火力發(fā)電廠“石膏雨”現(xiàn)象的研究和對策

張 健

（浙江天地環(huán)保工程有限公司 浙江杭州 310003）

1 概況

國內(nèi)大型燃煤電廠多采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝的脫硫系統(tǒng)，由于系統(tǒng)不設置GGH，凈煙氣溫度較低，一般在50℃左右。塔內(nèi)煙氣經(jīng)過噴淋洗滌后，盡管經(jīng)過除霧器除霧，但是凈煙氣仍然是飽和的濕煙氣，攜帶了微小霧滴粒徑的石膏漿液，若除霧器除霧效果不理想，石膏漿液攜帶量超標，那么煙氣冷凝后析出的冷凝水中會“溶解”煙氣中的飛灰及石膏等，這些冷凝水被高速的煙氣攜帶，流經(jīng)煙囪，飄向大氣，形成“石膏雨現(xiàn)象”。

目前國內(nèi)運行的常規(guī)除霧器是利用液滴的慣性力進行氣液分離的。除霧器攔截液滴的能力表現(xiàn)為：99.99%的22μm以上的霧滴能夠被除霧器除去；50%的15-22μm的霧滴能夠被除霧器除去；對于15μm以下的霧滴,除霧器是無法攔截的。再者，由于煙氣分布的不均勻性，除霧器的某些局部流速可能超過了除霧器極限流速，導致除霧器性能下降，細小的石膏漿液能穿過除霧器及后方的煙道，在高速的煙氣流速下石膏漿液被攜帶到大氣中，冷凝后由于重力的作用重新回落到地面，導致“石膏雨”的增多。

一般而言，“石膏雨”現(xiàn)象同時伴隨著“飄漿”和“飄雨”兩種現(xiàn)象。“飄漿”現(xiàn)象的形成與吸收塔的設計、運行操作以及除霧器的效果有密切的關系；飄雨”現(xiàn)象的產(chǎn)生主要基于吸收塔出口凈煙氣煙溫的降低，帶有飽和水的凈煙氣在排出過程中部分冷凝成液滴，煙氣自煙囪排出后不能有效的抬升擴散到大氣中，從而導致冷凝水的形成，繼而出現(xiàn)飄雨。

2 國內(nèi)火電廠“石膏雨”現(xiàn)象原因分析

2.1 除霧器性能下降

大部分平板式除霧器凈面流速設計值為4.4m/s左右，由于煙氣分布的不均勻性，除霧器的某些局部流速可能超過了平板式除霧器極限流速5.5m/s，導致除霧器性能大幅下降，大量的石膏漿液能穿過除霧器及后方的煙道，在高速的煙氣流速下石膏漿液被攜帶到大氣中，由于重力的作用重新回落到地面。

2.2 煙氣冷凝引起

煙氣冷凝引起，析出的冷凝水“溶解”煙氣中的飛灰，被高速的煙氣攜帶，流經(jīng)煙囪，飄向大氣，形成“石膏雨現(xiàn)象”。煙氣經(jīng)過噴淋洗滌后，盡管經(jīng)過除霧器除霧，但是凈煙氣仍然是飽和的濕煙氣，以及攜帶大量的微小霧滴粒徑的石膏漿液。由于不上GGH，凈煙氣的正常溫度為51℃左右，假設煙氣從除霧器到煙囪出口這段距離溫度降低到50℃，那么將析出大約5g/Nm3的冷凝水。為解決這個問題只能抬高煙囪出口溫度，可降低凈煙氣中冷凝水（含石膏漿液）的析出，從而有效緩解“石膏雨現(xiàn)象”的發(fā)生。

一般來講，發(fā)生石膏雨嚴重的電廠，以上兩個因素（除霧器性能下降和煙氣冷凝）都同時存在。

3 工程改造實例

3.1 工程概況

浙江嘉興發(fā)電廠二期4×600MW機組脫硫工程中，吸收塔內(nèi)除霧層采用平板式除霧器，自正式投運以來，外排煙氣水汽含量較多，廠區(qū)周圍存在煙囪飄漿現(xiàn)象（即所謂“石膏雨”現(xiàn)象），給當?shù)氐沫h(huán)境帶來一定程度的負面影響，同時給附近的居民生活帶來不健康的生活環(huán)境。

3.2 改造方案

1）改造方案簡述

①將平板式除霧器改造成兩層屋頂式除霧器；

②在第一級屋頂除霧器下方增加管式除霧器；

2）改造方案特點

>第一級屋頂葉片間距30mm(原來平板是40mm，增加管式除霧器后保證除霧效率的前提下，縮小間距可提高除霧效果)；

>第二級屋頂葉片間距25mm,且?guī)с^設計（原來平板葉片不帶鉤，帶鉤設計可提高除霧性能）；

>屋頂葉片的傾斜角度為>35°,如果空間允許，設計成>37.5°（能提高除霧器有效面積3%）；

>管式除霧器安裝在原最下方?jīng)_洗管道支架上，合理利用空間；3）改造方案預期效果

>允許最高流速達到8m/s左右(原平板式為5.5m/s)；

>除霧器后方霧滴含量小于50mg/Nm3；

>除霧器極限霧滴粒徑小于18μm（(原平板式為35μm)；

管式除霧器的作用是：1）煙氣均布作用2）去除大霧滴(超過500μm)顆粒，大霧滴的總體積超過噴淋層產(chǎn)生的霧滴85%以上，避免除霧器容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

4 結語

通過對各種類型除霧器除霧原理及除霧效果的分析比對，增加管式除霧器存在如下優(yōu)點：增加管式除霧器，阻擋大液滴進入下級除霧器（霧滴大于400~500μm，效果顯著），可有效減小下級除霧器堵塞的風險；均勻煙氣分布，提高了后方的除霧器工作效率；不需要額外增加沖洗設備，有自潔作用；由于管式除霧器把大部分的石膏漿液霧滴進行攔截，進入屋頂除霧器的量大幅下降，因此用更少的水即可保持屋頂除霧器潔凈；合理利用了吸收塔空間，無須增加吸收塔高度；管式除霧器安裝在噴淋層和第一級屋頂式之間，通常和第一級屋頂式共用一層支撐梁，有利于節(jié)約制作成本。

加裝GGH及利用二次熱風加熱來提高凈煙氣的溫度，可解決在廠區(qū)附近區(qū)域的“石膏雨”現(xiàn)象，但在滿足新的粉塵排放標準方面沒有任何改善。同時加裝GGH方式投資大、施工周期及停爐時間較長；二次熱風加熱方式仍需根據(jù)各廠的實際情況核實是否可行，實際實施有一定的不確定性。

從實際情況來看，采用管式+2級屋脊式除霧器改造，在國內(nèi)有部分改造業(yè)績，從理論分析和國內(nèi)電廠實際測試來看，都是能夠有效改善“石膏雨”現(xiàn)象的經(jīng)濟可行的方法。