

聯係人:劉經理(lǐ)(13213333588)
為了實現燃煤電廠鍋爐安全環保經濟運行,從環保技術監督的角(jiǎo)度出發(fā),總結(jié)歸納了內蒙古中西部地(dì)區50餘(yú)家(jiā)燃煤電廠超低排放改造"後時代"的鍋爐煙氣處理設施(包(bāo)括鍋爐除塵設施、鍋爐尾氣脫硫設施、鍋爐尾氣脫硝設施和(hé)鍋爐煙氣排放連(lián)續監測係統(tǒng))出現的具有代表(biǎo)性和(hé)普遍性的問題,並從鍋爐(lú)運行維護方麵和技術管理層麵提出整(zhěng)改建議。
按(àn)照政府對電力行業技術監督管理的要(yào)求,內蒙古電力技(jì)術監督(dū)檢測中心(以下簡稱檢測中心)依據相關環境保護法(fǎ)律法(fǎ)規、技術(shù)規範和導則,定期對(duì)內蒙古中西部地區58 家(jiā)燃煤(méi)電廠(161 台鍋爐機組)進行環保技術監督工作,內(nèi)容包括對燃煤電廠的環保管理體係建設、排放指標管理、環(huán)保(bǎo)設施(shī)管(guǎn)理(lǐ)和三廢的(de)回收利用等情況進行監(jiān)督和檢查。其中,燃煤電廠鍋(guō)爐(lú)煙氣處理設施作為(wéi)環保設施的重要組成部分,是監(jiān)督(dū)工作的重點。尤其在(zài)燃(rán)煤電廠相繼完成超低排放改造之後,煙(yān)氣處理設施在運行管理(lǐ)和維護方麵都麵臨著(zhe)新(xīn)挑戰和問題,需要從技術及(jí)管理角度予以足夠的重視。
1 煙氣處理設施簡介
檢測中心監督範圍內燃煤電(diàn)廠的煙氣處理設施分(fèn)類及所占比例,見表1。
由表(biǎo)1 可知,電袋複合除塵器、濕法脫硫和SCR 脫硝設施在煙氣處理(lǐ)設施中占絕大多數。在技術監督工作中,需要分別對這些設(shè)施的排放數據、管理製度(dù)、相(xiàng)關報告(包括設備台帳;運行檢修(xiū)規程;運行、檢修記錄;大修、改造計(jì)劃(huá)及方案;大修、改造後報(bào)告等);設備投運率(按月統(tǒng)計,並記錄停運的時間與原因)和(hé)運行情況等進行監督和考評。
2 煙氣處理設施存在的問題
2. 1 鍋爐尾氣除塵設施
2. 1. 1 電除塵器和電袋複合除塵器
除塵器作為*重要的顆(kē)粒物去除(chú)設備,對燃煤電廠大氣汙染物達標排放具有(yǒu)重要意義。在對電除塵器和電(diàn)袋複(fù)除塵器的監督檢查中發現,除塵(chén)器電場故障停(tíng)運或運行期間無法達(dá)到額定電壓的情況比較多,導致除塵器無法達到額定出力,影響顆粒物去除效果,煙氣中(zhōng)雜質含量升高,並對脫硫(liú)設施的(de)效率和石膏脫水(shuǐ)造成不良影響。
2. 1. 2 布袋除塵器
布袋除塵器在運行過程(chéng)中(zhōng)出現(xiàn)頻率較高(gāo)的問題是濾袋壓(yā)差過高,特別是在(zài)更換超(chāo)細布袋之後,設備(bèi)運行一(yī)段時(shí)間濾袋壓差達1 800 ~3 200 Pa,不但影響除塵效(xiào)率,還增加電耗。
2. 2 脫硫設施
2. 2. 1 半(bàn)幹法脫(tuō)硫
針對超低排(pái)放(fàng)改造的要求,部分循環流化床電廠采用鍋爐內幹法脫硫+ 鍋(guō)爐外半幹法脫硫的(de)改造方式。但(dàn)由於鍋爐(lú)內脫硫反應存在遲滯現象及脫硫劑下料不均勻、不穩定等情況,改造後需要爐內與爐外脫硫同時運行,才能實現SO2 不超過35 mg/ Nm3 的排放目標,容易造(zào)成爐(lú)膛出口SO2 排放(fàng)濃度波動幅度大,導致爐外(wài)脫硫係統脫硫劑用量增大,鈣硫比>3. 0,甚至達到5 ~6,脫硫灰CaO 含量在20% 左右,脫硫劑浪費現象非常突出。
2. 2. 2 濕法脫硫(石灰石- 石膏法、電石渣法)
①石灰石- 石膏法。在監督範圍內應(yīng)用*廣泛的濕(shī)法脫硫技術是石(shí)灰(huī)石- 石膏濕法脫硫技術,占到濕法脫硫工(gōng)藝(yì)的90% 以(yǐ)上。出現問題主要(yào)集中在以下(xià)幾個方麵。
脫硫廢水處理係統“帶病”運行或退運。濕法脫硫配套的脫硫廢水處(chù)理係統大都利用化學沉澱法,采取間歇運行的運行方式,普遍存在適應性(xìng)差、係統複雜,設備故障(zhàng)率高,運行費用(yòng)高等問題(tí),經常導致係統無法正常運行,甚至停運。目前(qián)很多燃煤電廠的脫硫廢水直接用於拌灰(huī)、煤場或灰場噴(pēn)淋。並不能達到脫硫廢水“零排放”要求。
吸收(shōu)塔除霧器衝洗普遍(biàn)采用定時衝洗的方式,係統水平衡存在較大問題,尤其是在機組負荷較低時水平衡問題尤為突出。
吸收(shōu)塔防腐損壞和泄漏問題較為普遍,襯膠(jiāo)或玻璃鱗片防腐(fǔ)都(dōu)出現該問題,且主要損壞和泄漏點都集中在吸收塔(tǎ)噴淋層與膨脹節及一些拐角處。
吸收塔漿液氯離子含量偏(piān)高的問題(部分化驗值接近或超過20 000 mg/ L)。氯離子含量高加劇吸收塔內金屬構件腐蝕,降低吸收塔漿液的使用效率,增加石灰石耗量和設備電耗,還(hái)影響(xiǎng)石膏(gāo)品質。在廢水(shuǐ)排放不及時和工藝水水質低的情況下該問題更易出現。
密度計無法正常測量漿液(yè)密度(dù),大部分吸(xī)收塔采用的是科氏力原理密度計(jì),容(róng)易受到漿(jiāng)液起泡和吸收塔液位等因素的影響,經常出(chū)現管路堵塞和磨損的問題(tí),難以正常測量漿(jiāng)液密度。
受貨源和價格影響,部分電廠選用的石灰石雜質含(hán)量高,其中氧化鈣(gài)含量在45% ~52%,不僅影響(xiǎng)脫硫(liú)效率,也加劇了脫硫係統設備磨(mó)損。
脫硫係統(tǒng)物化實驗(yàn)不合規的問題。部分電廠存在脫硫係統石膏、漿液化驗項目及(jí)周(zhōu)期不滿足標準要(yào)求的情況;石膏化驗結果不(bú)合格,水份(fèn)含量超標的問題也比較普遍。此外(wài),沒有按照相關標準要求(qiú)的項目和頻次對廢水進(jìn)行定期化(huà)驗的(de)問題也比較突出。
②電石渣法。出於經(jīng)濟性和廢物利用角(jiǎo)度考 慮,現(xiàn)在部分電廠在不改變原有設施結構的基礎上開始采用電石渣取代(dài)石灰石作為脫硫劑。隨著設(shè)備的運行,出現了脫硫石(shí)膏脫水困難的問題。且當燃煤中硫(liú)分高(gāo)時(shí),加(jiā)入大量的(de)電石渣會影響亞硫(liú)酸(suān)鈣(gài)氧化,部分電廠石膏中亞硫酸鹽>40%,使石膏(gāo)脫水困(kùn)難的問題更(gèng)加惡(è)化。
2. 3 脫(tuō)硝設施
2. 3. 1 選擇性催化(huà)還(hái)原法( SCR)
SCR 脫硝技術在305 ~420 ℃ 溫度範圍內的脫硝(xiāo)效率可(kě)以達到80% ~90%之間,但是由(yóu)於機組起(qǐ)停機時或低負荷(hé)時煙(yān)溫低,無法(fǎ)達(dá)到該(gāi)技術要求的溫度下限,導致脫硝係統停運,造成短時間內NOx 排放超標。
噴氨係統無法有效實(shí)現自動控製(zhì)。噴氨自動控製係統受鍋爐燃(rán)燒、煤種特(tè)性、催化劑特性、反應溫度等因素影響[5] ,尤(yóu)其當脫硝係統入口NOx波動較大或機組負荷(hé)低時,自(zì)動控製係統會出現(xiàn)調(diào)節不及時的(de)情況,極易造成噴氨過量。
在線氨逃逸表存在取(qǔ)樣點少,單點測量數值不具代表性等(děng)問題,無法客觀反(fǎn)應整個脫硝(xiāo)出口斷麵實際的氨逃逸量(liàng),容易造(zào)成還(hái)原劑過量使用。由於係統噴氨不均、氨逃逸表測量不有效(xiào)、還原劑投入過量等(děng)一係列的原因,造成(chéng)脫硝(xiāo)係統後的空預器堵塞問題尤為突出[6] ,不(bú)僅增大係(xì)統能耗,甚至會造成機組非停(tíng)。
2. 3. 2 選擇(zé)性非催化還原法(SNCR)
SNCR 脫硝技術主要應用於循環流化床鍋(guō)爐,相較於SCR脫硝技術,SNCR 脫硝技術係統(tǒng)和工藝較為簡單(dān)。但在運(yùn)行過程中也存在還原劑過量使用,空預器堵塞的問題。另外SNCR 脫硝技(jì)術對溫度窗口要求嚴格(gé),當煙氣溫度低於(yú)850 ℃時,SNCR 脫硝效率將低於30% ~40%。特別是近年來機組低負荷運(yùn)行成(chéng)為(wéi)常態,這就對低負荷下脫硝係(xì)統的(de)投運(yùn)提出(chū)了新的要求。如何在機組經(jīng)濟性和安全穩定性(xìng)以及環保指標合格之(zhī)間(jiān)達到平衡需要更(gèng)多研究(jiū)及探索。
2. 4 煙氣排放連(lián)續監測係統(CEMS)
超低排放(fàng)改造完成(chéng)後,部分電廠的CEMS 采用兩段式量程,量(liàng)程比改造(zào)前小,當淨煙氣(qì)中(zhōng)存在一定量的逃逸氨時,在取(qǔ)樣(yàng)管路中(zhōng)易形成結晶,造成管路堵塞。
3 改進建(jiàn)議(yì)
3. 1 設備運行及維護方麵建議
針對前文提到的設施運行問題,結合實際經驗,提出以下解決建議。
3. 1. 1 除塵設施 在電除塵器和電袋(dài)複合除塵
器運行過程中,當進口煙氣顆粒物濃度小(xiǎo)、設備二次電壓低、二次電流大時,可調整延長陰陽極振打(dǎ)周期時間,反之則縮短;同時嚴密監視前級(jí)電場運(yùn)行的二次電壓和二次電流值,調整運行參數以前級電場不掉(diào)電。如果運行條件很差,為了保持電場投運,也可以采取降低運行參數(一般通過調節電流(liú)極限來限流(liú))的方式運行。
針對布袋除塵器,當濾(lǜ)袋壓差長時間高於設計值時(shí),可采(cǎi)取提高清灰氣源壓力或者縮短清灰周期的方(fāng)式(shì)降低壓差;停機時要進行(háng)清灰,檢查反吹風量壓力及覆蓋麵積是否符合設計要求。
另外需要重視檢修(xiū),按(àn)照計劃針對大小修的不同特點對除塵器(qì)進行消缺及維護。
3. 1. 2 脫硫設施
針(zhēn)對鍋爐內幹法(fǎ)脫硫+ 鍋爐外半幹法脫(tuō)硫出現的問(wèn)題,建議在原有輸送管道上加一套直通給料輸送係統,據已有經驗,采用該係統後脫硫灰(huī)CaO 含量在12%左右,鈣硫比在1.8~2.1。
脫硫廢水方麵(miàn),國內真正實現廢水“零排放(fàng)”的電廠較(jiào)少,主要原因是(shì)國內起步晚,技術難度大、投資費用較高 。煙道處理法(煙道蒸發法和旁路煙道幹燥法(fǎ))已有較多應用,相比於傳統化學沉澱法(fǎ),具有占地小,設備故障率低,能夠實現廢水“零排放”等優勢[8] ,可以作為脫硫廢水處理的參考。
在脫硫係統運行過程中,建議(yì)適當減少係統冷卻水和密封水水量,密切觀察除霧器壓差變化,在除霧器不堵(dǔ)塞的前提下,適當延長除霧器衝洗水衝洗周期,減少脫(tuō)硫係統進水量。
在對(duì)吸收塔進行防腐施工時需要(yào)嚴格控製易發生腐蝕部位(wèi)的(de)防腐塗刷手法,控製幹燥(zào)溫(wēn)度與時間,采取增加橡膠層厚度(5 ~ 6 mm)或在鱗片樹脂中加入耐(nài)磨材料等措施;注意塗層後的幹燥時間;同時可調整噴嘴角度,避(bì)免對直角區域造成直接(jiē)衝刷。
對於氯離(lí)子的(de)控製首先要確保除塵器運行正常,否則含氯顆粒物進入(rù)漿液係統溶解後會造成氯離子(zǐ)升高;結合脫硫(liú)廢(fèi)水處理係統的正常(cháng)運行,在氯離子濃度偏高時加強脫硫廢水的排放;通過定期化驗,控(kòng)製脫硫工藝水水質,杜絕過(guò)量氯離(lí)子通過工藝水進入脫硫係統。
密度計出現(xiàn)故障後(hòu)大部分電廠采用的(de)是定期人工衝洗的方(fāng)法,同時對漿液密度進行手工檢測,是比較消極的應對方式(shì);改變密度計安裝位置及在密度計入口設計衝洗水排放係統可以改善測量管路堵塞的問題(tí);此外(wài),采用周期取樣壓差測量原理的密度計代替原有密度計,堵塞和磨損問題也得到了一定程度的(de)改(gǎi)善。
在電石渣脫硫係統運行過程中,增大漿液池容積和氧化風量有助於解決石膏含量低、不宜脫水及吸收(shōu)塔積垢等問題[9] 。另(lìng)外有研究和實踐表明(míng),電石渣漿液(yè)的(de)品質和運行pH 值的控製是製約石膏品質的(de)關鍵因(yīn)素,使用電石渣做脫硫劑應根據實際情(qíng)況,提前做好脫硫(liú)劑的預處理和石膏脫水係統的優化設計。
3. 1. 3 脫硝(xiāo)設施
提高SCR 脫硝係統(tǒng)自動控製(zhì)的能力,可以采(cǎi)用主汽流量信號代替實際機組負荷信號來預(yù)測NOx 變化並在前饋部(bù)分加入(rù)NOx濃度變化的微分作用,縮短控製(zhì)響應(yīng)時間,減少人為的噴氨過量;加強脫硝係統在線監測儀表的維護工作。定期校準在線(xiàn)表計並進行(háng)比對測試。氨逃(táo)逸表應采取抽取式(三點或多點)預處理後再進行激光吸收光譜分析;嚴(yán)格控製氨逃逸,減(jiǎn)少硫(liú)酸氫銨的產生;定期優化脫硝噴氨係統,還原劑分(fèn)布與煙氣中氮(dàn)氧(yǎng)化物濃度分布(bù)一致。
對於SNCR 脫硝而言,提高其全負荷(hé)適應性、加入添加劑、控製氨氮摩爾比、提高(gāo)煙氣(qì)和還原劑混合(hé)的均勻(yún)性及優化(huà)脫硝(xiāo)自動控製係統等(děng)措(cuò)施可以有效提高脫硝效率,降低(dī)氨逃逸。
3. 1. 4 煙氣排放連續監測(cè)係統(CEMS)
減少氨逃逸量和加裝預處理組件可以減輕(qīng)CEMS 的堵塞(sāi)情況,同時(shí)應加強(qiáng)對CEMS 的(de)維(wéi)護工作,一旦(dàn)發現堵塞需要盡快將其排除。
3. 2 技術(shù)監督管理方麵建議
在超低排(pái)放改造(zào)“後時代”,做好煙氣處理設施的管理(lǐ)是一項需動態(tài)調整的長期(qī)工作,從技術監督管(guǎn)理角度提出以下建議。
(1)組織。保持煙氣處理(lǐ)設施處於良好運(yùn)行狀態是一個需要多方統籌協(xié)調的長期工作,需要有堅強的組織。要由廠(chǎng)領導牽頭,各專業責任明晰的組(zǔ)織(zhī)結構。對運行、檢修相關部門和鍋爐、環保、化學、熱工、電氣等專業進行明確分工(gōng),各方積極配合,共同做好達標(biāo)排放工作(zuò)。
(2)全員參與,專項優化落實。在鍋爐煙氣處理設施日常運行中,需要運行人員、實驗(yàn)室化驗人員和環保專業人員全員參與,結合每台機組的特性每月對環保指標進行有效(xiào)細致(zhì)分析,尤其(qí)是異常(cháng)數據出現時,要積極針對問題查找原因(yīn),再逐項調整優化。
(3)設施投運率達標。在當前以實現超低排放為目標的(de)前提(tí)下,煙氣處理(lǐ)設施的(de)運行狀況直接影響到發電廠環(huán)保(bǎo)指標(biāo)的完成,因此提高處理設施的投運率是(shì)實現達標排放的大前提(tí),不存在不重要或者附屬(shǔ)的設備。電(diàn)廠應參照相關(guān)標準和導則,督促和鼓勵各專業各司其職,不斷優化(huà)設施(shī)控製方式和運行參數,實現管理和運行的良性循環。
4 結論
通過對50 餘家燃煤電廠的(de)除塵、脫硫、脫(tuō)硝和(hé)CEMS 等煙氣(qì)處理設施(shī)的監督管理,提出了對前文(wén)運(yùn)行改進建議和管理措施。
(1)對於鍋爐除塵設施,要嚴格按照相關操作規程(chéng),根據燃煤及機組(zǔ)運行(háng)狀況及時優化、調整運行參數;並重視檢修工作,減少設備故(gù)障發生率。
(2)對於脫硫吸收塔要特別注意加強易腐蝕部(bù)位的防腐塗刷;根據運(yùn)行參數調整除霧器(qì)衝洗水周(zhōu)期,維持係統水(shuǐ)平衡;重視排水和工藝水水質控製,降低氯離子含量;采(cǎi)取設備改造或者新工(gōng)藝應對爐(lú)內幹法(fǎ)脫硫+ 爐(lú)外半幹法脫硫脫硫(liú)劑下料不(bú)勻,密度計故障率(lǜ)高和脫硫廢水投運率低等問題;加(jiā)強對電石渣脫硫係(xì)統優化運行的研究。
(3)提高催化(huà)劑全(quán)負荷適應(yīng)性(xìng)和還原劑自(zì)動控製係統運(yùn)行的性,通過噴氨係統優化調整(zhěng)促進還原劑和煙氣中(zhōng)氮氧化物混合(hé)的均勻性,減少氨逃(táo)逸(yì)量,緩解空預器堵塞和腐蝕是脫(tuō)硝(xiāo)係統目前*突出的問題,相(xiàng)關的(de)研究及運行(háng)調整也集中在這方麵。
(4)對於CEMS 要嚴格控製進入係統樣氣的品質(zhì),同(tóng)時加強管理(lǐ),注重設備維護和故障排除(chú)。
(5)燃煤電廠應從管理層(céng)麵上重(chóng)視技術監督工作,提高認識,加大人員和資金投入,采取有效(xiào)措施充分調動全員(yuán)積極性(xìng),從(cóng)領導到基層員工多層次多角度共同發力,把(bǎ)設施隱患消(xiāo)滅在萌芽狀態,確(què)保企業安全平穩度過超低排放改造“後時代”。