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浆液冷却烟气脱白设计影响因素与白烟形成的机理

2020-06-16 09:34:54
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[一]、浆液冷却烟气脱白设计影响因素

1排烟温度对换热负荷的影响

排烟温度越高,烟气携带的热量越多,烟气降温所需要的换热负荷越高。根据某机组的运行数据,其夏季的排烟温度可高达54℃,冬季的排烟温度不超过50℃。一年中排烟温度超过50℃的时间段仅占约5.1%。烟气排放标准后,排烟温度分别降低至47,45℃时,不同降温幅度对脱硫浆液换热器换热负荷的影响。

烟气降温所需的换热负荷在逐步降低。在夏季,当排烟初始温度为54℃时,烟气降温所需要的换热负荷是50℃时的2.8倍。在相同排烟初始温度条件下,冬季降温所需要的换热负荷超过夏季。

由于机组排烟温度较高的时间段较少,且排烟初始温度可以通过优化锅炉的燃烧、烟气余热回收进行调整。因此,在确定烟气脱白改造的设计排烟初始温度前,应通过试验确定机组的烟温调节余量,并对冬季降温条件下的换热负荷进行核算,以减少建设投资费用。

2水温对循环冷却水水量的影响

循环冷却水可以直接取自机组冷却塔。冷却塔水温随季节变化差异较大,冬季的水温可低至0℃,夏季的水温则高达34℃。在排烟初始温度均为50℃的条件下,由于冬季的排烟温度较低,烟气降温所需要的换热负荷约是夏季的1.6倍。

另一方面,冬季的环境温度相对较低,浆液换热器的对数平均温差约是夏季的2.4倍,循环冷却水的冷却效果较好。因此,在排烟初始温度相同的条件下,夏季烟气降温所需要的循环冷却水水量多。故只需研究夏季的水温变化对换热器循环冷却水水量的影响。

在相同换热负荷条件下,水温变化对浆液冷却烟气脱白所需循环冷却水水量的影响。

可以看出,随着冷却水水温的升高,烟气脱白所需要的循环冷却水水量在大幅增加。

在炎热的夏季,冷却塔的冷却余量有限,冷却负荷的大幅增加会影响凝气器的真空,增加机组的发电煤耗。以徐州地区为例,新建冷却负荷为15.1MW的机械通风冷却塔,其夏季的运行能耗仅为100kW/h,而在寒冷的冬季,其运行能耗基本为0。因此,对于冷却余量有限的机组,宜配套设置冷却效率高的专用机械通风冷却塔,为换热器提供冷却水源。

[二]、白烟形成的机理

工业上的“有色烟羽”包括白色烟羽、黄色烟羽、灰色烟羽、蓝色烟羽等。这些年随着环保标准要求的不断提高,黄色、灰色、蓝色已基本消除,而白色烟羽依然存在。虽然企业的烟气排放已经符合环保标准,但仍然有长长的白色雾带飘扬在工厂上空。

2017年上海、浙江已将消除“有色烟羽”写入地方环保标准。上海市环境保护局和上海市质量技术监督局联合发布的《燃煤电厂大气污染物排放标准》明确要求:燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。浙江省环保厅发布的浙江省强制性地方环境保护标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》明确要求:位于城市主城区及环境空气敏感区的燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。2018年,部分省、市对钢铁、焦化和燃煤电厂等行业提出超低排放、减排的实施方案,其中明确提出对湿烟气消白除尘设备治理的要求。

企业要生存发展,一方面要适应不断提高的环保标准,另一方面也要承担相应的社会责任,提高品牌信誉和社会公信力。因此,除雾脱白将成为环保发展的一个新方向,也是社会发展的趋势。

当温度较高、湿度较大的烟气从烟囱排出去后,遇到较低的环境温度,在降温过程中达到结露温度,从而使烟气中的水蒸气凝结成水雾,形成白烟,亦称之为“白色烟羽”。