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1025t/h锅炉脱硫脱硝改造工程实践

2016-01-07 11:06:05来源:清洁高效燃煤发电微信浏览:评论:0

  本文针对某公司1025t/h锅炉脱硫脱硫系统改造工程实例,介绍了1025t/h锅炉脱硫、脱硫系统改造方案的选择、应用及实际运行效果,为同类型机组脱硫系统改造提供借鉴和参考。

  该公司四台300MW机组原烟气脱硫工程采用苏源环保工程有限公司石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术,为两炉一塔设计,脱硫系统设置旁路挡板门、GGH,每台炉配置一台100%容量的增压风机。

  为满足国家“十二五”环保要求公司将4台300MW机组脱硫系统改造成一炉一塔,同步取消烟气旁路挡板、GGH、升压风机,对烟囱进行防腐改造,对锅炉燃烧器进行微油点火改造,采用“三合一”引风机。同时新建四台SCR脱硝装置,同步进行低NOX燃烧器改造,空预器改造。

  1、脱硫系统改造

  脱硫系统进行一炉一塔升级改造,取消脱硫烟气旁路挡板,为提高系统可靠性及降低运行能耗同步取消GGH、升压风机,对烟囱进行防腐改造,对锅炉燃烧器进行微油点火改造。

  1.1、取消旁路后影响系统可靠性的因素

  (1)锅炉点火方式

  由于取消了旁路,在锅炉点火时,烟气中大量的油、灰进入吸收塔,极易造成塔内浆液污染、中毒,导致塔内浆液起泡溢流、反应效率降低,及石膏品质不合格等一系列问题;因此,要求锅炉点火尽可能无油点火或微油点火方式。

  考虑到投资成本,我司锅炉点火方式改为微油点火方式,四支微油点火枪出力为75+75kg/h,机组冷态启动耗油约4T。同时为了缩短锅炉点火时间,还增加了锅炉炉底加热系统,保证锅炉点火前炉水温度加热到60℃以上。

  (2)电除尘投运方式

  在锅炉点火前即投入后三个电场,保证启动时大量的油、灰不进入吸收塔。

  (3)塔内排油方式

  虽然对锅炉点火方式进行改造,及电除尘投运方式进行优化,机组启动时还会有少量的燃油进入吸收塔。因此,在吸收塔高液位处设置排油口,在机组启动时,根据浆液取样情况进行排油。

  (4)吸收塔保护

  为防止锅炉尾部再燃等原因造成吸收塔内超温,对脱硫系统启、停及保护逻辑进行优化。还在塔入口烟道应增设事故冷却系统,和工艺水、消防水等相连,以保证在事故情况下保护塔内部件和衬里的安全。主要保护逻辑说明如下:
 

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  (5)冗余设计

  FGD系统对故障率高的系统要提供冗余设计。例如氧化风机、石膏浆液排出泵、石灰石浆液泵、除雾器冲洗水泵、工艺水泵等重要设备都采用一运一备的方式配置。对浆液循环泵,考虑到同时发生故障的可能性非常小,因此可不设置备用,但应设置1套泵的备用叶轮,并保证叶轮使用寿命不低于10年。此外对重要的起调节保护的测量仪表,均考虑冗余,如液位计、pH计等。

  1.2、取消GGH的可行性分析

  取消旁路后,GGH的安全运行直接威胁着FGD和整个机组的安全运行。无旁路系统是否需要设置GGH,需进行详细的经济性和可靠性分析:

  (1)对比有、无GGH方案可知,因GGH存在漏风的原因,安装GGH两者在脱硫效率方面相对低1~2个百分点。

  (2)根据目前国内已投运的GGH情况看,大多数GGH的运行情况不佳。随着运行时间德增加,腐蚀的问题完全暴露出来,目前主要的问题是换热元件堵塞,甚至造成FGD及机组停运。

  (3)GGH的投资和运行费用非常昂贵,对于1台300MW机组安装GGH总投资为1500多万元,旧有GGH改造的费用约需500万元,约占FGD系统总投资的15%以上,年运行、维护费用约500万元。在20年寿命内整体投资内,不安装GGH的FGD系统节省约7000万元。

  (4)取消GGH后,烟气抬升高度将会受到一定影响。但本次脱硫改造同步新增烟气脱硝装置,因此通过核算,NOx、SOx的最大落地浓度均在标准范围之内。

  因此无论从设备的可靠性考虑,还是从经济性比较来看,对于无旁路脱硫系统,取消GGH可使脱硫系统及机组运行更加安全、可靠、经济。

  1.3、取消GGH后需解决以下问题

  (1)石膏雨问题

  由于取消GGH,净烟气问题一般在50℃左右,虽然其满足排放要求。但由于扩散能力相对较弱,容易产生石膏雨现象,因此除雾器选型及布置方式尤为重要。本次脱硫改造的除雾器采用屋脊式,布置在塔内,除雾效果好,便于冲洗。

  (2)烟囱防腐问题

  取消GGH后,进入烟囱的烟气温度只有45~50℃左右,并且含有大量的水蒸气。在排烟过程中,由于扩容和散热作用在烟囱内壁上会有大量的凝结酸水,烟囱内壁长期处于浸泡状态,烟囱为“湿烟囱”。湿烟囱的烟气温度低,密度大,烟囱的自抽吸能力低,造成了烟囱内正压区范围的扩大,烟气向外壁渗透对筒壁造成的腐蚀加大。因此烟囱的防腐工艺的选择成为了一个重要的环节。

  a、烟囱防腐的设计原则是根据烟囱腐蚀程度的轻重而采取不同的对策,在此基础上,结合目前行业内相同类型烟囱改造后的现状和普遍存在的问题,涂料、胶泥类防腐材料一般不适用于老机组烟囱改造。

  b、在现有烟囱改造案例中,应用砌块类防腐材料目前有部分短期成功运行经历。根据专家获取的信息来看,在砌块类防腐材料中,有两种比较可行,一是含硼量在12%以上的玻璃砖,二是发泡陶瓷砖。砌块类砌筑胶应选择硅胶类或“宾高德”配套胶,且用胶量每平方米不少于12kg。但由于其施工要求极高,很难达到,往往因施工质量造成砌块脱落,短时间内便出现渗漏腐蚀现象。

  c、目前,采用钛钢复合板钢内筒是目前最为安全、可靠和经济的防腐方案。

  因此,本次烟囱防腐改造,采用技术先进、可靠性较高的钛钢复合板单钢内筒烟囱方案。烟囱增设钢内筒,内筒直径7.0m。材质为钛复合板,钢板厚度16mm,钢钛板1.2mm。

  1.4、取消增压风机可行性

  取消旁路后及GGH后,系统阻力约2000Pa,比原来减少近2000Pa,原有的增压风机出力偏大。同时考虑到动调风机的可靠性,由于工作环境恶劣,故障频繁,在取消旁路后其直接影响机组的可靠性。在本次引风机增容改造时,通过论证取消增压风机,采用“三合一”引风机。从系统的安全性和经济性考虑,使系统大为简化,减少系统阻力,提高系统可靠性。

  1025t/h锅炉原有烟气系统阻力3569Pa,改造后脱硝系统增加阻力800Pa,预留电除尘改造增加阻力约955Pa,电除尘至引风机入口烟道改造增加阻力50Pa,脱硫系统含烟囱改造后系统阻力1640Pa。因此BMCR工况下,引风机入口压力为-5374Pa,出口压力为1640Pa。考虑引风机有10%的流量余量,20%的压力余量,10℃的温度余量,因此风机的入口全压需达到约-9.7KPa。

 

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