煙羽工程項目設計運行總結

李輝 顏常柏

【摘 要】本文對徐州金山橋熱電有限公司3X220T/H循環流化床鍋爐煙羽治理工程及其他輔助設備系統設計進行了介紹，并對系統運行后的問題及解決方法進行了總結。

【關鍵詞】煙羽治理;設計;運行;結論

中圖分類號： X773 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）23-0015-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.23.005

1 工程概況和設計原則

1.1 工程概況

徐州金山橋熱電有限公司3×220T/H循環流化床鍋爐煙羽治理工程及其他輔助設備系統。

煙羽治理：采用漿液冷凝技術路線。通過脫硫塔頂層噴淋漿液冷卻，將吸收塔出口煙氣溫度冷卻至夏季（4月—10月）至47℃和煙氣含濕量10.4%以下，冬季（11月—次年3月）至45℃和煙氣含濕量9.5%以下，達到煙羽治理的目的。

1.2 設計范圍

設計對已有脫硫系統進行煙羽治理改造，改造循環漿液管道增加漿液冷卻器及循環冷卻水管路系統、新建一座機力冷卻塔及相應輔助系統、增加地坑及相應的除霧器沖洗水泵及漿液排出泵、原工業水池增加液下泵等。

設計上采用漿液冷凝技術。

漿液冷卻器系統：包括本體和循環冷卻水系統以及相關管道、閥門等附件。

全套至少包括：

（a）漿液冷卻器本體。

（b）相應循環漿液管道改造。

（c）循環冷卻水泵及相應管道閥門等附件。

（d）裝置需要的所有輔助支撐結構，例如水泵和電機的底座等。

機力冷卻塔系統：

-新建一座機力冷卻塔。

水平衡系統：包括水池、除霧器沖洗水泵、漿液排出泵以及相關管道、閥門等附件。

1.3 設計接口

·漿液

入口：—#1、#2、#3脫硫塔的循環泵D出口管道。

出口：—#1、#2、#3脫硫塔的循環泵D出口管道。

·循環冷卻水：

入口：—接自工業水、河水。

出口：—煤場噴淋系統、雨水系統

1.4 工藝系統設計原則

（1）煙氣溫度不高于53℃，漿液冷卻器運行時，能保證冷凝后煙溫達到47℃以下，煙氣含濕量10.4%以下;煙氣溫度不高于51℃，漿液冷卻器運行時，能保證冷凝后煙氣溫度達45℃以下，煙氣含濕量9.5%以下。

（2）鍋爐從50%BMCR到100%BMCR工況條件下，漿液換熱裝置都能正常運行。整套漿液冷卻器裝置在設計上，應保證脫硫塔出口處煙氣溫度在安全合理的區間范圍內，整套設備的使用壽命均>10年。

（3）設計保證改造后漿液循環泵出口增加漿液冷卻器的阻力不超過2米揚程。

（4）機力冷卻塔的冷卻能力按兩臺爐滿負荷的煙氣量來設計。

（5）本設計漿液冷卻系統所需的水量由設計方提供3臺循環水泵來滿足，并通過出口聯絡管的方式能實現互為備用。2臺循環水泵為變頻控制。泵房預留一臺循環水泵空間。

（6）為保證改造后脫硫島能建立新的水平衡，在脫硫島核心位置新增壹座水箱4*4*4，及除霧器沖洗水泵及漿液排出泵。

2 工藝系統

設計煙羽治理工程采用工藝，整套系統由以下子系統構成：

·漿液冷卻器系統

·機力冷卻塔系統

·水平衡系統

2.1 漿液冷卻器系統

2.1.1 主要功能

用于通過循環冷卻水冷卻脫硫塔循環漿液的溫度。

2.1.2 系統描述

鍋爐從50%BMCR到100%BMCR工況條件下，漿液換熱裝置正常運行。整套漿液冷卻器裝置在設計上，滿足脫硫塔出口處煙氣溫度在安全合理的區間范圍內，整套設備的使用壽命均>10年。

漿液冷卻器布置在漿液循環泵出口的豎向直管段上，立式布置，設置四個耳座，在立管支墩空處設置鋼支架進行支撐。換熱器底部與頂部設置漿液接口，上部與下部側邊設置冷卻水接口，漿液自下而上流動，冷卻水上進上出。冷卻水側進出口處留有清洗口，漿液側利用原有循環管道沖洗系統，對冷卻器進行停機時沖洗，確保漿液冷卻器長期穩定運行。

漿液冷卻器在煙氣出口溫度不大于53℃，夏季（4月—10月）冷凝后煙溫達到47℃以下，煙氣含濕量10.4%以下;冬季（11月—次年3月）冷凝后煙氣溫度達45℃以下，煙氣含濕量9.5%以下。

本次設計對換熱器結構進行優化設計，防止傳熱元件的堵塞、結垢，并設置清洗接口。

本次設計保證改造后漿液循環泵出口增加漿液冷卻器的阻力不超過2米（換算成揚程），這樣漿液循環泵電機不需更換，但由于我公司現采用的襄樊漿液循環泵不存在變頻能力，采購29米揚程的葉輪滿足漿液循環泵正常運行，不影響脫硫效率。同時提供壹臺備用葉輪。

2.1.3 系統主要設備選型

單臺漿液冷卻器參數表，共設3臺，每塔1臺

2.2 機力冷卻塔系統

2.2.1 主要功能

用于換熱器的循環水冷卻降溫。

2.2.2 系統描述

循環水的機力冷卻塔建設在脫硝空壓機房西側，距離最近的#3脫硫塔約80米，管道的具體位置和走向根據現場情況定。

機力冷卻塔的冷卻能力按兩臺爐滿負荷的煙氣量來設計。

機力冷卻塔的補水有兩路取水點，一路為工業水池，由設計方安裝兩臺液下泵（一用一備）來保證冷卻塔的補水，并實現遠程DCS控制;另一路為#3凈水器進水管道（原水壓力為0.25Mpa），經盤式過濾器并入補水管。工業水池補水為常規補水方式，凈水器入口為緊急補水方式。

漿液冷卻系統所需的水量由3臺循環水泵來滿足，并通過出口聯絡管的方式能實現互為備用。2臺循環水泵為變頻控制。泵房預留一臺循環水泵空間。

新增冷卻塔排污分兩路，一路接入雨水，一路經過水泵升壓接入煤場噴淋系統。

2.2.3 系統主要設備選型

（1）機力冷卻塔選型：水量3000m3/h，入口溫度37℃，出口32℃，FRP材質，濕球溫度28℃。

（2）循環冷卻水泵出力按1500m3/h，揚程26m選取。共三臺，兩用一備。兩臺變頻。

2.3 水平衡系統

2.3.1 主要功能

為保證改造后脫硫島能建立新的水平衡。

2.3.2 系統描述

為保證改造后脫硫島能建立新的水平衡，在脫硫島核心位置新增壹座水池4*4*4，所有設備機封水（包括真空泵密封水和真空皮帶機密封水）、凈煙道凝結水（事故噴淋水箱的溢流和疏水）回收至沖洗水箱，此水作為除霧器下層沖洗水并配備兩臺除霧器沖洗水泵與原除霧器沖洗水管道聯通，補水取自附近的工業水管道。增加輸送泵打至冷卻塔，輸送泵一用一備。

除霧器最下層沖洗水增設一路三聯箱排水水源。

濾液水增設一路至三聯箱管路，經澄清處理后，作為除霧器下層沖洗備用水源。

濾布沖洗水箱補水實現自動控制，水源仍采用真空泵密封水出水。

將原濾液水池至石灰石漿液池的PPR管道改造為FRP管道或者碳鋼襯膠管道并配置鋁皮保溫，DN80管道合計總長約50米。

新增加壹路濾液水池水池至事故漿液箱管道材質選用FRP管道或者碳鋼襯膠管道并配置鋁皮保溫，DN80管道合計總長約120米。

所有與腐蝕介質接觸的設備、部件都需要防腐。

廢水泵房新增兩臺DN50的電動閥并實現遠程控制。

2.3.3 系統主要設備選型

（1）水池混凝土3mW×3mL×4mH。

（2）除霧器沖洗水泵出力按61m3/h，揚程65m選取。共二臺，一用一備。

（3）漿液排出泵出力按流量22m3/h，揚程25m選取。共二臺，一用一備。

3 系統運行情況

煙羽系統運行以來，整體運行情況良好、穩定，滿足技術協議的各項設計指標，但也存在一些問題如下：

（1）漿液冷卻循環水設計都按32度入口，出口37度，實際使用水溫只有10多度，這就造成漿液冷卻換熱器面積顯得偏大，脫硫塔的出口煙氣溫度都降到40度以下。

（2）漿液管道冷凝水比設計的多，影響水平衡了。

針對以上問題可作如下改進：

（1）根據外界的環境問題，如果冬季期間，可以停止冷卻塔風冷系統，可以提高循環水的溫度，控制吸收塔的水量。

（2）通過調節循環水泵的變頻器，改變循環泵的轉速，進一步調整換熱器的換熱量。

4 結論

從現場實際的運行情況來看，本工程煙羽治理工程系統的設計滿足業主要求，并安全穩定運行。設計當中的小缺陷，經過調整、調試后系統都達到最佳要求，都已經順利移交業主。

【參考文獻】

[1]姚曾權.火電廠煙羽的傳輸與擴散[M].中國電力出版社，2003.

[2]馮新.燃煤鍋爐煙氣煙羽脫白改造[J].河南電力2018（17）.

[3]王艷梅.鍋爐脫白深度治理環保方案的設計研究[J].基層建設2019（5）.