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双除雾器技术或是火电厂除霾必然选择

北极星环保网来源:电力行业节能环保公众服务平台2017/5/8 8:52:52我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硫技术 除雾器 GGH

北极星环保网讯:综述:取消GGH改(或设置)双除雾器的设计是值得脱硫工艺界考虑与实施应用的。在严厉的新排放标准和《控制污染物排放许可制实施方案》执行的倒逼下,将成为燃煤电厂脱硫工艺的必然选择。将脱硫系统运行因GGH的不可靠性的不可控转变成可控、可调状态,规避了环保超排考核与因GGH缺陷而引发的机组非停、降出力等各种风险。该技术还对行业节水、大气减轻雾霾将发挥积极作用。

1在中国取消GGH是不得不的选择

中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平今年在不同场合多次强调:“我国科技发展的方向就是创新、创新、再创新。实施创新驱动发展战略,最根本的是要增强自主创新能力,最大限度解放和激发科技作为第一生产力所蕴藏的巨大潜能。要坚持自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来的方针,加快创新型国家建设步伐。尊重人民首创,开展试点先行。”

事实证明,中国的科技已在各领域取得了长足的发展,而有些所谓国际“领先技术”引进后从现场实际运用效果看,部分存在较多的“水土不服”。

湿法脱硫技术工艺在国内的引入应用,虽将烟气中二氧化硫大量脱除,但也引发了对该工艺技术是对我国雾霾成因或促因的不断质疑。

脱硫工艺

图1原GGH原理图

气-气换热器(GGH)是湿法脱硫系统(FGD)的一个重要组成部分见图1,是用来加热经脱硫系统处理过的烟气,使其在进入烟囱前得到再热处理,达到最低排放温度。GGH通过利用未处理的原烟气中余热来加热脱硫后的冷烟气,不需要其它热源,是最经济的加热方式。

1.1GGH运行所暴露的问题

从电厂近十多年来的大量因GGH异常、故障、检修等统计记录,分析几年来脱硫因GGH缺陷而对主要耗电辅助设备的能耗影响;查阅各类国内外脱硫技术文献资料。都表明在燃烧高硫煤条件下,该部件同样是脱硫工艺中可靠性最差、最不安全与最不经济的环节所在。从其他燃高硫兄弟电厂如贵州盘南电厂、重庆珞璜电厂了解到,GGH运行中同样存在电厂遇到的相同问题。诸多现场实例得出:该GGH工艺技术仅适用于燃低硫煤电厂,不适应燃高硫煤电厂。

GGH脱硫工艺的电厂在运行中暴露出了诸多问题:

一是GGH易发生堵塞问题,且一旦发生严重堵塞时(环保要求彻底取消旁路后)只能停机处理。

二是因目前设计工艺除雾器为了满足GGH运行要求,除雾器栅板过密,吸收塔PH控制略高时易引起结垢与堵塞,严重时会发生蹋陷,堵塞或蹋陷严重时同样需停机才能进行处理;低PH值运行将大大降低吸收塔运行的经济性。

三是GGH的密封性能差,增加脱硫成本;同时因防止超排,GGH泄漏量达到一定值时不得不采取限出力运行,损失宝贵的已争取电量。据有关电厂测算过4台600MW机组因漏风率超标,全年脱硫运行成本将多增加高达上千万元。

四是因GGH发生堵塞后,增压风机电耗随之增加,严重影响经济性运行。

五是环保排放标准与考核更加严厉的条件下,燃高硫煤电厂因GGH的运行可靠性差,极易造成超排或机组非停事件,存在较大的环保风险。

六是GGH因保证其在运行中的畅通,频繁的蒸汽吹扫与高压水冲洗,大大缩短了换热元件的正常使用寿命,而更换一次换热原件将极大的增加人力与财力负担。

1.2GGH泄漏现状分析

高硫燃煤电厂中因GGH的运行环境一般都有高腐蚀性。原烟气通过GGH时带来大量的灰份和高浓度硫酸成分,净烟气通过GGH时又会带来大量的水分等。烟气中不但含有大量二氧化硫,还有氮氧化物、氯离子等,如果在某一条件下形成了“王水”(是硝酸和盐酸组成的混合物,其中混合体积比比例为1:3)时,对接触该液体的任何金属材质都将受到严重的腐蚀,因为任何一个电厂不可能使用比铂金还昂贵的GGH密封等耐腐蚀金属材质,表1是电厂检修时对GGH内的液体检测试样的分析指标与结果。

另外频繁的堵塞、冲洗等将严重破坏本已庞大的旋转体的平衡。这两个原因注定了GGH在连续运行半年以上的真实泄漏率不可能低于1.5%。通常,使用一年后泄漏率达到2.0-4.0%,最高的有达8.0左右%。修后多数机组GGH运行半年后的泄漏率一般为2.0-5.0%之间。

表1GGH检修时装置内的废液液体检测结果

脱硫工艺

漏泄率为考核GGH性能的重要指标之一。由于原烟气向净烟气泄漏导致了净烟气中硫化物含量的提高,增加了硫化物的排放量,降低了整个FGD系统的脱硫效果。GGH泄漏率:

L(%)=(E2-E1)/E1×100%

式中:L——GGH烟气泄漏率,%;

E1——GGH净烟气入口烟气量,kg/h;

E2——GGH净烟气出口烟气量,kg/h。

从公式中可以看出,降低泄漏率必须降低原烟气到净烟气的泄漏量,即(E2-E1)的差值。但由于容克式GGH结构的特点及上述原因影响,很难完全消除原烟气向净烟气泄漏。在理论上可以将GGH的泄漏分为携带泄漏和直接泄漏两部分:携带泄漏与直接泄漏。携带泄漏是为了实现GGH的换热,其载有传热元件的转子交替性地转过原烟气侧和净烟气侧。转子的连续旋转,将其仓格内的烟气从一侧携带到另一侧。而原烟气被携带至净烟气中去,产生携带泄漏。直接泄漏是当原烟气侧的压力高于净烟气侧时,由于GGH的径向和轴向密封存在着动静间隙,造成原烟气向净烟气泄漏。

延伸阅读:

电厂湿法脱硫设置烟气再热系统GGH必要性探讨

贵州黔东电厂湿法脱硫拟取消GGH的初步探讨

国电泰州电厂GGH取消后采用热二次风加热净烟气方案的探讨

超低排放系统中GGH温度调节方法

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