(GGH)煙氣再熱系統(tǒng)

#/6煙氣換熱器英文：中文意思：煙氣換熱器G是煙氣脫硫系統(tǒng)中的主要裝置之一。它的作用是利用原煙氣將脫硫后的凈煙氣進(jìn)行加熱，使排煙溫度達(dá)到露點(diǎn)之上，減輕對(duì)凈煙道和煙囪的腐蝕，提高污染物的擴(kuò)散度；同時(shí)降低進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度，降低塔內(nèi)對(duì)防腐的工藝技術(shù)要求。的利弊分析1刖言據(jù)初步推算目前國(guó)內(nèi)火電廠石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)采用煙氣—煙氣再熱器（）的約占80以上。若按每年新增石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)容量0000計(jì)算，安裝的直接設(shè)備費(fèi)用就達(dá)0億元左右。如計(jì)及因安裝而增加的增壓風(fēng)機(jī)提高壓力、控制系統(tǒng)增加的控制點(diǎn)數(shù)、煙道長(zhǎng)度增加和支架及相應(yīng)的建筑安裝費(fèi)用等，其總和約占石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)總投資的5%右是否是石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的必不可少的設(shè)備？如何根據(jù)電廠的實(shí)際情況來決定是否需要安裝？工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的煙氣脫硫裝置是否都安裝？如何合理使用來之不易的環(huán)保投資？這是國(guó)家主管部門與業(yè)主都十分關(guān)注的問題。本文就此提出初淺的看法，僅供參考。的利弊分析的作用提高排煙溫度和抬升高度（）煙氣再加熱可以將濕法煙氣脫硫的排煙溫度從50℃升高到80℃左右，從而提高煙氣從煙囪排放時(shí)的抬升高度。根據(jù)對(duì)某電廠的實(shí)際案例的計(jì)算，對(duì)于 00機(jī)組合用一個(gè)煙囪，煙囪高度為 0在環(huán)境濕度未飽和的條件下，安裝和不安裝 的煙氣抬升高度分別為5 和，有明顯的差異。但是，從環(huán)境質(zhì)量的角度來看，主要的關(guān)注點(diǎn)是在安裝和不安裝時(shí)，主要污染物（、粉塵和 ）對(duì)地面濃度的貢獻(xiàn)。在同一個(gè)案例中，對(duì)此進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見下表。粉塵污染物國(guó)家二級(jí)規(guī) 國(guó)家二級(jí)規(guī)國(guó)家二級(jí)規(guī)污染物范限值（01范限值（01范限值（0TOC\o"1-5"\h\z） ） 1）有 無 有日均值 II II一規(guī)范11 1值污染物的最大落地濃度點(diǎn)到煙囪的距離，安裝和不安裝 分別為10和8。從以上的計(jì)算結(jié)果可以看出，由于 和粉塵的源強(qiáng)度在除塵和脫硫之后大大降低，因此無論是否安裝，它們的貢獻(xiàn)只占環(huán)境的允許值的很小一部分。由于 不能有效脫除， 的源強(qiáng)度并沒有降低，因此是否安裝對(duì)于 的貢獻(xiàn)有較大的影響，但是從上表看出，仍然只占環(huán)境的允許值的10%因此對(duì)環(huán)境的影響不會(huì)很顯著。實(shí)際上，降低對(duì)環(huán)境的影響的根本措施還是在安裝脫硝裝置，通過擴(kuò)散來降低落地濃度，只是一種權(quán)宜之計(jì)。1減輕濕法脫硫后煙囪冒白煙問題由于安裝了系統(tǒng)之后從煙囪排出的煙氣處于飽和狀態(tài)，在環(huán)境溫度較低時(shí)凝結(jié)水汽會(huì)形成白色的煙羽。在我國(guó)南方城市，這種煙羽一般只會(huì)在冬天出現(xiàn)；而在北方環(huán)境溫度較低的地區(qū)，出現(xiàn)的幾率會(huì)更大。安裝之后出現(xiàn)白煙問題是很難徹底解決的。如果要完全消除白煙，必須將煙氣加熱到100℃以上。安裝后排煙溫度在80℃左右，因此只能使得煙囪出口附近的煙氣不產(chǎn)生凝結(jié)，使白煙在較遠(yuǎn)的地方形成。白煙問題不是一個(gè)環(huán)境問題，而是一個(gè)公眾的認(rèn)識(shí)問題，更何況與冷卻塔相比，煙囪的白煙是很少的。因此加強(qiáng)對(duì)公眾的宣傳和溝通，應(yīng)該不會(huì)成為重大的障礙。能否減輕下游設(shè)備腐蝕的討論在上世紀(jì)80-（年代，由于對(duì) 工藝的性能有一個(gè)逐步深化的過程,當(dāng)時(shí)認(rèn)為煙氣通過 加熱之后，煙溫升高，可以降低脫硫后煙氣對(duì)下游設(shè)備的腐蝕傾向。但是，經(jīng)過此后的實(shí)踐證明，由于煙氣在經(jīng)過 加熱之后，煙溫仍然低于其酸露點(diǎn)，仍然會(huì)在下游的設(shè)備中產(chǎn)生新的酸凝結(jié)。不僅如此，由于隨溫度上升液體的腐蝕性會(huì)大大增強(qiáng)，煙溫升高更加劇了凝結(jié)液的腐蝕傾向，使得經(jīng) 加熱后的煙氣有更強(qiáng)的腐蝕性。因此認(rèn)為采用 后可以不對(duì)下游煙道和煙囪進(jìn)行防腐的概念是錯(cuò)誤的。主要的原因如下：系統(tǒng)不能有效地去除 ，3而 是決定煙氣酸露點(diǎn)的主要成分;一安裝后，煙氣中的飛灰會(huì)積聚在的換熱元件上，飛灰中的重金屬會(huì)起催化劑的作用，將煙氣中的部分轉(zhuǎn)化為，盡管數(shù)量不多，但是對(duì)升高煙氣的酸露點(diǎn)是有影響的。有測(cè)試表明，在后面，的含量有所增加；—測(cè)試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過 脫硫以后的煙氣的酸露點(diǎn)溫度在&120℃范圍內(nèi)，而煙氣再熱之后的溫度在80℃左右，因此在 下游設(shè)備表面上，仍然會(huì)產(chǎn)生新的酸凝結(jié)液；一經(jīng)加熱后的煙氣溫度高于煙氣的水露點(diǎn)，因此可以防止新的凝結(jié)水的產(chǎn)生，但是80℃這樣的低溫?zé)煔?，無法在很短的時(shí)間內(nèi)，將已經(jīng)凝結(jié)在煙道或煙囪表面上的水或穿過除霧器的漿液快速蒸干，只能使這些液滴慢慢地濃縮、干燥。這個(gè)過程使得原來這些酸性不強(qiáng)的液滴，變成腐蝕性很強(qiáng)的酸液，在煙道和煙囪上形成點(diǎn)腐蝕；—由于煙氣經(jīng)過再熱以后溫度升高，造成煙道和煙囪中的環(huán)境溫度要比不安裝時(shí)高約30℃。酸對(duì)金屬材料的腐蝕作用對(duì)溫度是非常敏感的，溫度升高會(huì)使得凝結(jié)酸液得腐蝕性更強(qiáng)。因此，認(rèn)為安裝后可以減輕脫硫煙氣對(duì)下游設(shè)備的腐蝕是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。另外，無論是否安裝，濕法的煙囪都必須采取防腐，并按濕煙囪進(jìn)行設(shè)計(jì)。這一點(diǎn)已經(jīng)被國(guó)外幾十年來的實(shí)踐所證實(shí)。認(rèn)為安裝了就可以不對(duì)煙囪進(jìn)行防腐處理是錯(cuò)誤的。23安裝 帶來的問題由于目前系統(tǒng)多數(shù)采用回轉(zhuǎn)式，因此下面的討論主要是針對(duì)這類的，但是對(duì)其它類型的G如水媒式、蒸汽換熱器等，其結(jié)論也是適用的。設(shè)備本體以及由引發(fā)的直接投資包括煙道、支架和沖洗系統(tǒng)的費(fèi)用大約是總投資的1%（見附圖1,圖2）本體對(duì)煙氣的壓降約在1000，如果考慮到由于安裝而引起的煙道壓降，總的壓損約在1200左右。為了克服這些阻力，必須增加增壓風(fēng)機(jī)的壓頭，使系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用大大增加；的原煙氣側(cè)向凈煙氣側(cè)的泄漏會(huì)降低系統(tǒng)的脫硫效率，盡管回轉(zhuǎn)式的原煙氣側(cè)和凈煙氣側(cè)之間的泄漏可以達(dá)到10以下，但畢竟是一種無謂的損失；由于原煙氣在中由130℃左右降低到酸露點(diǎn)以下的80℃,因此在的熱側(cè)會(huì)產(chǎn)生大量的粘稠的濃酸液。這些酸液不但對(duì)的換熱元件和殼體有很強(qiáng)的腐蝕作用，而且會(huì)粘附大量煙氣中的飛灰。另外，穿過除霧器的微小漿液液滴在換熱元件的表面上蒸發(fā)之后，也會(huì)形成固體的結(jié)垢物。上述這些固體物會(huì)堵塞換熱元件的通道，進(jìn)一步增加的壓降。國(guó)內(nèi)已有電廠由于 粘污嚴(yán)重而造成增壓風(fēng)機(jī)振動(dòng)過大的前鑒；(見附圖，圖)—在運(yùn)行過程和停機(jī)后需要用壓縮空氣。蒸汽和高壓水進(jìn)行沖洗，以去除換熱元件上的積灰和酸沉積物。因此需要提供相應(yīng)的壓縮空氣、沖洗水和蒸汽。沖洗后的廢水含有很強(qiáng)的腐蝕性，必須進(jìn)行專門的處理之后才能排放；不安裝 的利弊分析不安裝的優(yōu)點(diǎn)降低 系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)以下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較以 機(jī)組的 系統(tǒng)為基礎(chǔ)。煤耗按兩臺(tái)機(jī)組，煤的含硫量為, 系統(tǒng)每年脫除的 為0()固定資產(chǎn)投入安裝 固定資產(chǎn)投入約 萬，貸款利率按計(jì)算，年還清本利，共計(jì) 萬。 的壽命為年，因此，均化后每年的固定資產(chǎn)投入為萬。因固定資產(chǎn)投入使得脫硫成本的增加為：元()電耗安裝之后，由于 本體和煙道的阻力的增加，約使增壓風(fēng)機(jī)的功率增加 ，按年運(yùn)行 小時(shí)，廠用電價(jià)為 元 計(jì)算，每年增加的電耗支出為：萬元因電耗而使得脫硫成本增加：元()大修費(fèi)用大修費(fèi)率按固定資產(chǎn)原值 計(jì)算。萬元因大修費(fèi)用而增加的脫硫成本為：元安裝 后費(fèi)用的增加見下表：工程單位數(shù)量?jī)r(jià)格年增加費(fèi)用(萬元)脫硫成本增加(元)電耗元固定資產(chǎn)投入萬元注大修費(fèi)用合計(jì)注i年利率,年還清本利年增加費(fèi)用按壽命期2年均化如果按 的壽命為2年計(jì)算，在 的整個(gè)壽命期內(nèi)，總的費(fèi)用為億元，幾乎相當(dāng)于2的 的總投資。提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和可用率安裝后，由于 部件的腐蝕和換熱元件堵塞造成的增壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行故障已經(jīng)成為 系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的瓶頸之一，降低了 系統(tǒng)的可用率，增加了維修費(fèi)用。由于不安裝 后， 的煙氣系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化（見附圖），因此 系統(tǒng)的可靠性有了提高，達(dá)到高可用率運(yùn)行。不安裝帶來的問題由于需要對(duì)原煙氣的降溫幅度有所增加，因此系統(tǒng)的水耗要比安裝時(shí)約增加左右；由于凈煙氣溫度較低，因此在環(huán)境空氣中的水分接近飽和，而且氣象擴(kuò)散條件不好時(shí)，煙氣離開煙囪出口時(shí)會(huì)形成冷凝水滴，形成所謂“煙囪雨”，在煙囪周圍的地面上，有細(xì)雨的感覺；由于 系統(tǒng)不能有效去除，因此必須對(duì)在取消 之后的的落地濃度和最大落地濃度點(diǎn)離煙囪的距離進(jìn)行核算，并取得有關(guān)環(huán)保部門的批準(zhǔn)；不安裝的 系統(tǒng)的煙氣在煙囪中的凝結(jié)水量會(huì)比較大，因此在進(jìn)行濕煙囪設(shè)計(jì)時(shí)必須注意；國(guó)外情況德國(guó)德國(guó)大規(guī)模建設(shè)的時(shí)間是在上世紀(jì)的一年代，由于當(dāng)時(shí)法規(guī)的要求，煙氣的排放溫度不得低于72℃,因此在此期間建設(shè)的系統(tǒng)全部安裝了而且主要是回轉(zhuǎn)式。經(jīng)過多年的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)是整個(gè)系統(tǒng)的故障點(diǎn)，大大影響了系統(tǒng)的可用率。按照德國(guó)公司的介紹，幾乎的 在運(yùn)行過程中都出現(xiàn)了故障。德國(guó)加入歐盟以后，大部分歐盟成員國(guó)均對(duì)煙氣排放的溫度沒有法規(guī)上的要求。因此，從2年開始，德國(guó)采用歐盟的規(guī)范，取消了對(duì)煙氣排放溫度的限制。因此在原東德地區(qū)近期建設(shè)的已有部分系統(tǒng)不再安裝了。德國(guó)脫硫公司認(rèn)為，不安裝 是今后 發(fā)展的趨勢(shì)。德國(guó)已經(jīng)有越來越多的在有條件的電廠將脫硫后的煙氣通過冷卻塔排放，這樣既可以不安裝，又可以省去濕煙囪的投資，而且也大大提高了煙氣污染物的擴(kuò)散能力。美國(guó)美國(guó)的法規(guī)從來沒有對(duì)排煙溫度有限制，因此美國(guó)的 系統(tǒng)只有少部分安裝了 。一些美國(guó)電廠考慮到由于不安裝，煙溫過低時(shí)對(duì)周圍環(huán)境可能產(chǎn)生不利影響，采用了在煙囪底部安裝燃燒潔凈燃料的燃燒器，在氣象條件不利于擴(kuò)散時(shí)，對(duì)脫硫后的煙氣進(jìn)行臨時(shí)加熱。這種方法的投資很低，運(yùn)行費(fèi)用也很低，同時(shí)，也保護(hù)了環(huán)境質(zhì)量，是一種結(jié)合實(shí)際的解決方案，值得我們借鑒。日本由于日本是一個(gè)面積小，地形狹長(zhǎng)的島國(guó)。為了減輕對(duì)日本本土的污染，一直采用高煙溫排放，以增強(qiáng)煙氣的擴(kuò)散能力。因此幾乎所有的系統(tǒng)全部安裝了。小結(jié)在系統(tǒng)中安裝是早期發(fā)展過程中的認(rèn)識(shí)，長(zhǎng)期的實(shí)踐已經(jīng)證明：在系統(tǒng)中的作用不大，但是由此帶來的負(fù)面影響卻很大；濕法 所排放凈煙氣的煙囪都必須采用防腐措施，與是否安裝無關(guān)。因此，認(rèn)為安裝 后可以不對(duì)煙囪采取防腐措施，并以此節(jié)省煙囪防腐所需費(fèi)用的觀點(diǎn)不但是錯(cuò)誤的，而且是危險(xiǎn)的；的投資和運(yùn)行費(fèi)用非常昂貴，對(duì)于 機(jī)組的投資費(fèi)用為萬元，約占 系統(tǒng)總投資的5年運(yùn)行費(fèi)用約萬。注意：建設(shè)一個(gè)防腐性能良好可以長(zhǎng)期使用的濕煙囪的防腐費(fèi)用大約為 萬根據(jù)目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)投入使用的的運(yùn)行情況來看，許多的運(yùn)行情況均不佳，由于運(yùn)行時(shí)間尚短，腐蝕的問題還沒有暴露出來，因此主要的問題是換熱元件堵塞，造成系統(tǒng)停運(yùn)。因此將會(huì)給的正常運(yùn)行造成困難。由于不安裝致使排放對(duì)地面濃度的貢獻(xiàn)有所增加的問題，主要應(yīng)該依靠安