香港南丫電廠濕法煙氣脫硫工藝系統(tǒng)及其運行情況
南丫發(fā)電廠是香港電燈有限公司投資的唯一發(fā)電廠,位于香港南丫島,占地50 hm2。南丫發(fā)電廠燃煤機組總裝機容量為2 500 MW,其中3臺為250 MW機組(1~3號機組),5臺為350 MW機組(4~8號機組),其三大主機均由日本三菱重工株式會社供貨。這8臺機組的鍋爐均為強制循環(huán),四角切向噴射燃燒鍋爐,燃用山西煤。8臺機組共設(shè)有3根215 m高的燃囪,1、2、3號機組共用1根煙囪,4、5、6號機組共用1根煙囪,7、8號機組共用1根煙囪。目前8臺機組均已投產(chǎn)發(fā)電。另外,電廠還安裝了1臺55 MW和6臺125 MW燃氣輪機組,作為燃煤機組啟動和電網(wǎng)調(diào)峰用。
南丫發(fā)電廠目前在6、7、8號機組上共安裝了3套石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置,其主體部分總投資約8.5億港幣。第1臺脫硫裝置安裝在6號機組上,系在主機投運后加裝的,并已在1993年9月投產(chǎn)。第2、3臺脫硫裝置安裝在7、8號機組上,與主機單元匹配同步建設(shè),目前也已投產(chǎn)。3套脫硫設(shè)備主體部分相互獨立,但共用1套廢水處理和石膏脫水系統(tǒng)。這3套脫硫裝置的主體部分為日本三菱公司總承包,石灰石及石膏處理系統(tǒng)則分別由日本UBE,瑞典Consilium和荷蘭ESI提供,脫硫裝置壽命按30 a設(shè)計。港燈公司正考慮在4、5號機組設(shè)置脫硫裝置,預計2003年投入運行。
1 石灰石-石膏法脫硫的工藝系統(tǒng)
南丫電廠采用的目前世界上較為成熟的石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝脫硫裝置按Sy=1.9%的設(shè)計,設(shè)計效率η≥90%。該裝置采用石灰石作為吸收劑,最終產(chǎn)品為脫水石膏,大修期為38個月,能在鍋爐負荷為140 MW時運行(額定負荷為350 MW)(鍋爐機組現(xiàn)運行燃煤的Sy=0.6%~0.7%,實測脫硫裝置效率達91%)。脫硫裝置共包括以下幾個系統(tǒng)(見圖1)。
1.1 吸收系統(tǒng)
吸收系統(tǒng)由吸收塔、除霧器、循環(huán)泵、氧化風機等組成。吸收塔為臥式布置的垂直同向柵條填充塔(6.2 m(寬)×12 m(長)×9.5 m(高)),塔底為14.5 m(寬)×12.2 m(長)×9.5 m(高)的漿液池,貯存容量為796 m3。循環(huán)泵共6臺,5臺運行1臺備用,氧化風機共2臺,1臺運行1臺備用。
1.2 石灰石粉輸送及貯存系統(tǒng)
南丫電廠的石灰石粉在廣東云浮制備,石灰石粉純度要求大于96%,通過貨船運至電廠碼頭,然后通過350 t/h的連續(xù)螺旋卸料機輸送至2個石灰石粉倉,每個粉倉的貯存容量為7 000 t,為設(shè)計燃煤工況下14 d的用量。貯倉下部為制漿池,制成的石灰石漿液用泵打至吸收塔漿液池。每個漿液池設(shè)有2臺漿液供給泵。
1.3 石膏制備系統(tǒng)(3臺脫硫裝置共用)
從吸收塔排出的石膏漿液通過吸收塔排出漿液泵送到2個漿液貯存罐,再用泵打至2個旋流器供給罐,然后再用泵分別送至3臺水力旋流器脫水(大約能脫去30%~50%的水分),再進入真空皮帶脫水機。脫水后的石膏濕度不大于10%,由皮帶輸送機轉(zhuǎn)運到一個貯量為6 000 t的石膏儲存?zhèn)},
然后再輸送至碼頭,石膏全部銷往國內(nèi)。該系統(tǒng)的廢水則回收至吸收塔。
1.4 煙氣系統(tǒng)
引風機出口后的煙氣一路經(jīng)旁路直接至煙囪,另一路經(jīng)增壓風機增壓后送至回轉(zhuǎn)式煙氣—煙氣熱交換器(GGH)的放熱側(cè),溫度從134 ℃降至88 ℃左右。煙氣經(jīng)吸收塔后溫度為52.5 ℃左右,經(jīng)GGH加熱后,設(shè)計溫度為不小于80 ℃,但實際達103 ℃。GGH設(shè)有十幾個蒸汽吹灰器,每天吹3次左右,還設(shè)有水力沖灰裝置,GGH的漏風率為10%。GGH出口至吸收塔、吸收塔到GGH、GGH至煙囪的煙道內(nèi)側(cè)都襯有樹脂。
7、8號機組的脫硫裝置是與主機同步建設(shè)的,但也設(shè)了增壓風機,主要是從節(jié)能和運行調(diào)節(jié)的角度考慮。當脫硫裝置停運時,增壓風機就關(guān)閉。增壓風機考慮了較大的設(shè)計裕量,達40%的裕量,另外,設(shè)計要求旁路煙道風門后的壓力略大于風門前的壓力。
1.5 廢水處理系統(tǒng)(3臺脫硫裝置共用)
南丫電廠的脫硫裝置設(shè)有較為復雜的廢水處理系統(tǒng)、石灰石粉倉制漿池,吸收塔反應(yīng)池的廢水集中處理。該系統(tǒng)是2級處理,經(jīng)一級處理后的凈水回收利用,廢水再經(jīng)二級處理后排入大海。
1.6 控制系統(tǒng)
吸收反應(yīng)塔的控制在機爐電集控室內(nèi)控制,廢水處理系統(tǒng)在現(xiàn)場控制室控制,其它公共設(shè)置的控制部分為單獨設(shè)置。
2 運行情況
6號機組脫硫裝置1993年運行至今,7、8號機組脫硫裝置1997年運行至今,出現(xiàn)過以下一些問題,并采取了一些措施。
a)漿液循環(huán)泵、漿液排放泵殼體襯膠,葉片也襯膠,運行中發(fā)現(xiàn)葉片襯膠脫落,后葉片改為At49材料,情況好轉(zhuǎn)。
b)除霧器易堵,特別是第1級除霧器,主要是設(shè)計上存在不合理。
c)氧化風機出口噴咀會被石膏堵住。
d)吸收塔漿液池、石灰石粉倉漿液池的攪拌器磨損厲害。
e)增壓風機發(fā)生振動,主要是GGH沖洗水的排水系統(tǒng)堵了,水漫起來,而GGH與增壓風機布置標高接近,水就流到風機里沖擊轉(zhuǎn)動葉片,引起振動。
f)煙道內(nèi)的樹脂無大面積脫落情況,如局部脫落,就局部補充。脫硫設(shè)備原設(shè)計38個月無須維修,實際無法做到。電廠介紹一般來說,除非出現(xiàn)大的問題,三菱公司來參與分析、解決;一般問題,三菱公司都不來,由電廠自行解決。
3 結(jié)束語
盡管南丫電廠脫硫裝置在運行中也存在一些問題,但總的來說我們認為還是一種可靠性高、運行經(jīng)驗較成熟的脫硫裝置。通過這次調(diào)研,我們對石灰石-石膏濕法脫硫工藝有了直接的了解,掌握了第一手資料,這為將來廣東省的火電廠脫硫設(shè)備的選型、招標都會提供一定的經(jīng)驗。但是,濕法脫硫工藝造價高,系統(tǒng)及運行都較為復雜,如何根據(jù)國內(nèi)的實際情況,提高設(shè)備的國產(chǎn)化率,簡化脫硫系統(tǒng)和降低造價,將是我們未來工作的重點。
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