多爐一塔煙氣超低系統(tǒng)分析

王超凡（浙江百能科技有限公司，浙江 杭州310000）

1 概述

2014年9月發(fā)改委、環(huán)保部、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布了《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014年-2020年），明確新建燃煤機(jī)組大氣污染物排放濃度達(dá)到或接近燃?xì)鈾C(jī)組排放限值，即在6%基準(zhǔn)氧含量條件下，煙塵、SO2、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50 mg/Nm3。多爐一塔的配置方式存在一些諸如煙氣分配、煙道盲區(qū)腐蝕、積灰、鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)的問(wèn)題，以某項(xiàng)目為例進(jìn)行分析。

2 工程設(shè)計(jì)參數(shù)

本項(xiàng)目采用三爐一塔配置方式，煙氣流程為：鍋爐→原水膜除塵器除塵器/布袋除塵器→引風(fēng)機(jī)→脫硫濕電一體塔→塔頂直排煙囪。

本項(xiàng)目SO2脫除采用石灰石-石膏法脫硫工藝，3 爐1 塔配置；脫硝采用低氮燃燒器改造、SNCR+SCR 組合工藝結(jié)合的工藝路線；除塵采用布袋+濕電技術(shù)路線。

脫硫設(shè)計(jì)工藝流程為：鍋爐（業(yè)主）→原水膜石除塵器/布袋除塵器（業(yè)主）→引風(fēng)機(jī)（業(yè)主）→脫硫吸收塔→塔頂直排煙囪。脫硫系統(tǒng)以噴淋吸收塔作為吸收設(shè)備，采用石灰石-石膏法脫硫工藝對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫處理，使煙氣達(dá)標(biāo)排放。

3 多爐一塔相關(guān)問(wèn)題分析

（1）由于采用了多爐一塔的配置方式，脫硫吸收塔的煙道是由三臺(tái)鍋爐尾部煙道匯總的方式進(jìn)入：

此廠常規(guī)運(yùn)行方式為#3 爐常開(kāi)，#1、#2 爐在熱用戶用汽量大時(shí)適時(shí)開(kāi)啟其中的一臺(tái)，以上運(yùn)行方式也是很多小規(guī)模電廠的常規(guī)配置方式，當(dāng)#3 爐運(yùn)行，#1 或#2 爐停止運(yùn)行時(shí)，#1 或#2爐與#3爐間煙道聯(lián)通區(qū)域，#3爐煙氣會(huì)竄入#1或#2爐煙道，長(zhǎng)時(shí)間此種運(yùn)行方式，煙道存在死區(qū)中的140℃左右高溫?zé)煔饨?jīng)煙道壁板與外界進(jìn)行換熱，導(dǎo)致煙氣冷凝液產(chǎn)生并儲(chǔ)存在死區(qū)處，煙氣中的重金屬及酸性物質(zhì)有極強(qiáng)的腐蝕性，此項(xiàng)目運(yùn)行5～6個(gè)月的時(shí)間，#1、#2爐分支煙道出現(xiàn)大量的腐蝕斑點(diǎn)，煙道壁厚減薄，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行產(chǎn)生了不良影響。

根據(jù)以上情況，建議①在貼近#3爐分支煙道出安裝隔離擋板門(mén)，#1、#2 爐不運(yùn)行時(shí)關(guān)閉該擋板門(mén)，減少煙道盲區(qū)，減少腐蝕情況；②煙道上多位置開(kāi)孔因排水管道至附近地溝中，及時(shí)排出具有強(qiáng)腐蝕性的煙氣冷凝液，減少腐蝕情況；③適時(shí)檢查煙道保溫情況，是否有保溫層脫落或損壞，及時(shí)修補(bǔ)，減少高溫?zé)煔馀c外界環(huán)境換熱，減少腐蝕性冷凝液產(chǎn)生。

（2）多分支煙道匯總處會(huì)存在煙道相互對(duì)沖的情況，需要對(duì)煙道進(jìn)行阻力分析、煙氣走向進(jìn)行綜合分析，本項(xiàng)目出現(xiàn)#1、#2、#3爐同時(shí)運(yùn)行時(shí)，#1、#2爐引風(fēng)機(jī)電流增高的情況，分析原因?yàn)楦鳡t分支煙道設(shè)計(jì)問(wèn)題，#1、#2爐煙道上彎頭較多，煙氣導(dǎo)流板設(shè)計(jì)不足，煙氣流場(chǎng)不穩(wěn)，在#1、#2爐匯總進(jìn)入#3爐分支煙道附近，幾股煙氣產(chǎn)生相互對(duì)沖情況，導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)風(fēng)壓損失，從而引起電流增大，后續(xù)在各分支煙道及匯總煙道處均合理設(shè)置了導(dǎo)流板，減少煙道風(fēng)阻，合理計(jì)算各分支煙道及匯總煙道流速，在個(gè)別煙氣流速大的位置設(shè)置阻力件，提高流場(chǎng)穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生過(guò)大動(dòng)壓損失。

（3）本項(xiàng)目三臺(tái)鍋爐不同時(shí)運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)了煙氣竄入未運(yùn)行機(jī)組引風(fēng)機(jī)的情況，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)葉輪及機(jī)殼腐蝕，影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。分析以上情況發(fā)生的原因：本項(xiàng)目#1、#2、#3 爐引風(fēng)機(jī)出口擋板門(mén)配置了一臺(tái)擋板門(mén)密封風(fēng)機(jī)，但系統(tǒng)運(yùn)行初期出現(xiàn)了風(fēng)機(jī)運(yùn)行異常情況，風(fēng)機(jī)出口配置的單向閥出現(xiàn)卡住無(wú)法完全打開(kāi)情況，風(fēng)機(jī)出口單向閥后風(fēng)壓變小，后經(jīng)重新選型，更換為蝶式單向閥，風(fēng)阻減小，風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常。擋板門(mén)在通入密封風(fēng)時(shí)，在擋板門(mén)關(guān)閉時(shí)擋板兩側(cè)產(chǎn)生高于煙道煙氣的保護(hù)風(fēng)，從而避免煙氣泄露情況發(fā)生，需定期檢查密封風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，觀察其在DCS 上的電流值是否在正常范圍，風(fēng)機(jī)建議配置2臺(tái)（1用1備），提高機(jī)組可靠性。

（4）常用的脫硫工藝石灰石-石膏法脫硫由于脫硫效率高、運(yùn)行可靠得到大規(guī)模的推廣，常規(guī)采用的空塔噴淋的方式，此種設(shè)計(jì)方式，減少了塔內(nèi)件的數(shù)量，減少系統(tǒng)檢修點(diǎn)，維護(hù)簡(jiǎn)便，但多爐一塔的配置方式，對(duì)脫硫塔的空塔流速有不利的影響，脫硫塔設(shè)計(jì)最佳流速一般為3.5～3.8m/s，此種煙氣流速下，煙氣與經(jīng)過(guò)塔釜漿液循環(huán)泵打入噴淋層噴出的霧化漿液進(jìn)行充分混合、傳熱和傳質(zhì)，從而提高脫硫效率，鍋爐設(shè)計(jì)是根據(jù)三臺(tái)鍋爐滿負(fù)荷時(shí)的煙氣量進(jìn)行的空塔氣速設(shè)計(jì)，當(dāng)一臺(tái)或者兩臺(tái)鍋爐停運(yùn)時(shí)，煙氣量?jī)H為原設(shè)計(jì)滿負(fù)荷煙氣量的約40%～50%，煙氣流速減緩，脫硫劑與SO2反應(yīng)不那么的均勻，傳質(zhì)受到一定影響，脫硫效率相應(yīng)降低，本項(xiàng)目通過(guò)在最下級(jí)噴淋層下方布置脫硫增效裝置，第一層噴淋層噴出的脫硫劑漿液通過(guò)自身重力掉落至增效裝置上方時(shí)，在增效裝置上產(chǎn)生一定的持液量，提高液膜傳質(zhì)系數(shù)，強(qiáng)化低負(fù)荷時(shí)煙氣與含SO2煙氣的充分混合，從而保證了低負(fù)荷SO2的達(dá)標(biāo)排放。

（5）當(dāng)一臺(tái)或者兩臺(tái)鍋爐停運(yùn)時(shí)，由于進(jìn)入脫硫塔的煙氣量減少，塔內(nèi)除霧器及濕式電除塵器的定期沖洗水無(wú)法利用吸收塔入口的高溫?zé)煔膺M(jìn)行蒸發(fā)消化，從而產(chǎn)生了脫硫系統(tǒng)水不平衡的問(wèn)題，建議低負(fù)荷時(shí)，調(diào)整減少除霧器沖洗頻率，定期外排廢水，減少系統(tǒng)中過(guò)多的水量。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）多爐一塔的配置方式，從一次投資上看，成本看似較低，但從機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行、持續(xù)穩(wěn)固為熱及電用戶提供蒸汽和電的情況看，配置方式上的簡(jiǎn)化是需要各系統(tǒng)配置高來(lái)進(jìn)行互補(bǔ)的，從這個(gè)方面看，系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備需要格外關(guān)注，建議采用國(guó)內(nèi)一線品牌或國(guó)際知名品牌，比如吸收塔側(cè)攪拌器、塔釜漿液循環(huán)泵等設(shè)備，一旦脫硫及其他煙氣超低系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，幾臺(tái)公用環(huán)保設(shè)施的鍋爐就需要停機(jī)進(jìn)行環(huán)保裝備的檢修，可能造成更為嚴(yán)重的損失，如采用一爐一塔的方式，則對(duì)應(yīng)機(jī)組的環(huán)保設(shè)施出現(xiàn)問(wèn)題，僅停出現(xiàn)問(wèn)題的鍋爐即可。

（2）以上本項(xiàng)目產(chǎn)生的某些多爐一塔上的問(wèn)題，可以通過(guò)機(jī)組適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行方式調(diào)整盡量較少其發(fā)生的概率，但也需引起重視，不同于一爐一塔的配置方式，此種方式下的煙氣超低排放中的任何一個(gè)系統(tǒng)都不應(yīng)該輕視，需嚴(yán)格監(jiān)視運(yùn)行情況，根據(jù)機(jī)組啟停計(jì)劃，做好相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)整預(yù)案。

（3）在項(xiàng)目廠區(qū)用地緊張情況下，多爐一塔的配置方式還是有一定的應(yīng)用價(jià)值的，建議適當(dāng)推廣。