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“脱白”及有色烟羽治理及浆液冷却烟气脱白设计影响因素

2020-08-02 15:40:42
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[一]、“脱白”及有色烟羽治理

烟气脱白除尘器及有色烟羽治理有不同的概念解释及处理工艺,先应该将基本概念和原理弄清。湿法脱硫烟气中的水可分为“水蒸气”和“游离水”,水蒸气根据工艺条件还可分为“饱和水蒸气”与“不饱和水蒸气”,在湿法脱硫条件下,水蒸气一般为饱和的水蒸气,其含水量一般只与温度和压力有关,在烟气温度50℃的条件下,纯水蒸气的密度为0.083kg/m3。

湿法脱硫烟气中的游离水及其含盐量比较容易测定,有人测定游离水中的含盐量达3%。游离水及其含盐量与湿法脱硫装置的设计及运行效果有关,现在一般电厂燃煤锅炉湿法脱硫后都装有除雾器,烟气所夹带的游离水量一般都得到比较好的控制,湿法脱硫烟气中的游离水也比较易于脱除。有些非电行业的湿法脱硫装置设计及运行不够规范,湿法脱硫烟气中游离水的含量比较大,应该进行脱除。

湿法脱硫烟气水气的处理是一个难题。目前,主管部门也认识到湿法脱硫烟气水气含盐排放的问题,正在进行烟气“脱白”以减少水溶性盐的排放,但“脱白”投资大,降低雾霆效果有限,其存在以下缺点:

1)冷凝水气的水质不高,pH=2~3,具有腐蚀性;

2)需要价格较高、换热面积较大的耐腐蚀换热器;

3)水气排放量降低有限,多降低20%仍然有80%的水气排放;

4)电厂冷源缺乏,或增加大量成本。

如果采用换热器冷却,则需要的冷却水量成倍增加,工程上难以进行。因此,建议从投资成本、运行成本和排放指标等多方面对湿法脱硫烟气水气“脱白”方法的效果进行详细客观的评价。

为什么国外也采用湿法脱硫技术而没有发生大范围的雾霆,笔者认为这与我国燃煤量过大有关,若想治理我国的雾霆问题,进行煤炭利用技术的革命或者大幅度降低煤炭使用量。

[二]、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,在确定烟气消白除尘设备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。