煙羽工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)運(yùn)行總結(jié)

李輝 顏常柏

【摘 要】本文對(duì)徐州金山橋熱電有限公司3X220T/H循環(huán)流化床鍋爐煙羽治理工程及其他輔助設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行后的問(wèn)題及解決方法進(jìn)行了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】煙羽治理;設(shè)計(jì);運(yùn)行;結(jié)論

中圖分類(lèi)號(hào)： X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）23-0015-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.23.005

1 工程概況和設(shè)計(jì)原則

1.1 工程概況

徐州金山橋熱電有限公司3×220T/H循環(huán)流化床鍋爐煙羽治理工程及其他輔助設(shè)備系統(tǒng)。

煙羽治理：采用漿液冷凝技術(shù)路線(xiàn)。通過(guò)脫硫塔頂層噴淋漿液冷卻，將吸收塔出口煙氣溫度冷卻至夏季（4月—10月）至47℃和煙氣含濕量10.4%以下，冬季（11月—次年3月）至45℃和煙氣含濕量9.5%以下，達(dá)到煙羽治理的目的。

1.2 設(shè)計(jì)范圍

設(shè)計(jì)對(duì)已有脫硫系統(tǒng)進(jìn)行煙羽治理改造，改造循環(huán)漿液管道增加漿液冷卻器及循環(huán)冷卻水管路系統(tǒng)、新建一座機(jī)力冷卻塔及相應(yīng)輔助系統(tǒng)、增加地坑及相應(yīng)的除霧器沖洗水泵及漿液排出泵、原工業(yè)水池增加液下泵等。

設(shè)計(jì)上采用漿液冷凝技術(shù)。

漿液冷卻器系統(tǒng)：包括本體和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)以及相關(guān)管道、閥門(mén)等附件。

全套至少包括：

（a）漿液冷卻器本體。

（b）相應(yīng)循環(huán)漿液管道改造。

（c）循環(huán)冷卻水泵及相應(yīng)管道閥門(mén)等附件。

（d）裝置需要的所有輔助支撐結(jié)構(gòu)，例如水泵和電機(jī)的底座等。

機(jī)力冷卻塔系統(tǒng)：

-新建一座機(jī)力冷卻塔。

水平衡系統(tǒng)：包括水池、除霧器沖洗水泵、漿液排出泵以及相關(guān)管道、閥門(mén)等附件。

1.3 設(shè)計(jì)接口

·漿液

入口：—#1、#2、#3脫硫塔的循環(huán)泵D出口管道。

出口：—#1、#2、#3脫硫塔的循環(huán)泵D出口管道。

·循環(huán)冷卻水：

入口：—接自工業(yè)水、河水。

出口：—煤場(chǎng)噴淋系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)

1.4 工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（1）煙氣溫度不高于53℃，漿液冷卻器運(yùn)行時(shí)，能保證冷凝后煙溫達(dá)到47℃以下，煙氣含濕量10.4%以下;煙氣溫度不高于51℃，漿液冷卻器運(yùn)行時(shí)，能保證冷凝后煙氣溫度達(dá)45℃以下，煙氣含濕量9.5%以下。

（2）鍋爐從50%BMCR到100%BMCR工況條件下，漿液換熱裝置都能正常運(yùn)行。整套漿液冷卻器裝置在設(shè)計(jì)上，應(yīng)保證脫硫塔出口處煙氣溫度在安全合理的區(qū)間范圍內(nèi)，整套設(shè)備的使用壽命均>10年。

（3）設(shè)計(jì)保證改造后漿液循環(huán)泵出口增加漿液冷卻器的阻力不超過(guò)2米揚(yáng)程。

（4）機(jī)力冷卻塔的冷卻能力按兩臺(tái)爐滿(mǎn)負(fù)荷的煙氣量來(lái)設(shè)計(jì)。

（5）本設(shè)計(jì)漿液冷卻系統(tǒng)所需的水量由設(shè)計(jì)方提供3臺(tái)循環(huán)水泵來(lái)滿(mǎn)足，并通過(guò)出口聯(lián)絡(luò)管的方式能實(shí)現(xiàn)互為備用。2臺(tái)循環(huán)水泵為變頻控制。泵房預(yù)留一臺(tái)循環(huán)水泵空間。

（6）為保證改造后脫硫島能建立新的水平衡，在脫硫島核心位置新增壹座水箱4*4*4，及除霧器沖洗水泵及漿液排出泵。

2 工藝系統(tǒng)

設(shè)計(jì)煙羽治理工程采用工藝，整套系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)構(gòu)成：

·漿液冷卻器系統(tǒng)

·機(jī)力冷卻塔系統(tǒng)

·水平衡系統(tǒng)

2.1 漿液冷卻器系統(tǒng)

2.1.1 主要功能

用于通過(guò)循環(huán)冷卻水冷卻脫硫塔循環(huán)漿液的溫度。

2.1.2 系統(tǒng)描述

鍋爐從50%BMCR到100%BMCR工況條件下，漿液換熱裝置正常運(yùn)行。整套漿液冷卻器裝置在設(shè)計(jì)上，滿(mǎn)足脫硫塔出口處煙氣溫度在安全合理的區(qū)間范圍內(nèi)，整套設(shè)備的使用壽命均>10年。

漿液冷卻器布置在漿液循環(huán)泵出口的豎向直管段上，立式布置，設(shè)置四個(gè)耳座，在立管支墩空處設(shè)置鋼支架進(jìn)行支撐。換熱器底部與頂部設(shè)置漿液接口，上部與下部側(cè)邊設(shè)置冷卻水接口，漿液自下而上流動(dòng)，冷卻水上進(jìn)上出。冷卻水側(cè)進(jìn)出口處留有清洗口，漿液側(cè)利用原有循環(huán)管道沖洗系統(tǒng)，對(duì)冷卻器進(jìn)行停機(jī)時(shí)沖洗，確保漿液冷卻器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

漿液冷卻器在煙氣出口溫度不大于53℃，夏季（4月—10月）冷凝后煙溫達(dá)到47℃以下，煙氣含濕量10.4%以下;冬季（11月—次年3月）冷凝后煙氣溫度達(dá)45℃以下，煙氣含濕量9.5%以下。

本次設(shè)計(jì)對(duì)換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，防止傳熱元件的堵塞、結(jié)垢，并設(shè)置清洗接口。

本次設(shè)計(jì)保證改造后漿液循環(huán)泵出口增加漿液冷卻器的阻力不超過(guò)2米（換算成揚(yáng)程），這樣漿液循環(huán)泵電機(jī)不需更換，但由于我公司現(xiàn)采用的襄樊漿液循環(huán)泵不存在變頻能力，采購(gòu)29米揚(yáng)程的葉輪滿(mǎn)足漿液循環(huán)泵正常運(yùn)行，不影響脫硫效率。同時(shí)提供壹臺(tái)備用葉輪。

2.1.3 系統(tǒng)主要設(shè)備選型

單臺(tái)漿液冷卻器參數(shù)表，共設(shè)3臺(tái)，每塔1臺(tái)

2.2 機(jī)力冷卻塔系統(tǒng)

2.2.1 主要功能

用于換熱器的循環(huán)水冷卻降溫。

2.2.2 系統(tǒng)描述

循環(huán)水的機(jī)力冷卻塔建設(shè)在脫硝空壓機(jī)房西側(cè)，距離最近的#3脫硫塔約80米，管道的具體位置和走向根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況定。

機(jī)力冷卻塔的冷卻能力按兩臺(tái)爐滿(mǎn)負(fù)荷的煙氣量來(lái)設(shè)計(jì)。

機(jī)力冷卻塔的補(bǔ)水有兩路取水點(diǎn)，一路為工業(yè)水池，由設(shè)計(jì)方安裝兩臺(tái)液下泵（一用一備）來(lái)保證冷卻塔的補(bǔ)水，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程DCS控制;另一路為#3凈水器進(jìn)水管道（原水壓力為0.25Mpa），經(jīng)盤(pán)式過(guò)濾器并入補(bǔ)水管。工業(yè)水池補(bǔ)水為常規(guī)補(bǔ)水方式，凈水器入口為緊急補(bǔ)水方式。

漿液冷卻系統(tǒng)所需的水量由3臺(tái)循環(huán)水泵來(lái)滿(mǎn)足，并通過(guò)出口聯(lián)絡(luò)管的方式能實(shí)現(xiàn)互為備用。2臺(tái)循環(huán)水泵為變頻控制。泵房預(yù)留一臺(tái)循環(huán)水泵空間。

新增冷卻塔排污分兩路，一路接入雨水，一路經(jīng)過(guò)水泵升壓接入煤場(chǎng)噴淋系統(tǒng)。

2.2.3 系統(tǒng)主要設(shè)備選型

（1）機(jī)力冷卻塔選型：水量3000m3/h，入口溫度37℃，出口32℃，F(xiàn)RP材質(zhì)，濕球溫度28℃。

（2）循環(huán)冷卻水泵出力按1500m3/h，揚(yáng)程26m選取。共三臺(tái)，兩用一備。兩臺(tái)變頻。

2.3 水平衡系統(tǒng)

2.3.1 主要功能

為保證改造后脫硫島能建立新的水平衡。

2.3.2 系統(tǒng)描述

為保證改造后脫硫島能建立新的水平衡，在脫硫島核心位置新增壹座水池4*4*4，所有設(shè)備機(jī)封水（包括真空泵密封水和真空皮帶機(jī)密封水）、凈煙道凝結(jié)水（事故噴淋水箱的溢流和疏水）回收至沖洗水箱，此水作為除霧器下層沖洗水并配備兩臺(tái)除霧器沖洗水泵與原除霧器沖洗水管道聯(lián)通，補(bǔ)水取自附近的工業(yè)水管道。增加輸送泵打至冷卻塔，輸送泵一用一備。

除霧器最下層沖洗水增設(shè)一路三聯(lián)箱排水水源。

濾液水增設(shè)一路至三聯(lián)箱管路，經(jīng)澄清處理后，作為除霧器下層沖洗備用水源。

濾布沖洗水箱補(bǔ)水實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，水源仍采用真空泵密封水出水。

將原濾液水池至石灰石漿液池的PPR管道改造為FRP管道或者碳鋼襯膠管道并配置鋁皮保溫，DN80管道合計(jì)總長(zhǎng)約50米。

新增加壹路濾液水池水池至事故漿液箱管道材質(zhì)選用FRP管道或者碳鋼襯膠管道并配置鋁皮保溫，DN80管道合計(jì)總長(zhǎng)約120米。

所有與腐蝕介質(zhì)接觸的設(shè)備、部件都需要防腐。

廢水泵房新增兩臺(tái)DN50的電動(dòng)閥并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

2.3.3 系統(tǒng)主要設(shè)備選型

（1）水池混凝土3mW×3mL×4mH。

（2）除霧器沖洗水泵出力按61m3/h，揚(yáng)程65m選取。共二臺(tái)，一用一備。

（3）漿液排出泵出力按流量22m3/h，揚(yáng)程25m選取。共二臺(tái)，一用一備。

3 系統(tǒng)運(yùn)行情況

煙羽系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)，整體運(yùn)行情況良好、穩(wěn)定，滿(mǎn)足技術(shù)協(xié)議的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，但也存在一些問(wèn)題如下：

（1）漿液冷卻循環(huán)水設(shè)計(jì)都按32度入口，出口37度，實(shí)際使用水溫只有10多度，這就造成漿液冷卻換熱器面積顯得偏大，脫硫塔的出口煙氣溫度都降到40度以下。

（2）漿液管道冷凝水比設(shè)計(jì)的多，影響水平衡了。

針對(duì)以上問(wèn)題可作如下改進(jìn)：

（1）根據(jù)外界的環(huán)境問(wèn)題，如果冬季期間，可以停止冷卻塔風(fēng)冷系統(tǒng)，可以提高循環(huán)水的溫度，控制吸收塔的水量。

（2）通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的變頻器，改變循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步調(diào)整換熱器的換熱量。

4 結(jié)論

從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的運(yùn)行情況來(lái)看，本工程煙羽治理工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足業(yè)主要求，并安全穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)計(jì)當(dāng)中的小缺陷，經(jīng)過(guò)調(diào)整、調(diào)試后系統(tǒng)都達(dá)到最佳要求，都已經(jīng)順利移交業(yè)主。

【參考文獻(xiàn)】

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