【導讀】鍋爐運行方面的論文。1．在崗收集資料，查閱參考書；2．綜合分析，撰寫10000~15000字論文一篇。本任務書一式三份。由指導教師和學生認真填寫，經教研室主任審查報系主任批準后，下達給學生，一份留系備查，一份由指導教師保存。制酸雨和二氧化硫污染的主要技術手段。大多數是從國外進口設備，國內只負責安裝。成二氧化硫污染和酸雨的嚴重危害。據最新報道[1]，1999年我國二氧化硫排放總量為。酸雨區(qū)面積占國土面積的。30％，主要分布在長江以南、青藏高原以東的廣大地區(qū)及四川盆地。pH值監(jiān)測結果統計表明，降水年均pH值低于的有43個城市，占統計城市的％?？諝庵械亩趸蛞矅乐氐赜绊懭藗兊纳硇慕】礫3]，它還可形成硫酸。酸霧，危害更大。收二氧化硫排污費的試點工作。這都說明我國政府高度重視酸雨和二氧化硫污染的防治。產脫硫技術和設備的研究、開發(fā)、推廣和應用。燃燒中脫硫，如型煤固硫、爐內噴鈣[6]等。

　　

【正文】 期采用的是硫代硫酸鈉 , Gibson 電站以價格便宜的元素硫替代硫代硫酸鈉獲得了成功 。工業(yè)應用已證明 , 通過向脫硫系統加乳化硫而現場產生硫代硫酸根的辦法 , 可有效地抑制亞硫酸鹽的氧化。一般認為 , 硫代硫酸鹽能 “ 吃掉 ” 亞硫酸鹽液相催化氧化反應過程中的自由基 , 使氧化率降低 , 從而達到抑制 結垢 的目的。 為進一步 降低成本 , 美國 EPRI 等提出以氣體脫硫 (H2S) 過程產生的固體元素硫來替代商品乳化硫 。鐵基催化液相氧化還原脫 H2S 過程產生的元素硫含有少量螯合劑 , 對抑制氧化是有益的。試驗表明 , 采用液相氧化還原硫產物做 FGD 過程的氧化抑制劑 , 其抑制氧化等作用與商品乳化硫相當 , 無副作用。 采用抑制氧化方式控制石膏 結垢 存在的問題是脫硫固相產物為顆粒較細的亞硫酸鈣半水合物 , 其過濾 脫水較困難。 ② 強制氧化 與抑制氧化相反 , 強制氧化是盡可能將漿液中的亞硫酸鹽氧化 , 使固相產物以石膏為主。此法的優(yōu)點是脫硫產物石膏晶粒比亞硫酸鈣半水合物晶粒大 , 其過濾脫 25 水性能較優(yōu)。 強制氧化需設置氧化風機向漿液鼓入空氣 , 可在脫硫系統的不同位置進行 , 較好的選擇是在脫硫除塵器的底段進行 , 這樣可使隨氣體逸出的二氧化硫在脫硫塔中再次被吸收 , 從而避免因強制氧化帶來的污染問題。 ③ 其他措施 適當增大液氣比、延長循環(huán)槽停留時間 , 可降低硫酸鈣的飽和度 , 有利于抑制石膏 結 垢 。減少碳酸鈣粒徑 , 可提高其利用率 , 被氣流帶到除霧器等下游設備管道的量較少 , 有利于防止因二次吸收造成的 結垢 。 采用硫酸鎂、硫酸鈉、己二酸等無機或有機添加劑 , 可促進石灰 / 石灰石的溶解 , 提高脫硫率和石灰 / 石灰石的利用率 , 降低漿液中的濃度 , 故亦有利于抑制石膏 結垢 。事實上 ,使用添加劑 , 還可改變固體產物的晶型結構 , 使其更易去除。 另外 , 應盡量選用結構簡單、不易堵塞、操作彈性寬的脫硫設備 , 從國內外的應用情況看 , 噴淋塔、旋流板塔等有較好的防堵性能 , 應優(yōu)先考慮 ,而填料塔顯然不適宜。 腐蝕原因及 防腐 措施 ① 腐蝕原因 濕式 FGD 系統運行過程中的設備腐蝕是我們必須解決的一個關鍵問題。鋼制 FGD 設備的腐蝕率為 1125 mm/a , 局部可達 5mm/ a。產生腐蝕的原因有幾個方面 : (1) 煙氣中部分二氧化硫會被氧化成三氧化硫 , 三氧化硫與水汽作用形成硫酸霧 , 硫酸霧在管壁上沉積而造成腐蝕 。 (2) 漿液中的中間產物亞硫酸和稀硫酸處于其活化腐蝕溫度狀態(tài) , 滲透能力強 , 腐蝕速率快 , 對脫硫塔主體和漿液管道等產生腐蝕作用 。 (3) 煙氣中的氯化物和所用水中含有的氯離子 , 在脫硫過程中會在漿液中累積 , 而氯離子會破壞金屬表面的鈍化 膜 , 造成麻點腐蝕 , 使腐蝕速率大增 。 濕式煙氣脫硫系統復雜 , 包括靜態(tài)設備和動態(tài)設備等 , 腐蝕介質分布廣 , 化學腐蝕、電化學腐蝕、結晶腐蝕及磨損腐蝕等交互作用 , 防腐 難度大 , 我國早期濕式 FGD 裝置的防腐 技術一直依賴國外。通過 20 年左右的開發(fā)研究和吸收 消化國外 FGD 系統的 防腐 技術 , 目前國內 防腐 技術已取得長足的進步 , 基本解決了這一技術難題。 ② 防腐 措施 FGD 系統的靜態(tài)設備主要有 脫硫塔、氣液管道、再熱器及循環(huán)池等 , 與漿液接觸的主要動態(tài)設備包括漿液輸送泵、攪拌器等。 防腐 措施主要有 :(1) 內襯 防腐 。 (2) 以 防腐 蝕非金屬材料制作 。(3) 以 防腐 蝕合金材料制作。 ⑴ 內襯 防腐 26 有效且得到廣泛應用的內襯 防腐 技術主要有玻璃鱗片樹脂內襯技術和橡膠襯里技術。 玻璃鱗片樹脂由乙烯基酯樹脂和惰性玻璃鱗片制成 , 也有用環(huán)氧樹脂做基體的。鱗片膠泥因其有多層平行排列的玻璃鱗片 , 具有優(yōu)異的抗?jié)B性能和理想的抗應力腐蝕失效能力 。 鱗片膠泥固化后硬度較高 , 耐磨損性也較好 。 且造價適中 , 施工方便 , 易于修復。FGD 系統中的脫硫塔、再熱器外殼、煙道、漿液循環(huán)池等均可采用鱗片襯里 防腐 。目前 , 我國自行研制的鱗片膠泥已在火電廠煙氣脫 硫中獲得成功應用 , 并成為濕式 FGD 系統 防腐 的首選技術。 橡膠襯里具有良好的彈性和應變性能 , 襯層本體致密 , 防滲耐磨性能較好 , 在德國應用較多。但橡膠會因熱老化而降低性能 , 故適合于介質溫度不太高的場合。吸收塔、循環(huán)泵等的葉輪和泵殼、攪拌器等可采用襯膠方式 防腐 , 對溫度較高 的部位 ,可與鱗片膠泥等配合使用。橡膠襯里存在施工難度大 , 可修復性較差等缺點 , 在我國其應用不如鱗片膠泥廣泛。 ⑵ 采用 防腐 蝕非金屬材料 對脫硫塔等較大設備可采用抗腐耐磨麻石 (花崗巖 ) 材料。優(yōu)質花崗巖具有優(yōu)異的耐酸、耐堿及耐磨性能。我國早期中小型火力發(fā)電廠的水膜除塵器多采用麻石做塔體材料 , 長期工程應用證明 , 其性能是穩(wěn)定可靠的。 近年來玻璃鋼 (玻璃纖維增強塑料 ) 在濕式煙 氣脫硫系統中的應用逐漸引起人們的重視。玻璃鋼種類很多 , 因所用材料和成型方法的不同而具有不同的性能 。玻璃鋼質輕強度高 , 耐腐蝕 , 價格約為高鎳合金的 1/ 3 , 與漿液接觸的單元設備以玻璃鋼制作方便可行 , 以玻璃鋼制作脫硫塔等主體設備在我國亦有成功實例。國內玻璃鋼制造技術及玻璃鋼性能的進一步改進提高 , 有賴于工程實踐經驗 的不斷積累總結。 ⑶ 采用 防腐 蝕合金材料 鎳基合金等具有很 強的抗腐蝕性能 , 如 C276 合金的腐蝕率為 。但因整體鎳基合金 防腐 材料的造價高昂 , 雖在一些發(fā)達國家有所應用 , 卻難以大量推廣。而諸如316L 不銹鋼等材料在 FGD 系統的復雜腐蝕環(huán)境下 , 腐蝕問題依然存在 , 這已被諸多工程實例所證明。 煙氣再熱目的及再熱方式 ① 煙氣再熱目的 濕式煙氣脫硫后 , 煙氣溫度一般降至 50 ℃ 左右 , 基本達到飽和狀態(tài) , 這樣的煙氣狀態(tài)將主要產生兩方面的問題 : 一是低溫煙氣不利于污染物擴散 , 產生 “ 白煙 ” 現象 。 27 二是低溫煙氣中的水汽、 SO2 、 SO3 等冷凝成腐蝕性亞硫酸、硫酸等 , 對煙道、煙囪等下游設施造成嚴重腐蝕。 為防止 “ 白煙 ” 現象和設備腐蝕 , 脫硫后的煙氣須進行再加熱以升高溫度 , 溫度升高幅度依環(huán)保標準的不同各國差異較大 [29 ] 。從環(huán)保的角度考慮 ,升溫幅度大有利 , 但煙氣再熱使 FGD 系統的投資費和運行費顯著增大。 ② 煙氣再熱方式 煙氣再熱主要有低壓蒸汽 (或燃料燃燒 ) 加熱、旁路再熱及冷熱煙氣換熱等方式。 蒸 汽加熱是通過熱交換器以低壓蒸汽加熱冷煙氣 ,屬間接加熱。直接燃燒再熱則是通過燃燒天然氣或輕柴油產生 1000 ℃ ～ 1100 ℃ 的高溫熱煙氣 ,熱煙氣與凈化后的低溫煙氣直接混合而使煙氣升溫 ,屬直接加熱。這兩種加熱方式投資相對較低 ,但脫硫前的熱煙氣熱量沒有得到利用 ,能量消耗大。 旁路再熱是引出部分未經脫硫的熱煙氣與脫硫后的低溫煙氣混合 , 使煙氣溫度升高。旁路再熱的優(yōu)點是工程投資和運行費較低 , 但系統的總脫硫效率降低 , 故適合于脫硫率要求較低的系統。 冷熱煙氣換熱是通過換熱器以脫硫前的熱煙氣加熱脫硫后的低溫煙氣 , 此種換熱器常被稱為 GGH , 在國內應用較普遍 , 一般可將冷煙氣加熱至 80 ℃ 以上。采用 GGH 可降低進入脫硫除塵器的煙氣溫度 , 對二氧化硫的吸收脫除是有利的 。 煙氣溫度低亦可降低氣液接觸傳質反應過程中水分的蒸發(fā)量 ,從而減少工藝水的消耗。 采用 GGH 存在的缺點是 GGH 的投資費用高 ,約占 FGD 系統總投資的 20 %以上 , 且因GGH 使系統阻力增加 , 運行費也相應增加 , 若再考慮維護費用等 , GGH 的負面影響是很大的?；诖?, 有不設 GGH 而是對煙囪采取嚴格的 防腐 措施或把凈化后的煙氣引入自然通風冷卻塔進行排放的做法。在歐洲 , 這兩種方案均有采用的。 不設 GGH 具有明顯的經濟優(yōu)勢 , 但對下游設施的 防腐 要求更高 , 對污染物擴散等的影響尚需針對具體情況進行分析 。 液固分離及亞硫酸鹽的氧化 脫硫漿液需進行液固分離再進行處置。目前多采用真空帶式過 濾機進行過濾。漿液成分對液固分離影響很大。前已述及 , 石膏結晶為較大的圓形顆粒 , 而亞硫酸鈣半水合物為片狀細顆粒 , 過濾脫水相對困難 , 而且亞硫酸鈣半水合物不穩(wěn)定 , 不滿足填埋要求。所以 , 從液固分離和廢渣處置的角度考慮 , 脫硫反應產物以石膏為優(yōu) , 這就涉及到亞硫酸鹽的氧化問題。如前所述 , 為控制石膏 結垢 而采取的強制氧化方式 , 亦要求將 90 %以上的亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽。 28 為提高石 灰 / 石灰石脫硫過程的脫硫率和脫硫劑利用率而添加的鎂化合物等 , 對亞硫酸鹽的氧化是有利的。研究表明 , 對鎂強化石灰石脫硫過程 ,015 %和 1 %的漿液中形成的中性離子對 MgSO03 在液相主體中的濃度是石灰石溶在水中濃度的 10～ 30 倍， 氧化MgSO03 比氧化 CaSO312H2O 固體產物容易得多 , 使亞硫酸鹽完全氧化也是可能的。所以使用添加劑有助于亞硫酸鹽的氧化而有利于液固分離和廢渣處置。 （二）煙氣脫硫系統換熱器常見問題和解決方法 GGH,GGH 將原煙氣中的熱 量蓄積并加熱從吸收塔出來被凈化后的冷煙 氣。在原煙道 ,GGH 將原煙氣溫度由 145℃ 降至 ℃ , 從而保證吸收塔入口煙氣不至于因溫度高而損壞吸 收塔內部的襯膠及防腐材料 ,而經過脫硫冷卻后的 凈煙氣進入 GGH 經換熱被加熱至 82℃ 后進入煙 囪。 1 GGH 常見問題和解決方法 合山發(fā)電公司 2330MW 機組煙氣脫硫的 GGH 在運行過程中最常見的問題主要是卡澀和堵 灰 (結垢 )。 GGH卡澀主要發(fā)生在 GGH 啟動時 ,由于 GGH 卡澀不能正常啟動 ,導致脫硫系統不能運行 ,而國家環(huán)保部門要求脫硫系統如不能隨主機運行則主機也要停運 ,這樣會造成機組的非正常停機 。而 GGH 堵灰 (結垢 )的危害主要是造成煙氣系統阻力增大 ,脫硫系統用電量增加 ,同時 GGH 差壓過大則會造成鍋爐爐膛負壓降低 ,嚴重時會使機組停運或被迫開旁路運行。 ⑴ GGH 卡澀 合山發(fā)電有限公司 1 號爐脫硫系統 2021 年 6 月 15日啟動 GGH 時 ,電機電流達 44A 并自動跳 開。當時檢查 GGH潤滑油透明無雜質 ,手動盤車 只能盤動其嚙合間隙部分 ,主軸不轉動 ,初步判斷為 1 號脫硫 GGH 卡澀。以下對可能導致 GGH 發(fā)生卡 澀的幾個原因進行分析 : ① 保溫不完全 ,GGH 受熱膨脹不均勻。經有關 人員現場檢查 ,GGH 保溫無大塊脫落損壞現象 ,同 時 GGH并不是隨主機停運而停轉 ,而是繼續(xù)運行 一段時間 ,當煙溫降到較低溫度時才停止 ,因此不存 在受熱膨脹不均而導致卡澀的可能。 ② GGH 支撐點安裝方式與安裝說明有偏差 ,或 GGH 部分附屬管道支架直接焊接在GGH 本體上 , 限制了 GGH 自由膨脹。但我公司 GGH 均為 2021 年投運設備 ,并且自 2021年脫硫大修結束以后 ,該設備和整個脫硫系統一起隨主機運行 ,如為安裝問 題 ,該卡澀現象應早已出現 ,因此這個原因也可排 除。 ③ GGH 動靜結合部位發(fā)生卡澀。我公司有關技術人員在 GGH 產生卡澀后對 GGH 內部各間隙 重新進行檢查 ,最后發(fā)現 GGH 軸向密封板玻璃鱗 片脫落 ,卡住軸向密封片并導 29 致主軸不轉 ,在取出脫落的玻璃鱗片后 ,GGH 轉動正常。由此可見 ,GGH 卡澀主要是由 GGH軸向密封板玻璃鱗片脫落而造 成。為此 ,我公司規(guī)定機組每次大、小修務必檢查 GGH軸向密封板玻璃鱗片的破損情況 ,及時取出破 損的鱗片并對破損處進行修補。機組停備期間 ,務 必試轉 GGH,其根本目的就是為了防止 GGH發(fā)生卡澀而影響脫硫系統投運。 ⑵ GGH 堵灰 (結垢 ) 1 堵灰情況 GGH 在運行 12個月 后常常出現壓差增大 , 超過設計值 ,最高一次達 1900Pa。另外 ,升壓風機 電流異常升高 ,用電量大增 ,有時還出現因 GGH 阻 力偏高而報警 ,這些現象說明GGH 發(fā)生了堵灰情況。 通過對 GGH 進行檢查和分析 ,得知導致 GGH 堵灰 (結垢 )的主要原因有以下幾方面 : ① 鍋爐原煙氣含塵量、 SO3 過高。我公司 FGD 入口煙塵濃度設計值為 205mg/m3,Sar設計值和校 核值分別為 。由于近 年煤炭市場緊張 ,實際燃燒煤種灰分、硫分較大 ,電 除塵器出口煙塵濃度常常達到 300mg/m3 以上 ,加 上 SO2 與 O2結合生成一定量的 SO3,煙塵與 SO3 結 合 ,附著在 GGH 換熱元件上 ,導致了 GGH 堵塞。 ② GGH 換熱元件的形狀屬于不易疏通波形。 我公司換熱元件的材質為 Corten 鋼 ,搪瓷表面。為 了加強換熱效果 ,提高凈煙氣溫度 ,利于煙囪防腐和 煙氣擴散 ,換熱元件形狀采用