濕法煙氣脫硫取消旁路后的問題和解決措施

杜業輝

（藍天環保設備工程股份有限公司浙江杭州310012）

1 引言

燃煤機組（125MW~1000MW）鍋爐在啟動時，脫硫系統啟動噴水降溫裝置，可以控制少量的油進入吸收塔漿液，防止了漿液中毒和避免了脫硫效率降低；由于鍋爐原因造成短時吸收塔入口煙氣溫度高于180℃，若吸收塔入口不設置噴水降溫裝置，塔入口煙道的防腐很容易被高溫煙氣燒壞；當電廠全部掉電或脫硫系統全部掉電時，風機惰走使高溫煙氣進入吸收塔，為防止吸收塔內設備燒壞，塔入口前應增加噴水降溫裝置。

2 噴水降溫的設置分析

2.1 鍋爐啟動時

燃煤機組（125MW~1000MW）鍋爐采用微油和油點火啟動時，煙氣中含有大量的油；濕法脫硫取消旁路系統后，為保證吸收塔內的設備不被高溫煙氣燒壞，啟動循環漿液泵控制塔內煙氣溫度低于80℃，但煙氣中大量的油污被循環石膏漿液洗滌下來進入吸收塔漿液池，造成漿液中毒，脫硫效率下降，同時還會出現吸收塔鼓泡、溢流、真空皮帶脫水機不能脫水現象，造成脫硫系統停運。

設置水噴淋裝置后，不用啟動循環漿液泵，啟動水噴淋裝置完全可以將進入吸收塔煙氣的溫度控制在80℃以下，保護吸收塔的防腐和塔內的噴淋層及除霧器。由于噴淋層、除霧器采用的材料分別是FRP和PP，能耐的最高溫度是小于80℃的。

2.2 進入濕法脫硫塔的短時溫度高于180℃時

由于濕法脫硫取消旁路后，煙氣溫度高于180℃時，吸收塔入口煙道防腐會出現龜裂而損壞。故連鎖啟動噴水降溫裝置（分兩級啟動），可以將進入吸收塔的煙氣溫度控制在110℃和80℃以下，來保護入口煙道的防腐。

2.3 脫硫系統掉電和全廠停電時

脫硫系統掉電和全廠停電時，引風機惰走，煙氣以15m/s的速度經過煙道進入吸收塔，造成高溫煙氣進入吸收塔，由于停電循環泵不能運行，吸收塔內高溫煙氣損壞塔入口煙道防腐、吸收塔防腐、除霧器、噴淋層；故應設置水噴淋裝置。

2 噴水降溫裝置的特點

(1)噴水降溫裝置的一路水來源取自脫硫工藝水泵，工藝水泵采用一用一備，且工藝水泵電源接采用保安電源，保證系統的安全性。鍋爐投油運行及煙氣超溫的情況下，啟動該路水源，進行噴淋降溫。

(2)噴水降溫裝置的另一路水來自電廠消防水管網，保證掉電時也有0.6Mpa以上的壓力。在脫硫系統掉電和全廠停電時連鎖啟動消防水水源管路的氣動控制閥，迅速投運噴淋降溫裝置。若通過啟動工藝水泵一路水源來啟動噴水降溫裝置要需要18秒，不能起到保護作用。其中啟動柴油發電機最快要15秒，啟動氣動閥門要3秒鐘。

(3)噴水降溫裝置的閥門全部采用氣動控制，開啟迅速（3秒），氣動閥門的控制電源接到UPS上，保證任何時候能連續供電。

(4)噴嘴的覆蓋率要求＞200%，噴嘴要求在0.5Mpa，霧化粒徑≤40μm。

3 以阜陽項目為例介紹噴水降溫裝置的計算及選型

3.1 項目介紹

安徽阜陽華潤電力有限公司2×600MW機組，采用石灰石—石膏濕法脫硫、采用一爐一塔脫硫裝置，脫硫率不小于95%。于2004年3月1日開工建設，1號機組2006年1月1日點火，2月1日并網，3月30日投產，2號機組2006年3月31日點火，5月30日投產。2012年4月30日，根據國家環保要求取消煙氣旁路和脫硫增壓風機，在取消旁路同時增加了水噴淋裝置，保證了電廠的安全穩定運行。

3.2 根據熱量衡算確定冷卻水量

3.3 計算參數

煙氣質量流量：3175807Kg/h；

煙氣比熱 (180℃/130℃/80℃/75℃)：1.090/1.075/1.066/1.065（KJ·kg-1·K-1）；

水比熱(20℃/80℃/75℃)：4.183/4.195/4.181（KJ·Kg-1·K-1）；

水焓值(80℃/75℃)：334.94/314.03（KJ·Kg-1）；

水蒸氣焓值(80℃/75℃)：2642.4/2629.7（KJ·Kg-1）；

3.4 各種工況下耗水量計算

(1)煙氣溫度由130℃降至80℃：Q=Cm△t

1.075 ×3175807×(130-80)=(4.183×(80-20)+(2642.4-334.94))×M×10-3；

需要冷卻水量M=67t/h

(2)煙氣溫度由180℃降至80℃：

1.09 ×3175807×(180-80)=(4.183×(80-20)+(2642.4-334.94))×M×10-3；

需要冷卻水量M=136t/h

(3)煙氣溫度由130℃降至75℃：

1.075 ×3175807×(130-75)=(4.181×(75-20)+(2629.7-314.03))×M×10-3；

需要冷卻水量M=74t/h

(4)煙氣溫度由180℃降至75℃：

1.09 ×3175807×(180-75)=(4.181×(75-20)+(2629.7-314.03))×M×10-3；

需要冷卻水量M=143 t/h

綜上四種工況的情況，事故煙氣噴淋總耗水量按最大需水量再考慮5%余量設計，取值為150t/h。每套系統設置兩級噴淋，一級噴水降溫設置60只噴嘴，二級噴水降溫裝置設置45只噴嘴，單只噴嘴流量：28L/min，噴嘴壓力2.0bar，噴嘴角度120°，材質2205。

3.5 阜陽項目噴水降溫裝置系統P&ID圖

3.6 噴嘴的覆蓋率

噴嘴的覆蓋面積：按90°噴角，距離噴嘴出口0.6米位置的面積為3.39m2,一層噴水降溫裝置覆蓋率=3.39×60÷14.3÷4.1=350%；二級噴水降溫裝置覆蓋率 =3.39×45÷12.2÷4.1=350%=305%。噴嘴出口0.6米處的覆蓋率都＞200%，保證了煙氣與霧化水滴的交換效率；啟動噴水降溫裝置后，經現場實驗測試和在線儀表顯示，噴水降溫裝置后煙氣溫度小于75℃。

4 結語

濕法脫硫取消旁路后，要求主機與脫硫同步運行，對脫硫系統安全、穩定運行要求比較高。故本文針對取消旁路后增加噴水裝置進行了詳細說明，為電廠安全穩定運行脫硫系統提供了參考和借鑒。