李靜亮

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司能源中心）

八鋼熱電聯(lián)產(chǎn)脫硫工程工藝實(shí)踐

李靜亮

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司能源中心）

文章介紹了八鋼公司熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目采用的循環(huán)流化床煙氣干法脫硫及多組分污染物協(xié)同凈化工藝（FGD）原理、主要特點(diǎn)及系統(tǒng)各組成部分。通過對其工藝運(yùn)行特點(diǎn)的介紹以及實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的對比分析，進(jìn)一步介紹了這項(xiàng)環(huán)保技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用效果。

熱電鍋爐；煙氣脫硫；排放標(biāo)準(zhǔn)

1　前言

八鋼公司熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目一期兩臺煤粉/煤氣混燒130t/h鍋爐于2003年建成投產(chǎn)，是集發(fā)電、工業(yè)用汽及供暖于一體的重要關(guān)鍵設(shè)備，該鍋爐尾部煙氣處理系統(tǒng)使用的是當(dāng)時(shí)國內(nèi)某知名環(huán)保公司生產(chǎn)的靜電干法除塵器，執(zhí)行當(dāng)時(shí)的國家標(biāo)準(zhǔn)《GB13223-2003火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，靜電除塵器設(shè)計(jì)除塵效率在98％以上，排放濃度控制在50mg/Nm3以下，生產(chǎn)實(shí)踐表明煙塵排放指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。由于當(dāng)時(shí)沒有設(shè)計(jì)建設(shè)配套的脫硫設(shè)施，因此對煙氣中所含硫分污染物采取了直排方式。但隨著國家對工業(yè)污染物排放管理的標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，單純的火電廠煙氣除塵工藝已不能滿足國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是對粉塵及SO2排放指標(biāo)方面要求更高，現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)已修訂升級為《GB13223-2011火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)要求在重點(diǎn)地區(qū)的火電廠鍋爐煙塵最高允許排放濃度限值為20mg/Nm3；SO2最高允許排放濃度為50mg/Nm3［2］。為了降低八鋼熱電廠煙塵及SO2排放濃度，并控制在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，2015年在熱電廠新增建設(shè)了一套超潔凈煙氣干法脫硫及多組分污染物凈化系統(tǒng)，主要用于處理熱電廠鍋爐尾部煙氣污染物的排放。

2　煙氣脫硫工藝流程及主要化學(xué)反應(yīng)過程簡述

循環(huán)流化床煙氣干法脫硫及多組分污染物系統(tǒng)凈化工藝（FGD），是國內(nèi)某重點(diǎn)環(huán)保企業(yè)研發(fā)的一種適用于熱電廠煙氣脫硫除塵工藝。

八鋼熱電鍋爐煙氣脫硫工藝包括：消石灰吸收劑制備及供應(yīng)輸送系統(tǒng)、脫硫吸收塔（主要設(shè)備）、除塵脫硫灰流化再循環(huán)系統(tǒng)、脫硫引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、脫硫后布袋除塵系統(tǒng)、脫硫灰流化外排輸送系統(tǒng)、儀控及DCS系統(tǒng)以及高低壓供用電系統(tǒng)等九大部分組成。工藝流程見圖1。

圖1　FGD工藝流程示意圖

八鋼熱電廠鍋爐尾部煙氣溫度約為138～185℃，經(jīng)BE-101型靜電除塵器除塵后的煙氣（含塵量大約在 30～60mg/Nm3；SO2含量約為100～1200 mg/Nm3）經(jīng)鍋爐引風(fēng)機(jī)及水平煙道系統(tǒng)進(jìn)入新建的脫硫系統(tǒng)。未經(jīng)脫硫的煙氣從吸收塔底部進(jìn)入吸收塔，在吸收塔的進(jìn)口段，高溫?zé)煔馀c加入的吸收劑消石灰及從后續(xù)布袋除塵灰斗內(nèi)排出的循環(huán)脫硫灰充分混合，進(jìn)行初步的脫硫反應(yīng)。在這入口區(qū)域吸收劑（主要成分為Ca（OH）2）與煙氣中的HCl、HF完成反應(yīng)。

經(jīng)過初步脫酸反應(yīng)后的煙氣通過安裝于吸收塔底部的文丘里管提高流速（可達(dá)30～60m/s）進(jìn)入循環(huán)流化床床體，經(jīng)噴嘴噴入的吸收劑、霧化水與高速煙氣的充分混合，氣固兩相相互作用，產(chǎn)生激烈的湍動、混合、接觸，隨著煙氣及吸收劑混合體的上升的過程，不斷形成富含CaSO4、CaSO3的絮狀物向下返回，而絮狀物在高速氣流的沖擊下又不斷解體重新被氣流提升，形成類似循環(huán)流化床鍋爐所特有的內(nèi)循環(huán)顆粒流，使氣固間的相對滑落速度超過單顆?；渌俣鹊臄?shù)十倍，這種較大的相對滑落速度使得氣固兩相間摩擦加大，有利于反應(yīng)的快速進(jìn)行；吸收塔頂部采用縮口流線型結(jié)構(gòu)，便于氣固兩相的慣性分離，有利于絮狀物的向下降落返回，進(jìn)一步提高了塔內(nèi)流化床層密度及Ca/S比，使得床層壓降達(dá)到1.1～1.3MPa、Ca/S比高達(dá)50～80。

在文丘里管的出口擴(kuò)管段設(shè)有噴水裝置，噴入的霧化水有兩個(gè)作用：一是增濕；二是降低煙氣溫度。噴水量采用自動控制，將脫硫塔出口溫度設(shè)置為控制觸發(fā)條件，當(dāng)混合氣出口溫度超過110℃時(shí)減小高壓回流電磁閥加大噴水量，使煙氣溫度降至略高于煙氣露點(diǎn)，保證布袋除塵器內(nèi)布袋的安全運(yùn)行，防止煙氣溫度過低結(jié)露造成除塵效率下降。另外當(dāng)煙氣溫度處于（80+2）℃，略高于煙氣露點(diǎn)15℃時(shí)，使SO2與Ca（OH）2的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可以瞬間完成的離子型反應(yīng)，有利于對SO2的捕捉。吸收劑、循環(huán)脫硫灰在吸收塔內(nèi)進(jìn)行第二步反應(yīng)，生成副產(chǎn)物CaSO3· 1/2H2O，同時(shí)還與SO3反應(yīng)生成相應(yīng)的副產(chǎn)物Ca-SO4·1/2H2O等，即絮狀物，它是循環(huán)流化床顆粒物的主要成分。SO2與Ca（OH）2的顆粒在循環(huán)流化床中的反應(yīng)過程是一個(gè)氣體外擴(kuò)散的過程。SO2與Ca （OH）2反應(yīng)的速度主要取決于SO2在Ca（OH）2顆粒表面的擴(kuò)散阻力，或者說是Ca（OH）2表面氣膜厚度。當(dāng)相對滑落速度增加時(shí)，由于摩擦力的增加，Ca（OH）2顆粒表面的氣膜厚度減小，SO2進(jìn)入Ca（OH）2的傳質(zhì)阻力減小，傳質(zhì)速率加快，同時(shí)煙氣溫度的傳播速度亦因?yàn)闅饽ず穸鹊臏p小而加快，從整體上加快SO2與Ca（OH）2顆粒的反應(yīng)［3］。

經(jīng)脫硫反應(yīng)后的含塵煙氣從吸收塔頂部側(cè)向排出，然后進(jìn)入脫硫下道工序——布袋除塵系統(tǒng)，該布袋除塵器采用最高耐溫達(dá)到180℃的濾袋，采用橢圓形單體結(jié)構(gòu)并沿同心圓分圈輻射形布置，能夠?qū)⒚摿蚝蟮臒煔鈹y帶的細(xì)小顆粒煙塵捕集下來，這些固體顆粒大部分通過脫硫灰流化輸送循環(huán)系統(tǒng)返回吸收塔繼續(xù)參加反應(yīng)，多余的少量脫硫灰渣則通過流化輸送系統(tǒng)送至脫硫灰倉外排。凈化后的清潔煙氣經(jīng)脫硫引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪外排大氣。脫硫塔內(nèi)生成的脫硫灰及布袋除塵器捕集的灰塵顆粒的主要成分為CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O、CaCO3、CaF2、CaCl2及未反應(yīng)的Ca（OH）2和雜質(zhì)等，八鋼熱電廠脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的脫硫灰主要用于水泥摻合料。在脫硫引風(fēng)機(jī)出口處引出一煙氣再循環(huán)管返回吸收塔下部，當(dāng)鍋爐部分停產(chǎn)，尾部煙氣量較小時(shí)，可通過調(diào)節(jié)煙氣再循環(huán)管道上的閥門增加進(jìn)入脫硫塔的氣體流量，保證循環(huán)流化床工況的穩(wěn)定。

主要化學(xué)反應(yīng)［3］：在FGD脫硫塔中，消石灰Ca（OH）2與煙氣中的SO2和幾乎全部的SO3、HCl、HF等完成化學(xué)反應(yīng)。

在石灰消化過程中生石灰（CaO）與水（H2O）反應(yīng)生成消石灰Ca（OH）2，化學(xué)反應(yīng)方程式為：

CaO+H2O=Ca（OH）2消化過程

主要化學(xué)反應(yīng)方程式：

Ca（OH）2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2O吸收過程

CaSO3·1/2H2O+1/2 O2=CaSO4·1/2H2O氧化過程

Ca（OH）2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2O吸收過程

Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O吸收過程

2Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+Ca（OH）2·2H2O（＞120℃）吸收過程

Ca（OH）2+HF=CaF2+2H2O吸收過程

3　熱電鍋爐脫硫工藝的特點(diǎn)

（1）煙氣與顆粒狀物料接觸時(shí)間長且混合接觸充分，反應(yīng)得到充分保證，從而提高了脫硫效率。主要體現(xiàn)在吸收劑在煙氣進(jìn)入吸收塔入口處充分混合，煙氣在吸收塔內(nèi)的滯留時(shí)間有保證，且系統(tǒng)再循環(huán)結(jié)構(gòu)保證了煙氣中硫分與吸收劑之間的反應(yīng)時(shí)間。另外空塔式結(jié)構(gòu)及流線型縮口頂部結(jié)構(gòu)有利于絮狀顆粒物的床層內(nèi)部循環(huán)，吸收劑得到充分利用。

（2）采用高壓回流式噴嘴直接向脫硫塔內(nèi)噴水，對負(fù)荷變化響應(yīng)速度快，特別是溫度變化及煙氣流量變化較大時(shí)，這種高壓回流式噴嘴的實(shí)時(shí)響應(yīng)效果特別明顯，保證后續(xù)的布袋除塵器連續(xù)可靠運(yùn)行。

（3）采用流線型頂、底部進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)，保證了脫硫塔入口氣流的分布均勻以及塔內(nèi)循環(huán)流化床床層的穩(wěn)定，合理的混合流體分布特別有利于化學(xué)反應(yīng)的快速進(jìn)行。

（4）脫硫塔內(nèi)煙氣流量流速相對穩(wěn)定，SO2處理能力可靠（保證煙氣SO2含量可靠降至20mg/m3以下），環(huán)保目標(biāo)得以保證。系統(tǒng)中還有一套煙氣循環(huán)管道，能夠使進(jìn)入吸收塔內(nèi)的煙氣流量穩(wěn)定在575000m3/h，流速穩(wěn)定在60m/s，進(jìn)一步保證氣固兩相流場的穩(wěn)定，保證了脫硫效率的穩(wěn)定。

（5）能夠全部脫除SO3酸性氣體，脫硫塔后續(xù)設(shè)施所處理的煙氣溫度略高于煙氣露點(diǎn)，同時(shí)由于吸收塔后部的布袋除塵器運(yùn)行溫度可最高達(dá)到180℃不損壞，因此吸收塔及后續(xù)裝置無需采用特殊材料進(jìn)行防腐。

（6）針對入口煙氣流量及煙氣硫分濃度變化較大的情況（鍋爐煤氣煤粉摻燒比（冬季3：7；夏季4：6）不同會造成煙氣流量及硫分濃度的大幅變化，煙氣流量波動在 450000～1050000 m3/h；SO2濃度變化100～1350mg/m3，只需調(diào)整變頻控制的消石灰旋轉(zhuǎn)給料器增加吸收劑加入量，即可滿足環(huán)保對硫分的排放要求。變頻控制操作方便靈活，反應(yīng)快捷迅速，一旦發(fā)現(xiàn)入口煙氣二氧化硫濃度有增大趨勢，只需調(diào)整變頻旋轉(zhuǎn)給料器轉(zhuǎn)速即可，二氧化硫出口排放值可在幾分鐘內(nèi)得到有效降低。

（7）脫硫副產(chǎn)物可進(jìn)行循環(huán)利用，副產(chǎn)物內(nèi)未完全發(fā)生反應(yīng)的Ca（OH）2可繼續(xù)參與脫硫反應(yīng)。脫硫劑利用率高、脫硫副產(chǎn)物排放少。采用流化風(fēng)對副產(chǎn)物進(jìn)行流化輸送減少了輸送通道堵塞故障發(fā)生，有力地保證了系統(tǒng)的正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（8）脫硫過程無廢水廢物等二次污染物產(chǎn)生，灰?guī)飒?dú)立建設(shè)，頂部采用灰?guī)炫艢怙L(fēng)扇，降低倉罐內(nèi)壓，便于副產(chǎn)物外排操作，真正達(dá)到了潔凈生產(chǎn)。

（9）脫硫主體設(shè)備吸收塔采用的是空塔型鋼結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)度、耐腐蝕、耐溫度等方面具有明顯優(yōu)勢，設(shè)備故障及維護(hù)率均較低；外圍輔助設(shè)備相對獨(dú)立，各設(shè)備之間關(guān)聯(lián)度較低且采用一開一備設(shè)計(jì)，保證了輔機(jī)設(shè)備故障停機(jī)不影響主體設(shè)備正常運(yùn)行。

（10）工藝及控制簡單、可靠、自動化程度高。人為控制干預(yù)內(nèi)容少，自動控制技術(shù)及選用儀控設(shè)備成熟可靠，軟件程序連鎖關(guān)系編排符合現(xiàn)場運(yùn)行需求，模塊采用冗余模式提高系統(tǒng)容錯(cuò)糾錯(cuò)能力。

吸收塔單塔處理能力完全能夠滿足熱電鍋爐尾氣脫硫要求，是經(jīng)國內(nèi)多家企業(yè)實(shí)踐驗(yàn)證過的成熟技術(shù)，在國內(nèi)已有多項(xiàng)成功案例。八鋼熱電鍋爐脫硫項(xiàng)目建設(shè)投產(chǎn)后的實(shí)踐表明：運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，占地面積小。建設(shè)施工采用見縫插針的方式，在熱電廠原有設(shè)施之間的空地處施工，沒有另外增加工程用地，不不產(chǎn)生搬遷拆除費(fèi)用。同時(shí)，脫硫輔機(jī)設(shè)備所有高低壓供電設(shè)施均是利舊設(shè)備，進(jìn)一步降低了工程投資。

4　脫硫工藝設(shè)備系統(tǒng)組成作用

脫硫工藝設(shè)備組成見圖2。

4.1煙道系統(tǒng)

脫硫除塵島的煙道系統(tǒng)主要包括入口煙道及風(fēng)擋、旁路煙道及風(fēng)擋、出口煙道、清潔煙氣再循環(huán)煙道以及配套的調(diào)節(jié)風(fēng)擋等設(shè)備。

脫硫除塵裝置采用“兩爐一塔”設(shè)計(jì)模型，從兩臺鍋爐引風(fēng)機(jī)出口煙道引出的原煙氣在原有水平煙道合并后直接由吸收塔底部進(jìn)入，在塔內(nèi)進(jìn)行建床及脫硫反應(yīng)，脫硫后煙氣從吸收塔頂部側(cè)向向下進(jìn)入布袋除塵器收集脫硫煙氣內(nèi)含有的少量脫硫灰，再經(jīng)脫硫引風(fēng)機(jī)排往煙囪；由布袋灰斗收集下來的脫硫灰大部分通過流化輸送系統(tǒng)循環(huán)回至吸收塔內(nèi)，與原煙氣混合、繼續(xù)參與脫硫，其余少量脫硫副產(chǎn)物經(jīng)過氣力輸送系統(tǒng)輸送至灰?guī)焱馑?。脫硫除塵裝置與鍋爐相對獨(dú)立，自成體系。脫硫吸收塔建床壓差引起的煙氣壓力損失則由脫硫引風(fēng)機(jī)補(bǔ)償，保證整個(gè)系統(tǒng)始終處于負(fù)壓狀態(tài)。旁路煙道利用原有部分水平煙道，其目的是為了切換原來的主系統(tǒng)，在原煙道、脫硫塔的入口煙道、脫硫后引風(fēng)機(jī)的出口煙道均設(shè)有關(guān)斷風(fēng)門。當(dāng)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行檢修和建設(shè)時(shí)均不會影響鍋爐主系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

圖2　系統(tǒng)主要設(shè)備示意

4.1煙道系統(tǒng)

脫硫除塵島的煙道系統(tǒng)主要包括入口煙道及風(fēng)擋、旁路煙道及風(fēng)擋、出口煙道、清潔煙氣再循環(huán)煙道以及配套的調(diào)節(jié)風(fēng)擋等設(shè)備。

脫硫除塵裝置采用“兩爐一塔”設(shè)計(jì)模型，從兩臺鍋爐引風(fēng)機(jī)出口煙道引出的原煙氣在原水平煙道合并后直接由吸收塔底部進(jìn)入，在塔內(nèi)進(jìn)行建床及脫硫反應(yīng)，脫硫后煙氣從吸收塔頂部側(cè)向向下進(jìn)入布袋除塵器收集脫硫煙氣內(nèi)含有的少量脫硫灰，再經(jīng)脫硫引風(fēng)機(jī)排往煙囪；由布袋灰斗收集的脫硫灰大部分通過流化輸送系統(tǒng)循環(huán)回至吸收塔內(nèi)，與原煙氣混合、繼續(xù)參與脫硫，其余少量脫硫副產(chǎn)物經(jīng)過氣力輸送系統(tǒng)輸送至灰?guī)焱馑?。脫硫除塵裝置與鍋爐相對獨(dú)立，自成體系。脫硫吸收塔建床壓差引起的煙氣壓力損失則由脫硫引風(fēng)機(jī)補(bǔ)償，保證整個(gè)系統(tǒng)始終處于負(fù)壓狀態(tài)。旁路煙道利用原有部分水平煙道，其目的是為了切換原來的主系統(tǒng)，在原煙道、脫硫塔的入口煙道、脫硫后引風(fēng)機(jī)的出口煙道均設(shè)有關(guān)斷風(fēng)門。當(dāng)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行檢修和建設(shè)時(shí)均不會影響鍋爐主系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

4.2吸收塔系統(tǒng)

吸收塔是整個(gè)脫硫系統(tǒng)的核心裝置。其主體結(jié)構(gòu)為文丘里管加流線型出/入口空塔結(jié)構(gòu)，整個(gè)塔體由普通碳鋼焊接而成。入口處的文丘里管采用七孔文丘里管，使吸收塔內(nèi)氣流分布均勻，且沿截面高密度煙塵顆粒亦可分布均勻；在文丘里的出口擴(kuò)管段設(shè)置一套高壓回流式噴水裝置，噴入的扇形霧化水，用于控制煙氣溫度。循環(huán)流化床是在吸收塔內(nèi)循環(huán)建立起來的反應(yīng)環(huán)境；吸收塔頂部結(jié)構(gòu)采用流線型縮口方式進(jìn)一步強(qiáng)化絮狀脫硫灰（包括未參加反應(yīng)的吸收劑、反應(yīng)產(chǎn)生的CaSO4、CaSO3含水結(jié)晶體、煙塵及其他雜質(zhì)等）的返回。另外，脫硫灰循環(huán)利用的目的是建立穩(wěn)定的流化床、降低吸收劑消耗量，以滿足脫硫反應(yīng)的需要。吸收塔內(nèi)所建立的流化床層物料濃度最高可達(dá)到10kg/m3，設(shè)計(jì)煙氣流速為4～6m/s，這種流速在保證對塔內(nèi)床層物料進(jìn)行充分流化的同時(shí)，有利于上升氣流中絮凝顆粒的返回，使氣固間具有相對較高的滑落速度，建立穩(wěn)定良好的流化床［3］。經(jīng)過脫硫反應(yīng)后的富含脫硫灰團(tuán)粒的煙氣通過吸收塔頂部側(cè)向向下出口離開吸收塔，這種側(cè)出下降出口的結(jié)構(gòu)對大顆粒物具有良好的慣性分離作用，類似于重力除塵的原理。高濃度含塵煙氣經(jīng)過預(yù)分離后進(jìn)入后續(xù)的脫硫布袋除塵器，布袋除塵器主要收集中小粒徑顆粒，降低了布袋除塵器的除塵負(fù)荷。本系統(tǒng)在吸收塔進(jìn)、出口煙道段安裝有壓力檢測，這兩個(gè)模擬量數(shù)據(jù)通過DCS系統(tǒng)程序計(jì)算出進(jìn)出口壓降從而獲得床層壓降用于控制和反映出脫硫灰循環(huán)量以及床層建立的穩(wěn)定性；出口煙道段設(shè)有溫度檢測用于控制吸收塔的下部文丘里管出口擴(kuò)管段的噴水量。當(dāng)床層壓降增大，煙氣溫度控制在略高于煙氣露點(diǎn)溫度時(shí)可以提高脫硫率。

煙氣從吸收塔底部的進(jìn)口煙道進(jìn)入吸收塔，氣流方向向上。為了防止煙氣中顆粒沉降造成的吸收塔進(jìn)口煙道積灰，吸收塔底部進(jìn)口煙道及轉(zhuǎn)彎處均設(shè)有氣流分布裝置及壓縮氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)；進(jìn)口煙道的設(shè)計(jì)煙氣流速高達(dá)18m/s，少部分沉降的顆粒經(jīng)壓縮氮?dú)獯灯鸷笠材軌虮桓咚贌煔鈳ё?。由于文丘里段的煙氣流速最高達(dá)60m/s，經(jīng)文丘里段加速后產(chǎn)生的射流煙氣，將流化床內(nèi)的物料完全托起，只有少量的大顆粒沉降至吸收塔底部的進(jìn)口煙道，這些沉降的大顆?？赏ㄟ^塔底設(shè)置的排灰輸送機(jī)排放。

4.3布袋除塵器系統(tǒng)

布袋除塵器系統(tǒng)采用干法脫硫?qū)Ｓ玫牡蛪夯剞D(zhuǎn)脈沖布袋除塵器，保證脫硫除塵器出口粉塵濃度≤10mg/Nm3；脫硫布袋除塵器分為2個(gè)室，4個(gè)單元。主要由灰斗、煙氣室、凈氣室、進(jìn)口煙箱、出口煙箱、低壓脈沖清灰裝置、電控裝置等部分組成，能滿足脫硫工況的粉塵最高濃度650g/Nm3的要求。從吸收塔出來的煙氣采用上進(jìn)風(fēng)方式進(jìn)入布袋除塵器，其中粗顆粒粉塵利用重力原理直接進(jìn)入灰斗。整套布袋除塵器系統(tǒng)采用不間斷脈沖清灰方式，利用不?；剞D(zhuǎn)的清灰臂，對濾袋口進(jìn)行脈沖模糊噴吹，清除收集到濾袋表面的脫硫灰。

低壓回轉(zhuǎn)脈沖布袋除塵器的主要特點(diǎn)：（1）采用上進(jìn)風(fēng)方式，降低入口粉塵濃度。由于進(jìn)口煙道煙氣流速較低，含塵煙氣中的粗顆粒自然沉降分離，并利用布袋除塵器的自平衡性，使進(jìn)入各個(gè)室的氣流分布均勻。這種結(jié)構(gòu)不僅可減小煙氣運(yùn)行阻力，又可以充分利用重力，使脫硫產(chǎn)生的凝聚“鏈團(tuán)結(jié)構(gòu)”顆粒直接進(jìn)入灰斗，減少濾袋的負(fù)荷和磨損，提高濾袋的使用壽命。（2）采用經(jīng)特殊表面處理的脫硫?qū)Ｓ贸瑸V纖維改性濾料，可很好地適應(yīng)長期使用要求。采用不間斷回轉(zhuǎn)的脈沖清灰方式，利用不停旋轉(zhuǎn)的清灰臂輸送反吹脈沖空氣，對準(zhǔn)整個(gè)室的每一條濾袋口，進(jìn)行周期性的脈沖噴吹，使所有濾袋的壓差基本相等，大大減少了脈沖閥數(shù)量，降低了維護(hù)工作量。脈沖噴吹壓力低于0.1MPa，防止因高壓產(chǎn)生的“節(jié)流效應(yīng)”?？捎行У胤乐共即Y(jié)露粘袋，防止布袋破損，提高濾袋壽命。（3）采用橢圓形濾袋、沿同心圓分圈輻射布置，最大限度地利用了袋室的空間，減少了除塵器本體建設(shè)用地。在同等的過濾面積（本廠所用布袋過濾面積大致為12733m2）情況下，比常規(guī)的逐行脈沖噴吹清灰方式減少30％。且便于更換濾袋，減少檢修工作量。（4）每個(gè)灰斗外壁均設(shè)有蒸汽加熱圍管，使壁板溫度保持在80～120℃，防止出現(xiàn)灰斗內(nèi)壁的過冷板結(jié)，同時(shí)內(nèi)壁邊角采用圓弧形滿焊過渡，防止死角板結(jié)積灰及焊縫泄露現(xiàn)象的發(fā)生。

4.4脫硫灰循環(huán)及輸送系統(tǒng)

布袋除塵器灰斗內(nèi)的除塵灰大部分通過流化空氣斜槽返送至吸收塔下部入口處，進(jìn)行循環(huán)利用，其余除塵灰通過輸灰倉泵外排至脫硫灰?guī)?。倉泵采用壓縮空氣或氮?dú)膺M(jìn)行輸送，倉泵內(nèi)料位信號作為DCS邏輯判據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)自動控制輸灰電磁閥及氣力電磁閥的開閉，將倉泵內(nèi)的除塵灰送至灰?guī)?，再通過干灰散裝料機(jī)外運(yùn)處理。兩個(gè)布袋除塵室灰斗下部各安裝了兩條流化輸送斜槽，每條斜槽均可雙向運(yùn)行，一邊將脫硫布袋除塵器各灰斗的脫硫灰分別輸送回吸收塔，另一邊將其余脫硫灰送至輸灰倉泵，用正壓濃相氣力輸送方式輸灰。進(jìn)入循環(huán)利用的脫硫灰可根據(jù)吸收塔床層壓降信號通過DCS調(diào)節(jié)循環(huán)流量控制閥來達(dá)到控制循環(huán)灰量的目的。

流化風(fēng)機(jī)鼓出的流化風(fēng)的作用：保證脫硫灰的流動性；減少斜槽積灰腐蝕及故障率。

4.5灰?guī)煜到y(tǒng)

本系統(tǒng)單獨(dú)異地建設(shè)一座脫硫灰?guī)?，采用鋼質(zhì)框架式結(jié)構(gòu)，灰倉底部為錐形結(jié)構(gòu)，利于脫硫灰的排放，灰倉直徑約6.5m，直管段高約6m，容積為200m3?；覀}下方安裝一臺干灰散裝機(jī)和一臺濕式攪拌機(jī)。庫頂裝設(shè)一臺小型布袋除塵器及排氣風(fēng)機(jī)，用于濾除流化風(fēng)帶出的脫硫灰及灰倉內(nèi)空氣?；覀}的底部及側(cè)部均設(shè)有多孔流化板，防止出現(xiàn)灰倉倉壁板結(jié)?；?guī)靸?nèi)單獨(dú)裝設(shè)一臺硫化風(fēng)機(jī)，硫化風(fēng)機(jī)通過送風(fēng)管道及倉壁流化板對灰?guī)斓膫?cè)部及底部進(jìn)行流化，防止倉壁板結(jié)積灰。灰倉內(nèi)的脫硫灰主要通過干灰散裝料機(jī)或濕式攪拌器裝灌車外運(yùn)。

4.6吸收劑制備及供應(yīng)系統(tǒng)

吸收劑制備及供應(yīng)系統(tǒng)的主要設(shè)備有生石灰倉、變頻定量給料器、三級消化攪拌制備設(shè)備、消石灰倉、流化及氣力輸送風(fēng)機(jī)（開一備一）、消石灰變頻旋轉(zhuǎn)給料裝置及輸送設(shè)備等。通過罐車外運(yùn)來的生石灰粉通過罐車自帶的空壓機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣輸送生石灰至頂部原料倉內(nèi)，通過變頻控制的給料機(jī)均勻給料至臥式雙軸攪拌干式消化器，在消化器內(nèi)設(shè)有消化噴淋裝置，邊攪拌邊加入噴淋水，經(jīng)過三級消化后的消石灰（即吸收塔脫硫用的吸收劑）直接通過稀相氣力輸送系統(tǒng)至消石灰倉，然后經(jīng)變頻驅(qū)動旋轉(zhuǎn)給料機(jī)向下輸送至空氣斜槽中，最后送入吸收塔參與化學(xué)反應(yīng)。生石灰倉和消石灰倉的儲存量能夠滿足脫硫系統(tǒng)正常工況下2～3天用量，保證了在吸收劑制備過程中出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)不影響對煙氣的脫硫處理。本脫硫除塵系統(tǒng)所用的三級消化攪拌消化器，消石灰制備能力為4t/h，能夠在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)吸收劑倉位。吸收劑倉底部設(shè)置流化系統(tǒng)，以防止板結(jié)，保證下料順暢。

4.7工藝水系統(tǒng)

系統(tǒng)的用水取自熱電廠工業(yè)水管網(wǎng)，分為煙氣降溫用水、石灰消化用水和設(shè)備冷卻用水。在脫硫系統(tǒng)中，工藝水主要用于吸收塔煙氣降溫控制和石灰消化。煙氣降溫用水采用高壓水泵加壓，通過回流式噴嘴注入吸收塔，將吸收塔出口溫度作為標(biāo)量來控制回流水調(diào)節(jié)閥的開度從而控制噴水量。石灰消化用水采用獨(dú)立的變頻控制消化水泵通過噴嘴注入三級消化攪拌器進(jìn)行石灰消化。消化用水量的大小根據(jù)消化量及消化器內(nèi)溫度來自動調(diào)節(jié)水泵電機(jī)頻率，以保證消化器內(nèi)的消化溫度穩(wěn)定。冷卻用水主要用于脫硫布袋除塵器清灰風(fēng)機(jī)的冷卻和脫硫引風(fēng)機(jī)軸承冷卻，最終返回空冷塔塔池內(nèi)。

4.8脫硫引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)

吸收塔及布袋除塵器等設(shè)備設(shè)施引起的煙氣阻力損失主要由脫硫引風(fēng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償，從而保證脫硫除塵系統(tǒng)始終負(fù)壓運(yùn)行。脫硫引風(fēng)機(jī)采用一臺由6kV 1600kW高壓電動機(jī)拖動的離心風(fēng)機(jī)，由于沒有配備變頻或液力耦合器等調(diào)速裝置，其壓力和流量主要通過風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證脫硫系統(tǒng)能夠在極限情況下正常運(yùn)行，且風(fēng)機(jī)及電機(jī)本體無超標(biāo)振動和大幅波動，即該系統(tǒng)具有較高的負(fù)載適應(yīng)性。在風(fēng)機(jī)及其高壓電機(jī)軸承上設(shè)有測溫遠(yuǎn)傳熱電偶，風(fēng)機(jī)入口處設(shè)有測振裝置，就地安裝有溫度振動顯示裝置，顯示風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

5　工藝應(yīng)用與實(shí)踐

經(jīng)過近一年的設(shè)計(jì)、建設(shè)、安裝，在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)吸收劑制備系統(tǒng)設(shè)備故障率較高，主要原因是生石灰的消化過程會產(chǎn)生大量的熱，而且對金屬部件造成局部腐蝕，因機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件（特別是消石灰輸送帶、消化器攪拌器轉(zhuǎn)軸等）受力不均勻，投產(chǎn)試車初期就發(fā)生過攪拌器斷軸事故，影響吸收劑制備工序的連續(xù)可靠運(yùn)行，通過進(jìn)一步改進(jìn)調(diào)試以及對系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整校驗(yàn)，投運(yùn)后各項(xiàng)參數(shù)良好，各輔機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)聯(lián)調(diào)結(jié)果滿足循環(huán)流化床運(yùn)轉(zhuǎn)以及布袋除塵器的物料流化輸送功能。各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)見圖3所示。

圖3　熱電聯(lián)電脫硫投產(chǎn)后運(yùn)行參數(shù)

脫硫效率當(dāng)日數(shù)據(jù)達(dá)92％，SO2排放降至26.9mg/Nm3，粉塵排放降至19.6 mg/Nm3，完全符合國家關(guān)于火電廠煙氣排放指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求。未投入該系統(tǒng)時(shí)的煙氣排放數(shù)據(jù)SO2為328 mg/Nm3、粉塵50.2 mg/Nm3，從數(shù)據(jù)比較可看出煙氣處理效果十分明顯。而且該指標(biāo)還可進(jìn)一步降低，達(dá)到超潔凈的程度，亦即粉塵排放低于10 mg/Nm3，脫硫效率達(dá)到99％即煙囪排放SO2降至個(gè)位數(shù)，將工業(yè)污染物對環(huán)境的影響降至最低［2］。

6　結(jié)語

八鋼熱電鍋爐除塵脫硫工程的建設(shè)投產(chǎn)說明，為實(shí)現(xiàn)火電廠煙氣超潔凈排放的目標(biāo)，投入部分資金建設(shè)除塵環(huán)保設(shè)施是非常必要的，脫硫工程不僅凈化了周邊區(qū)域的生活、生產(chǎn)環(huán)境，而且實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。此工程的建設(shè)投產(chǎn)為相關(guān)企業(yè)建設(shè)煙氣處理工程及投運(yùn)使用提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

［1］《GB13223-2003火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》.

［2］《GB13223-2011火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》.

［3］ 福建龍凈環(huán)保股份有限公司.脫硫裝置的結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用.八鋼脫硫工程項(xiàng)目建設(shè)施工資料.

Practice of Cogeneration Desulfurization Project in Bayi Steel

LI Jing-liang
（Energy Centre，Bayi Iron&Steel Co.，Baosteel Group）

This paper introduces the cogeneration projects of Bayi steel using circulating fluidized bed flue gas desulfurization and multiple pollutants co purification process（FGD）principle，main characteristics and system components. Through the introduction of the operating characteristics of the process and comparison of actual operation parameters analysis，this paper further introduces the practice of this environmental protection technology in the use of results.

thermoelectric boiler；flue gas desulfurization；emission standard

X701.1

B

1672—4224（2016）01—0018—06

聯(lián)系人：李靜亮，男，41歲，本科，烏魯木齊（830022）寶鋼集團(tuán)八鋼公司能源中心熱力分廠
E-mail：：sunchao@bygt.com.cn