田曉曼

（大唐科技產業(yè)有限公司，北京 100097）

淺析煙氣濕法脫硫取消旁路的工藝技術方案

田曉曼

（大唐科技產業(yè)有限公司，北京 100097）

根據(jù)目前火力發(fā)電機組取消旁路煙道的要求，討論了旁路煙道取消后給機組及脫硫系統(tǒng)帶來的一系列技術問題，從應對措施、改造設計及項目實施等方面進行分析，總結了項目改造的具體技術方案。

煙氣脫硫;旁路煙道;火電廠

煙氣脫硫（FGD）系統(tǒng)設置旁路煙道的目的是在脫硫系統(tǒng)未運行或系統(tǒng)發(fā)生故障時煙氣能通過旁路排放。為了控制電廠大氣污染物排放，對現(xiàn)有的煙氣脫硫裝置取消旁路，使脫硫裝置的運行與機組同步，脫硫裝置的投運率達到100%，可以更好地降低SO2排放[1]。按照國家環(huán)保要求對火電企業(yè)現(xiàn)有脫硫設施進行煙氣旁路封堵工作，是保護環(huán)境的一項重要舉措。目前，國內投產的燃煤脫硫機組，大都設置有旁路煙道。脫硫裝置有旁路煙道時，在鍋爐啟動或脫硫裝置出現(xiàn)故障時，旁路煙道擋板門打開，煙氣通過旁路煙道進入煙囪排放，從而不影響鍋爐運行。當取消旁路煙道時，主機的煙氣必須經過脫硫裝置后才能排放，這對脫硫裝置的安全性、設備可靠性提出了更高的要求[2]。

1 脫硫裝置旁路封堵的方案

1.1 旁路直接封堵

在旁路擋板門兩側使用6～8mm鋼板或保溫磚等材料封閉煙道，與脫硫后煙氣接觸的封堵鋼板或墻體需進行防腐處理。

具體改造方案是：首先需將旁路擋板打到全關位后將擋板門執(zhí)行機構斷電，機械連桿焊死，保證在任何狀態(tài)下旁路擋板門始終保持關位；原煙氣擋板打到全開位后將擋板門執(zhí)行機構斷電，機械連桿焊死，保證在任何狀態(tài)下原煙氣擋板門始終保持開位；由于考慮到單臺機組檢修時候需防止煙道及吸收塔串煙，因此在正常運行期間的凈煙氣擋板打到全開位后將擋板門執(zhí)行機構斷電，機械連桿鎖閉；在機組檢修期間可解除鎖閉，關閉凈煙氣擋板。由于旁路已封堵，因此原有擋板密封風及其加熱器系統(tǒng)在機組正常運行狀態(tài)下可不投運；密封風至原煙氣擋板部分管道可以拆除，同時保留密封風至旁路擋板及凈煙氣擋板管道，機組檢修時可投運。上述措施可使機組在正常運行狀態(tài)下的原煙氣直接進入脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)出口凈煙氣直接進入煙囪外排，滿足排放要求 。

1.2 拆除旁路封堵

在脫硫煙道整體強度滿足相關標準要求的情況下，可在拆除旁路擋板門后進行旁路煙道封堵，或完全拆除脫硫旁路煙道。

具體改造方案是：將原有的部分旁路煙道及擋板門膨脹節(jié)拆除，用6mm和8mm厚的鋼板對拆除煙道兩端進行封堵，封堵板制作成適用于煙道流向的圓弧狀，封堵后對封堵板進行內外加裝支撐及拉筋，在凈煙道側封堵處作玻璃鱗片防腐處理。取消原煙道與凈煙道之間的煙道，使原煙氣直接進入脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)出口的凈煙氣直接進入煙囪外排，主機穩(wěn)定運行，滿足環(huán)保要求。

2 旁路封堵方案設計原則與改造措施

取消煙氣旁路后，脫硫裝置與主機將成為一個串聯(lián)系統(tǒng)而必須同步啟停，要求脫硫裝置的投運率必須達到與主機一致的水平。當脫硫裝置設備故障必須退出運行時，要求主機也要同時退出運行；當脫硫裝置效率不能長時間達標排放時，主機必須降負荷運行甚至退出運行采取必要的應對措施，才能免于環(huán)保部門的處罰。因此，取消脫硫煙氣旁路后，對脫硫系統(tǒng)的運行可靠性提出了更高的要求，也要求鍋爐和除塵器盡量減少對脫硫系統(tǒng)的不利影響[3]。

2.1 設置事故噴淋系統(tǒng)

取消脫硫系統(tǒng)旁路后，在脫硫系統(tǒng)漿液循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或鍋爐系統(tǒng)故障運行時，高溫煙氣將會直接進入脫硫塔，為保證脫硫塔的安全和穩(wěn)定性，需要對高溫煙氣進行降溫，方可進入脫硫塔，否則高溫煙氣會對脫硫塔內的防腐、塔內附件以及后續(xù)的煙道的防腐都會造成損害，為防止該類安全性問題的發(fā)生，在脫硫塔入口段設置事故噴淋系統(tǒng)。事故噴淋系統(tǒng)用水采用脫硫塔除霧器沖洗水，保證供水水源可靠，水量充足，噴淋氣動門應配可靠的控制電源。

2.2 煙風系統(tǒng)改造

旁路取消后，原有的增壓風機在運行中存在非正常停運風險，可能引起主機非正常停運，為避免這一問題，需要對煙風系統(tǒng)進行一定的改造。

（1）取消增壓風機，對引風機進行增容，實現(xiàn)增引合一。取消脫硫旁路煙道后，在引風機與增壓風機帶載啟動時，避免增壓風機故障導致停機的最好方法就是將引風機與增壓風機合二為一。同時對煙道進行改造，但對于拆除增壓風機后的聯(lián)接煙道，需要重新進行支撐荷載計算，核算是否需要利用舊增壓風機基礎設置支座。

（2）設置增壓風機旁路。增壓風機煙道設置旁路煙道，旁路尺寸按50%煙氣量設計，即允許增壓風機故障時或增壓風機啟動前，流通約50%的煙氣量，增壓風機旁路上設置煙氣擋板。增設增壓風機旁路后，當增壓風機故障時，迅速打開旁路，鍋爐降低負荷，讓兩臺引風機克服整個煙風系統(tǒng)的阻力，機組不致于停機。待增壓風機故障消除后（可以處理增壓風機煙筒外的故障，如：電機、油站、電氣、控制等），增壓風機還可以零流量正常啟動。而且，當機組低負荷時，還可以停運增壓風機，達到節(jié)能的目的。

2.3 排油裝置

取消旁路后，盡可能不采用投油運行方式，若采用投油運行方式，應控制油槍投運時間。石膏漿液接觸油污，會出現(xiàn)吸收塔漿液中毒起泡溢流、脫硫效率降低、吸收塔丁基橡膠防腐層老化、石膏漿液難以脫水等問題[4]。當漿液受到污染特別是受到未燃盡油粒污染后，脫硫效果變差，當燃煤鍋爐采用油點火則情況會更嚴重。如果漿液不能在線進行再生或者置換，就必須停機，因此設計脫硫系統(tǒng)時必須考慮到漿液受污染失效后的在線再生和置換問題。為了解決這個問題，滿足脫硫效率的要求，在取消脫硫旁路前，可以考慮對排油拋漿系統(tǒng)從兩個方面進行改造，主要包括：

（1）在吸收塔漿池溢流位置設置排油管道，可將漿液上層油層盡量排出塔外；

（2）對現(xiàn)有事故漿液箱進行擴容改造，以滿足大量漿液外排時，暫存容量的要求；

（3）考慮對現(xiàn)有脫硫廢水處理系統(tǒng)進行適當改進，以利于處理點火階段的含油污水。

2.4 設計需要考慮的其他問題

（1）脫硫旁路煙道封堵后，需在兩塊封堵板之間設置檢查孔，以便隨時查驗脫硫旁路封堵狀態(tài)；

（2）旁路封堵方案必須結合現(xiàn)場條件，使煙道流場和布置緊湊合理；

（3）旁路封堵后在脫硫事故停運而主機未停的情況下吸收塔內設施不能被高溫煙氣燒損；

（4）對原有部分須充分進行利舊處理，同時對利舊部分需進行必要的加強和補充；

（5）需要滿足防腐要求，必要時需加設耐磨防腐層。

3 取消旁路煙道的優(yōu)勢

如果對取消旁路后的系統(tǒng)合理優(yōu)化設計，解決取消旁路煙道所帶來的各項問題，取消脫硫旁路煙道也會對整個機組的運行帶來一定的好處。

（1）取消旁路煙道技術可使FGD與機組“三同時”（同時設計、建設和運行），只要機組運行，就必須投入脫硫系統(tǒng)。在取消脫硫旁路煙道后，除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)不投入運行，機組便無法運行，這就要求必須提高除塵系統(tǒng)，以及脫硫系統(tǒng)運行的安全可靠性，從本質上加大除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)投入率，杜絕部分電廠利用旁路煙道排煙運行的可能性，有效控制電廠污染物的排放。

（2）減少脫硫系統(tǒng)故障點，降低機組投資造價。取消旁路煙道，簡化了工藝流程，減少了設備數(shù)量，從而相對減少了故障點，同時減輕了設備維護量。增壓風機與引風機合二為一，可直接減少煙道的長度，減少機組建設工程量，相應減少了相關煙氣擋板及其控制系統(tǒng)，也相應取消了增壓風機及其系統(tǒng)，從而降低了機組的投資建設費用。

（3）取消脫硫煙氣旁路擋板后，增壓風機與引風機合二為一，縮短了煙道長度，減少了煙道彎頭，降低了煙道系統(tǒng)的整體阻力，從而降低了整個脫硫系統(tǒng)的阻力，具有一定意義的節(jié)能效果。

4 結語

取消旁路后，鍋爐系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)緊密相關， 二者相互影響，脫硫系統(tǒng)的安全性要求遠高于傳統(tǒng)有旁路的脫硫系統(tǒng)，對電廠機組能否長期、安全、穩(wěn)定、經濟運行將產生直接影響。需要電廠在設備上進行適當改進， 在運行上相互配合，才能使無旁路系統(tǒng)發(fā)電機組良好運行。

[1] 國家環(huán)保部.火電廠大氣污染物排放標準（GB 13223—2011）[S].2011.

[2] 陳創(chuàng)社，赫向輝，王軍平.無旁路煙氣脫硫裝置運行可靠性探討[J].華電技術，2009（7）.

[3] 胡松如，金東春，陳彪.脫硫系統(tǒng)取消旁路煙道后的問題及應對措施[J].浙江電力，2012（11）.

[4] 李國敏，柳玉賓.濕法脫硫無煙氣旁路技術分析與探討[J].華北電力技術，2009（2）.

Simple Explanation on Technical Scheme of Wet Process of Flue Gas Desulfurization by Abolishing By-pass Technology

TIAN Xiao-man

X701

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1006-5377（2014）01-0022-03