環(huán)保設備論文

1、 環(huán)保設備論文環(huán)保設備論文摘 要： 我國燃煤電廠安裝了大量的脫硝、脫硫、除塵等環(huán)保設備， 但環(huán)保設備的投入相應增加了運行能耗和投資。一些電廠為了最大限度地降低環(huán)保設備的運行費用和投資， 對環(huán)保裝置的工藝進行優(yōu)化設計，并且應用一些新技術以達到節(jié)能目的， 如： 脫硝裝置采用的SCR、SNCR、SNCR+SCR 工藝， 脫硫裝置采用的脫硫無GGH、無旁路煙道、增壓風機與引風機合并、煙塔合一技術， 以及電袋復合式除塵器等。但這些技術的應用也給電廠運行帶來一些問題， 針對這些問題進行深入分析探討， 查找原因并提出解決方法， 降低系統(tǒng)運行存在的安全隱患， 確保機組長期穩(wěn)定運行。關鍵詞： 環(huán)保設備； 設計優(yōu)

2、化； 新技術； 問題綜述0 引言 隨著我國對環(huán)境保護的日益重視， 燃煤電廠的污染物排放更加受到人們的關注， 國家和地方環(huán)保部門對燃煤電廠污染物的排放總量有了較嚴格的控制。為了滿足國家和地方制訂的污染物排放標準，燃煤電廠陸續(xù)安裝了脫硫裝置、脫硝裝置及高效袋式及電袋復合式除塵器等。由于環(huán)保設備的投入相應增加了能耗和投資， 電廠為了降低運行成本和投資，對系統(tǒng)進行設計優(yōu)化及采用新技術，隨著這些設備的投入也相應帶來了一些負面問題， 本文針對這些問題進行分析研究， 確保環(huán)保裝置長期有效運行。1 目前燃煤電廠的主要環(huán)保設備燃煤電廠的主要環(huán)保設備以煙氣的脫硫裝置、脫硝裝置和除塵裝置為主。脫硝裝置以SCR（選擇

3、性催化還原法）脫硝工藝為主，還有的SNCR（選擇性非催化還原脫硝工藝）脫硝工藝及SCRSNCR 組合脫硝工藝。燃煤電廠的脫硫系統(tǒng)除了設有增壓風機、GGH、旁路煙道設備的常規(guī)工藝外，還陸續(xù)安裝了增壓風機和引風機合并設計工藝， 以及無GGH、無旁路煙道的脫硫工藝。燃煤電廠的除塵器裝置除了應用大量的電除塵器外， 還陸續(xù)安裝了袋式除塵器、電袋復合式除塵器。脫硝、脫硫、除塵裝置由于運行成本及一次性投資比較高，在達到環(huán)保要求的同時，電廠進行了環(huán)保裝置設計優(yōu)化以減少占地和設備投資， 為了降低運行成本采用一些新技術進行節(jié)能， 但相應帶來的問題也需要我們加以分析解決。2 環(huán)保裝置目前出現的問題分析2.1 脫硝裝

4、置2.1.1 SCR 脫硝系統(tǒng) 目前，燃煤電廠安裝的基本上是采用SCR 工藝的脫硝系統(tǒng)，絕大多數以液氨為還原劑，但目前城市及周邊電廠不允許使用液氨， 而使用氨水也要考慮運輸成本和存儲的泄漏問題， 因此只能使用尿素作為SCR 脫硝系統(tǒng)的還原劑。脫硝系統(tǒng)使用尿素只有采用將尿素熱解和水解的方法， 由于熱解和水解消耗大量的燃油和蒸汽， 迫使電廠采用鍋爐一次風通過加熱方法作為熱解尿素溶液的能源， 以降低脫硝運行成本， 但熱風熱解爐的一次風所含粉塵在氨氣管道內壁與其他物質易形成硬垢堵塞噴嘴， 進而造成反應器入口噴氨的分布不均， 采用此技術的關鍵是解決一次風帶粉，減少空預器漏風，此技術應用需要不斷的完善及摸

5、索經驗。 以往鍋爐在啟停或低負荷工況時采用燃油或煤油混燒，一般而言點火油槍霧化效果比較好，對鍋爐尾部煙道基本不會發(fā)生二次燃燒， 但現在多數鍋爐采用無油等離子點火技術， 等離子點火技術可節(jié)約大量的燃油。鍋爐在投入等離子點火期間對脫硝反應器中催化劑有負面影響，等離子點火時煙氣含大量未燃盡煤粉，易在催劑表面沉積和燒結，影響催化劑的活性，因此需要在鍋爐點火前將各層催化劑的吹灰器投入，避免催化劑表面未燃盡煤粉的堆積，同時投入稀釋風機保證噴氨管道清潔，避免煙氣返灌。 SCR 投入NH3后煙氣中少量的NH4HSO4對下游設備空預器易造成堵塞，應對空預器做相應的防范措施，如改造更換搪瓷換熱片、加強吹掃等。同時

6、脫硝系統(tǒng)的氨逃逸也會對下游除塵器造成影響。對于電除塵器而言，雖然NH3逃逸對除塵效率有所提高，但長期運行后煙氣中NH4HSO4易在集塵極、放電極形成灰垢板結，不易被振打脫落。對于袋式除塵器或電袋復合式除塵器長期運行易產生糊袋及掛袋現象。由于SCR 反應器出口煙道的在線氨逃逸儀表準確度一般不高， 應控制反應器入口噴氨的均勻性及噴氨量，防止過多的氨噴入而逃逸，避免出現潛在的問題。2.1.2 SNCR 脫硝系統(tǒng) SNCR 脫硝裝置是適應某些地區(qū)的NOx排放標準不高而設置的，以降低改造及運行成本。SNCR 脫硝裝置是尿素溶液噴入鍋爐爐膛內與煙氣中NOx反應，SNCR 脫硝效率一般比較低， 與鍋爐類型、

7、爐膛內煙氣流場、鍋爐負荷、燃燒溫度、投入磨層、噴氨高度及方位等諸多因素有關， 因此采用SNCR 工藝需要進行全面的分析研究，如果SNCR 設計、控制及調整不佳， 易造成噴入鍋爐的尿素溶液在鍋爐燃燒溫度高于其反應溫度時直接分解N2和CO2而沒有形成氨氣，并且部分NH3與煙氣中的H2O、SO3反應產生NH4HSO4或NH4SO4，對下游設備易造成板結、堵塞，煙囪排放出煙氣形成氣溶膠。 對于采用SNCR 裝置的鍋爐需對鍋爐在不同負荷、不同尿素流量、不同磨層的組合進行摸索試驗，取得最佳組合控制方式，達到減少NOx排放同時降低尿素的分解及減少二次污染。2.1.3 SNCRSCR 組合工藝脫硝系統(tǒng) SNC

8、RSCR 組合工藝脫硝裝置是通過鍋爐爐膛溫度熱解尿素溶液而產生的一部分氨氣在爐膛內部與NOx反應，未反應的氨在鍋爐尾部通過催化劑進一步與NOx反應，進而達到較高的脫硝效率，其設計目的是即保證較高脫硝效率又降低改造成本。SNCRSCR 脫硝組合技術應用有廣闊的前景， 但也存在與SNCR 脫硝工藝相同的問題，如尾部煙道腐蝕、結垢及氣溶膠等問題，也需進行最佳控制方式的摸索。2.2 脫硫裝置 多數燃煤電廠煙氣脫硫裝置采用石灰石石膏濕法脫硫工藝， 以往的工藝設計基本是設有旁路煙道， 但嚴格的環(huán)保監(jiān)察及系統(tǒng)優(yōu)化要求使許多燃煤電廠取消了旁路煙道， 采用增壓風機和引風機合并的設計方式，雖然確保了環(huán)保要求、減少

9、占地面積、節(jié)約一次性投資，但也帶來相應的運行問題；2.2.1 無旁路脫硫系統(tǒng)無旁路脫硫系統(tǒng)運行問題主要在啟停設備順序與常規(guī)機組不同， 在鍋爐點火前必須提前投入除塵器及吸收塔漿液循環(huán)泵， 因此要求電除塵器必須具有冷態(tài)投入的高壓控制功能， 防止鍋爐啟動煙風系統(tǒng)后粉塵進入吸收塔漿液及吸收塔超溫。在鍋爐煤油混燒及等離子點火期間電除塵器必須投入， 并嚴格控制投入電場的二次電壓低于閃絡電壓，防止煙氣中未燃盡物質在電場內燃燒，同時電場投入易使集塵極和放電極積灰板結， 應盡量縮短此工況運行時間并且少投入電場數量， 等待鍋爐高負荷時通過煙氣沖刷已投入的集塵極、放電極。 電袋復合式或袋式除塵器在鍋爐煤油混燒及等離

10、子點火期間也必須投入， 提前進行濾袋預噴涂處理。為避免在吸收塔循環(huán)泵提前投入時產生的濕氣流向除塵器側，造成糊袋現象，盡量縮短漿液循環(huán)泵和鍋爐煙風系統(tǒng)之間的啟動間隔。 當煙氣超溫或漿液循環(huán)泵全部故障停運時，需投入事故噴淋甚至停爐，以保護吸收塔，因此無旁路脫硫系統(tǒng)故障會增加鍋爐停運的幾率。 當除塵器電場出現故障或出口粉塵濃度大于設計值時，需要嚴密監(jiān)控吸收塔pH 值，同時加強化驗吸收塔漿液品質，連續(xù)排廢水以避免吸收塔漿液“中毒”，嚴重時需要降低負荷運行或停爐，因此無旁路脫硫系統(tǒng)的鍋爐對除塵器效率的要求比較高。脫硫系統(tǒng)吸收塔入口煙氣中SO2質量濃度不應超過設計值，否則無法控制漿液pH 值，造成脫硫系統(tǒng)

11、無法長期穩(wěn)定運行，因此對燃用煤質、石灰石品質等均有較高要求。2.2.2 煙塔合一技術 為達到滿足污染物排放的要求， 同時綜合考慮一次性投資、場地布置、運行成本等，煙塔合一技術逐漸被采用，煙塔合一為無旁路煙道、無GGH、增壓風機和引風機合并設計， 運行啟停程控與無旁路脫硫系統(tǒng)基本相同。 煙塔合一脫硫凈煙氣送入冷卻塔中心位置，凈煙氣中攜帶的部分石膏會沉降在冷卻塔池內， 對出現除霧器故障、氣候環(huán)境溫度變化時產生的石膏雨起到緩解作用，但相應造成冷卻塔循環(huán)水品質下降，需定期進行循環(huán)水的化學處理。停機時需要檢查冷卻塔內壁防腐材料脫落及散熱板。2.2.3 增壓風機與引風機合并、設有旁路擋板的鍋爐運行 脫硫系

12、統(tǒng)滿負荷運行時旁路擋板前后壓差約為1 200 Pa，脫硫系統(tǒng)故障時開旁路擋板過程中造成爐膛較大負壓， 如引風機自動調整不及時易導致鍋爐跳閘， 因此需要根據旁路煙道的煙氣流速通過試驗摸索旁路擋板的開啟時間， 最大限度地降低爐膛壓力波動。 如果旁路擋板密封不嚴或密封風機壓力不足，部分原煙氣易漏入凈煙道，造成脫硫出口混合煙道上CEMS 顯示的SO2質量分數偏大，影響運行人員對脫硫裝置運行狀態(tài)判斷，傳輸到環(huán)保部門的數據不準確。2.2.4 脫硫系統(tǒng)取消GGH 設備 脫硫系統(tǒng)的GGH 堵塞問題目前無法從根本上解決，現在設計脫硫系統(tǒng)基本取消GGH 設備，但又帶來煙囪腐蝕及產生石膏雨等問題。（1）煙囪腐蝕。煙

13、囪即使進行了較好的防腐，也會因各種問題而出現滲漏腐蝕、防腐材料裂縫、脫落、與煙囪內壁分層等問題，原因如下：a.脫硫系統(tǒng)出現故障或定期試驗開旁路時， 造成濕煙囪內溫度從50變?yōu)?50左右，煙氣溫度的驟變會使防腐材料與煙囪內壁熱脹冷縮不均，產生裂紋或裂縫，同時煙囪內壁冷凝液酸性物質濃縮結晶， 對煙囪產生更強的腐蝕。b.如果脫硫系統(tǒng)運行時不能及時供應石灰石漿液，吸收塔pH 值控制相對較低時，除霧器出口液滴攜帶的酸性物質對煙囪也具有腐蝕作用。（2）煙囪產生石膏雨問題分析。無GGH 脫硫系統(tǒng)的煙囪易出現的石膏雨， 石膏雨是取消GGH 后出現的一個新難題， 石膏雨由以下因素造成：a.原有機組改造脫硫系統(tǒng)后

14、，干煙囪變成濕煙囪，煙氣的濕度、溫度、臨界流速、密度及煙囪內部壓力等發(fā)生變化造成煙氣自拔力降低， 并且干煙囪與濕煙囪在設計結構等方面不同， 改造后的煙囪不可避免會出現攜帶沉積在煙囪內壁的石膏現象。b.吸收塔設計塔徑小，塔速過高，塔出口流場不均等，煙氣易攜帶石膏。c.除霧器沖洗流量、壓力、頻率等參數未達到設計要求， 沖洗噴嘴堵塞脫落及除霧器局部堵塞偏流等問題造成煙氣攜帶石膏。d.產生石膏雨與電廠所處的環(huán)境氣候、天氣變化及季節(jié)等因素有關。煙囪運行條件相對比較惡劣、條件多變，綜合考慮在不同的地區(qū)、不同的鍋爐運行工況、不同的脫硫吸收塔類型等方面進行不斷摸索研究加以解決。2.3 袋式除塵器 袋式除塵器目

15、前在燃煤電廠應用逐漸增加，一些電廠出現了濾袋破損問題， 從濾袋破損的情況分析，這是設計參數選取、濾料選擇、濾袋縫制、煙氣超溫以及安裝質量等問題造成的。 袋式除塵器運行時主要防止煙氣超溫， 針對煙氣超溫設計的噴水冷卻裝置易對濾袋造成水解、板結及糊袋，同時冷卻水泵長期備用運行不經濟，噴嘴在煙道內易堵塞，盡量不采用。煙氣超溫設計冷風冷卻裝置易對濾袋造成氧化、結露，盡量不采用。在設計選型時應注意燃用褐煤的鍋爐， 這類鍋爐煙氣中的含濕量高，粉塵易在袋式除塵器濾袋上掛袋板結。2.4 電袋復合式除塵器 電袋除塵器既提高了除塵效率又克服電除塵器和袋式除塵器的一些缺點， 電袋復合式除塵器還處于發(fā)展完善階段，運行

16、中出現的問題更加需要研究、分析和解決。2.4.1 電袋除塵器內部煙氣導向 一般煙氣經電除塵器入口氣流分布板后進入電場通道，而袋式除塵器煙氣流向為從底部進入濾袋后由上部進入凈煙氣室， 煙氣在電袋復合式除塵器內部改變了流向。如果在電場區(qū)和袋區(qū)設置的導流板或孔板有設計問題， 會造成煙氣對前面電場各個通道氣流分布有擾動， 以及煙氣對后面濾袋區(qū)的局部濾袋造成沖刷磨損， 響整體除塵器效率。2.4.2 電袋除塵器產生臭氧問題 理論上高電壓產生的臭氧對濾袋材料有損害，使濾袋的使用壽命減少， 但還沒有現場試驗驗證在電袋除塵器煙氣中有臭氧存在。同時臭氧質量濃度達到多少才會對濾袋產生影響， 需要電袋除塵器長期運行觀察加以確認。為了減少電袋除塵器電場產生臭氧的可能性， 在電場的高壓控制調節(jié)方面應進行相應的研究工作，減少臭氧產生的可能性。2.4.3 電場區(qū)和袋區(qū)的距離 因電袋除塵器發(fā)展才有兩三年的時間， 臭氧問題還處于探討階段，但為了避免此類問題發(fā)生，在設計時需考慮加大電場區(qū)和袋區(qū)的距離， 讓煙氣流向平穩(wěn)均勻，避免濾袋沖刷，使前面電場產生臭氧反應為其他氣體，確保濾袋壽命。2.4.4 針對濾袋材料、靜電的問題分析 電袋除塵器的前面電場收集了80以上的粉塵，因此濾袋收集的粉塵量相對較少，粉塵