烟羽工程项目设计运行总结

李辉 颜常柏

【摘 要】本文对徐州金山桥热电有限公司3X220T/H循环流化床锅炉烟羽治理工程及其他辅助设备系统设计进行了介绍，并对系统运行后的问题及解决方法进行了总结。

【关键词】烟羽治理;设计;运行;结论

中图分类号： X773 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）23-0015-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.23.005

1 工程概况和设计原则

1.1 工程概况

徐州金山桥热电有限公司3×220T/H循环流化床锅炉烟羽治理工程及其他辅助设备系统。

烟羽治理：采用浆液冷凝技术路线。通过脱硫塔顶层喷淋浆液冷却，将吸收塔出口烟气温度冷却至夏季（4月—10月）至47℃和烟气含湿量10.4%以下，冬季（11月—次年3月）至45℃和烟气含湿量9.5%以下，达到烟羽治理的目的。

1.2 设计范围

设计对已有脱硫系统进行烟羽治理改造，改造循环浆液管道增加浆液冷却器及循环冷却水管路系统、新建一座机力冷却塔及相应辅助系统、增加地坑及相应的除雾器冲洗水泵及浆液排出泵、原工业水池增加液下泵等。

设计上采用浆液冷凝技术。

浆液冷却器系统：包括本体和循环冷却水系统以及相关管道、阀门等附件。

全套至少包括：

（a）浆液冷却器本体。

（b）相应循环浆液管道改造。

（c）循环冷却水泵及相应管道阀门等附件。

（d）装置需要的所有辅助支撑结构，例如水泵和电机的底座等。

机力冷却塔系统：

-新建一座机力冷却塔。

水平衡系统：包括水池、除雾器冲洗水泵、浆液排出泵以及相关管道、阀门等附件。

1.3 设计接口

·浆液

入口：—#1、#2、#3脱硫塔的循环泵D出口管道。

出口：—#1、#2、#3脱硫塔的循环泵D出口管道。

·循环冷却水：

入口：—接自工业水、河水。

出口：—煤场喷淋系统、雨水系统

1.4 工艺系统设计原则

（1）烟气温度不高于53℃，浆液冷却器运行时，能保证冷凝后烟温达到47℃以下，烟气含湿量10.4%以下;烟气温度不高于51℃，浆液冷却器运行时，能保证冷凝后烟气温度达45℃以下，烟气含湿量9.5%以下。

（2）锅炉从50%BMCR到100%BMCR工况条件下，浆液换热装置都能正常运行。整套浆液冷却器装置在设计上，应保证脱硫塔出口处烟气温度在安全合理的区间范围内，整套设备的使用寿命均>10年。

（3）设计保证改造后浆液循环泵出口增加浆液冷却器的阻力不超过2米扬程。

（4）机力冷却塔的冷却能力按两台炉满负荷的烟气量来设计。

（5）本设计浆液冷却系统所需的水量由设计方提供3台循环水泵来满足，并通过出口联络管的方式能实现互为备用。2台循环水泵为变频控制。泵房预留一台循环水泵空间。

（6）为保证改造后脱硫岛能建立新的水平衡，在脱硫岛核心位置新增壹座水箱4*4*4，及除雾器冲洗水泵及浆液排出泵。

2 工艺系统

设计烟羽治理工程采用工艺，整套系统由以下子系统构成：

·浆液冷却器系统

·机力冷却塔系统

·水平衡系统

2.1 浆液冷却器系统

2.1.1 主要功能

用于通过循环冷却水冷却脱硫塔循环浆液的温度。

2.1.2 系统描述

锅炉从50%BMCR到100%BMCR工况条件下，浆液换热装置正常运行。整套浆液冷却器装置在设计上，满足脱硫塔出口处烟气温度在安全合理的区间范围内，整套设备的使用寿命均>10年。

浆液冷却器布置在浆液循环泵出口的竖向直管段上，立式布置，设置四个耳座，在立管支墩空处设置钢支架進行支撑。换热器底部与顶部设置浆液接口，上部与下部侧边设置冷却水接口，浆液自下而上流动，冷却水上进上出。冷却水侧进出口处留有清洗口，浆液侧利用原有循环管道冲洗系统，对冷却器进行停机时冲洗，确保浆液冷却器长期稳定运行。

浆液冷却器在烟气出口温度不大于53℃，夏季（4月—10月）冷凝后烟温达到47℃以下，烟气含湿量10.4%以下;冬季（11月—次年3月）冷凝后烟气温度达45℃以下，烟气含湿量9.5%以下。

本次设计对换热器结构进行优化设计，防止传热元件的堵塞、结垢，并设置清洗接口。

本次设计保证改造后浆液循环泵出口增加浆液冷却器的阻力不超过2米（换算成扬程），这样浆液循环泵电机不需更换，但由于我公司现采用的襄樊浆液循环泵不存在变频能力，采购29米扬程的叶轮满足浆液循环泵正常运行，不影响脱硫效率。同时提供壹台备用叶轮。

2.1.3 系统主要设备选型

单台浆液冷却器参数表，共设3台，每塔1台

2.2 机力冷却塔系统

2.2.1 主要功能

用于换热器的循环水冷却降温。

2.2.2 系统描述

循环水的机力冷却塔建设在脱硝空压机房西侧，距离最近的#3脱硫塔约80米，管道的具体位置和走向根据现场情况定。

机力冷却塔的冷却能力按两台炉满负荷的烟气量来设计。

机力冷却塔的补水有两路取水点，一路为工业水池，由设计方安装两台液下泵（一用一备）来保证冷却塔的补水，并实现远程DCS控制;另一路为#3净水器进水管道（原水压力为0.25Mpa），经盘式过滤器并入补水管。工业水池补水为常规补水方式，净水器入口为紧急补水方式。

浆液冷却系统所需的水量由3台循环水泵来满足，并通过出口联络管的方式能实现互为备用。2台循环水泵为变频控制。泵房预留一台循环水泵空间。

新增冷却塔排污分两路，一路接入雨水，一路经过水泵升压接入煤场喷淋系统。

2.2.3 系统主要设备选型

（1）机力冷却塔选型：水量3000m3/h，入口温度37℃，出口32℃，FRP材质，湿球温度28℃。

（2）循环冷却水泵出力按1500m3/h，扬程26m选取。共三台，两用一备。两台变频。

2.3 水平衡系统

2.3.1 主要功能

为保证改造后脱硫岛能建立新的水平衡。

2.3.2 系统描述

为保证改造后脱硫岛能建立新的水平衡，在脱硫岛核心位置新增壹座水池4*4*4，所有设备机封水（包括真空泵密封水和真空皮带机密封水）、净烟道凝结水（事故喷淋水箱的溢流和疏水）回收至冲洗水箱，此水作为除雾器下层冲洗水并配备两台除雾器冲洗水泵与原除雾器冲洗水管道联通，补水取自附近的工业水管道。增加输送泵打至冷却塔，输送泵一用一备。

除雾器最下层冲洗水增设一路三联箱排水水源。

滤液水增设一路至三联箱管路，经澄清处理后，作为除雾器下层冲洗备用水源。

滤布冲洗水箱补水实现自动控制，水源仍采用真空泵密封水出水。

将原滤液水池至石灰石浆液池的PPR管道改造为FRP管道或者碳钢衬胶管道并配置铝皮保温，DN80管道合计总长约50米。

新增加壹路滤液水池水池至事故浆液箱管道材质选用FRP管道或者碳钢衬胶管道并配置铝皮保温，DN80管道合计总长约120米。

所有与腐蚀介质接触的设备、部件都需要防腐。

废水泵房新增两台DN50的电动阀并实现远程控制。

2.3.3 系统主要设备选型

（1）水池混凝土3mW×3mL×4mH。

（2）除雾器冲洗水泵出力按61m3/h，扬程65m选取。共二台，一用一备。

（3）浆液排出泵出力按流量22m3/h，扬程25m选取。共二台，一用一备。

3 系统运行情况

烟羽系统运行以来，整体运行情况良好、稳定，满足技术协议的各项设计指标，但也存在一些问题如下：

（1）浆液冷却循环水设计都按32度入口，出口37度，实际使用水温只有10多度，这就造成浆液冷却换热器面积显得偏大，脱硫塔的出口烟气温度都降到40度以下。

（2）浆液管道冷凝水比设计的多，影响水平衡了。

针对以上问题可作如下改进：

（1）根据外界的环境问题，如果冬季期间，可以停止冷却塔风冷系统，可以提高循环水的温度，控制吸收塔的水量。

（2）通过调节循环水泵的变频器，改变循环泵的转速，进一步调整换热器的换热量。

4 结论

从现场实际的运行情况来看，本工程烟羽治理工程系统的设计满足业主要求，并安全穩定运行。设计当中的小缺陷，经过调整、调试后系统都达到最佳要求，都已经顺利移交业主。

【参考文献】

[1]姚曾权.火电厂烟羽的传输与扩散[M].中国电力出版社，2003.

[2]冯新.燃煤锅炉烟气烟羽脱白改造[J].河南电力2018（17）.

[3]王艳梅.锅炉脱白深度治理环保方案的设计研究[J].基层建设2019（5）.