电站锅炉脱硫运行管理、PPT课件

电站锅炉脱硫运行管理 李福才 浙江天蓝环保技术股份有限公司 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十五章脱硫系统安全运行的基础火电厂锅炉烟气脱硫系统安全 稳定 有效的长期运行的基础 归根结底是工程技术的全过程质量控制 尤其是要把住技术的选择 工程设计 关键设备材料的选用和工程安装调试 测试验收等这几关 本章就这方面提供一些参考资料 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十五章脱硫系统安全运行的基础第一节正确选择技术所谓选择技术 是指从若干成熟的技术中选择适合自己情况和要求的技术 选择技术主要考虑的技术指标包括 脱硫率 钙硫比 吸收剂利用率 吸收剂的可获得性和易处理性 脱硫副产品的处置和可利用性 对锅炉和烟气处理系统的影响 流程的复杂程度 运行可靠性等 吸收塔是烟气脱硫的核心装置 要求气液接触面积大 气体的吸收反应良好 压力损失小 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十五章脱硫系统安全运行的基础1 脱硫率定义脱硫率 未脱硫烟气的SO2排放量 脱硫后烟气的SO2排放量 未脱硫烟气的SO2排放量 用于已知排放量 脱硫率 未脱硫烟气的SO2浓度 烟气量 标态 脱硫后烟气的SO2浓度 烟气量 标态 未脱硫烟气的SO2浓度 烟气量 标态 用于已知烟气SO2浓度和烟气量 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 确定脱硫率的原则 1 确定在锅炉正常运行的各种负荷条件下均能满足国家和地方排放标准的最低脱硫率 2 优先选用通过简单改造进一步提高脱硫率的工艺 以满足未来可能更为严格的排放标准的要求 3 选用在锅炉燃用煤质发生变化时 脱硫效率仍能满足要求的工艺 4 不要盲目追求过高的脱硫率 因为高的脱硫率是要用高的投资和高运行费用作为代价的 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 钙硫比 Ca S 定义 Ca S 加入的钙吸收剂的分子数 未脱硫烟气中SO2的分子数选择脱硫技术时应考虑的问题 1 相同脱硫率条件下 Ca S越小 吸收剂的用量少 生成的脱硫产物也少 2 Ca S大时吸收剂的用量可能会很大 通常会使运行费用增加 对脱硫产物的应用也有影响 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 吸收剂利用率定义吸收剂利用率 脱硫率 钙硫比 100 吸收剂利用率用来表示在脱硫系统中用于脱除SO2的吸收剂的总量占加入脱硫系统的吸收剂总量的百分比 显然 吸收剂的利用率越高越好 这样可以减少吸收剂的用量以及所产生的脱硫产物的量 可以大大降低脱硫系统的投资和运行费用 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 选择吸收剂的基本原则 储量丰富 价格低廉 易于运输 运输距离近 无毒 不会对环境造成污染 形成的脱硫产物应是稳定的 不会对环境造成新的危害 吸收剂的种类 常用的吸收剂有 石灰石 石灰 消石灰 纯碱 氧化镁 液氨和废碱性化合物等 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 脱硫副产品的处置和可利用性 1 对脱硫副产品的要求 可综合利用 或性能稳定 无二次污染 2 对灰场的考虑 需设置紧急堆放灰场 注意冲灰水结垢 若脱硫产物浸出物对环境有害应对灰场进行防渗处理 脱硫产物堆放量很大时应考虑灰场的储存年限 在灰场中堆放时 应使原有的存灰和脱硫灰分开存放 以便以后的综合利用 3 对综合利用的考虑 锅炉工况变化会影响脱硫副产品的品质 电厂需投资 对脱硫副产品进行加工 如干燥 成形 包装等以满足用户的要求 有些脱硫副产品应用会受季节影响 如筑路用灰 肥料等 因而须考虑足够的储存设施 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十五章脱硫系统安全运行的基础对锅炉和烟气处理系统的影响采用湿法脱硫工艺 由于烟温降低 烟气含湿量增加 应注意凝结水的处理 及对烟囱腐蚀的危险 因此 对新建电厂烟囱应考虑防腐措施 对现有电厂的烟囱应注意保温和防腐 采用干法脱硫工艺 除尘器入口颗粒物浓度增加 进入除尘器的颗粒物成分 粒径分布和导电特性发生变化 对除尘器性能会产生不同的影响 对于用于垃圾焚烧炉等含有有害成份的脱硫灰应作卫生填埋或其它安全的处置 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 七种常用技术的综合评价常见的烟气脱硫技术是 石灰石 石膏法 简易湿法 旋转喷雾干燥法 炉内喷钙炉后增湿活化法 电子束法 海水法和烟气循环流化床法 这七种技术是我国早期引进的技术 都已运行多年 对这些脱硫技术的分析评价结果对火电厂正确选择自己适用的技术具有参考价值 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 推荐的综合评价指标体系 技术性能经济性能环境性能系统安全性能 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 技术性能指标 脱硫率 吸收剂利用率 脱硫副产品的处置和可利用性 占地大小 动力消耗 工艺成熟程度和技术复杂程度等 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 经济性能指标 选用FGD占电站装机总投资的比例和SO2单位脱硫成本作为综合经济性能评价的标准 在电厂规模 燃料性质等参数均一致时 单位SO2脱除成本和FGD装机投资比例最低者即为经济指标优良 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 环境特性 根据处理后烟气SO2排放量进行评价 按其平均值与排放标准的比较分为很好 好 中等和不好四个等级 排放量低于标准的评为很好 达到标准为好 接近标准为中等 达不到标准为差 二次污染问题也应考虑 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 FGD系统安全性 脱硫技术的安全稳定运行是十分重要的 它也直接关系着工程投资和运行费用 是评价脱硫技术不可缺少的指标 上述四项性能的综合性能评价反映出烟气脱硫技术的综合性能的优劣 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 湿法脱硫工艺对电厂运行的影响与对策石灰石 石膏法 氧化镁法或氨法等湿法脱硫工艺一般装设在电厂的除尘器后面 因此对锅炉燃烧和除尘系统基本没有影响 但是经过湿法工艺脱硫后的烟气温度一般较低 在45 左右 若不经过再加热而直接排入烟囱 则容易形成酸雾 会腐蚀烟囱 也不利于烟气在大气中的扩散 所以在早期引进的湿法脱硫一般都配有烟气再热系统 近几年结合实际的运行已较少配置GGH了 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 为了解决烟气再热和烟囱腐蚀的问题 德国SHU公司开发出了二合一功能冷却塔烟气排放技术 烟气直接引入冷却塔喷淋层的上部而排入大气 近年来在西欧得到了广泛应用 烟气通过冷却塔排放 利用电厂循环水余热的热量 在不另设再加热系统可以提高烟气的抬升高度和扩散程度 这样就省去了烟气加热装置 进一步简化了湿法脱硫系统 冷却塔的内壁要采取适当的防腐措施 锅炉开停操作时的排放也要作特别的考虑 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十五章脱硫系统安全运行的基础一 关键设备的质量选择1 脱硫塔的喷淋系统 P291 296 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 喷淋系统由不同高度布置的喷淋层组成 各喷淋层由喷淋管道和喷嘴所组成 喷嘴与各喷淋支管之间可通过法兰连接 便于更换 喷淋系统的作用是将浆液喷成具有大量气液接触面的雾滴 利于SO2的吸收 环境污染治理设施运营培训 喷嘴类型 空心锥喷嘴 实心锥喷嘴 双空心锥喷嘴 螺旋喷嘴 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十五章脱硫系统安全运行的基础2 除雾器系统 P296 299 环境污染治理设施运营培训 3 大流量浆液循环泵 P299 300 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十五章脱硫系统安全运行的基础第二节关键设备 仪表的质量控制二 在线监测系统 CEMS 1 CEMS的类型近年来 CEMS发展很快 种类也很多 目前在用的主要有抽取采样式 在线式2种 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 1 抽取采样式即从烟道直接抽取烟气送入分析仪器 伴加热法 从烟道抽取烟气后经过加热软管加热至露点以上 在分析仪器前端再冷却除去水分 此法所采用的抽样 送样系统及其维护费用均较高 稀释法 抽取少量的烟气样品 经过滤后再用清洁干燥的空气按一定比例稀释 降低样气的露点温度 再由监测仪器分析 此法由于采样量少 其代表性 稳定性较差 同时 稀释带来的误差也很大 因此 对仪器的精确度要求很高 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 2 国内火电厂CEMS应用现状 1 系统状况早期安装CEMS的几个电厂在测定方法上比较多样 但随着运行时间的推移 一些方法的缺陷逐渐暴露 如前所述 稀释法误差大 在线法维护不便 而伴加热法相对监测准确 维护也方便 所以 经过几年的运行论证 伴加热法逐步成为目前CEMS市场的主导方法 安装位置也从原来的烟囱下部移到了烟道 烟气连续监测必选的参数是SO2 NO O2 浊度 尘 少数系统提供NO2 NOX数据 有些出于对燃烧和特殊污染物的考虑 还增加了CO CO2甚至HF的监测 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 2 在线式无需采样 仪器直接安装于监测点 如烟囱或烟道 其发射光源穿过烟气 检测烟气中污染物特征吸收光谱 该法即时性强 但主要监测部件所处的运行环境差 安装维护十分困难 如有些安装在烟囱上 目前 全球生产CEMS的公司很多 各制造厂商采用的监测方法也大同小异 气体检测大多基于紫外线 红外线或化学发光原理 浊度则可分成透射法和散射法 采样方式以伴热法居多 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 2 国内火电厂CEMS应用现状 1 系统状况早期安装CEMS的几个电厂在测定方法上比较多样 但随着运行时间的推移 一些方法的缺陷逐渐暴露 如前所述 稀释法误差大 在线法维护不便 而伴加热法相对监测准确 维护也方便 所以 经过几年的运行论证 伴加热法逐步成为目前CEMS市场的主导方法 安装位置也从原来的烟囱下部移到了烟道 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 二 在线监测系统 CEMS 2 系统缺陷及运行维护中存在的问题自CEMS在国内运行以来 电厂对其的认识 运行维护水平也在不断提高 但缺陷和问题时有暴露 由于各个电厂安装时段不同 本身就受到系统先进性的限制 厂商选择也不尽相同 另外还有设计 管理等因素 所以 系统投用后各有各的问题 大致可归为以下几类 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 二 在线监测系统 CEMS 2 系统缺陷及运行维护中存在的问题设计不足或系统不完整 没有流速仪 得不到实测排放量数据 属于不完整的CEMS 故障率高 维护跟不上 系统投运率低 仪器老化 系统先进性是一个客观问题 运行维护职责不明确 无管理制度 系统档案资料不全 数据的存贮时间短 校准很少进行 标定有待开展 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 二 在线监测系统 CEMS 3 CEMS运行管理方式从FGD调试就开始介入CEMS系统 CEMS管理落实到人 建立一系列配套的管理制度 建立专门的技术档案及台账 人员培训 提高技术水平 建立集中维修点 报表和投运率制度 运行状态远传 环境污染治理设施运营培训 本章要点 1 熟悉正确选择脱硫工艺技术的方法 P2822 掌握关键设备 仪表的质量控制及材料的质量控制 P291 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十六章脱硫系统安全性与共性难题火电厂FGD设备已经成为与锅炉 汽轮机相提并论的主要系统 脱硫系统能否长期 稳定 有效的运行 是选择火电厂脱硫工艺和设备的关键 FGD系统的安全性定义为FGD系统对发电机组安全性的影响程度及FGD系统本身的安全程度 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十六章脱硫系统安全性与共性难题FGD系统安全性包含两层含义 一是对机组的安全影响 如对锅炉运行影响 对机组启停的影响 对除尘影响 对尾部烟道腐蚀 对机组公用系统如用水 灰渣排放系统 灰渣利用 厂用电 废水处理系统的影响及对人身安全的影响等 二是FGD系统本身的安全程度 如系统功能的稳定性 系统设备的安全性 防腐蚀性等 它直接影响系统的运行可靠性和投运率等 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十六章脱硫系统安全性与共性难题第一节湿法脱硫系统的安全性一 湿法石灰 石膏法FGD对发电机组安全性的影响1 对锅炉安全运行的影响 炉膛负压波动 2 FGD系统对汽轮机系统运行的影响 压力 温度 冷凝水 3 FGD系统对灰渣排放系统运行的影响 结垢 腐蚀 利用 4 FGD系统对尾部烟道及烟囱的影响 腐蚀 烟气抬升 5 FGD系统对工业水系统运行的影响 水压下降 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十六章脱硫系统安全性与共性难题二 石灰石 石膏法本身的安全性1 吸收塔内设备的损坏 如除雾器 侧搅拌 喷淋设施等 2 FGD系统内的腐蚀 不同部位的酸性腐蚀 磨蚀 3 FGD系统内的结垢与固体沉积 阻塞 磨损 4 FGD系统内的磨损和堵塞等 磨损 腐蚀 5 其他 停水 停电 超温等异常情况时的安全处置对策 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十六章脱硫系统安全性与共性难题第二节结垢问题一 FGD系统内的结垢与固体沉积三种结垢形式 灰垢 这在吸收塔入口干湿交界处十分明显 石膏垢 当塔内石膏浆液中的CaSO4过度饱和 混合结晶垢 当浆液中亚硫酸钙浓度偏高时就会与硫酸钙同时析出结晶 形成混合结晶 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第十六章脱硫系统安全性与共性难题二 防结垢对策1 提高锅炉电除尘器的效率和可靠性 使FGD入口烟尘在设计范围内 2 运行控制吸收塔浆液中石膏过饱和度最大不超过140 控制石膏浆液的质量浓度 保持溶液有一定的晶种 3 选择合理的pH运行 尤其避免pH的急剧变化 4 保证吸收塔浆液的充分氧化 5 可以向吸收剂中加入添加剂如镁离子 乙二酸等防结垢 6 对接触浆液的管道在停运时及时冲洗干净 7控制吸收液中水份蒸发速度和蒸发量 8 定期检查 及时发现潜在的问题 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第三节堵塞问题一 堵塞的原因1 浆液中有机械异物 包括防腐衬里损坏后的残片 或垢片 2泵的出力严重下降 使向高位输送的管道堵塞 3 阀门内漏 4 未及时排空停机后管道中的剩余浆液 5 管内结垢 6 氧化风机故障停运 浆液进入氧化配气母管并很快沉淀 多次发生此种事故后会造成风机喘振 氧化管干湿结垢 7喷淋层停用的风险 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 二 亚硫酸盐堵塞特征 吸收塔液体中SO32 浓度超过100mg L 甚至增加到2000mg L是石灰石堵塞的一个显著的特征 吸收塔脱硫率将下降到40 50 吸收塔出口处SO2浓度增加 控制系统将增加注入吸收塔的石灰石浆液量 吸收塔浆液中的CaCO3浓度随之增加 采取措施 解决氧化不足的问题或减少进入吸收塔的SO2流量 停止石灰石浆液供给 pH值将随之下降至4 5 固体亚硫酸钙将会溶解 SO32 将被氧化 正常后可以增加pH值 吸收塔将返回正常运行状态 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 二 氟化铝络合物生成而造成的堵塞产生原因 原烟气中HF浓度偏高 25mg Nm3 吸收塔入口处粉尘浓度偏高 275mg Nm3 特征 吸收塔液体中F 浓度超过50mg L 甚至增加到900mg L是氟化铝络合物堵塞的一个显著特征 吸收塔脱硫率将下降到40 50 吸收塔出口处SO2浓度增加 控制系统将增加注入吸收塔的石灰石浆液量 吸收塔浆液中的CaCO3浓度随之增加 采取措施 解决进入吸收塔的飞灰或HF含量过高的问题 FGD装置必须停运 必须增加Ca OH 2或NaOH以提高pH值直至pH 8 氟化铝络合物将在吸收塔内溶解并沉淀 高含量的飞灰及惰性物质必须在水力旋流器上方除掉 正常后重新启动FGD装置并提高pH值 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 二 防堵塞对策1 防止吸收塔结垢 针对产生原因采取对策 2 防止喷雾嘴结垢 喷嘴结构 过滤杂质 3 防止吸收塔除雾器结垢 冲洗 合适气速 4 防止浆液配管内的固形物沉积 合适液速 配管倾斜度 末端排水管可拆卸 停运换清水 5 防止GGH堵塞 设置冲洗或清洗装置 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第四节磨损问题一 磨损的原因FGD系统内循环流动的主要是石灰石和石膏浆液及其他一些杂质 这些流体具有磨损性又有一定的酸性腐蚀 同时 当泵和系统设计不当时 会产生气蚀 因此 泵与系统的合理设计 选用耐磨材料 减少进入泵内的空气量 调整好吸入侧护板与叶轮之间的间隙是减少气蚀 磨损 提高寿命的关键措施 环境污染治理设施运营培训 第四篇锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第四节磨损问题二 防磨损对策1 防磨损最重要的对策之一 就是在那些磨损最严重的部位 部件 采用耐磨材料 分不同设备和部位采取不同的防腐 防磨措施 如吸收塔 喷嘴 罐类 配管等 2 除了使用耐磨损材料外 为了避免流体的流速过大而导致局部湍流或撞击 必须选定合适的流速 排除极端的节流机构等 特别