湿法烟气脱硫取消旁路后的问题和解决措施

杜业辉

（蓝天环保设备工程股份有限公司浙江杭州310012）

1 引言

燃煤机组（125MW~1000MW）锅炉在启动时，脱硫系统启动喷水降温装置，可以控制少量的油进入吸收塔浆液，防止了浆液中毒和避免了脱硫效率降低；由于锅炉原因造成短时吸收塔入口烟气温度高于180℃，若吸收塔入口不设置喷水降温装置，塔入口烟道的防腐很容易被高温烟气烧坏；当电厂全部掉电或脱硫系统全部掉电时，风机惰走使高温烟气进入吸收塔，为防止吸收塔内设备烧坏，塔入口前应增加喷水降温装置。

2 喷水降温的设置分析

2.1 锅炉启动时

燃煤机组（125MW~1000MW）锅炉采用微油和油点火启动时，烟气中含有大量的油；湿法脱硫取消旁路系统后，为保证吸收塔内的设备不被高温烟气烧坏，启动循环浆液泵控制塔内烟气温度低于80℃，但烟气中大量的油污被循环石膏浆液洗涤下来进入吸收塔浆液池，造成浆液中毒，脱硫效率下降，同时还会出现吸收塔鼓泡、溢流、真空皮带脱水机不能脱水现象，造成脱硫系统停运。

设置水喷淋装置后，不用启动循环浆液泵，启动水喷淋装置完全可以将进入吸收塔烟气的温度控制在80℃以下，保护吸收塔的防腐和塔内的喷淋层及除雾器。由于喷淋层、除雾器采用的材料分别是FRP和PP，能耐的最高温度是小于80℃的。

2.2 进入湿法脱硫塔的短时温度高于180℃时

由于湿法脱硫取消旁路后，烟气温度高于180℃时，吸收塔入口烟道防腐会出现龟裂而损坏。故连锁启动喷水降温装置（分两级启动），可以将进入吸收塔的烟气温度控制在110℃和80℃以下，来保护入口烟道的防腐。

2.3 脱硫系统掉电和全厂停电时

脱硫系统掉电和全厂停电时，引风机惰走，烟气以15m/s的速度经过烟道进入吸收塔，造成高温烟气进入吸收塔，由于停电循环泵不能运行，吸收塔内高温烟气损坏塔入口烟道防腐、吸收塔防腐、除雾器、喷淋层；故应设置水喷淋装置。

2 喷水降温装置的特点

(1)喷水降温装置的一路水来源取自脱硫工艺水泵，工艺水泵采用一用一备，且工艺水泵电源接采用保安电源，保证系统的安全性。锅炉投油运行及烟气超温的情况下，启动该路水源，进行喷淋降温。

(2)喷水降温装置的另一路水来自电厂消防水管网，保证掉电时也有0.6Mpa以上的压力。在脱硫系统掉电和全厂停电时连锁启动消防水水源管路的气动控制阀，迅速投运喷淋降温装置。若通过启动工艺水泵一路水源来启动喷水降温装置要需要18秒，不能起到保护作用。其中启动柴油发电机最快要15秒，启动气动阀门要3秒钟。

(3)喷水降温装置的阀门全部采用气动控制，开启迅速（3秒），气动阀门的控制电源接到UPS上，保证任何时候能连续供电。

(4)喷嘴的覆盖率要求＞200%，喷嘴要求在0.5Mpa，雾化粒径≤40μm。

3 以阜阳项目为例介绍喷水降温装置的计算及选型

3.1 项目介绍

安徽阜阳华润电力有限公司2×600MW机组，采用石灰石—石膏湿法脱硫、采用一炉一塔脱硫装置，脱硫率不小于95%。于2004年3月1日开工建设，1号机组2006年1月1日点火，2月1日并网，3月30日投产，2号机组2006年3月31日点火，5月30日投产。2012年4月30日，根据国家环保要求取消烟气旁路和脱硫增压风机，在取消旁路同时增加了水喷淋装置，保证了电厂的安全稳定运行。

3.2 根据热量衡算确定冷却水量

3.3 计算参数

烟气质量流量：3175807Kg/h；

烟气比热 (180℃/130℃/80℃/75℃)：1.090/1.075/1.066/1.065（KJ·kg-1·K-1）；

水比热(20℃/80℃/75℃)：4.183/4.195/4.181（KJ·Kg-1·K-1）；

水焓值(80℃/75℃)：334.94/314.03（KJ·Kg-1）；

水蒸气焓值(80℃/75℃)：2642.4/2629.7（KJ·Kg-1）；

3.4 各种工况下耗水量计算

(1)烟气温度由130℃降至80℃：Q=Cm△t

1.075 ×3175807×(130-80)=(4.183×(80-20)+(2642.4-334.94))×M×10-3；

需要冷却水量M=67t/h

(2)烟气温度由180℃降至80℃：

1.09 ×3175807×(180-80)=(4.183×(80-20)+(2642.4-334.94))×M×10-3；

需要冷却水量M=136t/h

(3)烟气温度由130℃降至75℃：

1.075 ×3175807×(130-75)=(4.181×(75-20)+(2629.7-314.03))×M×10-3；

需要冷却水量M=74t/h

(4)烟气温度由180℃降至75℃：

1.09 ×3175807×(180-75)=(4.181×(75-20)+(2629.7-314.03))×M×10-3；

需要冷却水量M=143 t/h

综上四种工况的情况，事故烟气喷淋总耗水量按最大需水量再考虑5%余量设计，取值为150t/h。每套系统设置两级喷淋，一级喷水降温设置60只喷嘴，二级喷水降温装置设置45只喷嘴，单只喷嘴流量：28L/min，喷嘴压力2.0bar，喷嘴角度120°，材质2205。

3.5 阜阳项目喷水降温装置系统P&ID图

3.6 喷嘴的覆盖率

喷嘴的覆盖面积：按90°喷角，距离喷嘴出口0.6米位置的面积为3.39m2,一层喷水降温装置覆盖率=3.39×60÷14.3÷4.1=350%；二级喷水降温装置覆盖率 =3.39×45÷12.2÷4.1=350%=305%。喷嘴出口0.6米处的覆盖率都＞200%，保证了烟气与雾化水滴的交换效率；启动喷水降温装置后，经现场实验测试和在线仪表显示，喷水降温装置后烟气温度小于75℃。

4 结语

湿法脱硫取消旁路后，要求主机与脱硫同步运行，对脱硫系统安全、稳定运行要求比较高。故本文针对取消旁路后增加喷水装置进行了详细说明，为电厂安全稳定运行脱硫系统提供了参考和借鉴。