(湛江电力有限公司)
摘要:本文对电厂锅炉湿法脱硫排烟系统进行了介绍并且分析了现阶段我国电厂排烟热量回收的现状,并且对电厂锅炉湿法脱硫排烟热量的回收利用方式做了简单的介绍。
关键词:湿法脱硫;排烟;热量回收利用
0 引言
随着社会主义市场经济的发展,人们日长沙生活对电力的需求量也越来越高。就目前我国而言,很大一部分的电厂的锅炉和一些大功率的火电机组(300MW以上)都是采用的石灰石-石膏的湿法来进行脱硫(WFGD)工作的完成的。但是电厂的锅炉湿法脱硫排烟造成了很大的热量浪费,所以根据电力系统的共组原理和相关能级标准,提升利用电厂锅炉的排烟余热,使回热抽气做工的功率损耗降低到最低,不仅提升了电厂的机件性能,提升锅炉余热的利用率,更好的造福人民,推动社会进步。
1 电厂排烟热量回收现状
在我国最近颁布的《火力发电厂脱硫设计技术规程》(DL/T5196-2004)中有着明确的规定,设计工况的状态下,排放烟囱的入口处的烟气的温度要达到80摄氏度以上,才能达到排放标准,但是目前我国电厂锅炉使用的湿法脱硫的吸收塔的烟气出口处的温度一般在50摄氏度左右。尽管在早期的排烟处安装的WFGD系统中有烟气的散热器,但是在电厂锅炉的实际运行过程中,由于一部分GGH部件会出现腐蚀现象以及换热元件的堵塞现象,在一定程度上面影响了WFGD系统的有效运行。另外在《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》中也提出若一些电厂的烟囱和排烟管道中有完善的排水措施和有效的防腐措施,在达到相关环保标准时,也可以不用安装烟气换热器。所以现在最新设计的WFGD系统中也取消了GGH的设计。一部分原有的WFGD系统也消除了GGH的应用,形成了“湿烟囱”的烟气排放现象。
电厂锅炉湿法脱硫的系统在WFGD系统取消了GGH的安装使用后,另外一个危害就是造成了“石膏雨”的形成。由于系统取消了GGH安装后,排烟系统的烟气温度会降低,所以一些液态污染物在夹杂在烟气中排放到空气中,所以即使在正常的天气下,在排烟管道附近也会出现小液滴降落的现象。尤其是在脱硫安排系统运行负荷较高,或者周围环境较低时,“石膏雨”现象就会更为明显,石膏雨所降落的小液滴中含有石膏浆液以及二氧化硫、三氧化硫等酸性物质,对周围群众的日常生活、生产活动造成严重影响。
2 湿法烟气脱硫系统
湿法是进行烟气脱硫的经典方法,湿法烟气脱硫系统包括吸收塔系统、烟气系统、脱硫剂制备系统、石膏脱水和废水处理系统。
湿法烟气脱硫系统工作流程如下:电厂锅炉产生的烟气经过由混凝土制造的烟道通过FGD口后被引入烟气换热器。烟气换热器的主要功能是对引入的烟气进行降温处理,经过降温处理后的烟气被送入吸收塔内,吸收塔的主要功能是对烟气中的氟化氢、氯化氢、二氧化硫和三氧化硫等有害气体进行过滤,过滤的方法为从下向上流动的烟气与喷淋层喷出的石灰石液体发生反应,过滤有害气体。烟气在进入烟囱前还要经过烟气转换器的处理将烟气的温度提升到八十摄氏度以上。湿法烟气脱硫系统中烟道的密闭性是非常重要的,在FGD系统中的所有挡板(进出口烟气挡板、旁路挡板)都被设计成了双挡板门的形式,并且还设置有密闭风机。特别是当FGD的烟气入口通道的烟气温度达到160摄氏度时,或者湿法烟气脱硫系统的某些工作部位运行不正常时,烟气则不会通过烟气挡板,而是直接通过旁路排到烟囱。当湿法烟气脱硫系统工作正常时,烟气旁路的挡板都是出于关闭状态的,升压风机的作用就是来调节旁路不同挡板门的压力差。FGD系统的流程示意图如图1所示。
3 电厂锅炉排烟的热量回收利用
3.1 电厂锅炉排烟热量回收利用的可行性
现阶段,电厂锅炉排烟系统的热量回收利用技术还不是很成熟,在热量回收的技术方面也存在着一定的难度,但是只要在热量回收的技术方面实现突破并做好经济分析,肯定会带来巨大的经济效益。电厂锅炉的排烟系统的热量回收利用工作不但可以节约大量的水资源,并且还可以在很大程度上减少热能资源的浪费,在相应“节能减排”方面有着重要的现实意义。电厂锅炉排烟系统的热能回收示意图如图2所示。
实践证明,对电厂锅炉排烟系统的热能回收是具有一定的可行性的,但是目前这一问题遇到了技术瓶颈,首先,因为排烟系统的余热回收装置一般安装在烟气温度较低的地方,所以烟气中的一些化学物的蒸汽和水蒸气就会在回收装置上凝固,烟气中的灰尘也会堵塞热能回收装置,对热能回收装置的正常运行造成不良影响。
3.2 回收排烟热量进行空气加热
要对电厂锅炉排烟系统的热能进行回收利用,提升电厂锅炉的整体热效率,可以从提高蒸汽参数、降低汽轮机的排气参数和减少锅炉的排放热量损失等方面进行考虑。
对烟气通道的空气加热用的是空气预热器,空气预热器一般也是安装在温度比较低的末级的受热面,所以在会存在上述存在的腐蚀和堵塞的现象发生,所以可以考虑通过热风的再循环利用或使用暖风器对空气进行加热再引出通风口,来达到提升空气预热器管壁温度的目的,来减轻热量回收热备的堵塞和腐蚀现象。
利用暖风器来实现排烟系统热量回收的实质是用水汽来替换常规的蒸汽暖风器,循环的媒介是水,把烟气通道所吸收的热量对一次和二次冷风进行释放,来达到对进入空气预热器前的冷风进行加热的目的,进一步实现排烟系统的热量回收,这种方法的另一个优点就是在一定程度上减少了蒸汽暖风器带来的蒸汽用量。
3.3 充分利用加热回热系统的凝结水
实现对加热回热系统的凝结水的利用主要可以通过以下两种方式实现:第一种方法就是实现烟气热量和凝结水热量的直接热交换,这种方法的优点是热传递的效率比较高,缺点是如果一旦运行不稳定,发生漏水现象,则会影响整个机组的安全运行;第二种方法就是安装水-水换热器,相比与第一种的直接热交换而言,这种方式的实现是实现烟气热量和水的热量的间接交换,这种方式的优点是易于管理,安全方便,缺点是相比于第一种换热方式而言效率较低。
利用加热回热系统凝结水其实就是一种低温加热系统,这个系统的实质为低温省煤器。这种低温省煤器的工做原理并不是利用高压水来降低烟气的温度,而是利用低压加热器的冷凝水去烟气进行降温处理,传统低温省煤器的另外一个优点就是在低温省煤器的材料选择上面比传统热量回收设备考虑的更周全,在抗腐蚀和防治烟气灰尘堵塞等方面性能更突出,可以更加快速高效的降低锅炉排烟系统的烟气温度,提升烟气热量回收利用的效率。另外需要注意的是低温省煤器的链接方式会影响到整个系统的工作效率,一种是低温省煤器串联在热力系统中(串联系统),另外一种就是低温省煤器并联在热力系统中(并联系统)。一般意义上来讲在抗腐蚀和经济效益方面来讲,串联系统在一定程度上要优于并联系统。
4 结束语
湿法脱硫系统作为现阶段我国电厂普遍使用的脱硫方法,给人们带来便利的同时也产生了一定的负面影响,首先就是“石膏雨”的出现不但对热力系统的运行造成了影响,而且还对电厂周围居民的生活带来了不便。另外,我国电厂排烟系统中造成的烟气热量浪费现象比较严重,通过采取一定的措施对排烟系统中热量的回收再利用,对社会的进步、电力热力行业的发展都有强大的推进作用。
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论文作者:伍宇东
论文发表刊物:《电力设备》2016年第5期
论文发表时间:2016/6/17
标签:烟气论文; 系统论文; 电厂论文; 热量论文; 湿法论文; 排烟论文; 锅炉论文; 《电力设备》2016年第5期论文;