濕法脫硫機(jī)組煙氣消白方案介紹 - sc

1、煙氣除濕除塵消煙氣除濕除塵消白技術(shù)白技術(shù)1、濕法脫硫機(jī)組煙氣冒白煙現(xiàn)象分析 燃煤火電機(jī)組一般采用濕法脫硫技術(shù)來去除煙氣中的SO2。采用濕法脫硫的脫硫塔出口煙氣中水蒸汽處于飽和狀態(tài)，至煙囪遇冷凝結(jié)成為霧狀，在煙囪出口進(jìn)一步冷卻形成白煙。排煙出現(xiàn)冒白煙現(xiàn)象主要是其含有的水蒸汽遇冷凝結(jié)成小液滴，在小液滴集聚長大過程中氣體由霧狀逐漸發(fā)展成白煙狀。 脫硫塔出口煙氣的主要成分為N2、CO2、O2、H2O等，其中含有的水蒸汽占13%左右；另外還攜帶有SO2、SO3、NOx、CaSO4、Cl-、F-、Hg、Pb等重金屬及固體顆粒物。若脫硫塔除霧器不能正常運(yùn)行，脫硫塔出口煙氣會攜帶走大量的石膏漿液，會造成煙氣中

2、固體顆粒物排放嚴(yán)重超標(biāo)。1、濕法脫硫機(jī)組煙氣冒白煙現(xiàn)象分析有色煙羽：濕法脫硫后的煙氣會在煙囪口形成霧狀水汽，霧狀水汽會因天空景色和天空光照、觀察角度等原因發(fā)生顏色的細(xì)微變化，形成“有色煙羽”，通常為白色、灰白色或藍(lán)色等顏色。石膏雨：脫硫塔出口煙氣與大氣混合后，煙氣中部分汽態(tài)水和污染物會發(fā)生凝結(jié)，液體狀態(tài)的漿液量會增加，并在一定區(qū)域內(nèi)有液滴飄落，沉積在地面干燥后呈白色石膏斑點，成為石膏雨。1、濕法脫硫機(jī)組煙氣冒白煙現(xiàn)象分析2、濕法脫硫煙氣消白原理分析 濕法脫硫煙氣在脫硫塔入口、脫硫塔出口、煙囪出口的熱力學(xué)分析見左圖。A點為脫硫塔入口點，B點為脫硫塔出口點，C點、D點為脫硫塔出口煙道及煙囪點。2、

3、濕法脫硫煙氣消白原理分析飽和狀態(tài)1加熱至過熱狀態(tài)2，溫度升高，焓值增加，含濕量不變，但相對濕度降低，可以容納更多的水蒸汽。2、消白原理分析過熱狀態(tài)A冷卻至飽和狀態(tài)B，飽和狀態(tài)B繼續(xù)冷卻至飽和狀態(tài)C。由A至C過程中，含濕量由d1降到d2。2、消白原理分析濕法脫硫排煙與外界空氣混合的熱力學(xué)分析見圖。O點為外界冷空氣點，I點為煙囪出口點，M點為煙囪出口濕空氣與冷空氣混合點。2、消白原理分析2、消白原理分析2、消白原理分析2、消白原理分析2、消白原理分析3、冷凝除塵原理分析在脫硫塔出口設(shè)置氟塑料管式煙氣除濕除塵器。氟塑料管束表面由于煙氣冷凝一直存在水膜，煙氣中的液滴、固體顆粒物隨著管束對煙氣的降溫作用

4、以及與管束的相互碰撞作用而被潤濕的管束表面捕集回收，實現(xiàn)除濕和除塵功能。據(jù)已投運(yùn)項目，冷凝效果較好時，除塵效率可高達(dá)70%以上。煙氣中的水蒸汽被氟塑料管束冷凝成為水，會在管束間形成水幕，對煙氣起到洗滌作用。煙氣中易溶于水的SO3、Hg2+等溶于冷凝水中，實現(xiàn)煙氣中SO3、Hg的脫除。4、消白技術(shù)路線l 采用冷凝法和升溫法想結(jié)合，減少排煙中的水蒸汽含量，提高排煙溫度，熱力學(xué)圖上由I點變?yōu)镹點。l 煙氣由I點變?yōu)镹點過程中，會釋放顯熱和大量的冷凝潛熱，這部分熱量通過大氣散失或煙氣余熱利用。l 利用脫硫塔入口的煙氣熱量，來解決脫硫塔出口煙氣升溫過程中需要消耗大量的熱量 。l 煙氣冷凝過程中，采用氟塑

5、料管式除濕除塵器實現(xiàn)對煙氣的進(jìn)一步凈化功能（除塵、除濕）。4、消白技術(shù)路線4、消白技術(shù)路線 煙氣冷卻器、煙氣再熱器、循環(huán)水泵、循環(huán)水管道等組成閉式循環(huán)水系統(tǒng)（MGGH）。 煙氣冷卻器一般設(shè)置在除塵器前（防磨）或脫硫塔入口前（防腐）用于冷卻煙氣，把加熱熱媒水。換熱器一般為H型鰭片管或氟塑料光管。 煙氣再熱器設(shè)置在脫硫塔出口（煙氣冷凝器出口），利用熱媒水加熱煙氣。煙氣再熱器一般分為光管或鰭片管，材質(zhì)由氟塑料或（2205、316L、ND鋼）組成。 4、消白技術(shù)路線 煙氣冷凝器（氟塑料管式除濕除塵器）、高效干濕聯(lián)合冷卻器、循環(huán)水泵、循環(huán)水管道等組成閉式循環(huán)水系統(tǒng)。 煙氣冷凝器由于是水-煙氣換熱，雖然存

6、在相變，傳熱系數(shù)相對水-水換熱較?。?00W/(m2)左右），換熱面積大，布置空間很大。冷凝水PH為2左右，煙氣中含有大量石膏漿液， 煙氣冷凝器需要重點解決低溫腐蝕和積堵灰問題。煙氣冷凝器一般采用光管形式換熱器。材質(zhì)采用氟塑料（PFA或PTFE）、鈦管。5、方案設(shè)計設(shè)計邊界條件l 210MW機(jī)組脫硫塔入口煙氣量及組分：煙氣煙氣溫度溫度（）煙氣煙氣量量（萬萬Nm3/h）O2（%）CO2（%）N2（%）H2O（%）其其（%）135804.7313.173.288.840.05l 冷凝過程，脫硫塔出口煙氣溫度降低5。l 升溫過程，排煙升溫后達(dá)到80。煙氣冷卻器設(shè)計參數(shù)如右表。煙氣冷卻器采用384 H

7、型鰭片管換熱器。煙氣冷卻器材質(zhì)采用耐低溫硫酸腐蝕的ND鋼。序號序號名稱名稱單位單位數(shù)值數(shù)值備注備注1煙氣流量萬Nm3/h80 2入口煙氣溫度135 3出口煙氣溫度100 4入口水溫80 5出口水溫110 6水側(cè)流量t/h303 7換熱量MW10.62 8橫向排數(shù)-80 9縱向排數(shù)-20 10橫向節(jié)距m0.098 11縱向節(jié)距m0.098 12換熱器高度m8.2 13換熱器寬度m8.6 14換熱器深度m2.2沿?zé)煔夥较?5煙氣流速m/s9.4 16水側(cè)流速m/s0.8 17煙氣側(cè)阻力Pa260 18水側(cè)阻力MPa0.05 19換熱面積m210318 20換熱器總量t150 煙氣再熱器設(shè)計參數(shù)如右

8、表。煙氣再熱器采用101光管換熱器。煙氣再熱器材質(zhì)氟塑料PTFE或PFA。一共6個模塊。序號序號名稱名稱單位單位數(shù)值數(shù)值備注備注1煙氣流量萬Nm3/h80.4 2入口煙氣溫度45 3出口煙氣溫度80 4入口水溫110 5出口水溫80 6水側(cè)流量t/h303 7換熱量MW10.62 8橫向排數(shù)-510 9縱向排數(shù)-40 10橫向節(jié)距m0.02 11縱向節(jié)距m0.002 12換熱器高度m8 13換熱器寬度m11.2 14換熱器深度m1沿?zé)煔夥较?5煙氣流速m/s7.2 16水側(cè)流速m/s0.3 17煙氣側(cè)阻力Pa300 18水側(cè)阻力MPa0.05 19換熱面積m24806 20換熱器總量t306個

9、模塊 煙氣冷凝器設(shè)計參數(shù)如右表。煙氣冷凝器采用101光管換熱器。煙氣冷凝器材質(zhì)氟塑料PTFE或PFA。一共6個模塊。可冷凝水量21t/h。序號序號名稱名稱單位單位數(shù)值數(shù)值備注備注1煙氣流量萬Nm3/h83.1 2入口煙氣溫度50 3出口煙氣溫度45 4入口水溫28 5出口水溫38 6水側(cè)流量t/h1381 7換熱量MW16.1 8橫向排數(shù)-510 9縱向排數(shù)-60 10橫向節(jié)距m0.02 11縱向節(jié)距m0.002 12換熱器高度m8.2 13換熱器寬度m11.2 14換熱器深度m1.4沿?zé)煔夥较?5煙氣流速m/s7.1 16水側(cè)流速m/s0.9 17煙氣側(cè)阻力Pa420 18水側(cè)阻力MPa0.

10、09 19換熱面積m27210 20換熱器總量t426個模塊 高效干濕聯(lián)合冷卻器設(shè)計參數(shù)(單臺)如右表。換熱器材質(zhì)采用316L。序號序號名稱名稱單位單位數(shù)值數(shù)值備注備注1冷卻塔臺數(shù)臺3 1冷卻水流量t/h460.3總1831t/h2入口熱水溫度38 3出口冷水溫度28環(huán)境溫度設(shè)計為204換熱量MW5.4總16.1MW5入口空氣溫度20 6入口空氣濕度%48 7入口空氣量萬Nm3/h50總150萬Nm3/h8出口空氣溫度30 9出口空氣濕度%85 10循環(huán)風(fēng)機(jī)功率kW37.5總112.5kW11循環(huán)水泵功率kW8總24kW12換熱面積m22100 13冷卻塔重量t16估計系統(tǒng)阻力分析：1、煙氣阻

11、力煙氣冷卻器阻力260Pa、煙氣再熱器阻力300Pa、煙氣冷凝器阻力420Pa，總增加煙氣阻力980Pa。2、煙氣冷卻器、煙氣再熱器閉式水循環(huán)管路阻力0.3MPa，選用2臺一用一備350t/h,40mH2O水泵，循環(huán)母管為DN250。3、煙氣冷凝器、干濕高效聯(lián)合冷卻器閉式水循環(huán)管路阻力0.3MPa，選用3臺二用一備750t/h,40mH2O水泵，循環(huán)母管為DN450。6、風(fēng)險分析l 解決濕法脫硫煙囪出口煙氣冒白煙的MGGH方法，目前已廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電濕法脫硫機(jī)組上，收到了較好的效果。本系統(tǒng)以此為基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)展，風(fēng)險較小。l 本系統(tǒng)采用冷凝煙氣的方法來解決石膏雨和北方嚴(yán)寒地區(qū)冬季濕法脫硫煙囪冒白

12、煙現(xiàn)象，實現(xiàn)除濕和除塵雙重功能。每小時可冷凝煙氣水量21t。l 煙氣冷凝器和煙氣再熱器采用氟塑料材質(zhì)換熱器，解決了低溫腐蝕問題，運(yùn)行可靠性大大增加。目前氟塑料換熱器已大規(guī)模應(yīng)用，成熟可靠、風(fēng)險小。6、風(fēng)險分析l 干濕聯(lián)合高效冷卻器使出口熱空氣處于過熱狀態(tài)，解決了冷卻塔本身冒白煙的現(xiàn)象，同時提高了換熱效率，降低了設(shè)備成本和運(yùn)行成本。l 系統(tǒng)增加了煙氣側(cè)阻力980Pa+150Pa(除霧器)，引風(fēng)機(jī)需要改造。 綜上所述，本系統(tǒng)無論在降低投資成本、增加設(shè)備可靠性，還是在消除石膏雨及冒白煙等方面風(fēng)險較小，完全可以控制。7、主要設(shè)備清單序號系統(tǒng)/分項/品名型號/規(guī)格單位數(shù)量備注1煙氣冷卻器ND鋼，面積10300m2,重量150t臺1 2煙氣再熱器PTFE，面積4806m2,重量30t臺16個模塊3煙氣冷凝器PTFE，面積7210m2,重量42t臺16個模塊4干濕高效聯(lián)合冷卻器460t/h，5.37MW，3828臺35除霧器臺1煙氣冷凝器后6煙氣冷卻再熱循環(huán)水泵350t/h,40mH2O臺27煙氣冷凝循環(huán)水泵750t/h,40mH2O臺38高位補(bǔ)水箱6m3個 2 2個循環(huán)系統(tǒng) 9加藥裝置調(diào)制循環(huán)水PH值臺2 2個循環(huán)系統(tǒng)10補(bǔ)水泵60t/h，50mH2O臺3 2個循環(huán)系統(tǒng)和干濕高效聯(lián)合冷卻器11沖洗水泵120t/h,50mH2O 臺2 一用一備 ,氟塑料換熱器在線沖洗12煙道、管道