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关键词 糠醛生产;废水污染源;废气、废水的治理;预防和减轻不良环境影响的措施
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)10-0147-01
糠醛(Furfural)又名呋喃甲醛,是重要的杂环类有机化合物。纯品是无色液体,有特殊香味;密度1.1598;折射率1.5261;熔点-38.7℃;沸点161.7℃。工业品是褐色液体,用于制合成树脂、电绝缘材料、清漆、呋喃西林等,并用作防腐剂和香烟香料等。它也是优良的溶剂,可用于精炼石油、精制油、提炼油脂和溶解硝酸纤维素等。
糠醛经催化氢化制成糠醇,用于有机合成、合成纤维、橡胶、农药等,也可用于制造树脂、火箭燃料和溶剂;糠醛经氧化制成糠酸,用作防腐剂、杀菌剂和制作香料;糠醛经缩聚制成糠醛树脂,用于制造耐腐蚀的塑料、涂料、胶泥和胶粘剂等。
在生产糠醛的过程中产生大量的废水、废气,对环境造成污染,所以对其生产排出的废气、废水必须在进行处理后才能排放。
1 糠醛生产
糠醛水解后的废渣经特殊的排渣装置排放后,去锅炉房作燃料使用;锅炉为专用锅炉,不需要煤、油等燃料,只用废渣作燃料就可以满足整个系统的蒸汽需求。醛气经冷凝后进粗馏塔蒸馏,粗馏气经冷凝后进醛水分离器,其富水相回流进粗塔再次复蒸;醛液进中和罐加碱中和酸后进粗醛,醛液由塔底自流进精馏塔,精馏塔二次蒸汽冷凝后进精醛罐,检验合格后计量灌装;精馏后的废液(醛饴)由塔底排出。整个脱水、精馏过程都是在真空状态下进行的。
2 废水污染源
废水污染源主要包括蒸馏塔废水、软水制备废水、锅炉烟气除尘水、精制釜清洗水、冷却池排污水、软水制备废水和生活污水。其中蒸馏塔废水、软水制备废水、锅炉烟气除尘水等均可做到综合利用,工程排水主要为精制釜清洗水、冷却池排污水、软水制备废水和生活污水。
3 糠醛生产废水的治理
对糠醛产生的废水治理方法,主要有三大类,分别为物理法、物理化学法和生化法。其中物理法的工艺流程为:蒸发浓缩焚烧法、蒸馏浓缩回收法。化学法的工艺流程为:电渗析萃取精馏工艺。生化法有好氧处理工艺(SBR反应器、接触氧化反应器等),厌氧处理工艺(上流式厌氧反应器、过滤式厌氧反应器等)。
阜新的兴雅娟等提出了治理糠醛废水的技术方案,实现了糠醛废水的零排放。
为了使废水中的悬浮物和胶质得到净化,把糠醛废水经微孔滤料过滤,经换热器、贮水池使废水温度低于30℃,再经内装微孔滤料及碳纤维的过滤器过滤。经过预处理的废水,进入相转移柱,于是废水中的醋酸、糠醛等其他有机物被截留在转移柱上,排出水为中性净化水,再经活性炭柱吸附,得到澄清透明的软化水,用作锅炉给水的补充水,水质达到锅炉给水标准。用稀氨水解析达到饱和的转移柱。醋酸及其他有机液与氨水反应,生成有机酸铵。
4 糠醛生产废气监测
表1 某糠醛厂废气处理设施处理效率
处理
设施 二氧化硫 烟尘浓度
一周期 二周期 三周期 一周期 二周期 三周期
1#处理设施 67% 67% 70% 86% 83% 83%
2#处理设施 75% 67% 75% 83% 86% 85%
3#处理设施 75% 75% 70% 83% 82% 82%
5 糠醛生产废气的治理
废气污染源主要为玉米芯筛分破碎粉尘、水解锅废气、蒸馏精制不凝尾气、糠醛渣棚废气、锅炉烟气以及硫酸储罐、配酸、排渣时无组织排放废气。玉米芯筛分破碎粉尘采用旋风+布袋除尘器处理后由排气筒排放;水解锅废气排气筒排放;蒸馏精制不凝尾气收集后送入锅炉燃烧;对糠醛的废气治理应采用专业厂家生产的燃糠醛渣锅炉技术,并配备除尘脱硫设施。经大于40 m高烟囱排放。糠醛渣棚废气由碱液喷淋+活性炭吸附后由排气筒排放;锅炉烟气采用以双层旋流板塔为主体的双碱法脱硫除尘系统处理后由大于40 m高排气筒排放。对于硫酸储罐、配酸、排渣时无组织排放废气,采取加强管理,减少跑冒滴漏。另外,生产过程精馏塔产生的无组织排放的含“醛废气”,经集气罩收集引风机引出进入冷凝器处理,再循环至初馏塔。
湿法烟气脱硫是用水或钙盐溶液作吸收剂吸收烟气中二氧化硫的方法。湿法脱硫根据使用的吸收剂不同分为石灰石―石膏法、钠法、氧化镁法、氨和催化氧化法,如氨法就是用氨(NH3H2O)为吸收剂吸收烟气中的SO2,其湿灰(中间产物)为亚硫酸铵(NH4)2SO3和亚硫酸氢铵(NH4HSO3),采用不同方法处理湿灰,还可回收亚硫酸铵(NH4HSO3)、石膏和单体硫等副产物。另外还可采用干法烟气脱硫,就是用固体吸收剂(或吸附剂)吸收(或吸附)烟气中SO2的方法。
6 预防和减轻不良环境影响的对策和措施
塔底废水及设备清洗废水经换热器加热后生成蒸汽,直接用于生产不外排,生活污水采用化粪池处理,上清液不定期地抽出用于附近农田灌溉,锅炉排污水及循环冷却水排污水直接排放;锅炉烟气采用高效湿式脱硫除尘技术处理,工艺废气产生的部位主要是分醛罐和原液贮罐,废气中的污染物主要有甲酸、甲醇、二乙酮等,冷凝回收后送至锅炉房烧掉,粉尘采用旋风和布袋两级除尘,经由高排气筒排入到大气中;对放渣间进行封闭处理以减小放炮噪声;糠醛渣、醛泥当作燃料烧掉,燃烧后的灰需要运送到指定的垃圾场填埋。
7 结论
通过对糠醛生产废水的治理,可以实现对废水的无害化和资源化;对糠醛生产废气的治理,可以有效脱硫除尘,大大降低对环境的污染。
参考文献
电除尘顶部振打控制系统表格图形化输入模式研究
电除尘器极配试验测试系统设计与极线空载试验分析
环境权与环境公益诉讼内在关系初探
环境执法现状与对策探讨
二恶英的产生及控制方法初探
上海火电厂控制SO_2排放的举措
H_2O_2复合体系及其在环境治理中的应用
仪表及控制系统在湿法脱硫设计中的运用和优化
原锅炉引风机后串接NID系统的应用
湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨
顶进式搅拌器的校核与改进
湿法脱硫吸收塔浆液pH值异常情况处理
膜生物反应器的膜污染机理及其防治
城市污水除磷工艺及其原理
深度处理设施在太原第二热电厂废水回用中的应用
粉煤灰合成沸石过程中的影响因素分析
利用煤矸石制取钛白粉的试验研究
焦作市粉煤灰综合利用现状及建议
南泥沟(慧祥)110 kV变电站噪声控制
经济社会学视角下的我国环境污染转移问题分析
火电建设项目环境影响评价基础数据库建设方案与应用
香港青山B电厂4×680MW机组排放控制工程OHS风险控制方案介绍
湿法脱硫喷淋塔单层喷淋雾化性能试验
NID循环半干法烟气脱硫技术在改造工程中的应用
烟气联合脱硫脱硝一体化吸收/催化剂
《规划环境影响评价条例》十一起正式实施
耐酸胶泥用于脱硫烟囱防腐的可行性初探
湿法烟气脱硫除雾器设计选型和维护
无增压风机脱硫工程烟气系统调试分析
湿法脱硫增压风机的运行控制分析
湿法烟气脱硫系统中烟气换热器的灰色综合评价
火电厂烟气脱硫塔气体分布装置设计
粉尘比电阻对电除尘的影响及改进措施研究
联合国就应对气候变化发表报告
1000MW机组电除尘器的设计及技术改进
矿热电炉除尘器的选择
两级过滤膜生物反应技术在中水深度处理中的应用
电化学水处理技术的研究和应用
海水淡化技术在沿海电厂的应用前景
钙基固定剂对制氢和污染性气体减排的影响
化学链燃烧分离CO_2技术的研究进展
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展
燃煤电厂烟气中汞控制技术研究
燃煤痕量元素转化、排放及控制的研究进展
煤场防风抑尘网抑尘效果研究
火电厂烟气脱硫装置吸收塔倒装工艺
浆液循环泵运行电流影响因素分析研究
石灰石—石膏湿法脱硫装置磨损腐蚀问题分析
半干法脱硫灰生产蒸压砖技术研究
浅析XLDM型脉冲袋式除尘器在CFB锅炉上的应用
新型电除尘技术在200MW机组改造上的应用
1000MW机组灰斗积灰输灰不畅原因分析及应对措施
A型导流片在静电除尘器中的应用
电除尘器检修管理信息系统的开发
膜技术在污水深度处理中的应用
浅谈粉煤灰的资源化利用现状
大港油田苦咸再生水反渗透工艺自动控制研究
【关键词】烟气连续监测系统 稀释法 维护策略
一、引言
烟气连续排放监测系统(Continuous Emission Monitoring System,简称CEMS)是为连续监测排放污染物总量而设计的系统,环保部门可根据排放总量及排放强度制定有关的排放治理及处罚方案。
王滩电厂为2×600MW燃煤亚临界机组,该厂湿法脱硫系统安装并运行了稀释法CEMS,本文将对这一系统进行详细阐述,并介绍其突出优点及运行维护经验。
二、稀释法CEMS简介
烟气连续排放监测系统(Continuous Emission Monitoring System,CEMS)是一种无人值守、实时采样分析、长期连续工作的自动监测系统,主要包括采样部分、分析仪器、数据采集三部分。稀释法CEMS由多个单元组成(见图1),主要由烟气连续(SO2、NOX)排放监测子系统、烟尘颗粒物监测系统、流量连续监测子系统、烟气排放参数(温度、湿度、静压、氧量)监测子系统、数据采集与处理分析子系统等组成。烟气采样系统采用当今先进的稀释连续采样(Dilution Samling)方式,所有分析仪器主要部件全由国外进口,是一套参数很全的CEMS。下面对其各子系统做一简单介绍。
(一)烟气排放连续监测子系统
烟气经采样探头过滤、稀释后经不加热采样管线输送到烟道下控制小室的相应分析仪器内进行连续监测,主要由采样稀释探头、分析仪等仪器设备组成。
(二)烟尘排放连续监测系统
烟尘的连续监测采用双光程浊度(不透光率)方法,半导体激光光源发射单元与反射单元分别安装在烟道同一截面两侧,光源发出的光通过烟气,由安装在对面的反射镜反射至接收装置,检测出光强并转变为电信号输出。光强度经过烟尘后的强度衰减与烟尘浓度的关系遵循郎伯-比尔定律(Lamber-Beer Law)。
(三)流量连续监测子系统
烟气流量的监测实质是对流速的监测,由流速与烟道的截面积相乘可得到烟气实际流量。该CEMS的流速连续监测系统采用皮托管差压法来实现烟气流速的连续监测。
(四)烟气排放参数监测子系统
测量烟气排放参数是为了把监测到的各种浓度值换算到标准状态,以符合我国的相关环保标准要求。该系统的温度测量采用热电阻法,湿度与压力的测量分别采用湿度传感器、压力变送器来连续监测。
三、稀释法CEMS在王滩电厂中的应用
(一) 王滩电厂脱硫CEMS系统组成
王滩电厂CEMS系统分别由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。
气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物SO2、NOx等的浓度,主要包括43i 型脉冲紫外荧光法SO2分析仪、42i 型化学发光法NO-NO2-NOx分析仪及200LD型探头控
颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度,主要仪器为测尘仪,型号为LAND4200;
烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等,用于排放总量的积算和相关浓度的折算;
数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成,实时采集各项参数,生成日、月、年的数据报表,并将报表实时传输到主管部门。
(二)王滩电厂CEMS系统常见故障分析
1.故障现象:所有SO2、NOx仪器的读数与理论值相差较大(偏小),系统响应时间很长。但校准正常并校准后仪器数值迟迟不能恢复到正常测量数值
故障分析:稀释探头前端粗过滤器堵塞,致使烟气无法被采集到探头。
处理方法:清洗探头粗过滤器。
2. 故障现象:所有SO2、NOx仪器测量数值很小,校准时仪器没响应,真空度数值偏小。
故障分析:稀释空气中灰尘堵塞真空泵喷嘴,致使文丘里效应降低或真空度管漏气
处理方法:清洗探头粗过滤器。
3. 故障现象:探头控制器真空度数值非常小。
故障分析:音响小孔已损坏;真空度管严重漏气;稀释空气管路严重漏气或者系统稀释空气压力低;样气管堵塞
处理方法:更换音响小孔及石英棉并检查取样探头电加热装置;检查漏气原因,密封接口或更换真空度管;检查漏气原因,密封接口或更换稀释空气管;检查系统用压缩空气压力;检查样气管。
4. 故障现象:含尘量指示不合理或数值长期不变。
故障分析:含尘量测试仪镜头脏污
处理方法:擦拭镜头并手工校准;检查吹扫用压缩空气含油、含水、含尘情况
5. 故障现象:通烟量不准
故障分析:测点取样管路内积水结冰或测点内部堵塞。
处理方法:排除管路积水并检查管路伴热装置或疏通测点。
(三)提高CEMS运行可靠性和环保数据准确性的日常维护及管理措施
1.建立和完善CEMS仪表定期校验制度
(1)利用标准气和零气,每周对原烟气SO2、净烟气SO2、NOx分析仪进行校验标定;
(2)填写《王滩电厂CEMS仪表校验报告》,详细记录仪表标定原因、仪表标定前后主要参数等内容,并且执行设备专责人、热工室专工两级验收签字程序,使CEMS仪表定期校验标准化、程序化。
2.建立完善CEMS就地设备定期检查制度
每日检查cems系统稀释气压力、探头控制器DILUTION AIR压力表(60 psi)、探头控制器VACUUM真空表(大于14inHg)、探头控制器INSTRUMENT AIR压力表(1.5-2.0Mpa)、探头加热器温度(130-160℃)等仪表指示值,检查分析仪器间空调、照明、通风、室内温度是否正常;检查分析仪是否有报警;检查DAS,查看每日报告,数据记录是否正常。
每周对粗滤网、音速小孔及其头部的石英棉、取样探头进行检查,确认是否有被泥浆堵塞、被水浸湿等问题
每月对含尘量探头的吹扫用压缩空气过滤器、镜片等,并进行清洁擦拭。
每季度检查校准气瓶压力,如果小于200psi,则必须更换标准气;如果有超过使用期限的标准气,必须进行更换
每年检查零气系统颗粒物过滤器滤芯、检查分析仪泵膜、干燥剂是否失效,检查SO2分析仪UV灯光强度、氧化镐探头晶体阻值。
3.对CEMS数据进行定期备份
每周对CEMS数据采集计算机中的环保数据进行备份,月底将本月环保数据统一刻入光盘,严防CEMS数据丢失;每周与DCS系统中的GPS时钟校对一次,以使CEMS数据采集计算机的时钟与PLC系统时钟保持一致,便于二者的数据进行比对。
4.比对CEMS与CRT画面显示数据的一致性
不定期地将CEMS与CRT画面显示的环保数据进行比对,对二者当中偏差较大的数据要认真查清原因并及时消除,避免出现同一数据在CEMS和CRT显示出现偏差甚至矛盾,以维护环保数据显示的严肃性。
5.规范对CEMS参数设置权限
CEMS系统分析仪及数据采集计算机中的通道参数的设置,必须输入管理员密码才能对诸如通道采集方式、量程等进行更改,每次更改必须认真填写《王滩电厂CEMS参数更改登记表》,记录更改日期、更改原因、更改内容等信息。
6. 主要维护经验
(1) 对于没有配备GGH的湿法脱硫,经过除雾器之后的烟气仍然会携带有大量水分,因此必须为稀释探头配备加热器,加热温度控制在160℃―250℃,以保证稀释探头不被堵塞。
(2)建议每3个月对净烟气探头前部滤网清洁并更换石英棉,每1个月对分析仪后部风扇滤网积灰进行清除,以确保系统工作在最佳状态。
四、结论
稀释法CEMS在王滩电厂投运后可以监视二氧化硫、氮氧化物,及氧气含量,烟尘浓度及烟气的温度、压力、流量、湿度等参数。整个监测系统分析精度高、分析速度快,日常维护量小,能够长期、可靠、准确运行,并定时向管理部门发送排放数据。稀释法CEMS在王滩电厂的安装运行符合国家相关环保法规的要求,为监测火电厂排放的大气污染物浓度及污染物总量提供了有效手段。
参考文献:
[1] 火电厂烟气排放连续监测系统技术规范 HJ/T75-2005
一、主要污染物减排工作
按照20*年度减排计划目标,通过进一步强化领导,落实责任,加快污染物总量削减和重点治理工程谋划和建设进度,提出具体的工程治理减排和监督减排方案;严格考核,动态管理主要污染物排放量数据、主要工程进展情况,建立主要污染物排放总量台帐等措施,圆满完成了我县减排的既定目标。
(1)减排重点治理工程县城污水处理厂10月25日开工建设。(2)古杉公司投资140万元的污水治理项目圆满完成并顺利验收,年削减COD28吨。
二、水环境质量改善目标
1、加强生态水网污染防治工作。为强化生态水网的污染防治工作,我县加强对生态水网的监管,防患于未然。定期不定期安排环境执法人员对生态水网进行检查,在我县境内没有排入生态水网的涉水企业。同时加强宣传教育,增强沿线群众的环保意识,普及环保法律知识,防止因污水灌溉造成农作物减产事件。
2、目前,我县境内饮用水全部为地下水源。为保证饮用水安全,今年下半年,在资金十分紧张的情况下,启动了编制饮用水源地保护区规划,并顺利完成编制任务。
三、重点污染企业监督管理
认真贯彻国家产业政策,加强建设项目环境保护管理。严格执行新建项目环境影响评价和“三同时”制度及核准、备案有关程序,从严控制污染物排放新增量,把排污总量控制指标作为新建项目审批把关的“总闸门”和制约条件,今年以来,没有出现违规项目建设情况。
切实搞好专项行动各项工作,为群众创造良好的生活环境,保障群众健康。严格控制小造纸、小化工、小炼油等“十五小”重污染小企业反弹,取缔小炼油40余家(处)、小化工10余家(处),保障了奥运期间我县的环境安全和人民群众健康。对辖区内2005年以来被市环保领导小组挂牌督办的三起案件,即:2005年的古杉公司未批先建污染问题,2006年的七家小造纸反弹案,2007年的炼苯炼萘小化工反弹案,进行了逐一整改。对于7家小造纸反弹案、炼苯炼萘小化工反弹问题,县政府多次组织有关部门予以强制取缔,全部被拆除,大部分已恢复耕种。以上3个在市挂牌督办的案件于20*年10月份通过了市环保领导小组的验收,并予以摘牌。
四、烟气排放治理攻坚
按照省、市统一部署和要求,成立了*县烟气排放设施综合治理攻坚行动领导小组,负责对烟气排放设施综合治理攻坚行动的监督检查和督导工作。制定了《*县烟气排放设施综合治理攻坚行动方案》,并召开了烟气排放设施攻坚行动动员会,该拆除的坚决拆除,该补办环保手续的补办环保手续,该安装环保脱硫除尘设施的安装设施。共拆除烟囱9根,安装消烟脱硫除尘器12台。邯郸电视台《邯郸新闻》曾在11月5日对我县的烟气治理工作予以报道。
五、环保创建和生态保护
1、积极推进生态县建设规划编制实施工作。成立了生态县建设领导小组,弥补以前欠账,通过近半年的扎实工作,我县与邯郸市环境保护研究所共同编制完成了《*县生态县建设规划》,《规划》对我县加快建设经济社会发展强县,实现经济社会与生态环境协调、可持续发展具有重要指导作用。该《规划》已于20*年12月20日通过专家论证,30日通过了县人大常委会的审议,并批准实施。
2、深入开展环境优美城镇、环境友好企业、绿色单位等创建活动。圆满完成了*镇、天台山镇的小城镇环境规划编制工作。积极开展“绿色创建”活动,引导公众参与环境保护和节能减排,提倡生态文明,创建绿色生活,创建市级绿色单位10家。
3、根据河北省人民政府办公厅印发的《河北省区域生态环境监察试点实施方案》、邯郸市人民政府办公厅印发的《邯郸市区域性生态环境监察试点实施方案》要求,我县成立了“*县生态环境监察工作领导小组”,制定了《*县生态环境监察工作实施方案》,相关单位各负其责。全面开展了生态环境监察试点工作。
六、环境保护基础性工作
为完成我县污染源普查工作,我县积极开展污染源普查工作,落实普查经费,在规定的时间完成全县污染源普查清查、普查表格发放及填报、数据审核及录入、数据汇总及建档任务,共普查污染源194家,其中工业源75家,生活源119家。目前正在按照市污染源普查进度要求开展工作,确保按计划全面完成污染源普查工作。
七、一跑三争及非税收入工作
20*年,我局积极开展“一跑三争”工作,安排专人负责,跑市进省,申报市级环保专项资金项目4个。通过努力,列入市20*年环保专项资金补助计划3项。争取到85万元市级环保专项资金,并已初步确定2009年省专项资金项目1项、市级专项资金项目2个。
另外,根据国家、省政府将加大节能减排的资金扶持力度,重点是对污水处理厂和垃圾处理厂的支持,我局与建设局、发改局合作,争取污水处理厂、垃圾处理厂的2009年专项补助资金,报告已上报市有关部门。
对于县政府下达我局的20*年度非税收入任务,我局强化大局观念,严格执行“收支两条线”和《排污费征收使用管理条例》,堵塞漏洞,努力减少单位内部开支,从7月份开始,用4个多月时间,于11月11日全面完成了非税收入任务。并顺利完成市下达的25万元的排污费征收任务。
八、2009年环境保护工作谋划
一是继续深入开展节能减排工作,严格实施总量控制和污染物减排计划,积极推进清洁生产,做到“节能降耗、增产不增污”。做好重点排污企业的环境治理工作,确保实现二氧化硫、化学需氧量排放总量控制和削减任务,有效改善我县空气环境质量。
二是加快生态县建设步伐,认真按照生态县规划目标要求高质量、高效率地完成各阶段规划任务,确保如期完成生态县建设规划年度计划。开展清洁生产工作,确保完成邯郸古杉生物能源公司的清洁生产审核工作。
三是强化建设项目环境保护管理,完善建设项目审批和联合把关,认真落实“环境影响评价制度”和“三同时”制度,提高服务意识,全程搞好服务,严格执行国家产业政策、环保政策和法律法规,杜绝新污染源的滋生。
四是加大对排污企业的监管力度,增加现场监察频次,确保企业安全生产,达标排放。对重污染小企业做到发现一个,查处一个。
五是配合建设局加快县城污水处理厂、垃圾处理厂建设进度。
六是做好生态水网保护、畜禽养殖污染防治、饮用水地下水源地保护区规划的实施和保护,确保群众生产生活用水安全。
七是强化环境应急能力建设,提高依法实施环境监管的水平,做好环境监察标准化工作,力争克服一切困难,使我县环境监察标准化建设达到三级标准水平。并完成省、市的验收。筹建环境监测站。
八是继续做好环境工作,积极调整思路,着力解决群众反映强烈的环境问题,整治违法排污企业,协调企业和群众的关系,使隐患消除在基层、消除在萌芽状态。畅通“12369”环保热线电话,做好环保投诉工作。
九是做好第一次污染源普查工作,按要求高标准、高质量完成普查工作任务。
当地群众对治理大气污染的强烈呼声引起了人大代表的高度关注,在开展视察、调研的基础上,嘉兴市各级人大代表在人代会上纷纷提出相关议案和建议。2006年1月省十届人大四次会议上,吕保忠等代表提出了《关于要求嘉兴电厂进行烟气脱硫的建议》。
建议指出,为了控制酸雨和二氧化硫污染,国家早在20世纪末就已划定了酸雨和二氧化硫控制区,嘉兴市被列为酸雨控制区。同时,国务院下发了《关于控制区酸雨和二氧化硫防治“十五”计划的批复》,对此提出了明确的治理要求。省政府制定的《浙江省环境污染整治行动方案》也明确规定:“加快火电厂脱硫步伐,新建和在建火电厂要同步配套建设脱硫设施”。代表们认为,对电厂大型锅炉的脱硫,无论在二氧化硫排放量的削减上,还是在投资效益的发挥上,与中小锅炉的脱硫相比,均存在十分明显的优势。为此,代表们要求,省有关部门、省能源集团公司要加快嘉兴电厂脱硫装置建设的推进力度,改善区域大气环境质量,从而为完成“十一五”末我省二氧化硫排放总量削减15%的约束性指标打下扎实基础。
办理结果:启动脱硫工程实现“绿色蝶变”
代表的建议引起了省有关领导的高度重视。省发改委、省环保局将嘉兴电厂脱硫工程作为目前国内最大的单项脱硫工程,列入了国家下达我省的“十一五”二氧化硫总量控制及脱硫设施重点项目安排计划。
2007年3月,陈加元副省长带领环保、经贸和省能源集团的负责人到嘉兴电厂召开了现场办公会,明确要求嘉兴电厂必须提前完成一、二期6台机组300万千瓦装机容量的脱硫任务,到2009年,所有机组完成脱硫任务。同时,要求嘉兴电厂对一、二期机组的脱硫工程同步规划,同步实施,最迟于2007年底或2008年初开工建设,力争在2008年底有一半以上的机组脱硫设施投运,到2009年,所有机组完成脱硫任务。对此,省能源集团公司和嘉兴电厂均做了承诺。
关键词:SO2;调节;控制;碱液;浆液
中图分类号:TF704.3S 文献标识码:A
0引言
世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说:“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”工业文明和城市发展,在为人类创造巨大财富的同时,也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中,人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此,大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时,就会对人类和环境带来巨大灾难。2013年全国的雾霾天气,已经给我们敲响了警钟,也被列为了国家环境治理的重中之重。
大气中的有害气体和污染物主要有:二氧化硫、氯气、氟化氢、砷、氟、铅、钼、硫化氢、氮 氧 化 物、粉 尘、光化学烟雾、碳氢化合物等等,每一种气体或污染物都会对人体造成不同程度的伤害。
众所周知,大气中的有害物质是无法用一种方法全部处理掉的,只能针对性的一一治理。SO2是大气中主要污染物之一,而产生SO2污染源的渠道主要是钢铁厂和火力发电企业,这些企业也在积极地响应着个国家的号召,将生产产生的烟气中SO2降低到排放标准,但烟气SO2处理的效果好坏关键在于精确的过程控制,而要做到精确的过程控制,靠人类本身是很难实现的,因此需借助于计算机实现,当代计算机的计算速度可达到每秒两亿五千万次到三亿五千万次,远远超过人力的处理数据能力,并且十分精确,从而满足了生产中稳、准、快的要求,避免了人为的判断失误、响应速度慢,也减轻了劳动强度。
以碱液法脱硫工艺为例,来阐述生产过程中以计算机为辅助,实现脱硫工艺中两个重要的控制模型设计。
1碱液法脱硫工艺描述
碱液法烟气脱硫工艺机理是:采用CaO、Na2CO3的为原料,将两种原料分别溶解到水中,再被注入到反应池内,由浆夜泵浆液送到反应池上部喷淋器,使其雾化,充分与接触烟气反应,得到终产物CaSO4·2H2O(石膏),通过此方法将气态S固化下来,从而除去废气中含硫物质。主要化学反应过程如下:
2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O,Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3
Na2CO3+SO2 Na2SO3+CO2,CaO+H2O Ca(OH)2
Ca(OH)2+Na2SO3 2NaOH+CaSO3,
Ca(OH)2+2NaHSO3 Na2SO3+CaSO3·0.5H2O+1.5H2O
Na2SO3+0.5O2 Na2SO4
Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O 2NaOH+CaSO4·2H2O
CaSO3·0.5H2O+0.5O2+1.5H2O CaSO4·2H2O
再生的NaOH和Na2SO3可以循环使用,从而降低了原料成本。
2碱液法脱硫控制设计
脱硫过程控制是基于计算机为控制核心,采用计算机来完成工艺生产过程中的数据跟踪、逻辑计算、逻辑控制、数据处理。生产中以浆液制备系、浆液调节系统为调节对象,建立控制模型。
控制模型中控制的目的是,调节液位、密度、灰量等参数,以达到高效生产目的,具体实现方法如下。
2.1 浆液制备系统
浆液制备系统是将粉状的生石灰与水反应生成熟石灰溶液的过程。由于熟石灰在水中的溶解度有限,过饱和后生成的熟石灰会产生沉淀沉积下来,因此就需要按照一定的比例加入原料与水充分反应,以得到饱和溶液而又不产生沉积物,此过程控制借助于计算机来实现。
2.1.1溶解器内注水量与加灰量控制
溶解器内注水量调节过程是,以调节阀M02为执行元件,将称重给料机输出的重量值WT01、给水流量FT01作为调节参数,与调节阀预设给定值进行比较及计算,再输出需加水量值,传递给执行元件调节阀,调节阀按命令输出。
加灰量调节过程是,以称重给料机M01为执行元件,将给水流量FT01作为调节参数,与称重给料机重量值进行比较及计算,得出数值,传递给执行元件称重给料机,称重给料机执行输出。
2.1.2 浆液制备系统的控制逻辑
给水调节逻辑控制,当称重给料机输出重量WT01时,进行条件判断,若为真值,跳到下一个环节,否则跳回重复判断;当WT01为真时,其值与调节阀反馈值进行比较并计算,判断是否需要开启调节阀M02,若为真值,则跳转到下一个环节,否则跳回重复判断;然后再与溶解器内液位LT01高限位报警进行判断,若为真值,则打开调节阀M02,执行开度调节,否则调节阀M02关闭。
加灰调节逻辑控制,当流量计FT01有信号,即其值大于0时,说明有水流过,跳转到下一级执行,否则返回重复判断;当FT01为真值时,其值与溶解器内液位LT01高限位报警进行判断,若为真值,则打开称重给料机M01,执行下料调节,否则称重给料机M01关闭。
2.2.1 浆液池液位调节、密度调节
(1)浆液池液位调节,是以加入工艺水量与浆液排出量为调节对象,液位、流量为控制条件,给水调节阀、排出泵为执行元件。当液位LT02或LT03达到高限位报警时,开启排出泵M05,外排浆液,以降低液位;当液位LT02或LT03达到低限位报警时,开启M04,以提升液位高度。
(2)浆液池密度调节,是以加入工艺水量与加入碱液为调节对象,密度、流量为控制条件,给水调节阀、碱液调节阀为执行元件。当浆液ρAB或ρCD达到高限位报警时,开启给水M04,进行稀释;当浆液ρAB或ρCD达到低限位报警时,开启M03,加入碱液,充分反应,得到更多的副产物,以提高浓度。
2.2.2浆液调节系统的控制逻辑
当LT02或LT03液位到达低限位值时,开启给水调节阀M04,开始向浆液池注水,同时,当检测到密度ρAB或ρCD达到设定低限时,碱液调节阀M03也将开启,已到达浓度平衡;当LT02或LT03液位到达高限位值时,开启排出泵M05,将副产物排出,同时,当检测到密度ρAB或ρCD达到设定高限时,给水调节阀M03也将开启,已到达浓度平衡;反之,当LT02或LT03液位即未到高限也为到达高低限时,给水调节阀处于关闭状态。当ρAB或ρCD密度即未到高限也为到达高低限时,给水调节阀、碱液调节阀均处于关闭状态。
3结语
通过上述的设计得出如下结论:
(1)借助于计算为辅助工具,解决了大数据量的计算及处理,完成了复杂繁琐的逻辑控制运算,减轻了人力劳动强度,提高了生产效率。
(2)充分发挥了计算机的优点,实现了生产中响应速度快、准确率高、稳定性强的要求,解决了生产中人力所无法实现的工作。
参 考 文 献
关键词:锅炉;排放;控制措施;初探
中图分类号:{X323} 文献标识码:A文章编号:
环境污染是每个电厂面临的严峻问题。为了减少污染,必须做到以下几点:对锅炉的不断调整和精心维护;保持锅炉各设备在最佳状态下运行,以降低能耗,提高效率;提高职工的环境保护意识。控制污染物的排放量是衡量企业技术水平高低的标准之一。
1 锅炉排出的污染物的危害
锅炉多数是以煤为主,锅炉在正常燃烧过程中,煤粉与空气混合后燃烧,释放出热量,同时也产生大量的烟气和部分粉煤灰。烟气中含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、二氧化硫等污染物;还有粉煤灰中二氧化硅、氧化铝、三氧化铁、氧化钙和三氧化硫等污染物。这些污染物破坏臭氧层,引起温室效应,大气温度升高,破坏地表水体,危害植物生长,危害人体的健康。
近年来,氮氧化物的危害已经越来越受到人们的关注,治理氮氧化物污染已是大势所趋。燃煤锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物严重地危害了生态环境,成为电站锅炉烟气污染物主要控制指标之一。
煤燃烧生成的氮氧化物主要包括NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等几种,统称为NOx。通常燃烧情况下,氮氧化物中NO占有90%以上,其毒性很大,极易和动物血液中的血色素结合,造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹。另外NO2占5%至10%,是由NO氧化生成的,对呼吸器官粘膜有强烈的刺激作用,尤其对肺部,其毒性较SO2和NO都强。经紫外线照射和与排烟中的碳氢化合物接触,NO2会生产一种浅蓝色的有毒光化学烟雾。光化学烟雾对人的眼、鼻、心、肝、肺造血组织等均具有强烈的刺激和损害作用。
燃烧过程中NOx的产生机理一般分为如下三种:第一种是热力型NOx。燃烧时,空气中氮在高温下氧化产生,其生成过程是一个不分支连锁反应。当T1500℃时,T每增加100℃,反应速率增大6-7倍。第二种是瞬时反应型(快速型) NOx。碳氢化合物燃料在浓度过高时燃烧,分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N,再进一步与氧气作用而生成,其形成时间只需要60ms,所生成的与炉膛压力0.5次方成正比,与温度的关系不大。第三种是燃料型NOx。由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度,在600℃到800℃时就会生成燃料型,在煤粉燃烧NOx产物中占60-80%。
2 保护环境、减少污染的措施
2.1提高职工的环保意识
锅炉的正常运行,为企业创造经济效益和社会效益;同时造成的大气污染也引起了全社会的关注。因此,对操作人员加强技术培训和综合素质的提高,增强职工的环保意识势在必行。精心调整运行参数,降低煤的消耗,提高锅炉的热效率,减少煤燃烧时产生的大气污染,是减少环境污染的重要举措之一。
2.2加强燃烧调整,控制烟气量的排放
2.2.1合理配风提高煤粉燃烧
锅炉的合理的配风,直接关系到锅炉燃烧及各运行参数的稳定,同时以减少烟气中的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等污染物的含量。烟气中的一氧化碳、二氧化碳主要来自燃料的不完全燃烧。加强锅炉燃烧调整,提高煤粉细度和采取合理的配风方式在一定程度上是可以控制一氧化碳、二氧化碳的产生。采取低氧燃烧的方式,降低减少氮氧化物的产生。
2.2.2控制好炉膛负压,减少厂房工作区污染
炉膛负压是反映锅炉燃烧工况正常与否的重要参数之一。炉膛内的压力高一些,对燃烧有利,但不可避免地出现锅炉周围向外冒灰、烟、火星等污染物,污染了工作环境。炉膛负压不宜过大,控制在-20~-50Pa为最佳。炉膛负压过大,可造成机械不完全燃烧热损失、排烟热损失增加,风机电耗增加,锅炉的经济效率下降。所以控制好炉膛负压,可以降低锅炉的排烟温度和排烟量,减少污染,提高锅炉效率。
2.3点炉前做好准备,缩短启炉时间精心调整减少锅炉冒黑烟
2.3.1投入炉底蒸汽推动加热锅水,利于锅炉点火
在锅炉上至点火水位,投入炉底蒸汽推动加热锅水温度,建立水循环,这样,汽包温度、炉膛温度也相应的升高。通过8-10小时的蒸汽推动加热,汽包壁温达到在80℃以上,汽包上、下壁温差小于50℃,炉膛内温度在70℃以上时,有利于油枪点火和雾化。点火后合理配风调整,尽快达到锅炉并汽参数后并汽,缩短启炉时间。
2.3.2做好电除尘投入前的准备工作
电除尘是锅炉的附属设备之一。锅炉点火前24小时,投入程控监视装置。投入大梁、瓷瓶加热器,控制加热温度高于露点20-30℃,投入隔板加热器进行设备加热。点火前2小时,投入冲灰水系统,保持足够的冲灰水压力;投入排渣水系统,控制灰渣池水位;投入卸灰机、阴阳级振打器等,来确保排灰顺畅。当锅炉负荷达到65%以上,投入第一、二、三高压电场,必须保证各绝缘子室温达到整定温度在100-110℃之间,以保证除尘效果。
2.4减少锅炉排污水的排放
2.4.1 锅炉连续排污是排除含盐碱浓度最高值的锅水,以减少锅水中的盐,碱、硅、酸的含量及悬浮状态的渣物,对水质定时化验,根据水质情况及时控制连续排污量。
2.4.2 锅炉定期排污是排除锅炉底部的存渣、污垢和腐蚀产物,是提高锅水洁净的措施,防止炉管结垢,强化传热效果。同时,锅炉排污也是一种热能的浪费。定期排污必须按照“勤排、少排、均匀排”的原则进行排污工作,设专人操作。每个排污点一次排污的时间不得大干30s,严禁超时排污,有效控制排污水的排放,杜绝“跑、冒、滴,漏”现象,减少浪费,降低污染物排放。
2.5减少排渣污水的污染
燃煤锅炉的灰渣是锅炉燃烧后的废物之一。灰渣主要成份为硅酸盐、铝硅酸盐、氧化硅、硫酸盐、铁等物质。对土地、地表水,空气具有一定的污染。锅炉排渣水系统一般采用闭式循环方式,由专人进行检查维护,发现问题马上处理,以保持排渣的顺畅,防止排渣水泄漏造成土地污染,重点部位进行重点监视。例如:除尘泵房冲渣水系统、沿途管道、灰场沉淀池、灰场清水泵房冲灰水系统等,保持水位不要过高,防止外溢造成污染。对灰场沉淀池大坝进行定期巡视,发现孔、洞、裂缝必须马上处理,防止出现垮坝事故,造成大面积土地污染。
2.6提高电除尘效率
火力发电厂必须配套电除尘器设备。电除尘器要有可靠的运行、检修管理制度。定期进行大、小修,完善设备台帐。机组大修后要进行电除尘性能验收试验。在锅炉运行过程中,煤质变化、烟气含灰量、排烟温度、烟气量、烟气流速、烟气压力、粉尘含碳量等参数对除尘效果影响较大。所以采取锅炉燃烧调整,提高煤粉细度,提高煤粉的燃烧效果,降低飞灰可燃物含量,保持烟气流速、减少漏风、排烟温度稳定、振打、排灰畅通等措施是提高电除尘的除灰效果。同时根据锅炉负荷、煤种和粉尘等情况进行相应电压调整,保证电除尘投入率。
3 结束语
燃煤锅炉是火力发电厂的主要设备之一。锅炉是将燃料的化学能转变为热能的设备,锅炉是能耗的大户,也是环境污染的大户。减少锅炉的烟气污染,是锅炉日常操作和运行维护中重要项目之一。保证锅炉的正常运行,减少污染物的排放,是每个火力发电厂都要面临的实际问题。提高电厂效益,减少环境污染是电力企业努力奋斗的目标。
参考文献:
[1] 王恩禄等.低NOx燃烧技术及其在我国燃煤电站锅炉中的应用[J].动力工程,2011, 24(1).
【关键词】SNCR脱硝;锅炉受热面;尿素溶液腐蚀;爆管;治理
1 概述
江苏宜兴华润热电有限公司于2013年12月和2014年6月分别完成#1、2炉进行脱硝系统技术改造,至今脱硝系统已完成环保验收,转入正常运行阶段。脱硝系统采用低氮燃烧器+SNCR+SCR耦合的方式,还原剂采用尿素溶液。针对采用尿素溶液SNCR脱硝喷枪滴液已造成多家在运电厂发生水冷壁被尿素溶液腐蚀发生爆管的情况,宜兴项目开展了一系列的防止尿素溶液腐蚀爆管的治理与预防工作,取得了较好应用成效。
2锅炉SNCR脱硝水冷壁防止尿素溶液腐蚀爆管的治理方法
2.1 系统概述:
宜兴项目采用的SNCR+SCR耦合脱硝技术,在锅炉炉膛设有尿素喷射装置,并在锅炉上级省煤器出口至上级空预器入口之间装设脱硝反应器。按照满负荷处理100%烟气量,SNCR区入口NOx浓度按350mg/Nm3、脱硝效率50%设计;SCR区入口NOx浓度按200mg/Nm3、脱硝效率60%设计,保证脱硝装置出口NOx 浓度小于100mg/Nm3,保证总的脱硝效率不小于75%。尿素车间按照2×60MW机组脱硝系统公用设计,脱硝工艺系统主要包括:尿素存储、溶解、供应及在线稀释系统、尿素溶液计量分配及喷射系统、烟气系统、催化剂、吹灰系统等。
催化剂按“1+0.5”设计,即先安装一层初始层催化剂即满足60%脱硝效率的要求,预留一层催化剂安装空间,催化剂高度按初始层的一半。脱硝装置支撑钢架荷载按远期两层催化剂装满设计。
SNCR部分设置3层喷射区计量分配模块,共26支短尿素喷枪(#2炉28支),一层以热解补氨为主喷枪,布置在上层;其余2层以SNCR反应为主喷枪,布置在下层。上层热解补氨为主喷枪布置的烟温区域为满负荷下的SNCR脱硝温度区域的下限,可获得满负荷下40%的SNCR脱硝率,同时人为造成氨逃逸,为下游的SCR催化反应提供还原剂。下层以SNCR反应为主喷枪,布置烟温区域为中低负荷下SNCR反应的适合区域(中低负荷下烟温950~1050℃),从而可以实现中低负荷下有效的SNCR脱硝效率。
2.2 防治方法:
2.2.1 初步设计前充分调研,了解SNCR尿素喷枪运行中存在风险现状
宜兴项目在脱硝改造立项前期做了脱硝方案的大量调研工作,通过调研了解到国内有多家采用SNCR脱硝改造的电厂在运行中出现过尿素喷枪操作不当及雾化不好导致的锅炉受热面腐蚀爆管现象。在评标和初步设计时便对设计单位提出了防止尿素喷枪导致锅炉受热面腐蚀爆管的要求。设计单位浙江大学热能研究所提出的在送风机出口引一路风接到SNCR喷枪套管中防护措施被采纳。送风引入SNCR喷枪套管后,即使喷枪雾化不好或阀门不严内漏造成滴液也能被送风吹入炉膛,不会直接滴在喷枪下部的水冷壁管上。
2.2.2 SNCR喷枪布置点的选取
由于SNCR反应的温度区间较窄,一般处于炉膛出口折焰角到上方5m左右的空间内,该部位有折焰角水冷壁和屏式过热器,屏过和高过之间的间隙只有800mm,布置喷枪无法保证受热面的安全,所以可供喷枪布置的空间有限。
根据屏式过热器和折焰角的标高,SNCR喷枪设计为三层,最下层离屏过底空间相对安全,因此在最下层炉膛左右两侧墙可以各布置2只喷枪,既改善流场均匀性,又可保证受热面的安全,后墙上部离折焰角太近,不能布置喷枪;中层和上层喷枪离屏过底部过近,不能在侧墙布置喷枪,但前墙离屏过距离相对较远,因此中、上层喷枪必须全部布置在炉膛前墙,以保证受热面的安全。
由于侧墙和后墙布置喷枪受限,浙江大学热能研究所通过优化喷枪设计,采用多孔喷枪和扁平喷枪间隔布置,既增加了SNCR喷枪射流在烟气中的穿透能力,又能保证较宽的雾化覆盖面,从而达到优化流场均匀性的作用。
图1 多孔喷枪和扁平喷枪
2.2.3 SNCR喷枪套管的防护改进
考虑到送风出来的风压只有2~3KPa,压力不是很高,在炉膛正压的情况下,送风引入套管防护仍然不是十分可靠。宜兴项目锅炉专业根据专业经验,提出在喷枪套管炉内侧的端部增加一块倾斜的导流板(舌头状),这样在送风风压不高或中断的情况下,喷枪滴液可顺导流板流到炉膛内被烟气加热后汽化,不会滴到喷枪下部的水冷壁上。见下图:
图2 喷枪套管导流板
2.2.4 尾部受热面的防护
由于尾部区域流场不均,SCR出口前墙侧NOX排放太高,后墙侧又太低,且氨逃逸大,脱硝尿素耗量较大,通过改善设计,在高温省煤器上部两侧各增加一支扁平喷枪并竖直布置,可达到提升竖井烟道前墙烟气氨浓度的效果,从而使SCR出口前墙侧NOX排放得到一定的下降,改善SCR出口NOX和氨逃逸的均匀性。
高温省煤器上部增加的SNCR喷枪给省煤器的安全运行也带来了安全隐患。宜兴项目和浙江大学热能研究所一起,将省煤器上部SNCR喷枪设计为扁平喷枪,竖直布置,喷枪布置点选取在离省煤器管排上方2.5m处,以保证尿素溶液随烟气流到管排时已被完全汽化,不会对管排造成腐蚀。竖直布置的扁平喷枪喷出后的射流雾化扩散空间在纵向空间,喷到对面省煤器悬吊管上面积要小得多,这样只需要在正对着喷枪部位的省煤器悬吊管外表面上加装不锈钢护瓦加以防护,就可以保证省煤器的运行安全。
2.2.5 设置可靠的脱硝保护
SNCR喷枪的工作是靠压缩空气带动尿素溶液在枪内进行气泡旋转雾化的,这点与普通的类似油枪的机械雾化不同,因此对压缩空气压力有一定的要求。我公司喷枪设计压力为0.6MPa,最低雾化压力不低于0.4MPa。
尿素溶液的压力与压缩空气的压力应匹配,若尿素溶液的压力太低,则会被压缩空气气压顶住导致溶液喷不到炉膛内;若过高则雾化颗粒过大,气化不完全会导致过热器和水冷壁腐蚀发生爆管。
压力空气压力过低,会导致喷枪雾化不好,喷枪滴液或溶液直接喷到对面的过热器上,导致受热面腐蚀爆管。
因此,在脱硝SNCR喷枪保护方面,应设置喷枪压缩空气压力保护,喷枪压缩空气压力低于0.4MPa时雾化不良会造成喷枪滴液,在喷枪压缩空气压力低于0.4MPa时应自动关闭尿素溶液电动总门,并退出SNCR运行。
2.2.6 提升SNCR喷枪维护管理水平
SNCR喷枪维护应分析总结经验,在推进器与喷枪连接卡扣部位用记号笔作好位置记号,以防止回装时喷枪插入深度太浅或太深影响安全,对于扁平喷枪,喷嘴的安装角度按设计装好后,在喷枪外表最上方画上指示箭头做好记号,这样在回装时只要保证画有箭头的面是朝上正上方就能有效防止喷枪回装时装错,从而避免扁平喷枪角度装错导致的受热面受到尿素溶液腐蚀。
图3 推进器与喷枪连接卡扣部位标记定位
喷枪日常巡检管理:
长期投用的喷枪日常巡检重点:
a)喷枪系统是否有溶液和压缩空气泄漏现象;
b)喷枪管路就地压力表是否存在个别管道压力不正常的高或不正常的低的现象;压力高则这只喷枪可能有堵塞现象,应立即停运联系检修检查;压力低则应检查溶液手动阀是否未全开或管道有泄漏。
c)检查喷枪推进器与喷枪连接的卡扣是否有松动现象,若卡扣松动则可能导致喷枪在投退时卡在半路,溶液喷在套管上引起水冷壁腐蚀爆管;维护单位应每周对卡扣检查紧固一次。
d)喷枪模块压缩空气过滤器前后压力偏差过大时,脱硝SNCR压缩空气压力保护不会动作,但实际工作压力早已远远低于保护值,这时若未及时发现则会造成喷枪长期雾化不良难以发现,从而导致水冷壁腐蚀爆管。因此应在就地经常比对喷枪模块压缩空气过滤器前后压力,若偏差过大则说明过滤器滤芯有堵塞,应立即进行清理。
2.2.7 提升脱硝运行操作技能和运行管理水平
a)提升脱硝运行操作技能。
脱硝属于改造的新系统和设备,需加强对运行人员的操作培训,使其较快熟悉并掌握操作的要点和安全注意事项,才能有效防范因喷枪操作不当导致的受热面爆管。
例如:某电厂#2炉实施SNCR+SCR耦合脱硝改造后,因运行人员对SNCR喷枪操作不熟悉,锅炉主值让运行助理去就地退出单只喷枪进行脱硝优化试验,主值在DCS上退出了一只喷枪,让助理就地确认是否退出,助理在就地看到喷枪退出后就认为喷枪退出操作已完成,向主值汇报已退出就返回。但是该喷枪对应的就地尿素溶液手动阀并没有关闭,尿素溶液一直在喷枪套管内喷射,大量的尿素溶液沿喷枪套管流淌到喷枪下部的水冷壁管上,3天后,该喷枪下部的水冷壁因受到尿素溶液的腐蚀发生爆管。见图:
图4 喷枪下部的水冷壁因受到尿素溶液的腐蚀发生爆管
b)运行操作应防止尿素溶液结晶造成喷枪和管路堵塞雾化不良。
尿素溶液在低温下会生成结晶,50%浓度的尿素溶液结晶温度是28℃,因此运行中应保证SNCR喷枪内尿素溶液温度在28℃以上。通过在尿素溶解罐和尿素溶液储罐中加装蒸汽加热装置,在运行中控制尿素溶液储罐温度不低于40℃,尿素溶液储罐到炉前SNCR喷枪管道全程覆设保温,从而可以保证SNCR喷枪内尿素溶液温度在28℃以上不发生结晶。
c)尿素溶液制备系统防杂质措施。
杂质进入尿素溶液制备系统会进入SNCR喷枪导致喷枪堵塞雾化不良。脱硝设备安装完工后不应立即投入试运,应先使用压缩空气对整个管路系统全面吹扫,也可分段进行吹扫;吹扫完成后采用除盐对整个管路系统进行冲洗,清除系统中的焊渣和杂质。冲洗后投运压缩空气和除盐水,对每只喷枪进行雾化试验检查,发现有堵塞进行疏通,试验要直到喷枪连续运行20min雾化一直正常为止。
在尿素拆包卸料斗下部加装筛网,过滤尿素包装袋在拆包过程中落入的碎纺织袋是第一道防护;在尿素溶解罐至尿素溶液储罐之间设置过滤器可以有效阻止杂质进入喷枪系统,运行人员应加强对过滤器前后压力对比检查,发现差压过大及时清理滤网,这是第二道防护;在SNCR喷枪模块用压缩空气进气总门前加装过滤器,过滤掉压缩空气中杂质,是第三道防护。
d)尿素溶解和浓溶液的稀释用水杂质的控制。
尿素溶解和浓溶液的稀释用水不采用用工业而采用除盐水能够有效防范工业水中杂质进入喷枪系统,但应注意除盐水温度较低,与尿素浓溶液混合稀释后温度会大幅下降导致结晶发生。所以,稀释和溶解用的除盐水也应加装蒸汽加热装置,并在运行中控制好除盐水的温度。
e)脱硝系统的投运与停用过程中防结晶措施。
脱硝系统停运后,为防止喷枪和管道系统内积液在环境温度下结晶,应使用高温的稀释水对管道和喷枪进行冲洗20min,清除尿素溶液积存。在脱硝系统投运前,为防止管道和喷枪内尿素积液发生结晶,应应使用高温的稀释水对管道和喷枪内尿素结晶进行溶解和冲洗20min,再供给尿素溶液。
3 结论
宜兴华润热电有限公司通过脱硝的调研、初步设计、设计优化和完善、SNCR喷枪检修维护、运行操作以及一系列的防结晶措施,锅炉受热面防止尿素溶液腐蚀爆管治理水平大幅提升,脱硝系统的运行安全可靠性得到有效提高。
参考文献: