第一篇：2×300MW機(jī)組石灰石-石膏煙氣脫硫吸收塔設(shè)計(jì)

２００８年 ８月

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電

力

環(huán) 境 保

護(hù)

第 ２４卷

第 ４期

２×３００ 機(jī)組石灰石一石膏煙氣脫硫吸收塔設(shè)計(jì) ＭＷ

Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ—ｇｙｐｓｕｍ ＦＧＤ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｆｏｒ ２×３００ ＭＷ ｕｎｉｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ

（揚(yáng)州大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州

薛 琴，王子 波，雒 維 國(guó)

２２５００９）

摘要 ：選 用石灰石 一石膏工藝對(duì)山西某電廠 ２×３００Ｍｗ 機(jī)組進(jìn) 行煙 氣脫硫，對(duì)其核 心設(shè)備吸 收塔 的本體進(jìn) 行設(shè)計(jì) 計(jì)算，并對(duì)其 中的設(shè)備進(jìn)行 了選型。

關(guān)鍵詞 ：煙 氣脫硫 ；吸 收塔 ；循環(huán) 系統(tǒng) ；設(shè)計(jì)

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｂｒｉｅｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｎ ａｎｄ ｓｅｌｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ＦＧ Ｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｗｅｔ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ—ｇｙｐｓｕｍ ＦＧ Ｄ

ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌｎｔ ｉｎ Ｓｈａｎｘｉｐｒｏｖｉｎｃｅ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｋｅｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

ａｎｄ ｔｈｅ ｉｔｅｒｎａｌｃｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｄｉｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｙｐｅ ｓｅｌｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｌｏａｎａｌｙｚｅｄ．

Ｋｅｙ ＷＯｒｄｓ：ＦＧ Ｄ；ａｂｓｏｒｂｅｒ；ｃｉｒｃｕｌｔｉｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｄｅｓｉｇｎ

中圖分類(lèi)號(hào)：ＸＴＯ１．３ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ｂ 文章編號(hào)：１００９—４０３２｛２００８）０４—０２４—０３

０ 引言

１ 噴淋吸收塔的工作原理

吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心設(shè)備¨，漿液的

噴淋吸收塔多采用逆流方式布置，煙氣從噴

制備以及 ＳＯ 的去除都在這個(gè)設(shè)備中進(jìn)行，因此，塔 型設(shè)計(jì)以及其設(shè)備的選型直接影響到脫硫效果的好

壞。目前，吸收塔常用的塔型主要有噴淋吸收塔、填

過(guò)循環(huán)泵送至塔中布置于不同高度的噴淋層噴嘴，從噴嘴噴出的漿液霧化形成分散小液滴向下運(yùn)動(dòng)，淋區(qū)下部進(jìn)入吸收塔，并 向上運(yùn)動(dòng)。石灰石漿液通

料塔、托盤(pán)塔、液柱塔、噴射式鼓泡塔等

。由于噴 淋吸收塔具有內(nèi)部構(gòu)件少，塔 內(nèi)不易結(jié)垢和堵塞，壓

與煙氣逆流接觸，氣 液充分接觸并對(duì)煙氣中的 ＳＯ：

進(jìn)行洗滌。塔內(nèi)一般設(shè) ３～６個(gè)噴淋層，每個(gè)噴淋層

力損失也較小等優(yōu)點(diǎn)，在全世界濕法煙氣脫硫系統(tǒng)

裝有多個(gè)霧化噴嘴，交叉布置。在塔底一般布置氧

中 占有突 出的地 位，已經(jīng)成 為 應(yīng) 用 最廣 泛 的 吸 收塔

型 之一。

化池，用專門(mén)的氧化風(fēng)機(jī)往里面鼓空氣，而除霧器則

布置在吸收塔頂部煙氣出口之前的位置。

山西 某 電廠 ２×３００ＭＷ 機(jī) 組 煙 氣脫 硫 系統(tǒng) 采

用 了噴淋 式 吸收 塔，選 用 一般 ３００ＭＷ 以 上機(jī) 組 大 多采用的石灰石一石 膏濕法煙氣脫硫工藝，該工藝

２

吸收塔的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

該吸收塔采用底部漿池和塔體為一體的結(jié)構(gòu)，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，運(yùn)行穩(wěn)定 可靠，對(duì)煤種適應(yīng)性 其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表 １所示。

強(qiáng)，其脫硫效率可以達(dá)到９５％。

表 １

吸收塔主要設(shè)計(jì)參數(shù)

數(shù)項(xiàng)

目

數(shù)

值

項(xiàng) 目

值

煙氣量（濕態(tài)）／ｍ ／ｈ

１ ７６３４６２

脫硫漿 液含 固量／％

２０

入 Ｉｌ標(biāo)況煙氣量（干）／ｍ ?ｈ 入 口煙氣溫度／℃

１４２００００

石膏含水率／％

≤１０

入口煙氣壓力／Ｐａ 脫硫效率／％

一３０００

入 ＩｌＳＯ２（干）／ｋｇ?ｈ

９６

出口煙氣量／ｍ ?ｈ 出口煙氣壓力／Ｐａ

３９６６ ０

出口煙氣溫度／℃

氧化風(fēng)機(jī)進(jìn)氣溫度（標(biāo) 況）／℃ 氧硫 比

亞硫酸鈣氧化停留時(shí)間／ｍｉｎ

鈣硫摩爾比［５＿

１ ５１５ ５８９

４

≥８０

２０

１．２

≥９５

５．８５—６．１５

漿液 ｐＨ值…

１．０２

２４

薛 琴等：２ Ｘ ３００ＭＷ機(jī)組石灰石一石膏煙氣脫硫吸收塔設(shè)計(jì)

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３．１．３

嘖 嘴選 型

３ 吸收塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選型

吸 收塔 噴淋 層 的 噴嘴 一般 分為 切 向、軸 向和旋

３．１ 吸收塔 本體設(shè) 計(jì)

轉(zhuǎn) ３種型式，本設(shè) 計(jì) 中采用軸 向式噴嘴，主要原 因是 在 同等壓 力條 件下，這 種噴嘴 噴 出的液 滴粒 度較小，３．１．１

吸 收塔直徑

吸收塔的直徑（Ｄ）可由吸收塔出口實(shí)際煙氣

而且 性價(jià) 比較 高。

體 積流量 和 煙 氣流 速 確 定，煙氣 流 速通 常 為 ３．０～ ３．１．４

除霧 器 區(qū)的 高度 及選型 ４．５ ｍ／ｓ，工程實(shí) 踐 表 明，３．６～４．２ ｍ／ｓ是 性 價(jià) 比較

除霧器用來(lái)分離煙氣所攜帶的液滴，在吸收塔

高的流速區(qū)域，因此，本工程 的設(shè)計(jì)煙氣流速為

中，由上下兩極 除霧 器（水平或菱形）及沖水系統(tǒng)

３．８ ｍ／ｓ。吸收塔直徑可根據(jù)下列公式計(jì)算 ：

（包 括管 道、閥門(mén)和噴嘴 等）構(gòu) 成。濕法 煙氣 脫 硫 系 統(tǒng)一般采用折流板和旋流板除霧器，為了適應(yīng)塔內(nèi)

Ｑ＝Ａ× ＝丌（÷Ｄ 較 高的煙氣流速，達(dá)到較高的除霧效率，本設(shè)計(jì)選用

式中 ｐ為煙氣體積流量，ｍ ／ｈ；

為煙氣流速，ｍ／ｓ； 折 流板 除霧 器 中的屋 頂 式 除霧 器，最 后一 層 噴 淋層

到 除霧器 的距 離 為 １．３ｍ，除霧 器 的高 度 為 ２．８ｍ，Ａ為煙氣過(guò) 流斷 面面積，ｍ。

由上式計(jì)算得 Ｄ ＝１２．８１ ｍ，本工程設(shè)計(jì)吸收塔 除 霧 器 到 吸 收塔 煙 道 出 口的距 離 為 ０．６ｍ，則 除霧

直 徑 １２．８ ｍ。

區(qū)的總高度 為 ７．５ｍ。

３．１．２

吸收 區(qū)的 高度

３．２

再循環(huán) 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)

工程設(shè)計(jì)中，吸收 區(qū)的高度一般指煙氣進(jìn) 口水平中心線到噴淋層中心線的距離。根據(jù)吸收塔高度

由于該項(xiàng) 目的煙 氣 含硫 量較 低，循 環(huán)泵 可采 用

單元 制，即每個(gè)噴 淋層 配 １臺(tái) 與噴 淋層 管 道 系統(tǒng) 相

參考表（表 ２），吸收區(qū)的高度一般為 ５～１５ｍ，煙氣 接觸 反應(yīng)時(shí) 間一般 為 ２～５ Ｓ Ｘ

連接的吸收塔再循環(huán)泵。保證吸收塔內(nèi)２００％以上

。在 山西某電廠 ２ 的吸收漿液覆蓋率。

３００ＭＷ 機(jī)組 脫硫工 程 中為 了保證較 高 的脫 硫效 率，吸收 塔 內(nèi)噴 淋層設(shè) 計(jì) 為 ４層，每 臺(tái)循 環(huán) 泵對(duì) 應(yīng)

層 噴淋層 ；運(yùn)行 的再 循 環(huán) 泵數(shù) 量 根據(jù) 吸 收漿 液 流

設(shè)計(jì)接 觸反應(yīng) 時(shí)間 為 ２．４ Ｓ，則 吸收 區(qū)高度 ｈ ＝２．４ Ｓ

量的要求確定，以達(dá)到每臺(tái)鍋爐負(fù)荷的吸收效率。４

Ｘ ３．８０ ｍ／ｓ＝９．１２ ｍ，本 工程設(shè) 計(jì)值取 層噴淋布置能夠滿足整套裝置對(duì)脫硫率的要求。

９．１ ｍ。

循 環(huán)漿液 量為要 脫除 ＳＯ，的量與單 位循環(huán)漿 液

吸收區(qū)一 般設(shè)置 ３～６個(gè) 噴淋層，每個(gè)噴 淋層 都

吸收 ＳＯ，能力 的 比值。根據(jù) ２ Ｘ ３００ＭＷ 機(jī) 組鍋 爐 原

裝有 多個(gè) 霧 化噴嘴，噴淋 覆蓋 率 達(dá) ２００％ ～３００％

始數(shù) 據(jù) 可 知 ：本 項(xiàng) 目煙 氣 量 為（濕）１ ４２００００ ｍ ／（噴淋覆 蓋率 指 噴 淋 層 覆 蓋 的重 疊 度，由噴 淋 覆 蓋

ｈ；

高度、噴淋 角來(lái) 確 定。，噴淋 覆 蓋 高 度 典 型 值取 為

要脫 除的 ＳＯ，量 為 ３９６６ ｋｇ／ｈ；單 位體積循 環(huán)漿 液吸

本過(guò)高，本設(shè)計(jì)中設(shè)置 ４個(gè)噴淋層。噴淋層 間距一

般為 １．２～２ｍ，為了便于檢修和維修，層間距設(shè)為

１．９ｍ。入口煙道到第一層噴淋層的距離一般為 ２ １ ｍ）。由于要求的脫硫效率較高，但又不能使成

收 ｓＯ，的能力約為 ０．１５ ｇ／Ｌ，可 以計(jì)算得 出循環(huán)漿

液量為 ２６４４０ ｍ ／ｈ（脫 硫 吸收 塔循 環(huán)漿 液 量通 常 為

４０００～１２ ０００ ｍ ／ｈ）…，本項(xiàng) 目采用 ４臺(tái)漿 液循

環(huán)

泵，每 臺(tái)泵 的流 量為 ７０００ ｍ ／ｈ。

３．５ ｍ，本方 案 為 ３．４ ｍ，符 合 要 求。據(jù) 表 ２分 析，通過(guò)循 環(huán)漿 液量 與 吸收塔 出 口標(biāo) 準(zhǔn) 煙 氣量（濕

最 后一層 噴淋層 到除霧器 的距離 設(shè)計(jì) 為 １．３ ｍ。

態(tài)、１

５１５ ５８９ ｍ ／ｈ）的 比值 計(jì) 算 得 出 液 氣 比為

表 ２

吸收塔吸收區(qū)高度參考表

１７．４４Ｌ／ｍ。噴淋 塔 的液 氣 比是 決 定脫 硫效 率 的一 個(gè)重要因素…，也是濕法石灰石一石膏煙氣脫硫工

目 范

圍

吸收塔人口寬度與直徑之比／％ ６０～９Ｏ

人口煙道到第一層噴淋層的距離／Ｉ ２—３．５

噴淋層間距／Ｉｎ

１．２—２

最頂端噴淋層到除霧器的距離／Ｉ １．２—２

除霧器高度／Ｉｎ

２～３

除霧器到吸收塔出口的距離／Ｉｎ Ｏ．５—１

吸收塔出口寬度與直徑之比／％

６０～１ＯＯ 項(xiàng)

藝 的一個(gè) 重要參 數(shù)，它決 定 了脫 硫 系統(tǒng) 的石 灰 石耗

量 ”。一般情 況下，液氣 比范 圍為 １５～２５ Ｌ／ｍ，本 工 程設(shè)計(jì) 液氣 比為 １７．４４Ｌ／ｍ。

３．３

吸收 塔 漿池 的設(shè)計(jì)

３．３．１

漿池容積及 高度

吸收塔漿池容量由液氣比和漿液氧化停留時(shí)間

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確定

，而 漿液 氧化停 留時(shí) 間 由石膏 生 長(zhǎng)停 留時(shí) 間

和石灰石溶解停留時(shí)間確定。

４

結(jié)語(yǔ)

力

漿池的容積等于循環(huán)漿液量與氧化停 留時(shí)間的

３６００Ｐａ，額定功率 １ ８００ｋＷ。

乘積，其值約為 １ ７７０ｍ。由漿池的容積及吸收塔

２６

直徑（１２．８ ｍ）計(jì)算得漿池高度為 １３．７ ｍ，由此可得

吸收塔的總高度為 ３０．３ ｍ。

３．３．２

氧 化風(fēng)機(jī) 的設(shè) 計(jì)及 選型

亞硫酸鈣和亞硫酸氫鹽 的氧化分為兩個(gè)部分，是吸收塔 內(nèi)煙氣 中氧氣進(jìn)入漿液液滴 的 自然氧

化，二是空 氣通過(guò) 曝氣管 網(wǎng)進(jìn)入漿 液池 的強(qiáng)制 氧

化。

理論氧化空氣量約為 ３４７０．２ｍ ／ｈ，此值即為

亞硫酸鈣完全轉(zhuǎn)化為石膏所需要 的氧氣量。

本項(xiàng) 目同時(shí)考慮了一定的空氣 富裕量（即氧硫

比），計(jì)算得實(shí)際氧化風(fēng)機(jī)進(jìn)氣量為 ４４７０ｍ ／ｈ。采

用 ２臺(tái)型號(hào) 為 ＧＮ３５Ｈ 一３的 離心 式氧 化 風(fēng)機(jī)，流 量 為 ４７３６ｍ ／ｈ（干），壓頭為 １０１．０１ ｋＰａ，一用一備。

３．３．３

氧化吸 收 池?cái)?拌機(jī) 的選 型

在吸收塔底部漿液池設(shè)有 ２臺(tái)側(cè)進(jìn)式攪拌機(jī)，用來(lái)使石灰石 固體顆粒在漿液 中保持均 勻懸 浮狀

態(tài)，保證漿液對(duì) ＳＯ，的吸收和反應(yīng)能力。攪拌器的

攪拌直徑為 １０．０ｍ，轉(zhuǎn)速 １３０ ｒ／ｍｉｎ，功率 ３ ｋＷ。攪

拌器的轉(zhuǎn)速不能太高，否則不利于石膏晶體成長(zhǎng)，且

會(huì)造成葉輪磨損。

３．３．４

石灰石 漿 泵的選 型

根據(jù)要去除的 ＳＯ，量和漿液密度，可估算 出石

灰石漿 液（２０％）的用 量 為 ２４．８ ｍ ／ｈ。則 設(shè)計(jì) 采 用 的石灰 石漿泵 為 ２臺(tái)雙 相流泵，流量 １００ｍ ／ｈ，揚(yáng) 程

８０ｍ，功率 ５５ ｋＷ，一用一備。

３．４

脫硫增壓 風(fēng)機(jī) 的選 型

增 壓風(fēng)機(jī) 是用 于克 服 ＦＧＤ裝置 的煙 氣 阻力，將 原煙氣順利引入脫硫系統(tǒng)，并穩(wěn)定鍋爐引風(fēng)機(jī) 出 口

速低。在安裝了煙氣脫硫系統(tǒng)的情況下，鍋爐的送、引風(fēng)機(jī)將無(wú)法克服 ＦＧＤ的煙氣阻力，所以必須設(shè)置

增壓風(fēng)機(jī)。濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中一般采用軸流風(fēng)機(jī)

或者離心風(fēng)機(jī)¨。壓力的重要設(shè)備。其運(yùn)行特點(diǎn)是低壓頭、大流量、轉(zhuǎn)

根據(jù)本工程的實(shí)際煙氣流量（１ ４２００００ ｍ ／ｈ），以及 吸 收 塔、ＧＧＨ、煙 道 的 總 壓 力 損 失（分 別 為

１ ５００、１０００、５００Ｐａ，總計(jì) ３０００Ｐａ）可選用軸流式靜

葉可 調(diào)風(fēng) 機(jī)，其流 量 為 １ ５６２０００ｍ ／ｈ，額 定 壓（１）由山西某 電廠 ２ Ｘ ３００ＭＷ 機(jī) 組脫硫 工 程 的

煙氣參數(shù)計(jì)算得設(shè)計(jì)脫硫吸收塔直徑為 １２．８ ｍ，吸

收塔總高度為 ３０．３ｍ，采用 ４層噴淋層和 ４臺(tái)循環(huán)

漿 液泵 體系，即可 充分保 證其 脫硫效 率。

（２）在吸收塔 的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)設(shè)計(jì)場(chǎng)地 的 大小以及業(yè)主其他 的合理要求進(jìn)行綜合分析，從而

塔要求。． 參考文獻(xiàn)： 調(diào)整設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，以滿足脫硫效率高、運(yùn)行穩(wěn)定的吸收

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收稿 日期 ：２００８一ｏ４—１５：修回 日期 ：２００８—０６—１２

作者簡(jiǎn)介 ：薛 琴（１９８３．），女，江蘇 泰州人，碩士，從事煙氣脫硫、水處理 的研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｏｗｋｉｎｇ６０５＠１６３．ｃｏｒ

第二篇：石灰石石膏濕法脫硫工藝流程

石灰石石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)

1、石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)特點(diǎn)：

1）．高速氣流設(shè)計(jì)增強(qiáng)了物質(zhì)傳遞能力，降低了系統(tǒng)的成本，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)煙氣流速達(dá)到4.0 m/s。2）．技術(shù)成熟可靠，多于 55,000 MWe 的濕法脫硫安裝業(yè)績(jī)。

3）．最優(yōu)的塔體尺寸，系統(tǒng)采用最優(yōu)尺寸，平衡了 SO2 去除與壓降的關(guān)系，使得資金投入和運(yùn)行成本最低。

4）．吸收塔液體再分配裝置，有效避免煙氣爬壁現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高經(jīng)濟(jì)性，降低能耗。從而達(dá)到：

脫硫效率高達(dá)95%以上，有利于地區(qū)和電廠實(shí)行總量控制； 技術(shù)成熟，設(shè)備運(yùn)行可靠性高（系統(tǒng)可利用率達(dá)98%以上）； 單塔處理煙氣量大，SO2脫除量大； 適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫；

對(duì)鍋爐負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)（30%—100%BMCR）； 設(shè)備布置緊湊減少了場(chǎng)地需求； 處理后的煙氣含塵量大大減少； 吸收劑(石灰石)資源豐富，價(jià)廉易得；

脫硫副產(chǎn)物（石膏）便于綜合利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著；

2、系統(tǒng)基本工藝流程

石灰石（石灰）/石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)主要有：煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)組成。其基本工藝流程如下：

鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)、GGH(可選)降溫后進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動(dòng)且被向下流動(dòng)的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過(guò)噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO2、SO3、HCL和HF，與此同時(shí)在“強(qiáng)制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏（CaSO42H2O），并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過(guò)漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過(guò)噴嘴進(jìn)行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個(gè)泵通常與其各自的噴淋層相連接，即通常采用單元制。

在吸收塔中，石灰石與二氧化硫反應(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過(guò)石膏漿液泵排出，進(jìn)入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器（作為一級(jí)脫水設(shè)備）、漿液分配器和真空皮帶脫水機(jī)。經(jīng)過(guò)凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級(jí)除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時(shí)按特定程序不時(shí)地用工藝水對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗。進(jìn)行除霧器沖洗有兩個(gè)目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時(shí)作為補(bǔ)充水，穩(wěn)定吸收塔液位。

在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到46—55℃左右，且為水蒸氣所飽和。通過(guò)GGH將煙氣加熱到80℃以上，以提高煙氣的抬升高度和擴(kuò)散能力。最后，潔凈的煙氣通過(guò)煙道進(jìn)入煙囪排向大氣。石灰石（石灰）/石膏濕法脫硫工藝流程圖

3、脫硫過(guò)程主反應(yīng)

1）SO2 + H2O → H2SO3 吸收

2）CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2 + H2O 中和 3）CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 氧化

4）CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3?1/2H2O 結(jié)晶 5）CaSO4 + 2H2O → CaSO4 ?2H2O 結(jié)晶 6）CaSO3 + H2SO3 → Ca(HSO3)2 pH 控制

同時(shí)煙氣中的HCL、HF與CaCO3的反應(yīng)，生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通過(guò)注入石灰石漿液進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，一般pH值在5.5—6.2之間。

4、主要工藝系統(tǒng)設(shè)備及功能 1）煙氣系統(tǒng)

煙氣系統(tǒng)包括煙道、煙氣擋板、密封風(fēng)機(jī)和氣—?dú)饧訜崞鳎℅GH）等關(guān)鍵設(shè)備。吸收塔入口煙道及出口至擋板的煙道，煙氣溫度較低，煙氣含濕量較大，容易對(duì)煙道產(chǎn)生腐蝕，需進(jìn)行防腐處理。

煙氣擋板是脫硫裝置進(jìn)入和退出運(yùn)行的重要設(shè)備，分為FGD主煙道煙氣擋板和旁路煙氣擋板。前者安裝在FGD系統(tǒng)的進(jìn)出口，它是由雙層煙氣擋板組成，當(dāng)關(guān)閉主煙道時(shí)，雙層煙氣擋板之間連接密封空氣，以保證FGD系統(tǒng)內(nèi)的防腐襯膠等不受破壞。旁路擋板安裝在原鍋爐煙道的進(jìn)出口。當(dāng)FGD系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，旁路煙道關(guān)閉，這時(shí)煙道內(nèi)連接密封空氣。旁路煙氣擋板設(shè)有快開(kāi)機(jī)構(gòu)，保證在FGD系統(tǒng)故障時(shí)迅速打開(kāi)旁路煙道，以確保鍋爐的正常運(yùn)行。經(jīng)濕法脫硫后的煙氣從吸收塔出來(lái)一般在46—55℃左右，含有飽和水汽、殘余的SO2、SO3、HCl、HF、NOX，其攜帶的SO42-、SO32-鹽等會(huì)結(jié)露，如不經(jīng)過(guò)處理直接排放，易形成酸霧，且將影響煙氣的抬升高度和擴(kuò)散。為此濕法FGD系統(tǒng)通常配有一套氣—?dú)鈸Q熱器（GGH）煙氣再熱裝置。氣—?dú)鈸Q熱器是蓄熱加熱工藝的一種，即常說(shuō)的GGH。它用未脫硫的熱煙氣（一般130～150℃）去加熱已脫硫的煙氣，一般加熱到80℃左右，然后排放，以避免低溫濕煙氣腐蝕煙道、煙囪內(nèi)壁，并可提高煙氣抬升高度。煙氣再熱器是濕法脫硫工藝的一項(xiàng)重要設(shè)備，由于熱端煙氣含硫最高、溫度高，而冷端煙氣溫度低、含水率大，故氣—?dú)鈸Q熱器的煙氣進(jìn)出口均需用耐腐蝕材料，如搪玻璃、柯登鋼等，傳熱區(qū)一般用搪瓷鋼。

另外，從電除塵器出來(lái)的煙氣溫度高達(dá)130～150℃，因此進(jìn)入FGD前要經(jīng)過(guò)GGH降溫器降溫，避免煙氣溫度過(guò)高，損壞吸收塔的防腐材料和除霧器。2）吸收系統(tǒng)

吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備是吸收塔，它是FGD設(shè)備的核心裝置，系統(tǒng)在塔中完成。

第三篇：2×600MW機(jī)組煙氣脫硫工程吸收塔與煙囪施工交叉作業(yè)安全措施

華電長(zhǎng)沙電廠一期2×600MW機(jī)組煙氣脫硫工程的吸收塔基礎(chǔ)安全防護(hù)方案吸收塔與煙囪施工交叉作業(yè)安全措施

1.工程特點(diǎn)

1.1華電長(zhǎng)沙電廠一期2×600MW機(jī)組煙氣脫硫工程的吸收塔基礎(chǔ)位于煙囪北邊30m以內(nèi)，直徑16.2M，高3700 MM。其中心坐標(biāo)1#吸收塔基礎(chǔ)為A= 2218.4B= 1925.56，2#吸收塔基礎(chǔ)為A= 2218.4B=1886.64。

1.2本工程施工時(shí)與煙囪施工交叉作業(yè)，吸收塔基礎(chǔ)施工區(qū)域在煙囪施工危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，為確保安全，吸收塔施工時(shí)采取作業(yè)區(qū)內(nèi)搭設(shè)鋼管架防護(hù)棚措施，同時(shí)煙囪施工單位相應(yīng)采取防止物體下落措施。

2．主要措施

2．1防護(hù)棚搭設(shè)

吸收塔作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)搭設(shè)雙層防護(hù)棚及防護(hù)通道。防護(hù)棚搭設(shè)于吸收塔基礎(chǔ)施工區(qū)域上方，并與防護(hù)

通道相連通，防護(hù)通道延伸至安全區(qū)域。防護(hù)棚鋼管架采用外徑48mm壁厚3.5mm焊接鋼管，并采用扣件連接。鋼管搭設(shè)立桿間距1.5~2m，高度為地面以上3.0m。按規(guī)范要求搭設(shè)剪刀撐。防護(hù)棚頂設(shè)二道防護(hù)架板，第一道為50mm厚松木板，第二道為竹架板，面鋪塑料彩條布。

2．2在危險(xiǎn)區(qū)域周邊設(shè)置警戒繩及警戒牌。

2.3施工人員與各相關(guān)人員要戴安全帽，煙囪施工危險(xiǎn)時(shí)段施工人員不能在危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)逗留。正常施工時(shí)施工人員不能在防護(hù)棚外逗留。

3.對(duì)煙囪施工的安全要求

3.1煙囪施工單位每天應(yīng)提前告知煙囪施工危險(xiǎn)時(shí)段（如升模、澆注、沖洗澆注混凝土管道等）

3.2 沖洗澆注混凝土管道時(shí)，沖洗的廢水排放要遠(yuǎn)離吸收塔基礎(chǔ)施工區(qū)域。

3.3 煙囪施工要采取相應(yīng)的安全措施，防止高空落物。尤其防止從防護(hù)網(wǎng)外向下落物。

3.4煙囪施工人員使用小型工具應(yīng)加安全繩。

3.5 煙囪施工單位應(yīng)對(duì)施工人員就吸收塔與煙囪施工交叉作業(yè)安全注意事項(xiàng)進(jìn)行專項(xiàng)安全技術(shù)交底。

3.6 升模、澆注時(shí)，煙囪施工單位安全員和脫硫施工安全員在現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)監(jiān)護(hù)。煙囪施工單位應(yīng)及時(shí)設(shè)置升模、澆注警示標(biāo)志。

第四篇：石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)閥門(mén)材料的選用

濕法煙氣脫硫設(shè)備閥門(mén)材料選用對(duì)策與探討

蔡貴輝

（湖南永清脫硫有限公司，長(zhǎng)沙410005）

摘要：本文通過(guò)對(duì)濕法煙氣脫硫工藝與腐蝕現(xiàn)象的分析，對(duì)濕法煙氣脫硫設(shè)備閥門(mén)材料的選用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：石灰石－石膏濕法脫硫工藝 腐蝕 閥門(mén) 蝶閥 材料選用

Investigation and Ways to Material Selection for Valves

in Wet Limestone & Gypsum Flue Gas Desulphurization Technology

Cai Guihui(Hunan Yonker Desulphurization Co., Ltd)Abstract

By analyzing the wet limestone & gypsum flue gas desulphurization technology and corrosion phenomena, this paper discussed the material selection of vales in wet limestone & gypsum flue gas desulphurization system.Keywords

wet limestone & gypsum flue gas desulphurization technology, corrosion, valve, butterfly valve, material selection

0 引言

腐蝕是材料在環(huán)境的作用下引起的破壞或變質(zhì)。金屬和合金的腐蝕主要是由于化學(xué)或電化學(xué)作用引起的破壞，有時(shí)還同時(shí)伴有機(jī)械、物理或生物作用。非金屬的破壞一般由于化學(xué)或物理作用引起，如氧化、溶解、膨脹等。

石灰石－石膏濕法煙氣脫硫裝臵因其工藝技術(shù)成熟、煤種適用面寬、脫硫效率高、成本較低而成為國(guó)內(nèi)外火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的主流裝臵，但是該裝臵所用的石灰石－石膏濕法脫硫工藝造成整個(gè)系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣、防腐蝕工程量大，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的防腐性能提出了較高的要求。

閥門(mén)是流體輸送系統(tǒng)中的重要控制設(shè)備，改變通路斷面和介質(zhì)流動(dòng)方向，具有截?cái)唷⒄{(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能，在整個(gè)脫硫過(guò)程中，閥門(mén)性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)脫硫系統(tǒng)能否正常有序高效運(yùn)行。筆者根據(jù)多年的閥門(mén)設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，綜合現(xiàn)在石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工況條件，就閥門(mén)防腐材料選用對(duì)策作如下分析與探討。1 石灰石－石膏濕法脫硫工藝原理

石灰石－石膏濕法脫硫工藝是石灰石（CaCO3）經(jīng)磨碎后加水制成漿液作為吸收劑，與降溫后進(jìn)入吸收塔的煙氣接觸、混合，煙氣中的SO2與漿液中的CaCO3 及加入的空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，最后生成石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧、換熱升溫后通過(guò)煙囪排放。該工藝系統(tǒng)包括煙氣煙道、煙氣脫硫、石灰石制備、石膏處理和廢水處理幾大部分。其主要的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如下： ①．SO2 + H2O → H2SO3 吸收

②． CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2 + H2O 中和 ③． CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 氧化 ④． CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3?1/2H2O 結(jié)晶 ⑤． CaSO4 + 2H2O → CaSO4?2H2O 結(jié)晶 ⑥． CaSO3 + H2SO3 → Ca(HSO3)2 pH控制

另外，燃煤產(chǎn)生的鹵化物（氯化物、氟化物）和氮化物的含量，除本身具有腐蝕作用外，會(huì)強(qiáng)化腐蝕環(huán)境PH值的變化，強(qiáng)化硫酸鹽的腐蝕作用，具有強(qiáng)氧化性。2 主要腐蝕現(xiàn)象及腐蝕環(huán)境 2.1 主要腐蝕現(xiàn)象

煙氣脫硫系統(tǒng)的腐蝕現(xiàn)象非常復(fù)雜，形式上有均勻腐蝕（一般腐蝕）和局部腐蝕（縫隙腐蝕、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、疲勞腐蝕等），以及物理腐蝕（磨損腐蝕、氣泡腐蝕和沖刷腐蝕）、電化學(xué)腐蝕等，又因溫度、運(yùn)行工況等因素交織，整個(gè)腐蝕是化學(xué)、物理和機(jī)械等因素迭加的復(fù)雜過(guò)程。

非金屬材料的化學(xué)腐蝕較緩慢，而物理腐蝕破壞較迅速，是造成非金屬腐蝕的主要原因。物理腐蝕主要表現(xiàn)為溶脹、鼓泡、分層、剝離、開(kāi)裂、脫膠等現(xiàn)象，其起因主要由腐蝕介質(zhì)的滲透和應(yīng)力腐蝕所致。

煙氣中的SO2、HCl、HF和NxO等酸性氣體在與液體接觸時(shí)，生成相應(yīng)的酸液，其SO32－、Cl－、SO42－對(duì)金屬有很強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)防腐內(nèi)襯亦有很強(qiáng)的擴(kuò)散滲透破壞作用。

安放有墊圈的部位或附著沉積物的金屬表面易發(fā)生縫隙腐蝕。

如果鈍化膜再生得不夠快，點(diǎn)腐蝕就會(huì)加速，使腐蝕程度加深。一般在含有氯化物的水溶液中易發(fā)生此類(lèi)點(diǎn)腐蝕。

金屬表面與水及電解質(zhì)接觸處易形成電化學(xué)腐蝕（此現(xiàn)象在不同金屬之間的法蘭連接處、焊縫處比較常見(jiàn)）。

溶液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入防腐內(nèi)襯及其毛細(xì)孔內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)停運(yùn)后，逐漸變干，溶液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出并結(jié)晶，隨后體積發(fā)生膨脹，使防腐內(nèi)襯產(chǎn)生應(yīng)力，發(fā)生剝離損壞。

漿液中含有的固態(tài)物，在一定流速下對(duì)系統(tǒng)設(shè)備有一定的沖刷作用，形成沖刷腐蝕。

……

2.2 主要腐蝕環(huán)境

按閥門(mén)使用區(qū)域劃，將脫硫系統(tǒng)劃分為制漿區(qū)、石膏漿液排出區(qū)、真空皮帶脫水機(jī)系統(tǒng)區(qū)、工藝水箱區(qū)等區(qū)域。制漿區(qū)漿液中主要含有CaCO3顆粒和懸浮液，pH值一般在8左右，固體顆粒含量大（約28～32%），流速大，對(duì)設(shè)備沖刷作用較劇烈。如果制備石灰石漿液的工藝水是利用真空皮帶脫水機(jī)沖洗石膏用的過(guò)濾水，則石灰石漿液中也會(huì)含有氯離子、硫酸根離子和亞硫酸根離子，氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到2х10-2左右，漿液供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)可能會(huì)發(fā)生酸性腐蝕。

石膏漿液排出區(qū)：吸收塔內(nèi)漿液pH值為5～6，氯離子濃度為2х10-2左右，含固量較大（14～16%），流速大則有沖刷。排出石膏漿液中主要含有氯離子、硫酸根離子和亞硫酸根離子，氯離子濃度為2х10-2以上，該區(qū)會(huì)發(fā)生酸性腐蝕。

真空皮帶脫水機(jī)系統(tǒng)區(qū)：石膏漿液經(jīng)水力旋流器一級(jí)脫水后，再經(jīng)真空皮脫水機(jī)二級(jí)脫水，石膏漿液進(jìn)一步脫水至含固率達(dá)到90%以上，已澄清的液體的含固率低（3～4%），沖刷磨損小，漿液中也會(huì)含有氯離子、硫酸根離子和亞硫酸根離子，氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能達(dá)到2х10-2左右，該區(qū)內(nèi)可能會(huì)發(fā)生酸性腐蝕。

工藝水箱區(qū)：濕法脫硫系統(tǒng)中的吸收劑漿液制備、除霧器沖洗、石膏沖洗、漿液管道沖洗、設(shè)備冷卻等需要大量水源，對(duì)水質(zhì)無(wú)特殊要求，采用電廠循環(huán)水，則漿液中也會(huì)含有氯離子、硫酸根離子和亞硫酸根離子，氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能達(dá)到2х10-2左右，漿液供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)可能會(huì)發(fā)生酸性腐蝕。

根據(jù)上述主要腐蝕環(huán)境的分析，脫硫系統(tǒng)閥門(mén)的工況較為惡劣，尤以石膏漿液排出區(qū)腐蝕環(huán)境最為苛刻。以下閥門(mén)材料選用對(duì)策便依此腐蝕環(huán)境進(jìn)行分析與探討，其它腐蝕環(huán)境中的閥門(mén)材料選用可參照選用。3 閥門(mén)材料選用對(duì)策

閥門(mén)主要零件材質(zhì)選擇，首先考慮的是工作介質(zhì)的物理特性（如溫度、壓力）和化學(xué)特性（腐蝕性），同時(shí)要考慮介質(zhì)的清潔程度（有無(wú)固體顆粒，顆粒的密度等），再參照國(guó)家和使用單位的有關(guān)規(guī)定和要求選擇。

閥門(mén)的主要組成部件有閥體、閥板、閥桿、閥座及軸封等。閥門(mén)種類(lèi)繁多，其中蝶閥因其結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短、啟閉速度快、具有截止、導(dǎo)通及調(diào)節(jié)流量等綜合功能優(yōu)勢(shì)，在脫硫系統(tǒng)中無(wú)論是制漿區(qū)、石膏漿液排出區(qū)、真空皮帶脫水機(jī)系統(tǒng)區(qū)還是工藝水箱區(qū)均應(yīng)用廣泛，下面就以蝶閥為例對(duì)閥門(mén)材料的選用對(duì)策進(jìn)行分析探討（其它類(lèi)型閥門(mén)可參照選用）。蝶閥按密封材質(zhì)的不同可分為金屬密封蝶閥與橡膠密封蝶閥。金屬密封蝶閥是金屬對(duì)金屬形成密封副，橡膠密封蝶閥是金屬對(duì)橡膠或橡膠對(duì)橡膠形成密封副。3.1蝶閥運(yùn)行工況分析

蝶閥與介質(zhì)接觸的部位主要為閥板、閥體、閥座、閥軸及軸封，如下圖示：

閥桿在動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)閥板開(kāi)啟、閥體閥板閥桿介質(zhì)流向關(guān)閉或調(diào)節(jié)流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)流的控制。閥板始終處于介質(zhì)流中，介質(zhì)（帶有固體顆粒）對(duì)其的沖刷磨損無(wú)可避免。當(dāng)閥板開(kāi)度較小（約0～15°），閥板對(duì)流體形成的節(jié)流效應(yīng)，常常會(huì)引起沖刷和汽蝕（此工況在實(shí)際工作中應(yīng)盡量避免）。在閥門(mén)的關(guān)閉過(guò)程中，閥門(mén)密封副之間會(huì)產(chǎn)生一定的滑移和摩擦、擠壓作用，以形成一定的彈性變形，以起到密封作用，在這個(gè)過(guò)程中，密封副因滑移和擠壓造成磨損。故除整個(gè)閥板受介質(zhì)浸泡、沖刷腐蝕外，密封副局部還將承受?chē)?yán)重的汽蝕和沖刷磨損，以及受固體顆粒的磨料磨損及破壞等。這種工況對(duì)閥板的密封副材質(zhì)提出了較高的要求，除了要抗介質(zhì)腐蝕外，還要抗擠壓磨損。

閥體是介質(zhì)通流部件，介質(zhì)在其中通過(guò)或停留。閥體受一般腐蝕與沖刷腐蝕。

閥桿在動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)閥板轉(zhuǎn)動(dòng)，承受扭矩與彎矩作用，易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。閥桿與軸套材質(zhì)的不同、閥桿與軸封材質(zhì)不同，或存在電價(jià)差，會(huì)導(dǎo)致發(fā)生電化學(xué)腐蝕。軸封處淤積或沉積介質(zhì)，存在縫隙，可能發(fā)生縫隙腐蝕與點(diǎn)腐蝕。3.2 金屬密封蝶閥材料選用對(duì)策

在煙氣脫硫的實(shí)際運(yùn)行中，我們發(fā)現(xiàn)閥體和閥板常采用316L不銹鋼，有的項(xiàng)目采用雙相不銹鋼，但是通過(guò)2～3年實(shí)際工況運(yùn)行后，蝶閥的腐蝕與磨損十分嚴(yán)重，不得不重新更換閥門(mén)。

針對(duì)煙氣脫硫漿液特性：磨損性、腐蝕性和強(qiáng)氧化性等，常采用Ni-Cr-Mo合金制作閥板、閥座與軸。由于Ni-Cr-Mo合金材料牌號(hào)很多，有蒙乃爾合金、哈氏合金（牌號(hào)如DIN標(biāo)準(zhǔn)的2.4602、2.4686、2.4605）,超級(jí)奧氏體合金（牌號(hào)如DIN標(biāo)準(zhǔn)的1.4529、1.4539）、超級(jí)雙相不銹鋼（牌號(hào)如DIN標(biāo)準(zhǔn)的1.4588、1.4593）、雙相不銹鋼（牌號(hào)如DIN標(biāo)準(zhǔn)的1.4507、1.4602、1.4469）等等。

在歐美國(guó)家的煙氣脫硫系統(tǒng)中，漿液閥門(mén)的蝶板大都采用哈氏合金（哈氏合金材料在脫硫領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用是世界公認(rèn)的），后來(lái)蒂森克努伯不銹鋼公司開(kāi)發(fā)出含Mo6%的超級(jí)奧氏體防腐合金—DIN1.4529，也稱926合金（或稱6鉬合金），專門(mén)針對(duì)煙氣脫硫進(jìn)行試驗(yàn)開(kāi)發(fā)，目前在濕法脫硫工藝系統(tǒng)中，閥門(mén)的閥板已成功采用DIN1.4529材料，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、機(jī)加工和焊接性能，且無(wú)焊縫開(kāi)裂問(wèn)題，并具有良好的熱穩(wěn)定性，除可承受一般腐蝕外，還可承受沖刷磨損及擠壓磨損，使用效果較為理想，國(guó)際上有使用十多年未出現(xiàn)腐蝕的例子。DIN1.4529材料價(jià)格昂貴，閥門(mén)閥體、閥板材料整體采用DIN1.4529制作，直接增加了閥門(mén)的造價(jià)，增加了脫硫成本。對(duì)于閥體、閥板我們可考慮使用碳鋼內(nèi)襯DIN1.4529的可行性。對(duì)于閥桿，為了提高性價(jià)比，也可采用碳鋼襯DIN1.4529材料（包焊DIN1.4529薄皮）。

金屬密封蝶閥雖然價(jià)格高于橡膠密封蝶閥，但由于具有使用壽命長(zhǎng)，性價(jià)比較高，較橡膠密封蝶閥更受市場(chǎng)的歡迎。3.3 橡膠密封蝶閥材料選用對(duì)策

橡膠密封蝶閥如果是“金屬對(duì)橡膠”（金屬與橡膠構(gòu)成的密封副）的密封，則對(duì)金屬密封圈材料采用DIN1.4529。橡膠中丁腈橡膠NBR、氟橡膠FPM、填充聚四氟乙烯PTFE、乙丙橡膠EPDM等都應(yīng)用較廣，其各自特性如下：

乙丙橡膠EPDM：密度小，色淺成本低，耐化學(xué)穩(wěn)定性好（僅不耐濃硝酸），耐臭氧，耐老化性優(yōu)異，電絕緣好,沖擊彈性較好；但不耐一般礦物油系潤(rùn)滑油及液壓油。適用于耐熱-50度～120度。

丁腈橡膠NBR：耐汽油及脂肪烴油類(lèi)性能好。有中丙烯腈橡膠（耐油、耐磨、耐老化性好。但不適用于磷酸，脂系液壓油及含添加劑的齒輪油）與高丙烯腈橡膠（耐燃料油、汽油、及礦物油性能最好，丙烯脂含量高，耐油性好，但耐寒性差）。適用溫度-30度～120度，應(yīng)用廣泛。適用于耐油性要求高的場(chǎng)合。

氟橡膠FPM：耐高溫300度，不怕酸堿，耐油性是最好的。電絕緣機(jī)械性、耐化學(xué)藥品、臭氧、大氣老化作用都好，但加工性差、耐寒差，價(jià)貴，適用溫度-20度～250度。

填充聚四氟乙烯PTFE：耐磨性極佳，耐熱、耐寒、耐溶劑、耐腐蝕性能好，具有低的透氣性但彈性極差，膨脹系數(shù)大。用于高溫或低溫條件下的酸、堿、鹽、溶劑等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。

以上橡膠中的乙丙橡膠EPDM在脫硫系統(tǒng)中以其綜合性能優(yōu)、價(jià)廉物美而應(yīng)用較廣。

雖然橡膠的化學(xué)腐蝕較緩慢，而物理腐蝕破壞較迅速，在腐蝕介質(zhì)的滲透和應(yīng)力下腐蝕，表現(xiàn)為溶脹、鼓泡、分層、剝離、開(kāi)裂、脫膠等。所以，橡膠密封蝶閥壽命較低，一股為3～5年。但是，橡膠密封蝶閥因價(jià)格低，一次投入少，橡膠密封圈易于更換，而致橡膠密封蝶閥亦被廣泛應(yīng)用于濕法脫硫系統(tǒng)中。4 結(jié)論

濕法煙氣脫硫中需大量應(yīng)用閥門(mén)進(jìn)行工藝的調(diào)控，苛刻的腐蝕環(huán)境對(duì)閥門(mén)材料的選用提出了嚴(yán)格要求，合理選材可以提高閥門(mén)使用壽命，提高脫硫的經(jīng)濟(jì)性，保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)正常有序高效運(yùn)行。在國(guó)內(nèi)脫硫系統(tǒng)中，因國(guó)產(chǎn)閥門(mén)選型不當(dāng)及閥門(mén)材料選用不合適，導(dǎo)致大量購(gòu)買(mǎi)國(guó)外閥門(mén)，本文對(duì)此的分析，希望能起到拋磚引玉的作用，改善國(guó)內(nèi)脫硫閥門(mén)選用現(xiàn)狀，推進(jìn)電廠脫硫設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。

第五篇：現(xiàn)役火電機(jī)組脫硫設(shè)施拆除煙氣旁路相關(guān)問(wèn)題探討

現(xiàn)役燃煤機(jī)組脫硫設(shè)施拆除煙氣旁路相關(guān)問(wèn)題探討

王文福 段建民 劉維格

國(guó)電懷安熱電有限公司 河北 張家口市 076150

[摘 要]：現(xiàn)役燃煤機(jī)組煙氣脫硫設(shè)施大都設(shè)有煙氣旁路，“十二五”期間，為適應(yīng)減排要求，地方政府鼓勵(lì)火電企業(yè)拆除煙氣旁路，但拆除煙氣旁路具有一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，已成為電力企業(yè)廣為關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。本文以國(guó)電懷安電廠#1機(jī)組拆除煙氣旁路的工程實(shí)踐，對(duì)現(xiàn)役燃煤機(jī)組煙氣脫硫設(shè)施拆除煙氣旁路的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。

[關(guān)鍵詞]：現(xiàn)役燃煤機(jī)組 脫硫設(shè)施 拆除煙氣旁路

一、引言

我國(guó)是燃煤大國(guó)，能源結(jié)構(gòu)決定了以煤炭為主的能源格局將長(zhǎng)期存在，煤炭占一次能源消費(fèi)總量的70%，而電力以燃煤電廠為主。隨著煤炭消費(fèi)的不斷增長(zhǎng)，燃煤排放的二氧化硫也不斷增加，我國(guó)已成為世界上二氧化硫排放量最大的國(guó)家，其中燃煤電廠二氧化硫排放量已達(dá)到總排放量的50%以上，致使我國(guó)酸雨和二氧化硫污染日趨嚴(yán)重，控制燃煤電廠二氧化硫污染排放的任務(wù)將越來(lái)越艱巨。

“十一五”時(shí)期是我國(guó)二氧化硫控制的關(guān)鍵時(shí)期，在政府環(huán)保政策的引導(dǎo)下，電力行業(yè)積極推進(jìn)煙氣脫硫事業(yè)，并做了大量卓有成效的工作，90%以上的現(xiàn)役燃煤電廠安裝了煙氣脫硫裝置。但據(jù)有關(guān)權(quán)威部門(mén)的調(diào)查，由于多種原因，已建設(shè)完成的脫硫設(shè)施投運(yùn)率并不高，煙氣脫硫工程質(zhì)量及運(yùn)行效果不太令人滿意。

進(jìn)入“十二五”，新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》已頒布，要求2014年后燃煤電

33廠SO2排放濃度不得大于200mg/Nm，重點(diǎn)地區(qū)燃煤電廠SO2排放濃度不得大于100mg/Nm。根據(jù)《“十二五”節(jié)能減排綜合性實(shí)施方案》的要求，為適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)大氣污染物控制的日益提高，同時(shí)為順利實(shí)現(xiàn)“十二五”污染減排目標(biāo)，通過(guò)拆除燃煤電廠煙氣旁路來(lái)提高脫硫設(shè)施投運(yùn)率及運(yùn)行效果成為電廠必須研究的課題。

二、國(guó)內(nèi)電廠脫硫煙氣旁路設(shè)置情況現(xiàn)狀分析

2.1 國(guó)內(nèi)電廠煙氣旁路設(shè)置情況

目前，我國(guó)火力發(fā)電廠應(yīng)用的煙氣脫硫工藝有石灰石-石膏濕法、煙氣循環(huán)流化床、海水脫硫法等十多種，而石灰石-石膏濕法脫硫（簡(jiǎn)稱：FGD）比重占到90%以上。2010年以前建成投產(chǎn)的現(xiàn)役火電機(jī)組煙氣脫硫設(shè)計(jì)出于對(duì)鍋爐和FGD的安全考慮，均設(shè)置了煙氣旁路，以保證機(jī)組的可靠性，保護(hù)FGD吸收塔裝置在事故狀態(tài)時(shí)不受損失。但同時(shí)這也造成了現(xiàn)役機(jī)組脫硫設(shè)施綜合脫硫效率偏低，不能滿足現(xiàn)階段環(huán)保總量減排的要求。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，SO2排放總量控制更加嚴(yán)格。《燃煤發(fā)電機(jī)組脫硫電價(jià)及脫硫設(shè)施運(yùn)行管理辦法(試行)》、《“十二五”節(jié)能減排綜合性實(shí)施方案》等環(huán)保管理措施相繼出臺(tái)，現(xiàn)役機(jī)組拆除煙氣旁路成為提高綜合脫硫效率的必然的環(huán)保減排措施之一。

2.2 設(shè)置煙氣旁路的作用

燃煤電廠機(jī)組FGD煙氣系統(tǒng)包括煙道、煙氣擋板門(mén)、增壓風(fēng)機(jī)等組成。在正常運(yùn)行期間，旁路擋板門(mén)關(guān)閉，F(xiàn)GD出、入口擋板門(mén)打開(kāi)。由鍋爐引風(fēng)機(jī)來(lái)的原煙氣，經(jīng)過(guò)增壓風(fēng)機(jī)增壓后進(jìn)入脫硫吸收塔，脫硫洗滌處理后的凈煙氣從吸收塔頂部出口排出，再經(jīng)煙囪排放(見(jiàn)圖一)。

而當(dāng)鍋爐啟動(dòng)和故障時(shí)或進(jìn)入FGD的煙氣超溫和FGD裝置故障停運(yùn)時(shí)，緊急開(kāi)啟旁路擋板，關(guān)閉FGD出、入口擋板，鍋爐原煙氣由煙氣旁路直接進(jìn)入煙囪排放，不經(jīng)過(guò)吸收塔，可有效保護(hù)脫硫裝置及鍋爐運(yùn)行安全，提高機(jī)組運(yùn)行可靠性。

煙囪出口擋板門(mén) 旁路擋板門(mén)吸收塔主機(jī)引風(fēng)機(jī)來(lái)煙氣 進(jìn)口擋板門(mén)增壓風(fēng)機(jī)圖一 煙氣系統(tǒng)示意圖

三、拆除煙氣旁路存在的問(wèn)題分析

原脫硫裝置取消旁路后，脫硫系統(tǒng)成了鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的一部分，脫硫系統(tǒng)必須與機(jī)組同步啟停，與設(shè)置旁路的脫硫裝置在啟停操作上有很大的不同。既要保證主機(jī)順利啟動(dòng)，同時(shí)又要充分考慮到脫硫系統(tǒng)設(shè)備的安全，并盡可能避免吸收塔內(nèi)漿液品質(zhì)受到污染而下降，影響脫硫效率。下面從拆除旁路對(duì)主機(jī)和脫硫系統(tǒng)兩個(gè)方面的影響進(jìn)行分析：

3.1 取消旁路對(duì)主機(jī)系統(tǒng)的影響

取消旁路后，引風(fēng)機(jī)直接與增壓風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行，因增壓風(fēng)機(jī)一般為單臺(tái)設(shè)計(jì)，一旦停運(yùn)，引風(fēng)機(jī)將無(wú)法克服整套系統(tǒng)阻力，整臺(tái)機(jī)組只能被迫停運(yùn)，所以增壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響脫硫系統(tǒng)以及主機(jī)的運(yùn)行安全。

取消旁路后，引風(fēng)機(jī)直接與增壓風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行，如果運(yùn)行協(xié)調(diào)不好，可能造成煙道蹩壓，發(fā)生煙道爆破。

取消旁路后，脫硫系統(tǒng)不能單獨(dú)解列，其可靠性直接影響整套主機(jī)的可靠性。

3.2 取消旁路對(duì)脫硫系統(tǒng)的影響

取消旁路后，鍋爐事故工況下，吸收塔入口煙溫異常升高時(shí)，直接影響煙道和吸收塔內(nèi)防腐襯層的安全。

取消旁路后，鍋爐啟動(dòng)吹灰和點(diǎn)火期間，煙氣中會(huì)有大量的煤灰、煙塵和未燒盡的燃油隨煙氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)，造成吸收塔內(nèi)漿液污染及加速防腐襯層老化。

取消旁路后，漿液循環(huán)泵的重要性體現(xiàn)出來(lái)，其運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)脫硫效率影響顯著，并影響整個(gè)脫硫系統(tǒng)可靠性，從而影響主機(jī)可靠性。

四、國(guó)電懷安電廠拆除煙氣旁路具體方案分析 國(guó)電懷安熱電有限公司位于河北省張家口市懷安縣，現(xiàn)運(yùn)營(yíng)兩臺(tái)330MW空冷機(jī)組，燃用大同煙煤。工程配套建設(shè)兩套石灰石－石膏濕法煙氣脫硫裝置，采用一爐一塔的全煙氣脫硫，煙氣系統(tǒng)設(shè)有旁路煙道、增壓風(fēng)機(jī)。設(shè)置公用的石灰石制備和石膏脫水系統(tǒng)，吸收劑采用外購(gòu)石灰石粉制備而成，石膏脫水采用石膏旋流和真空皮帶機(jī)脫水的二級(jí)脫水系統(tǒng)。2012年8月，國(guó)電懷安熱電有限公司#1機(jī)組脫硫設(shè)施進(jìn)行了拆除煙氣旁路改造。將脫硫裝置旁路煙道擋板門(mén)拆除，對(duì)原煙氣煙道和凈煙氣煙道進(jìn)行單側(cè)分別封堵，從而將脫硫入口的原煙道和脫硫后部的凈煙氣煙道機(jī)械性硬隔離，實(shí)現(xiàn)了脫硫與主機(jī)同步無(wú)旁路運(yùn)行(見(jiàn)圖二)。

煙囪出口擋板門(mén) 增壓風(fēng)機(jī)旁路擋板門(mén)吸收塔主機(jī)引風(fēng)機(jī)來(lái)煙氣 進(jìn)口擋板門(mén)增壓風(fēng)機(jī)

圖二 改造后煙氣系統(tǒng)示意圖

下面對(duì)懷安電廠#1機(jī)組脫硫煙氣旁路拆除改造方案進(jìn)行分析：

4.1增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路煙道

增壓風(fēng)機(jī)是整個(gè)脫硫系統(tǒng)的動(dòng)力核心，鍋爐煙氣依靠增壓風(fēng)機(jī)克服整個(gè)脫硫系統(tǒng)阻力排入煙囪。取消脫硫裝置旁路煙道后，引風(fēng)機(jī)直接與增壓風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行，為提高主機(jī)運(yùn)行安全可靠性，防止增壓風(fēng)機(jī)故障時(shí)主機(jī)跳機(jī)，增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路煙道，當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)故障時(shí)可以將其從脫硫系統(tǒng)解列，煙氣走旁路煙道進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，此時(shí)主機(jī)可以降負(fù)荷運(yùn)行。

4.2增設(shè)煙道防爆門(mén)

在增壓風(fēng)機(jī)上游的水平煙道和風(fēng)機(jī)入口煙道，加設(shè)2個(gè)防爆門(mén)，防止引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)協(xié)調(diào)不好時(shí)，煙道蹩壓，發(fā)生煙道爆破。

4.3脫硫漿液循環(huán)泵增設(shè)6KV保安段供電

在機(jī)組運(yùn)行中，應(yīng)保證至少1臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行，從而提高漿液循環(huán)泵及整個(gè)脫硫系統(tǒng)的可靠性。為此將#3漿液循環(huán)泵改由6KV保安段供電，同時(shí)將原漿液循環(huán)泵部分聯(lián)鎖跳閘信號(hào)改為報(bào)警信號(hào)。

4.4取消原旁路擋板和原煙氣擋板的所有邏輯 4.5增設(shè)了吸收塔事故噴淋系統(tǒng)

由兩級(jí)噴淋裝置組成，事故狀態(tài)下投用事故噴淋系統(tǒng)時(shí)，分級(jí)進(jìn)行噴淋，當(dāng)一級(jí)噴淋故障或無(wú)法將吸收塔入口煙溫降低至設(shè)定值時(shí)第二級(jí)噴淋啟動(dòng)。解決了無(wú)旁路脫硫運(yùn)行中，鍋爐事故工況下，入口煙氣溫度異常升高對(duì)脫硫煙道和吸收塔防腐內(nèi)襯的影響。

4.6增設(shè)廢漿拋棄池

為防止無(wú)旁路情況下，在鍋爐啟動(dòng)及低負(fù)荷運(yùn)行或除塵器故障時(shí)，由于鍋爐燃燒不穩(wěn)定，煤粉燃燒不完全，使煙氣中攜帶的粉塵等雜質(zhì)增加。這此雜質(zhì)隨煙氣進(jìn)入吸收塔后，會(huì)被漿液洗滌下來(lái)，沉積在吸收塔漿池中，進(jìn)而會(huì)影響二氧化硫吸收反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)這些雜質(zhì)含量到達(dá)一定濃度后，使二氧化硫吸收反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，即造成漿液中毒，如果不及時(shí)處理，會(huì)使脫硫效率降低、石膏無(wú)法脫水和石灰石粉過(guò)剩率加大，系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。增設(shè)廢漿拋棄池可將受污染中毒的漿液及時(shí)排放置換。中毒漿液由吸收塔石膏漿液排出泵，打到事故漿罐，再由事故漿液泵打到拋漿池，廢棄漿液在池內(nèi)沉淀。澄清液由便攜式潛水泵從拋漿管道原路打回至事故漿罐，進(jìn)入脫硫系統(tǒng)重復(fù)利用。

五、拆除煙氣旁路后對(duì)主機(jī)和脫硫運(yùn)行的影響

原脫硫裝置取消旁路后，脫硫系統(tǒng)成了鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的一部分，脫硫裝置必須與機(jī)組同步啟停，既要保證主機(jī)順利啟動(dòng)，同時(shí)又要充分考慮到脫硫系統(tǒng)設(shè)備的安全，與以往設(shè)置旁路的脫硫裝置在啟停操作上有很大的不同。脫硫與主機(jī)煙風(fēng)系統(tǒng)必須統(tǒng)一協(xié)調(diào)，以保證主機(jī)與脫硫參數(shù)穩(wěn)定，尤其是增壓風(fēng)機(jī)入口壓力和流量的控制。

在鍋爐啟動(dòng)前應(yīng)首先啟動(dòng)靜電除塵器，脫硫系統(tǒng)應(yīng)滿足至少一臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行。盡可能避免鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中投油或少投油和低負(fù)荷情況下燃燒不完全，污染吸收塔內(nèi)漿液品質(zhì)。

在鍋爐事故工況下，吸收塔入口煙氣溫度異常高時(shí)，需要緊急投運(yùn)事故噴淋系統(tǒng)。

六、建議

國(guó)電懷安電廠實(shí)施#1機(jī)組拆除煙氣旁路改造后，實(shí)現(xiàn)了拆除煙氣旁路的各項(xiàng)要求和目標(biāo)，脫硫設(shè)施與主機(jī)同步啟停、運(yùn)行，提高了脫硫系統(tǒng)投運(yùn)率（見(jiàn)圖三）；在機(jī)組啟停、事故工況時(shí)，有效避免了煙氣超標(biāo)排放對(duì)周邊環(huán)境的影響。但在模擬增壓風(fēng)機(jī)事故停運(yùn)，煙氣通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)旁路，由引風(fēng)機(jī)來(lái)的煙氣直接進(jìn)入脫硫吸收塔，鍋爐降負(fù)荷運(yùn)行的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常喘振。下一步，在#2機(jī)實(shí)施拆除旁路改造中，考慮增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合并方案。

圖三 無(wú)旁路運(yùn)行效果圖

七、結(jié)論

國(guó)電懷安電廠#1機(jī)組拆除煙氣旁路改造是成功的，有效控制了污染物排放。“十二五”期間，為實(shí)現(xiàn)污染減排目標(biāo)，減少大氣污染，拆除煙氣旁路是現(xiàn)役燃煤電廠提高脫硫設(shè)施投運(yùn)率及脫硫效果的有效手段。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 13223-2003 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) [2] GB 13223-2011火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) [3] 《“十二五”節(jié)能減排綜合性實(shí)施方案》

[4] 《河北省“十二五”節(jié)能減排綜合性實(shí)施方案》 [5] 《電站信息》2013年第1期

作者簡(jiǎn)介：

王文福 環(huán)境工程高級(jí)工程師 國(guó)電懷安熱電有限公司設(shè)備管理部主任助理 河北省張家口市懷安縣新區(qū) 郵編076150 電話0313-7928878 郵箱wwf72@163.com