在我國,中小型燃煤鍋爐一般采用除塵、脫硫分體式裝置,即布袋除塵器設(she)(she)備(bei)(bei)與脫硫(liu)設(she)(she)備(bei)(bei)為獨立處(chu)理單元。低(di)效的(de)除(chu)塵設(she)(she)備(bei)(bei)會(hui)使鍋爐的(de)脫硫(liu)效率下降、磨損(sun)設(she)(she)備(bei)(bei)、堵塞風管,造成(cheng)資源(yuan)的(de)浪費,因此,必須重(zhong)視除(chu)塵設(she)(she)備(bei)(bei)的(de)除(chu)塵效率。
我國是(shi)當(dang)今世界鍋爐(lu)(lu)生產和(he)使用(yong)最(zui)多(duo)的(de)(de)(de)國家(jia)。其中(zhong),中(zhong)小(xiao)(xiao)型(非(fei)發(fa)電)鍋爐(lu)(lu)多(duo)應用(yong)于紡織、食品、機械(xie)制造等行(xing)(xing)業(ye)(ye),多(duo)分布在發(fa)達城市(shi)的(de)(de)(de)郊區(qu),遠離(li)中(zhong)心城區(qu),或(huo)二(er)線城市(shi)的(de)(de)(de)工(gong)業(ye)(ye)區(qu)內。根據2002年我國批準了《京都議定書》,工(gong)業(ye)(ye)鍋爐(lu)(lu)的(de)(de)(de)節能減排(pai)勢(shi)在必行(xing)(xing)。各(ge)地環(huan)保部門均出(chu)臺相應的(de)(de)(de)法律、法規(gui),限制或(huo)取消中(zhong)、小(xiao)(xiao)型鍋爐(lu)(lu)的(de)(de)(de)報批申(shen)請,逐步淘(tao)汰中(zhong)小(xiao)(xiao)型鍋爐(lu)(lu),已(yi)有(you)或(huo)在建(jian)項(xiang)目均需(xu)要(yao)執行(xing)(xing)更加嚴格(ge)的(de)(de)(de)環(huan)保排(pai)放指(zhi)標,而這項(xiang)指(zhi)標又以(yi)二(er)氧化(hua)硫(SO2)和(he)氮氧化(hua)物(NOx)的(de)(de)(de)減排(pai)指(zhi)標尤為明顯。因此,各(ge)地原有(you)的(de)(de)(de)中(zhong)小(xiao)(xiao)型鍋爐(lu)(lu)紛紛進行(xing)(xing)改造以(yi)應對新出(chu)臺的(de)(de)(de)政策。
在(zai)這個過程中,大部分企(qi)(qi)業單位(wei)采(cai)取(qu)的方式為(wei),在(zai)原(yuan)(yuan)有(you)脫(tuo)硫(liu)(liu)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)基礎上,新(xin)增(zeng)(zeng)一(yi)套脫(tuo)硫(liu)(liu)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)。但部分單位(wei)并不重視原(yuan)(yuan)有(you)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的改造與(yu)維護,導致在(zai)一(yi)定(ding)運(yun)行(xing)時間(jian)后,由于原(yuan)(yuan)有(you)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的運(yun)行(xing)不當,而影響了新(xin)增(zeng)(zeng)脫(tuo)硫(liu)(liu)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)運(yun)行(xing)的現象。以西安一(yi)家企(qi)(qi)業為(wei)例,廠內(nei)共設(she)(she)(she)有(you)20噸鍋爐2臺(tai)(一(yi)用(yong)一(yi)備(bei)(bei)),15噸鍋爐4臺(tai)(2用(yong)2備(bei)(bei)),配備(bei)(bei)有(you)陶瓷多管旋風除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器5套,靜電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器1套。該企(qi)(qi)業在(zai)2010年新(xin)增(zeng)(zeng)3套脫(tuo)硫(liu)(liu)設(she)(she)(she)備(bei)(bei),保證排(pai)放指(zhi)標滿足最新(xin)發(fa)(fa)布(bu)的環保排(pai)放指(zhi)標。脫(tuo)硫(liu)(liu)、除(chu)(chu)塵(chen)(chen)系統運(yun)行(xing)2年后,該企(qi)(qi)業發(fa)(fa)現其在(zai)線監測儀顯(xian)示SO2排(pai)放濃度(du)高于允許(xu)排(pai)放值,在(zai)進(jin)行(xing)調整未能得(de)到(dao)解決的情況下,邀請設(she)(she)(she)計單位(wei)調試(shi)人員對脫(tuo)硫(liu)(liu)、除(chu)(chu)塵(chen)(chen)超(chao)標排(pai)放現象進(jin)行(xing)調查,并提交了調查結果。
1 漿液密度
脫硫(liu)(liu)系(xi)統(tong)使用的運行工藝為石(shi)灰(hui)-石(shi)膏濕法脫硫(liu)(liu),系(xi)統(tong)內(nei)漿液的密(mi)度(du)為一(yi)個重要參數,反映出(chu)系(xi)統(tong)內(nei)部脫硫(liu)(liu)反應物質的量,漿液密(mi)度(du)控制在1.05~1.08范圍內(nei),脫硫(liu)(liu)效果最(zui)佳。
因此,首先(xian)對漿(jiang)液(ye)密(mi)度進行調整,并繪制出漿(jiang)液(ye)密(mi)度與(yu)SO2排放值的(de)曲線。
從漿(jiang)液密度曲(qu)線與SO2排(pai)(pai)放(fang)值曲(qu)線對比可(ke)知(zhi),在設定范圍內,漿(jiang)液密度與排(pai)(pai)放(fang)濃(nong)(nong)度成反比關系,漿(jiang)液密度越(yue)高,排(pai)(pai)放(fang)濃(nong)(nong)度越(yue)小(xiao),但(dan)排(pai)(pai)放(fang)濃(nong)(nong)度仍未能(neng)達到廠區排(pai)(pai)放(fang)要求(qiu),因此(ci)需(xu)要對漿(jiang)液及(ji)系統其他部件進(jin)行進(jin)一步分(fen)析。
2 水樣分析
漿(jiang)液中固含量(liang)實驗室設定取值:
該企業對系統(tong)中(zhong)的(de)(de)漿(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)進行固含(han)量(liang)(liang)及鈣基(ji)含(han)量(liang)(liang)分析。結果顯示,漿(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)密(mi)度為1.08時(shi)(shi),試樣中(zhong)的(de)(de)固含(han)量(liang)(liang)均值為26%,鈣基(ji)含(han)量(liang)(liang)為12%。實(shi)驗(yan)室配(pei)制的(de)(de)試樣顏色呈(cheng)灰(hui)(hui)或灰(hui)(hui)白(bai)色,而現場漿(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)顏色則呈(cheng)灰(hui)(hui)黑或灰(hui)(hui)綠(lv)色,且黏度很大。經進一步化驗(yan)得(de)知,漿(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)含(han)有(you)大量(liang)(liang)的(de)(de)鍋爐灰(hui)(hui),此時(shi)(shi)的(de)(de)漿(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)密(mi)度并(bing)不(bu)能準確地(di)反映漿(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)含(han)有(you)的(de)(de)脫(tuo)硫反應物質的(de)(de)量(liang)(liang)。
3 除塵器分析
以其中(zhong)一臺20t鍋爐配(pei)備的(de)多管旋風(feng)(feng)(feng)除(chu)(chu)塵器(qi)為(wei)例,其設計參數為(wei)處理風(feng)(feng)(feng)量60000Am3/h,除(chu)(chu)塵效率90%~95%,本體(ti)(ti)(ti)漏(lou)風(feng)(feng)(feng)率≤3%,本體(ti)(ti)(ti)阻力650~900Pa,處理后排放濃(nong)度≤250mg/Nm3,經調查(cha)發現,該除(chu)(chu)塵器(qi)本體(ti)(ti)(ti)漏(lou)風(feng)(feng)(feng)率為(wei)6%,除(chu)(chu)塵效率為(wei)65%。漏(lou)風(feng)(feng)(feng)點為(wei)除(chu)(chu)塵器(qi)上筒體(ti)(ti)(ti)焊縫(feng)、下錐體(ti)(ti)(ti)焊縫(feng)、卸灰閥(fa)、除(chu)(chu)塵器(qi)檢修門(men)等。根據(ju)除(chu)(chu)塵手冊可知,當下錐體(ti)(ti)(ti)或卸灰閥(fa)漏(lou)風(feng)(feng)(feng)1%,除(chu)(chu)塵效率下降(jiang)5%;漏(lou)風(feng)(feng)(feng)5%,除(chu)(chu)塵效率下降(jiang)30%。現場情況與(yu)此參數基本相符。
原設計(ji)煙風道(dao)為δ8.0碳(tan)素鋼(gang)板制(zhi)作,150mm厚(hou)度(du)巖棉保溫(wen)層,運行2年后,70%煙風道(dao)鋼(gang)板厚(hou)度(du)減少(shao)為δ5.0~4.0,彎頭、變徑、進出(chu)風口位(wei)置減少(shao)為δ2.0,個別流速高的位(wei)置已出(chu)現不同程度(du)的點(dian)蝕(shi)及穿孔。
除塵器(qi)漏風率變大(da),致使系統中的(de)(de)氧(yang)含量由原(yuan)來的(de)(de)10%~11%增大(da)至13%~15%,根據國家環境保護局發布的(de)(de)《固定污(wu)染(ran)源煙氣排(pai)放(fang)(fang)連續監測系統技術要求(qiu)及檢測方法(fa)》(HJ/T 76-2007)和《火電廠大(da)氣污(wu)染(ran)物排(pai)放(fang)(fang)標準(zhun)》(GB13223-2011)均指(zhi)出,大(da)氣污(wu)染(ran)物基準(zhun)氧(yang)含量排(pai)放(fang)(fang)濃度折算方法(fa):
…………①
c―大(da)氣(qi)(qi)污染物(wu)基(ji)準氧含量(liang)(liang)排放濃(nong)度(du),mg/m3;c’―實測(ce)(ce)的大(da)氣(qi)(qi)污染物(wu)排放濃(nong)度(du),mg/m3;O2’―實測(ce)(ce)的氧含量(liang)(liang),%;O2―基(ji)準氧含量(liang)(liang),%(燃煤鍋爐為6%)。
公式①表(biao)示(shi),當實測(ce)的氧(yang)含(han)(han)量(liang)(liang)越(yue)大時,根據大氣污染物基準氧(yang)含(han)(han)量(liang)(liang)折算的排放(fang)濃度則越(yue)大,氧(yang)含(han)(han)量(liang)(liang)為13%時的折算排放(fang)濃度為10%的1.22倍(bei),氧(yang)含(han)(han)量(liang)(liang)為15%時的折算排放(fang)濃度為10%的1.83倍(bei)。因此,不(bu)能忽視(shi)除塵器和煙(yan)風(feng)(feng)道(dao)的漏風(feng)(feng)率,必須(xu)把(ba)氧(yang)含(han)(han)量(liang)(liang)控制在(zai)既(ji)滿足鍋爐燃燒(shao),又(you)不(bu)會導致排放(fang)濃度折算值(zhi)過大。
4 脫硫(liu)設備分析
脫(tuo)硫系統使用循環水(shui)泵為(wei)耐磨耐腐合金泵,管(guan)(guan)道(dao)為(wei)內(nei)襯(chen)塑無縫(feng)管(guan)(guan),襯(chen)塑厚度為(wei)5mm。由于循環漿液(ye)中含有大量(liang)(liang)的灰塵,系統運(yun)行2年(nian)(nian)期(qi)后,水(shui)泵葉輪明顯磨損(sun)(sun),水(shui)泵流量(liang)(liang)減量(liang)(liang)10%~20%,軸封等易損(sun)(sun)件1年(nian)(nian)1換;管(guan)(guan)道(dao)彎頭、閥門(men)和變(bian)徑等1年(nian)(nian)2換,主體管(guan)(guan)道(dao)內(nei)襯(chen)層亦出現不同(tong)程度的磨損(sun)(sun)。
石(shi)灰-石(shi)膏濕法脫硫(liu)的(de)一個重(zhong)要技術參數為液氣(qi)比(bi)(bi),即循環液總量與處理煙氣(qi)量的(de)比(bi)(bi)值。脫硫(liu)系統(tong)循環水泵總流量已經明顯(xian)低于原(yuan)設計(ji)流量,因此未能達(da)到設計(ji)的(de)排放濃(nong)度。
5 小結
綜(zong)上所述(shu),致使系統運行異常(chang)和排(pai)放超標的(de)主要原因是除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器的(de)故(gu)障問題,而除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器的(de)故(gu)障又是由于在日常(chang)運行中(zhong),缺乏對(dui)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)設備(bei)(bei)進(jin)(jin)行維護及清(qing)理工作。該企業(ye)對(dui)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)設備(bei)(bei)進(jin)(jin)行了(le)檢修,并(bing)修復(fu)了(le)煙風道的(de)漏(lou)風點,對(dui)循環(huan)水泵進(jin)(jin)行了(le)葉輪更(geng)換(huan)后,二氧(yang)化硫(liu)、煙塵(chen)(chen)(chen)等(deng)各項(xiang)指標均達(da)標排(pai)放。該企業(ye)計劃更(geng)換(huan)更(geng)高效的(de)布袋除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器,保證鍋爐(lu)、脫硫(liu)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)設備(bei)(bei)長期運行運行。