火电厂烟气脱硫设备简述及检修分析

发表时间:2021/8/23   来源:《当代电力文化》2021年4第12期   作者:王建军
[导读] 火电厂设备检修是维持生产系统稳定运行的重要保证,在生产工艺系统中,烟气脱硫设备非常关键
        王建军
        内蒙古通辽市通辽发电总厂  内蒙古通辽市028000
         
        摘要:火电厂设备检修是维持生产系统稳定运行的重要保证,在生产工艺系统中,烟气脱硫设备非常关键。基于此,本文重点论述了火电厂烟气脱硫设备及检修。
        关键词:火电厂;烟气脱硫设备;检修
        我国是一次能源消耗大户,燃煤机组在国内占很大比重,因此燃煤机组已成为我国二氧化硫等污染物的主要排放源。为了减少酸性气体的排放量,降低酸雨的影响,机组脱硫势在必行。当前,我国近90%的机组都配备了脱硫设备,这些设备的正常运行是实现电厂二氧化硫安全经济减排的基础。
        一、脱硫工艺现状
        1、湿法烟气脱硫。该技术是当前大多数火电厂采用的工作方案,使用时间长,技术相对完善。利用石灰石与石膏来脱硫是目前最常用、最经济的脱硫工艺,能降低脱硫成本,氧化钙和碳酸钙等主要用于吸收二氧化硫,脱硫效果较好,脱硫率可达95%以上。但这种处理方式中基建资金使用量相对较大,约占火电厂项目总投资资金的15%,因此一些火电厂并不会建设这种脱硫场。而且这种脱硫方法需使用大量石灰石,石灰石的采购和运输等成本也相对较高。采用海水脱硫方式进行脱硫,工艺系统相对简单,且系统的利用率相对较高,无需后期处理,因此发展相对较好。然而,这种脱硫方法只适用于沿海地区,在内陆地区由于缺乏海水,并不适合所有内陆发电厂。氨法脱硫技术的吸收速率较快,反应比较完全,吸收剂的利用率较高,只要满足系统密闭性要求即可。
        2、干法烟气脱硫工艺。干法脱硫主要是喷洒不同类型的固体吸收剂(钙基或钠基)进行脱硫的过程,通常采用干反应剂喷注法进行脱硫。干法脱硫工艺可减少烟气中可凝结、可溶解颗粒物的排放,大幅降低烟气中的酸露点,烟羽几乎透明,易于扩散。同时,有利于回收低温热量,提高锅炉热效率,降低能耗。干法脱硫工艺具有占地面积小、投资成本低、无需增加动力设备、操作简单等优点,而且不会产生脱硫废水,避免了废液的处理。然而,干法脱硫工艺在火电厂锅炉烟气脱硫处理中的应用并不广泛,原因是吸收剂与烟气的混合效果较差,导致脱硫效率低,固硫时间短,不稳定,对消耗的反应剂需求量大,运行成本高。
        3、半干法烟气脱硫工艺。半干法烟气脱硫主要有喷雾干燥脱硫、循环硫化床脱硫两种。喷雾干燥脱硫是以熟石灰浆等碱性溶液以喷雾形式喷入烟气中,氢氧化物和S02在这种形式接触时,会发生快速的化学反应,产生不溶于水的沉淀物。工艺过程中,石灰浆喷雾在高温作用下变干,随着脱硫后烟气一起排出。该脱硫工艺脱硫效率高,操作简单,投资成本低,可以说,它结合了湿法脱硫与干法脱硫的优点。需注意的是,当烟气SO2排放浓度较高时,半干法脱硫的脱硫效率可能达不到脱硫效率的要求。循环硫化床烟气脱硫工艺将吸收剂与高速流动的烟气以颗粒悬浮的形式接触,反应物间接触表面积大,脱硫效率可达90%以上,污染物得到很好的控制,而且固体颗粒可循环利用,缺点是易堵塞,前期投入成本高。为响应国家保护环境、打赢蓝天保卫战的号召,当前火电厂烟气脱硫处理广泛采用半干法脱硫工艺。
        二、石膏法脱硫工艺流程及设备
        石膏脱硫是最常用的湿法脱硫方法,由于其脱硫效率高、适用范围广、可靠性高等因素,得到了广泛的应用。但由于石膏脱硫初期投资成本较高,所以脱硫时一般采用单炉单塔脱硫方式,这样可有效降低基本投入及能耗,便于后期脱硫设备的检修。时光法脱硫主要涉及以下系统与设备,包括风烟系统、吸收塔系统、石灰石浆制备系统、输送系统、水系统、氧化系统、排放系统等。在这些设备系统中,吸收塔系统是脱硫最重要的处理部分,对吸收塔内通入需要脱硫的烟气,在浆石灰浆液喷入吸收塔内,通过石灰浆与烟气在塔内反应,吸收湿烟气中的二氧化硫,反应过程发生后,循环浆池内的液体与氧气反应生成石膏,然后将石膏送入脱水系统,在整个脱硫过程中的原料循环并充分使用。
        在脱硫过程中,工厂最终排放的水体会对环境产生影响,因此,需要工艺水处理系统保证最终水体对环境无污染。

脱硫系统产生废水后,先将废水引入曝气装置,降低其COD值,然后将废水的pH值调节到中性或弱碱性,因而需将废水送至中和箱进行中和操作,硫化物的沉淀,通过沉淀箱使硫化物形成不溶于水的有机物,在排除水中硫化物的过程中,使硫矿物变为絮状,颗粒变大,絮状物变大后,在重力作用下沉降在池底,最后在池底刮泥回收,可保证最终排出的水体不会对环境造成影响。
        三、检修内容和流程
        1、风烟系统设备检修。在脱硫系统中,要实现烟气中二氧化硫的脱除,最重要的是保证烟气能正常输送到吸收塔,因而风烟系统设备的检修尤为重要。在风烟系统中,设备检修过程中先遇到的旁路挡板可对脱硫设备的旁路烟道挡板进行铅封。挡板门是保护脱硫系统及锅炉运行的重要设施,在脱硫系统检修过程中能为脱硫系统的检修提供适宜的环境。由于脱硫设备对挡板门的密封性要求严格,所以所有检修工一般从挡板门的检修开始,挡板门的检修可通过旁路挡板门的开关实验来实现,旁路挡板门开关实验每周需进行两次,以保证设备的正常运行。由于挡板门是控制脱硫设备进出的重要部件,包括原烟气挡板门和净烟气挡板门,电厂与脱硫岛的连接与断开是通过烟气挡板门实现的。脱硫系统的挡板门虽然每年需检修一次,但门轴每周都要加油,以保证挡板门能快速开关,烟道每月检修一次,保证烟气畅通。
        2、吸收塔系统设备检修。吸收塔是吸收二氧化硫的主要发生地,吸收塔内部结构复杂,设计多样,包括喷射鼓泡塔、填料塔和喷淋塔等,虽然种类不同,但最终起到的作用相同。吸收塔相关人员每月检修一次,先化验其密度,测定石灰石浆pH值,若有问题要及时对石灰石浆采取措施,确保其符合要求,有效吸收二氧化硫。除雾器每年检修一次即可,检修时主要对喷嘴进行测试。石灰石浆向下冲洗压力保持在0.8MPa左右,循环泵较重要,所以应按月更换,以保证其正常使用,加强吸收塔内的通畅性。
        3、石灰石浆备至系统。石灰石浆是吸收二氧化硫的主体,因此应严格按要求核定。检修过程中,应先测定称重值,保证误差在0.01以内,并定期轮换提升机,保证每台提升机定期得到使用。按比例测定好的石灰石浆搅拌前,必须保证各轴承能良好转动,相关人员要定期检修,按时加油,保证石灰石浆搅拌均匀,在出现震动强杂音大时,及时发现问题并解决,备至石灰石浆时,应保证各环节pH值符合规定,并加强电流控制,工艺水箱每半年进行一次检测,以加强外壳的完整性,防止其破损。提前预防渗漏和破损等问题,定期测试,防止机器老化。
        四、脱硫设备检修注意事项
        烟气脱硫设备对火电厂SO2气体控制起着关键性作用,为了更好地保证烟气脱硫设备的正常运行和顺利检修,既要掌握脱硫设备各部件的具体检修要求和条件,又要注意以下脱硫设备检修中的问题。
        1、在实际检修过程中,检修人员应严格按有关标准、规范进行检修,做好检修记录,对检修中发现的问题及时上报并处理解决。
        2、每台设备检修记录和质量验收实行签字责任制,一旦发现检修问题,追究检修验收人员的责任,避免相互推诿现象。
        3、检修工作应采用先进工艺、技术和方法实现,提高检修效率,缩短检修周期,节约检修成本。
        4、检修工作应在规定时间内完成,并根据不同设备要求定期检修,以保证脱硫系统的长期安全运行。
        5、电气设备检修后,应进行伏安特性试验、冷态试验和热态试验,对设备进行评级,检验检修工作,确保每一次检修工作合格,避免设备运行中出现问题造成严重后果。
        参考文献:
        [1]刘文涛.火电厂烟气脱硫设备的检修分析[J].内燃机与配件,2017(04).
        [2]傅鸣卓.火电厂烟气脱硫设备简述及检修分析[J].科技视界,2016(08).
        [3]蔡洪生.火电厂烟气脱硫设备简述及检修分析[J].科技创新导报,2017(07).
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