期刊論文發(fā)表脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路的分析

　　摘要： 取消煙氣旁路系統(tǒng)已成為當(dāng)今脫硫系統(tǒng)的一個(gè)趨勢，很多文獻(xiàn)介紹取消旁路系統(tǒng)的好處。針對(duì)旁路系統(tǒng)取消的原因、取消后應(yīng)采取的補(bǔ)償措施、以及如何進(jìn)行整體規(guī)劃等實(shí)際問題，本文提出幾點(diǎn)不同看法。

　　關(guān)鍵詞： 脫硫;取消;煙氣旁路系統(tǒng)

　　0 引言

　　火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)(FGD，F(xiàn)lue Gas Desulfurization)中煙氣旁路的存廢問題是當(dāng)今的熱點(diǎn)問題，許多人士都提出了不同的看法。隨著一些電廠做試點(diǎn)的初步成功，取消煙氣旁路系統(tǒng)似乎成了一種新潮流，一些百萬千瓦的大機(jī)組在招標(biāo)設(shè)計(jì)階段就要求脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路，做到整臺(tái)機(jī)組同步運(yùn)行、同步控制。針對(duì)這種現(xiàn)象，本文就脫硫系統(tǒng)煙氣旁路取消的原因、取消的后果、取消后應(yīng)采取的補(bǔ)償措施等方面做一分析探討。

　　1 脫硫系統(tǒng)取消煙氣旁路的原因

　　在分析取消煙氣旁路系統(tǒng)的原因前，先介紹一下當(dāng)初為什么要采用旁路系統(tǒng)。

　　采用煙氣旁路系統(tǒng)的主要目的是將鍋爐系統(tǒng)與脫硫系統(tǒng)隔離開來，以便在脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)不影響鍋爐的正常運(yùn)行、或者將影響減小到最低程度。當(dāng)FGD或鍋爐處于檢修或故障狀態(tài)下(例如機(jī)組發(fā)生MFT、FGD入口煙氣超溫、漿液循環(huán)泵跳閘、增壓風(fēng)機(jī)跳閘等)使含有SO2的煙氣繞過FGD，直接由旁路系統(tǒng)流經(jīng)煙囪排出，從而不影響機(jī)組正常運(yùn)行發(fā)電，也避免對(duì)FGD設(shè)備造成影響或損害。機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)初期，為了防止煙氣中未燃燼的煤粉和油滴進(jìn)入吸收塔漿液，造成漿液污染、脫硫效率減低、吸收塔內(nèi)防腐材料加速老化，煙氣一般通過旁路煙道直接排入煙囪。當(dāng)煙溫升高、電除塵器投運(yùn)使煙氣粉塵含量小于FGD裝置的進(jìn)口要求后FGD裝置進(jìn)出口系統(tǒng)打開，旁路系統(tǒng)逐漸關(guān)閉，脫硫系統(tǒng)開始運(yùn)行。

　　就應(yīng)用情況來看，目前投運(yùn)的脫硫裝置中，絕大多數(shù)都采用了煙氣旁路系統(tǒng)。

　　而取消旁路的原因則主要是環(huán)保因素，即從根本上保證電廠脫硫裝置的使用率，只要電廠機(jī)組運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)就必須運(yùn)行。由于種種原因，電廠使用脫硫裝置的主動(dòng)性不足，即便有脫硫上網(wǎng)電價(jià)的優(yōu)惠，以及違規(guī)排放的嚴(yán)厲處罰，也難以保證各脫硫裝置的有效使用。所以，從設(shè)計(jì)上就去掉煙氣旁路系統(tǒng)，從而根本杜絕私開旁路、超限排放的現(xiàn)象。

　　2 取消煙氣旁路的后果

　　從以上分析可以看出，取消旁路與采用旁路的出發(fā)點(diǎn)并不吻合，采用旁路是基于可靠性的考慮，而取消旁路則是出于環(huán)保的限制。那么，取消旁路后必然會(huì)帶來一些負(fù)面效果，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　2.1 整個(gè)機(jī)組的可靠性降低 隨著近幾年脫硫項(xiàng)目的大量投用，設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行方面的經(jīng)驗(yàn)都日益豐富，脫硫系統(tǒng)的可靠性也得到了很大提高，各家脫硫公司宣稱的系統(tǒng)可靠性都在95%以上，但從實(shí)際應(yīng)用情況來看卻并非這樣樂觀。脫硫系統(tǒng)的可靠性仍然是一個(gè)突出的問題，尤其是當(dāng)前脫硫市場的無序競爭，各方都盡力壓低成本，導(dǎo)致的直接后果就是系統(tǒng)的可靠性降低，調(diào)試期間雖能通過驗(yàn)收，卻不能保證長周期運(yùn)行。而一旦取消煙氣旁路，F(xiàn)GD裝置的低可靠性就直接影響到整臺(tái)機(jī)組的可靠性，F(xiàn)GD的故障直接影響到鍋爐機(jī)組的運(yùn)行，導(dǎo)致整臺(tái)機(jī)組的可靠性降低。而鍋爐機(jī)組可靠性降低的后果卻是極其嚴(yán)重的，僅一次非計(jì)劃停運(yùn)造成的經(jīng)濟(jì)損失就是難以接受的，這個(gè)損失與增加一套煙氣旁路系統(tǒng)的成本相比，根本不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。而且，大機(jī)組的跳閘對(duì)電網(wǎng)的安全也造成了很大的威脅。

　　取消煙氣旁路系統(tǒng)后，鍋爐與FGD任一側(cè)出現(xiàn)故障時(shí)都會(huì)影響到整體的可運(yùn)率。在鍋爐系統(tǒng)發(fā)生事故或FGD系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況下都要求有應(yīng)對(duì)措施，以減少機(jī)組非正常停運(yùn)次數(shù)，最大程度地避免在事故情況下鍋爐停運(yùn)，以避免給電廠帶來損失。在當(dāng)鍋爐啟動(dòng)投油或低負(fù)荷下投油時(shí)，會(huì)污染吸收塔內(nèi)的漿液，長時(shí)間投油會(huì)影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行。

　　2.2 整個(gè)系統(tǒng)成本的提高 取消煙氣旁路后，脫硫系統(tǒng)作為鍋爐系統(tǒng)的一個(gè)不可分割的一部分。脫硫系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，直接關(guān)系到鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行，因而對(duì)脫硫系統(tǒng)和脫硫設(shè)備提出了更高的要求。為了提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，減少故障幾率，必須要求相關(guān)設(shè)備的質(zhì)量更加可靠，設(shè)備備用率更高，熱工控制的水平更高，相應(yīng)地導(dǎo)致成本增加。

　　國外FGD系統(tǒng)較多地采用了無煙氣旁路系統(tǒng)，但這是建立在脫硫系統(tǒng)設(shè)備備用率高及質(zhì)量可靠的基礎(chǔ)上的。如日本嶺北電廠700MW機(jī)組FGD系統(tǒng)中竟有10臺(tái)循環(huán)泵，在美國，一些FGD系統(tǒng)采用全金屬制造，或一爐多塔，或設(shè)有備用吸收塔。但在我國為了降低成本，大都是一爐一塔或多爐一塔，采用的防腐材料主要是橡膠和鱗片涂層，且質(zhì)量常出問題。取消煙氣旁路系統(tǒng)后必須大幅度提高設(shè)備數(shù)量及質(zhì)量，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的投資額增加。而在目前各脫硫公司競相壓價(jià)、惡性競爭的情況下，增加成本就意味著競爭力減弱而在投標(biāo)中處于劣勢，沒有人愿意這樣做。所以說，貿(mào)然取消旁路只會(huì)使得某些偷工減料的現(xiàn)象更加嚴(yán)重，不僅達(dá)不到取消旁路的好處，反而增加了安全隱患。

　　2.3 整個(gè)系統(tǒng)控制復(fù)雜 鍋爐本身就是一個(gè)藕合性很強(qiáng)的控制對(duì)象，各種關(guān)聯(lián)因素眾多，互相影響。盡管采用了多種復(fù)雜控制方法，控制效果還是不盡如人意，尤其是主汽壓力、主汽溫度、爐膛壓力等，在工況變化較大時(shí)，更是難以控制。而取消煙氣旁路系統(tǒng)后，F(xiàn)GD系統(tǒng)的波動(dòng)直接影響到鍋爐，使鍋爐的控制更加復(fù)雜，調(diào)試難度也更大。

　　2.4 取消煙氣旁路并不能杜絕違規(guī)排放 取消煙氣旁路系統(tǒng)后，雖然可以做到鍋爐與FGD同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)運(yùn)行，但卻不能杜絕違規(guī)超限排放，電廠可以通過多種方式故意降低脫硫效率。而且，對(duì)于目前存在的電廠開旁路運(yùn)行偷排SO2卻拿電價(jià)補(bǔ)貼的現(xiàn)象，最主要的是要加大監(jiān)督及處罰力度，輔之以其它手段，如加強(qiáng)宣傳以提高公民的環(huán)保意識(shí)和法制觀念等。

　　3 取消后應(yīng)采取的補(bǔ)償措施

　　可見，在目前的情況下取消煙氣旁路系統(tǒng)是不現(xiàn)實(shí)的。其實(shí)，我們完全可以把脫硫系統(tǒng)當(dāng)作與輸煤、除灰、化水等系統(tǒng)同樣的一個(gè)子系統(tǒng)，協(xié)同運(yùn)行，但又具有相對(duì)的獨(dú)立性，留有一定的緩沖余地，以提高整個(gè)機(jī)組的可靠性。沒有這些輔助系統(tǒng)，機(jī)組不能正常運(yùn)行，但并不是說這些輔助系統(tǒng)出現(xiàn)故障，機(jī)組便必須立即停止運(yùn)行。

　　當(dāng)然，取消旁路系統(tǒng)也是一個(gè)有益的嘗試，國外同類系統(tǒng)中也有很多取消了煙氣旁路，我們可以從試點(diǎn)逐步完善，進(jìn)行綜合比較，以達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的最佳結(jié)合。在取消煙氣旁路的同時(shí)，必須做好相應(yīng)的補(bǔ)償措施，主要涉及以下幾個(gè)方面：

　　3.1 提高FGD系統(tǒng)主要設(shè)備的備用率 對(duì)FGD系統(tǒng)中的主要設(shè)備如循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、攪拌器、閥門等，必須加大備用率。對(duì)系統(tǒng)中其它容易出現(xiàn)故障的設(shè)備或閥門也考慮設(shè)置100%的備用，如吸收塔集液坑泵設(shè)置兩臺(tái)。同時(shí)，提高設(shè)備選材標(biāo)準(zhǔn)，如循環(huán)泵進(jìn)口濾網(wǎng)、塔內(nèi)氧化空氣管道采用耐蝕合金。可減少因FRP材質(zhì)管道斷裂、破損產(chǎn)生的碎片等造成的循環(huán)泵堵塞、噴嘴堵塞現(xiàn)象，一方面保證脫硫效率，另一方面維持氧化空氣在漿液池內(nèi)需要的擴(kuò)散效果，保證副產(chǎn)品石膏的質(zhì)量。

　　①設(shè)置備用循環(huán)泵系統(tǒng)，備用一臺(tái)吸收塔循環(huán)泵及噴淋層。

　　②吸收塔噴淋管支撐梁采用合金覆蓋，避免噴嘴對(duì)噴淋管支撐梁的沖刷和腐蝕，減少噴淋層的泄漏事故的發(fā)生。

　　③增加除霧器自動(dòng)沖洗系統(tǒng)。因除霧器設(shè)備處理的介質(zhì)混有石膏、亞硫酸鈣固體顆粒，如果沖洗不當(dāng)，極容易導(dǎo)致出現(xiàn)大范圍的結(jié)垢產(chǎn)生，使除霧器的通道變窄，導(dǎo)致更快的煙氣流速，直接將氣流當(dāng)中的固體顆粒帶至除霧器后方，導(dǎo)致除霧器上表面出現(xiàn)結(jié)垢，從而影響除霧器性能，嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致除霧器局部塌陷、模塊脫落。增加一層沖洗將能有效防止結(jié)垢的產(chǎn)生，保證除霧器的效果。

　　④吸收塔漿液池內(nèi)關(guān)鍵部件采用合金材料。如循環(huán)泵進(jìn)口濾網(wǎng)、塔內(nèi)氧化空氣管道等采用耐蝕合金，可減少因FRP材質(zhì)管道斷裂、破損產(chǎn)生的碎片等造成的循環(huán)泵堵塞、噴嘴堵塞現(xiàn)象，保證脫硫效率。

　　3.2 加強(qiáng)煙氣的預(yù)處理 在鍋爐點(diǎn)火初期和機(jī)組故障跳閘期間，進(jìn)入FGD塔的煙氣溫度較高，可能達(dá)到180℃，容易對(duì)吸收塔內(nèi)的除霧器、噴淋管、防腐等造成破壞，所以必須把瞬間的事故高溫在最短的時(shí)間內(nèi)降低到設(shè)計(jì)溫度。應(yīng)當(dāng)在吸收塔入口煙道上設(shè)計(jì)兩套事故噴淋系統(tǒng)來保護(hù)塔內(nèi)的設(shè)備。