(jī)組的改造方案,是在原鍋爐引風(fēng)機(jī)后串接循環(huán)半干法脫硫、除塵系統(tǒng),適用于引風(fēng)機(jī)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(shè)備的安裝不影響鍋爐的正常運行,停爐時間僅僅是原引風(fēng)機(jī)出口煙道與反應(yīng)器進(jìn)口煙道的對接時間。
N ID循環(huán)半干法煙氣脫硫技術(shù)用于老機(jī)組脫硫改造具有占地少、脫硫效率高、運行穩(wěn)定、對機(jī)組影響小的優(yōu)點,改造工程僅僅在鍋爐尾部煙道區(qū)域進(jìn)行,涉及面小,對電廠周邊環(huán)境幾乎不產(chǎn)生影響。在多個項目中的成功應(yīng)用表明,N ID技術(shù)是比較成熟、可靠的,但在實際運行過程中應(yīng)加強(qiáng)對系統(tǒng)的維護(hù)與管理,密切關(guān)注關(guān)鍵參數(shù)值的變化,并及時、合理地調(diào)整各運行參數(shù),只有這樣才能保證整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、長期運行。
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