在我國,中小型燃煤鍋爐一般采用除塵、脫硫分體式裝置,即布袋除塵器設備與脫(tuo)硫設備為獨立處理單元。低(di)效(xiao)的除塵(chen)設備會使鍋爐的脫(tuo)硫效(xiao)率下降、磨損設備、堵塞風管,造成資(zi)源的浪(lang)費,因此,必須重視(shi)除塵(chen)設備的除塵(chen)效(xiao)率。
我國是當今(jin)世界(jie)鍋(guo)爐(lu)生產和使用(yong)最多(duo)的國家。其中(zhong)(zhong),中(zhong)(zhong)小型(xing)(非發(fa)(fa)電)鍋(guo)爐(lu)多(duo)應(ying)用(yong)于紡織、食品、機械(xie)制(zhi)造等行(xing)(xing)業,多(duo)分(fen)布(bu)在發(fa)(fa)達城(cheng)市的郊(jiao)區(qu),遠離中(zhong)(zhong)心城(cheng)區(qu),或二(er)線城(cheng)市的工(gong)業區(qu)內。根(gen)據2002年我國批準了《京都議定書》,工(gong)業鍋(guo)爐(lu)的節能減排(pai)(pai)勢(shi)在必行(xing)(xing)。各地(di)環(huan)保部門均出臺相應(ying)的法律、法規,限制(zhi)或取消中(zhong)(zhong)、小型(xing)鍋(guo)爐(lu)的報批申請,逐步淘汰中(zhong)(zhong)小型(xing)鍋(guo)爐(lu),已有或在建(jian)項目均需(xu)要執行(xing)(xing)更加嚴格(ge)的環(huan)保排(pai)(pai)放指(zhi)標,而這項指(zhi)標又以二(er)氧化硫(SO2)和氮(dan)氧化物(NOx)的減排(pai)(pai)指(zhi)標尤為明顯。因此,各地(di)原(yuan)有的中(zhong)(zhong)小型(xing)鍋(guo)爐(lu)紛(fen)紛(fen)進行(xing)(xing)改造以應(ying)對新(xin)出臺的政策(ce)。
在(zai)這(zhe)個過(guo)程(cheng)中,大部(bu)分企(qi)(qi)業單位(wei)采(cai)取的(de)(de)方(fang)式為(wei),在(zai)原有(you)脫(tuo)硫除(chu)塵(chen)設(she)備基礎上(shang),新(xin)(xin)(xin)增(zeng)一(yi)(yi)套脫(tuo)硫設(she)備。但部(bu)分單位(wei)并(bing)不重(zhong)視原有(you)除(chu)塵(chen)設(she)備的(de)(de)改造與維護(hu),導致(zhi)在(zai)一(yi)(yi)定(ding)運(yun)(yun)行(xing)時間后,由于原有(you)除(chu)塵(chen)設(she)備的(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)不當,而影響了(le)新(xin)(xin)(xin)增(zeng)脫(tuo)硫設(she)備運(yun)(yun)行(xing)的(de)(de)現(xian)象(xiang)。以西安(an)一(yi)(yi)家(jia)企(qi)(qi)業為(wei)例,廠內(nei)共設(she)有(you)20噸(dun)鍋爐2臺(tai)(一(yi)(yi)用(yong)一(yi)(yi)備),15噸(dun)鍋爐4臺(tai)(2用(yong)2備),配備有(you)陶瓷多(duo)管(guan)旋風除(chu)塵(chen)器5套,靜電除(chu)塵(chen)器1套。該企(qi)(qi)業在(zai)2010年新(xin)(xin)(xin)增(zeng)3套脫(tuo)硫設(she)備,保證排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)指(zhi)(zhi)標滿足最新(xin)(xin)(xin)發布的(de)(de)環(huan)保排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)指(zhi)(zhi)標。脫(tuo)硫、除(chu)塵(chen)系統運(yun)(yun)行(xing)2年后,該企(qi)(qi)業發現(xian)其在(zai)線(xian)監測儀顯示SO2排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)濃(nong)度高于允許排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)值,在(zai)進(jin)行(xing)調(diao)(diao)整未能得(de)到解決的(de)(de)情(qing)況下,邀(yao)請(qing)設(she)計單位(wei)調(diao)(diao)試人員對脫(tuo)硫、除(chu)塵(chen)超標排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)現(xian)象(xiang)進(jin)行(xing)調(diao)(diao)查,并(bing)提(ti)交了(le)調(diao)(diao)查結(jie)果。
1 漿液密度
脫(tuo)硫(liu)系統使用的運行(xing)工藝為石灰(hui)-石膏濕法脫(tuo)硫(liu),系統內漿液的密度為一個重要參數(shu),反映(ying)出系統內部脫(tuo)硫(liu)反應物質的量,漿液密度控制在1.05~1.08范圍內,脫(tuo)硫(liu)效果最佳。
因此,首先對漿液密度進(jin)行調整,并(bing)繪制出漿液密度與SO2排(pai)放值的曲線。
從漿液(ye)密(mi)度(du)(du)(du)曲線與SO2排放值曲線對(dui)比可知(zhi),在設定范圍內(nei),漿液(ye)密(mi)度(du)(du)(du)與排放濃度(du)(du)(du)成反比關系(xi),漿液(ye)密(mi)度(du)(du)(du)越高,排放濃度(du)(du)(du)越小,但排放濃度(du)(du)(du)仍未能(neng)達到廠區排放要(yao)求,因此需(xu)要(yao)對(dui)漿液(ye)及(ji)系(xi)統其(qi)他(ta)部(bu)件進(jin)行進(jin)一(yi)步分析(xi)。
2 水樣分析
漿液中固含量實驗室設定取值:
該企業對系統中(zhong)(zhong)的漿(jiang)液(ye)(ye)進行固含(han)量及鈣(gai)基含(han)量分析。結果顯示,漿(jiang)液(ye)(ye)密度為(wei)1.08時,試樣中(zhong)(zhong)的固含(han)量均值為(wei)26%,鈣(gai)基含(han)量為(wei)12%。實(shi)驗室配制的試樣顏(yan)色(se)(se)呈(cheng)灰(hui)(hui)或灰(hui)(hui)白(bai)色(se)(se),而現場漿(jiang)液(ye)(ye)的顏(yan)色(se)(se)則呈(cheng)灰(hui)(hui)黑或灰(hui)(hui)綠(lv)色(se)(se),且黏度很大。經進一步(bu)化(hua)驗得(de)知(zhi),漿(jiang)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)含(han)有(you)大量的鍋爐灰(hui)(hui),此時的漿(jiang)液(ye)(ye)密度并不(bu)能準確地反(fan)映漿(jiang)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)含(han)有(you)的脫硫反(fan)應(ying)物質的量。
3 除塵器分析
以(yi)其(qi)中一臺20t鍋爐配備的多管旋風(feng)除(chu)塵(chen)器為(wei)(wei)例,其(qi)設計參數為(wei)(wei)處(chu)理(li)風(feng)量60000Am3/h,除(chu)塵(chen)效率90%~95%,本(ben)體漏(lou)(lou)風(feng)率≤3%,本(ben)體阻力650~900Pa,處(chu)理(li)后(hou)排放(fang)濃度(du)≤250mg/Nm3,經調查發(fa)現(xian)(xian),該除(chu)塵(chen)器本(ben)體漏(lou)(lou)風(feng)率為(wei)(wei)6%,除(chu)塵(chen)效率為(wei)(wei)65%。漏(lou)(lou)風(feng)點(dian)為(wei)(wei)除(chu)塵(chen)器上筒(tong)體焊縫、下(xia)錐體焊縫、卸灰閥、除(chu)塵(chen)器檢修門(men)等。根據(ju)除(chu)塵(chen)手冊可知,當下(xia)錐體或卸灰閥漏(lou)(lou)風(feng)1%,除(chu)塵(chen)效率下(xia)降5%;漏(lou)(lou)風(feng)5%,除(chu)塵(chen)效率下(xia)降30%。現(xian)(xian)場情況與此參數基本(ben)相符。
原設計(ji)煙風(feng)道(dao)為(wei)δ8.0碳素(su)鋼板制作(zuo),150mm厚度(du)巖棉保溫層(ceng),運行2年后,70%煙風(feng)道(dao)鋼板厚度(du)減(jian)少為(wei)δ5.0~4.0,彎頭、變(bian)徑、進出風(feng)口位置減(jian)少為(wei)δ2.0,個別(bie)流速(su)高的位置已出現不(bu)同程度(du)的點蝕及穿孔。
除塵器漏風率變大,致使系(xi)(xi)統中的氧含量(liang)(liang)由(you)原來(lai)的10%~11%增大至13%~15%,根據國家環境保護局(ju)發布(bu)的《固定污染源煙氣排放連續監(jian)測(ce)系(xi)(xi)統技術要求及檢測(ce)方(fang)法》(HJ/T 76-2007)和《火電廠大氣污染物排放標(biao)準》(GB13223-2011)均指出,大氣污染物基準氧含量(liang)(liang)排放濃度(du)折算方(fang)法:
…………①
c―大(da)氣污染(ran)物基(ji)準氧(yang)(yang)含(han)量(liang)排放濃度,mg/m3;c’―實測的大(da)氣污染(ran)物排放濃度,mg/m3;O2’―實測的氧(yang)(yang)含(han)量(liang),%;O2―基(ji)準氧(yang)(yang)含(han)量(liang),%(燃煤鍋爐為6%)。
公(gong)式①表示,當實(shi)測(ce)的(de)(de)(de)氧含(han)量(liang)越(yue)大(da)(da)時,根據(ju)大(da)(da)氣(qi)污染(ran)物基準氧含(han)量(liang)折算的(de)(de)(de)排(pai)放濃(nong)度則越(yue)大(da)(da),氧含(han)量(liang)為13%時的(de)(de)(de)折算排(pai)放濃(nong)度為10%的(de)(de)(de)1.22倍(bei),氧含(han)量(liang)為15%時的(de)(de)(de)折算排(pai)放濃(nong)度為10%的(de)(de)(de)1.83倍(bei)。因(yin)此,不能忽視除塵器和煙(yan)風道的(de)(de)(de)漏風率,必須(xu)把氧含(han)量(liang)控制在既滿(man)足鍋爐燃(ran)燒,又不會導致排(pai)放濃(nong)度折算值過大(da)(da)。
4 脫硫設(she)備分析
脫硫(liu)系(xi)統使用循環水(shui)泵(beng)(beng)為耐磨耐腐合金泵(beng)(beng),管(guan)道為內襯(chen)塑無(wu)縫(feng)管(guan),襯(chen)塑厚度(du)為5mm。由于循環漿液(ye)中(zhong)含有大量(liang)(liang)的灰塵,系(xi)統運行2年期后(hou),水(shui)泵(beng)(beng)葉輪明顯磨損,水(shui)泵(beng)(beng)流量(liang)(liang)減量(liang)(liang)10%~20%,軸(zhou)封等(deng)易損件1年1換(huan);管(guan)道彎頭、閥門和變徑等(deng)1年2換(huan),主體管(guan)道內襯(chen)層亦出(chu)現不同程度(du)的磨損。
石(shi)灰(hui)-石(shi)膏(gao)濕法脫硫(liu)的(de)一(yi)個(ge)重要技術參數(shu)為液氣比(bi)(bi),即循環(huan)液總量(liang)與處(chu)理煙氣量(liang)的(de)比(bi)(bi)值。脫硫(liu)系統循環(huan)水泵總流量(liang)已經明(ming)顯低于(yu)原設(she)計(ji)流量(liang),因此未能達到設(she)計(ji)的(de)排放濃(nong)度。
5 小結
綜上所述,致(zhi)使系統運(yun)行異(yi)常和排放(fang)超標(biao)(biao)的(de)(de)主要原因(yin)是除(chu)塵器(qi)的(de)(de)故障(zhang)問(wen)題,而除(chu)塵器(qi)的(de)(de)故障(zhang)又是由于在(zai)日常運(yun)行中,缺乏對除(chu)塵設備進行維護及清理工(gong)作。該企業對除(chu)塵設備進行了檢(jian)修,并修復了煙風道的(de)(de)漏風點,對循(xun)環水泵進行了葉輪更(geng)(geng)(geng)換后,二氧化(hua)硫、煙塵等各項指標(biao)(biao)均達標(biao)(biao)排放(fang)。該企業計劃(hua)更(geng)(geng)(geng)換更(geng)(geng)(geng)高效(xiao)的(de)(de)布袋除(chu)塵器(qi),保證(zheng)鍋爐、脫硫除(chu)塵設備長期運(yun)行運(yun)行。