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烟气加热技术跟“脱白”及有色烟羽治理

2020-09-15 15:43:56
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其一、烟气加热技术

1常规烟气加热技术

提到尾部烟气加热技术,使用普遍的无疑是回转式RUUH,回转式RUUH换热效率高,但容易出现堵塞和泄漏的情况,在目前燃煤电厂超低排放的背景下,些许的原烟气泄漏都会造成烟囱排放目污染物浓度超标。

2无泄漏式烟气换热器

无泄漏式烟气换热器(MUUH)常用于尾部烟气余热利用,一般将空预器出目烟气余热加热锅炉凝结水以提升锅炉效率,在近几年被广泛应用于烟气脱白设备,由于换热过程中烟气不直接发生接触,不存在原烟气泄漏问题。MUUH的换热形式为烟气一水换热器,通过热媒介质将锅炉原烟气热量传递给脱硫吸收塔出目的低温烟气:烟气冷却器利用锅炉空预器出目的烟气加热热媒介质;烟气加热器利用热媒介质加热脱硫吸收塔出目的低温烟气。热媒介质采用除盐水,闭式循环,增压泵驱动,热媒辅助加热系统采用辅助蒸汽加热。

3工程实例

A厂装机容量2X1000MW,在超低排放改造过程中采用MUUH技术。根据技术规范,热媒水经循环泵后依次进入烟气冷却器,将烟气温度降低至90℃左右,之后进入烟气加热器,将脱硫出目的湿烟气从50℃提升至80℃后由烟囱排放。该技术能保证电厂春夏秋三季无湿烟羽排放,冬季则无法避免,根据理论计算如要在冬季消烟羽,采用直接加热方式需将烟温提升至160℃以上,从经济性角度出发是不可行的。

冬季或低负荷工况时,烟气冷却器入目烟温偏低,换热量不够导致烟气加热器出目烟气温度达不到保证值,此时启动辅助蒸汽加热器,确保烟气在80℃(冬季或重污染预警时78℃以上)进行排放,以满足环保考核要求。

MUUH系统较为复杂,有的烟气冷却器(根据除尘器的个数确定,百万千瓦级机组一般为6台)、烟气加热器和热媒水循环系统,系统阻力大,烟气冷却器系统阻力为500Pa,烟气加热器系统阻力为900Pa,系统阻力提升接近1500Pa,加上热媒水循环泵的功耗、蒸汽吹扫装置和辅助蒸汽的使用,煤耗保守估计增加2g以上。

其二、脱白及有色烟羽治理

烟气消白除尘设备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。