火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术研究_2

火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术研究
发布时间：2022-12-27T03:42:55.776Z 来源：《中国电业与能源》2022年17期作者：亢世超
[导读] 高炉煤气袋式除尘技术作为当前行业烟气处理的一项新技术
亢世超
国家电投集团邢台公司（宁晋运维中心）河北省邢台市 055550
摘要：高炉煤气袋式除尘技术作为当前行业烟气处理的一项新技术，较湿法除尘相比较，具有节电、节水、污染少、除尘效率高、综合社会效益好、节约资金多种优点，由于高炉大型化的趋势，袋式除尘技术也在向大型化方面发展。

关键词：锅炉脱硫脱硝烟气除尘
中图分类号： TU86 文献标识码：A
引言
随着社会发展，人们对环境要求日益提升，国家环保标准也在不断提高，燃煤火力发电机组原有脱硫系统无法满足新环保法要求。

为此，火力发电厂绿色改造相继进行。

基于西门子 TXP DCS，设计了系统组态及节能控制系统。

新除雾器冲洗顺控逻辑的搭建是保证吸收塔除雾器安全稳定运行，让除雾器发挥其应有的设计功效的关键，也是燃煤锅炉绿改过程中一个技术改造要点；同时，注重经济节约发电的宗旨，探索实现节能控制，如在除雾器冲洗顺控中进一步探索在逻辑的组态中，如何让除雾器冲洗水泵能够根据冲洗要求进行自动启停，以降低运行人员操作频次。

1 脱硫出口烟道的优化
1.1几何模型
通过数值模拟确定不同位置基本参数的分布，涡流分布特性及脱流区等，根据现场的烟道布置，对其进行1:1三维建模。

1.2网格划分与边界设置
由于系统内部结构复杂，烟道密集、狭长,为了节省计算资源，将除雾器模块本体按多孔介质进行简化，经过网格无关性验证后最终网格数约为112万。

原结构模拟的目的主要是找出脱硫出口处流场分布不合理的区域，并对流场分布状况进行分析，为后续流场优化提供技术准备。

因脱硫塔内雨区、上方除雾器均具有良好的整流功能，故入口边界条件设置为均匀入口，速度值按设计工况下的烟气量进行计算，出口边界设置为压力出口[2]。

2工艺介绍
2.1干法袋式除尘
（1）高炉煤气经过重力除尘后，由荒煤气主管分配到除尘器各箱体中，并进入荒煤气室，在导流系统和重力的双作用下，颗粒较大的粉尘直接落入灰斗，颗粒较小的粉尘随气流均匀向上进入过滤区，被吸附在滤袋的外表面上，煤气得到净化。

净化后的煤气进入净煤气室，由净煤气总管输入煤气管网。

随着过滤工况的进行，滤袋上粉尘越积越多，过滤阻力不断增大。

但过滤阻力达到限定的阻力值时，控制系统按差压设定值或清灰时间设定值自动关闭一箱体出口蝶阀后，按设定程序开启电磁脉冲阀，进行离线脉冲喷吹清灰，利用氮气瞬间喷吹，带动大量气体进入滤袋内部，使滤袋瞬间鼓起，产生振动，将滤袋外表面的粉尘清除下来，落入灰斗中。

当灰斗中的灰尘积累到一定量时（由料位计控制或时间控制），控制系统启动卸灰和气力输灰系统，将灰尘从灰斗中输送到大灰仓内，经加湿后由运灰车运出厂区。

利用滤袋的过滤性能净化煤气；通过脉冲反吹清灰，清除滤袋上的灰尘，控制滤袋过滤阻力，使滤袋既具有捕捉粉尘粒子的最大能力，有兼顾布袋的流通能力；通过卸输灰系统，将清除下来的灰尘运到除尘装置外。

如此周而复始，使除尘器正常、平稳地工作下去。

净化后含尘量＜5mg/m3。

（2）考虑到整个气流分布的均匀性，对荒煤气主管、净煤气主管进行了逐级变径处理，以保证均匀适当的过滤风速。

各箱体支管通径亦进行了流速计算。

考虑到设备互通性，将箱体进口支管与出口支管通径设为相同，大大减少了备件的准备量。

（3）本项目干法除尘系统总体布置采用了双排布置，这样有利地缩短了煤气主管长度，更加便于气流均匀进入煤气箱体；有效地降低了管道内的压力损失；大大缩短了输灰管道的总长度，延长了输灰管道的使用寿命；利于进行双排输灰管道的设置。

（4）为了管道取得良好的保温和耐磨效果，在荒煤气主管内部喷涂了耐磨涂料FN-130，得到了良好的保温效果，并大大延长了煤气管道的使用寿命。

（5）针对除尘器箱体筒径达到5.2m这种特殊情况，为了保证良好的脉冲喷吹效果，首次采用了双喷吹包设计。

在箱体的两侧各设置一个脉冲喷吹包，减小了喷吹管前端和末端的氮气流量差，产生了良好的清灰效果，并且保护了滤袋。

（6）卸灰系统首次使用了气体流化装置，使灰斗卸下的灰成流态堆积，不会产生灰尘堵塞现象。

输灰采用的是高效的气体输送装置，低压大流量的氮气通过镀陶瓷管道将灰尘输送到大灰仓进行储藏。

输灰管道弯曲部分采用了大半径弯头设计，外部进行了打包灌浆处理，有效地解决了管道磨损问题。

目前以上系统运行良好，使用寿命有大幅延长。

（7）针对格子板堆灰现场，首次设置了清堵装置，在格子板上侧设置两个清堵汽包，在打开人孔进筒检查前，先行用氮气进行清灰处理[2]。

2.2减压阀组系统
新增1套减压阀组，可在TRT长期停机期间或TRT启动、停机短时间内，确保高炉炉顶煤气压力稳定。

减压阀组安装在隔音罩内，其后设置1台消音器，确保环境噪音控制在60dB以下。

工艺条件如下：阀前设备设计温度250℃，设计压力0.25MPa ；阀后设计温度250℃，设计压力15KPa。

减压阀配置如下：3台DN700蝶阀+1台DN400蝶阀。

阀门采用三偏心金属硬密封蝶阀，密封座采用德国进口硬质合金堆焊，阀座堆焊后硬度不小于45HRC，阀门内部喷涂碳化钨耐冲刷材料，同时具备防氯腐蚀功能，轴端采用自润滑轴承，润滑脂采用德国进口，半年加油一次，耐磨性能好，关闭严密，打开迅速。

确保阀门使用寿命不少于一代炉龄（>15年），配套设备应能适应高炉作业率大于99%的要求，满足安装场所的环境条件要求和功能要求。

4台蝶阀在主控室远程操作和现场操作，并具备根据炉顶压力自动调节功能。

阀门密封性能均要求至少满足GB/T13927-2008中B级要求（不低于FCI/ICI CLASS VI），阀门最大开启压差为0.25MPa，阀门开度：0°～ 90°，在15°～ 75°区间内流量调节曲线近似等分比，能在0°～ 90°范围内任意角度调节并锁定，角度调节精度±0.2°，启闭灵活。

减压阀组4台蝶阀中，1台DN400蝶阀为小流量调节阀，1台DN700蝶阀为大流量调节阀，其余2台DN700蝶阀为快开阀（具备1s内快速打开至指定角度的功能，同时
具有流量调节功能），驱动油缸采用伺服油缸。

在TRT控制高炉炉顶压力时，减压阀组所有阀门全部关闭。

当TRT停止运行时，减压阀组投入使用，控制高炉炉顶压力，操作方式为手、自动方式两种，要求有就地阀位显示以及现场操作装置，在控制室有连续阀位显示、连续调节、阀位高低开度（10%、70%）报警功能，并进入高炉炉顶计算机系统。

液压系统是与高炉调压阀组配套使用的完整液压控制系统，包括动力站、液压阀台及相关辅助元件，采用四阀一站形式对减压阀组液动蝶阀进行远程自动化控制。

减压阀组4台蝶阀在高炉中控室和现场均能操作控制，能在0°～ 90°范围内任意角度调节并锁定，角度调节精度±0.2°。

现场设置控制柜，阀位的控制、液压油泵、加热器的启停均能由控制柜的控制器来实现。

调节阀的全行程调节时间不大于10s，控制柜接收来自高炉控制系统的4mA ～ 20mA信号，同时输出4mA ～
20mA信号用于阀位反馈显示。

角位移传感器（或线位移传感器）的电源电压为24VDC，输出为4mA ～ 20mA，精度0.2%[3]。

结束语
为此，火电厂应高度重视锅炉燃烧环节带来的影响，科学选用脱硫脱硝技术与烟气除尘技术，尽可能降低排放有害物质量，进一步优化煤炭的燃烧效果，缩减运行成本，为经济与生态效益的同步提升奠定坚实基础。

参考文献：
[1]李小婷.火电厂锅炉烟气除尘技术探析[J].清洗世界,2019,35(11):7-8.
[2]张皓博, 火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘管理平台. 河南省,河南绿翔农业科技有限公司,2019-08-26.
[3]陈新顺,张欢.火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术解析[J].山东工业技术,2019(05):196.DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2019.05.179.。