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淺談火電廠煙氣脫硫技術與管理

2012-02-29 09:29:33 機電之家

石灰石——石膏濕法脫硫技術概述

1.石灰石——石膏濕法脫硫工藝簡介

所謂石灰石——石膏濕法脫硫,就是SO2 吸收劑采用石灰石漿液,脫硫副產品為石膏(即:CaSO4?2H2O),其特點是石灰石吸收劑價格便宜,容易獲取, 副產品石膏成分穩定不造成二次污染,且綜合利用市場廣闊,可添加在水泥中作為緩凝劑,也可開發深加工做石膏建材等。

由于目前國內引進的脫硫技術流派較多,有德國斯坦米勒、比曉夫、奧地利AEE、美國巴威、杜康和日本三菱、川崎等,下面重點介紹德國斯坦米勒石灰石——石膏濕法脫硫技術。

石灰石——石膏濕法脫硫裝置通常由下列系統和設備構成:

煙氣系統:主要有增壓風機、檔板、GGH加熱器、密封風機等設備。

吸收塔循環系統:主要有吸收塔循環泵、氧化風機、除霧器、攪拌器、石膏排出泵、吸收塔本體等設備。

石膏一、二級脫水系統:主要有石膏旋流器、石膏漿液箱、石膏漿液泵、真空皮帶脫水機、真空泵、濾布沖洗水泵、濾餅沖洗水泵、濾液分離器、濾液水箱、濾液水泵、石膏輸送皮帶機、石膏倉等設備

石灰石卸料系統:主要有卸料斗、振動給料機、破碎機、螺旋(或刮板、皮帶)輸送機、斗式提升機、石灰石倉等設備。

吸收劑制備和輸送系統:主要有稱重皮帶給料機、濕式球磨機(或干式磨機)、石灰石漿液箱、石灰石漿液泵等設備。

排放系統:主要有石灰石制漿區域集水坑、吸收塔區域集水坑、集水坑攪拌器、集水坑泵、事故漿液箱、事故漿液泵等設備。

以及工藝水及除霧器沖洗系統、壓縮空氣系統、廢水處理系統等。

德國斯坦米勒石灰石——石膏濕法脫硫裝置,吸收塔采用逆流空塔結構,脫硫效率一般可達到95%以上,吸收塔內布置有兩級除霧器及漿液噴淋系統,每層噴淋系統對應1臺再循環泵。

該裝置配有軸流式動葉可調(或靜葉可調)增壓風機,來自鍋爐的原煙氣通過電除塵后,由增壓風機送入吸收塔洗滌,煙氣中的SO2、SO3等酸性物質被吸收脫除,凈煙氣通過GGH加熱器加熱后,送入煙囪排入大氣。

該裝置采用兩級石膏脫水,吸收塔石膏排出泵排出的石膏漿液,通過第一級旋流濃縮離心分離,再由第二級真空皮帶脫水機脫水,脫水后水分小于10%的成品石膏送入石膏倉。

該裝置石灰石漿液的制備由濕式制漿系統(或干粉磨制系統)來完成,每套制漿系統配有一臺濕式球磨機。制漿系統磨制的合格石灰石漿液送入石灰石漿液箱,由石灰石漿液泵送入吸收塔作為吸收劑。

為了使化學性質不穩定的CaSO3,充分氧化為穩定的CaSO4,該裝置還設置有氧化風機,氧化空氣由攪拌器處送入吸收塔。

為了不使吸收塔及各漿液箱內的固體物沉積,該裝置在吸收塔安裝了多臺側入式攪拌器。石膏漿液箱、石灰石漿液箱、事故漿池、球磨機再循環箱、石灰石漿液集水坑、吸收塔集水坑等各安裝頂入式攪拌器。

為了解決設備停運后漿液的沉積,該裝置設有齊全的沖洗水系統。

為了防止設備的腐蝕,該裝置接觸漿液的設備通常采用了襯膠或鱗片樹脂,重要設備和部位采用了高品位的耐酸鋼。

壓縮空氣系統為回轉式GGH吹灰器和儀用設備提供壓縮空氣。

工藝水由工藝水系統提供。

2、石灰石——石膏濕法脫硫機理

2.1 SO2、SO3和HCl的吸收

煙氣中的 SO2和SO3首先溶解于漿液微滴的水中,進行下列反應:

SO2+H2O←→HSO3-+H+

SO3+H2O←→H2SO4

為了維持SO2、SO3的吸收,生成的酸性物H2SO4、H2SO3應迅速被中和。

2.2 石灰石漿的反應

SO2、SO3和HCl及石灰石漿微滴繼續下落至吸收塔氧化池中,進行下列反應。

CaCO3+2H++HSO3-←→Ca2++HSO3-+CO2↑+H2O

CaCO3 +H2SO4←→CaSO4+CO2↑+H2O

CaCO3+2HCl←→CaCl2+CO2↑+H2O

上述反應是在吸收塔氧化池中進行的離子反應。

2.3 CaSO3 的氧化

CaSO3的氧化需要向氧化池中注入氧化劑——空氣,氧化過程為:

2Ca2++2H2SO3-+O2←→2CaSO4+4H+

而氧化是伴隨石膏的結晶同時進行的,結晶過程為:

CaSO4+2H2O←→CaSO4?2H2O

上述反應過程均在吸收塔氧化池中完成。

為了使反應順利完成,并生成合格的石膏,應保持氧化池內的PH值在5.7 左右,通過化學計算,反應中的Ca/S比應保持在1 .02——1.05之間較為合適。

從思想上重視煙氣脫硫技術

對于火力發電廠來說,煙氣脫硫裝置是輔助系統和設備,有的電廠重視不夠,用于煙氣脫硫裝置建設管理的人員相對不夠,在可研、設計、施工、調試和運行維護過程中技術管理不到位,有生搬硬套、崇洋媚外或不管不問的現象。

由于煙氣脫硫裝置投產后,增加的運行維護費用多的達到數千萬元,因此,電廠投用FGD裝置的積極性不高,有的甚至想能不投產就盡量不投。重慶某2*220MW機組FGD裝置是原國家電力公司示范項目之一,為全進口德國技術和設備,初投資4.89億元,投產后運行維護和還貸等費用高達3000多萬元,重慶某1*200MW機組FGD裝置,初投資1.8億元,投產后的運行維護和還貸等費用高達1500萬元左右,這么大的運行維護費用,是電廠的沉重負擔。在這種思想的指導下,可以想象某些單位對FGD裝置的重視程度了。有的電廠特別是邊遠電廠在進行脫硫裝置的建設時,想方設法減少投資,這樣造成的后果就是國家花上億元資金建設的FGD裝置處于閑置和擺設的狀態,令人痛心。重慶某2*360MW機組,建設時設計采用處理80%煙氣量,節約了初投資,事實證明,這種選擇是不明智的。四川、重慶、貴州、山東等地FGD裝置建設完成后,都有因為成本原因而不愿投用的。事實上,隨著國家環境污染治理力度的加大,排污費用收取的提高,城市火電廠的生存已越來越艱難。重慶某城市電廠技改1*300MW機組,在電廠基礎已基本完成的情況下,由于環保沒有通過而停建,損失高達1000多萬元,同樣是該廠,由于燃燒煤質變化,原煤含硫量嚴重超標,導致脫硫裝置超負荷,在重慶市缺電的情況下,機組不得不減負荷適應脫硫的運行也不得開起旁路運行。重慶某1*200MW機組FGD裝置沒有按期完成投產,而多次被重慶市人大督察處督辦,去年貴陽某1*200MW機組FGD裝置,由于與機組未“三同時”而被中央和地方媒體暴光,造成了很不好的政治和社會影響。

從長遠來看,火電廠FGD裝置是否正常投入運行,已關系到了火電廠的可持續發展,這一點如果不引起足夠重視,在未來的3——5年內,火電廠將面臨生存危機,城市火電廠的今天就是邊遠火電廠的明天,這決不是危言聳聽!

因此,各級領導和技術人員都必須從思想上高度重視FGD裝置和煙氣脫硫技術,從各個角度把好質量關,使投運的FGD裝置能夠正常運行,在建的項目質量優良,為準備建的項目打好基礎。

從技術上把好每一關

煙氣脫硫裝置的可研、招標、設計、施工、調試和運行維護,都是十分重要的環節,各個階段有各個階段的特點,需要采取不同的措施把好質量關。

在可研階段,應對現場條件進行充分的調查了解,對FGD基礎設計參數要掌握清楚。特別是對影響FGD裝置性能的數據要認真測量或落實。如原煤的含硫量、鍋爐排煙量、排煙粉塵含量和排煙溫度、石灰石品質指標等。對于技改項目,原煤的含硫量建議以過去一年鍋爐燃用煤質的平均值為基礎,并考慮未來可能燃用的煤質加以修正。鍋爐排煙量和粉塵含量、排煙溫度等應以實際測量為準,不能用機組投產時的設計參數代替。石灰石品質指標注意取樣和化驗的方法,并考慮多個石灰石礦選擇。有的項目由于取樣或化驗方法不正確,石灰石品質指標偏高,這勢必影響下一步的設計。在貴州和四川某廠,由于對濕法脫硫技術理解和掌握不夠,電廠提供的基礎設計資料與實際偏差太大,因此使得投產的FGD裝置不能全進煙運行,有電廠甚至只能處理設計煙氣量的60%。

在招標階段,注意實事求是,不要盲目崇洋媚外、照抄照搬。可以國產的設備,就堅決國產;可以不要的系統,堅決不要,在電源保安系統十分可靠的情況下,就不必堅持上柴油發電機。也不要盲目要求旁路檔板的快速開啟時間為25秒,有的甚至要求15秒。技術條件的提高勢必造成造價的提高,事實上,通過對不少脫硫裝置的調試證明,旁路擋板在60秒內正常開啟,對鍋爐的影響是很小的。

設計階段,應認真核實設計基礎參數,對業主提供的設計參數有疑問時,作為設計單位有義務向業主提出并修正。設計單位不能隱瞞業主的問題,從而用來掩蓋自己將來可能的失誤。初步設計審查時,需要多聽取具有經驗的用戶和具有安裝、調試經驗的專家意見,避免原則錯誤,從而減少不必要的設計失誤和浪費。貴州某2*300MW機組FGD裝置,就出現了設計多余系統和設備的現象,造成了不必要的損失。

施工階段,應按圖施工,把握好施工質量,認真執行各項規章制度和質量標準,在發現設計問題時,應及時提出,不能施工完成后再提出,作為設計修改而獲取利益,在施工中出現了問題,應及時整改,不能隱瞞。由于目前電力建設項目多,正規的電力施工隊伍工作飽滿,因此應認真選擇具有經驗的施工隊伍,從目前很多的脫硫施工現場來看,分包和轉包多,不便于管理和控制。非電力系統施工隊伍由于不熟悉電力規范,出現的施工質量問題和工期不能按時完成的現象比較普遍。

在調試階段,應嚴格執行各項驗收標準,及時發現設計、施工和系統、設備問題。電廠運行、維護人員應積極參與和配合,掌握好各項操作和維護技能,不要因怕負責任而不愿意操作。調試人員要實事求是,不能隱瞞系統、設備等問題,認真為業主負責。在現有模式下,存在調試和總包單位共同隱瞞問題,把業主蒙在鼓里的現象。某些電廠運行和維護人員,由于怕承擔責任而遲遲不上崗,調試時袖手旁觀,調試完成不能勝任工作。造成調試工作量加大和調試工期的延長。

在投入生產以后,運行和維護人員應迅速掌握煙氣脫硫技術,熟悉FGD裝置性能,增加運行維護經驗,加快進口設備配件的國產化步伐,從而降低運行維護費用。重慶某2*220MW機組FGD裝置,是全進口德國設備和技術,兩爐一塔。該裝置在建設之初,由于領導重視,抽調了一批素質高的運行和維護人員認真進行生產準備,不但掌握了運行維護技能,而且積極參與了裝置的全過程調試,很快積累了豐富的運行維護經驗,同時在短短的一年時間內進行了一系列技術改造和優化。在煙氣條件比較差的情況下,精心調整、精心維護,副產品石膏達到了設計品質指標,為石膏的綜合利用打下了良好基礎,從而使石膏產品供不應求。該裝置在投入運行以后,年平均運行都在8000小時以上。

從制度上規范脫硫管理

據有關媒體報道,近幾年國家將投資3000億元進行“兩控區”污染治理,而煙氣脫硫是國家污染治理的重點,為了瓜分這幾千億的蛋糕,脫硫市場風起云涌,不管有實力還是沒有實力的公司,紛紛涉足脫硫市場,據不完全統計,全國大大小小的脫硫公司有250余家,這些公司技術實力參差不齊,從而造成了目前脫硫市場的混亂,脫硫市場規范管理勢在必行。制定統一的行業規范已引起國家有關部門的重視,并納入了議事日程,國家相關部門已陸續制定并出臺了相應的規范,隨著行業規范的逐步出臺,脫硫市場的規范管理將得到加強。

作為最終的用戶,火電企業承擔了脫硫裝置的日常管理,脫硫裝置運行維護的好壞,將與企業的管理密切相關。企業的管理又與掌握脫硫技術的熟練程度有關。企業脫硫運行維護經驗的積累有利于企業管理能力的提高。去年,在北京,脫硫運行比較早的幾家電廠,成立了“斯坦米勒技術協作網”,這幾家電廠輪流坐莊,定期進行技術交流,總結經驗教訓,為后來的FGD裝置積累了經驗,這種形式不失為迅速積累管理經驗的好形式,但是,這樣的組織屬于民間組織,管理比較松散,取得的效果也就很有限。既然如此,那發電企業為什么不可以制定相應的管理規范和制度呢?筆者認為,通過充分的組織論證,FGD裝置從可研、招標、 設計、施工、調試培訓、運行維護等各個環節的管理制度是可以制定出臺的。當前,脫硫裝置的運行維護、管理人員究竟需要多少,崗位的設置和劃分等問題,一直沒有定論,往往是按脫硫公司的設計在安排,事實證明,這樣是很不符合現場實際的,重慶2*220MW機組FGD裝置,設計運行維護和管理人員17人,但實際是30人,安順2*300MW機組運行維護和管理人員同樣是在設計的基礎上有增無減。對于電廠來說,FGD裝置是一個嶄新的東西,煙氣脫硫技術也是新的技術,這些電廠一旦上FGD裝置,他們渴望得到培訓,渴望掌握更多的脫硫知識,而脫硫運行得早的電廠,人員流失相當嚴重,這些電廠運行管理人員脫節,也面臨培訓的問題。目前,對電廠運行維護和管理人員的培訓方式一直沒有固定的模式,脫硫人員的培訓也可以象主機運行維護人員一樣,成立仿真培訓中心,定期對運行人員和管理人員進行培訓,形成制度,這將有效推動脫硫運行維護和管理水平的提高。

總之,煙氣脫硫技術與管理,是一個比較系統和繁雜的工作,只有把從事這方面工作的人員合理組織起來,充分調動和發揮他們的積極性,同時建立起切實可行的規章制度,脫硫技術水平和管理能力就會得到提高。




責任編輯: 江曉蓓

標簽:發電機 的 幾種

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