火電廠煙氣脫硫裝置的性能檢測
摘要:詳細介紹了火電廠煙氣脫硫裝置性能檢測的指標(biāo)、系統(tǒng)、組織、流程和方法,為脫硫工程后評估中脫硫裝置的性能考核和驗收檢測提供了技術(shù)支持和指導(dǎo)。
煙氣脫硫裝置的性能考核和驗收檢測是脫硫工程后評估中最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),是科學(xué)合理、公平客觀地評價脫硫裝置綜合性能最重要的技術(shù)依據(jù)。為進一步規(guī)范脫硫產(chǎn)業(yè)、使之有序健康地發(fā)展,指導(dǎo)火電廠煙氣脫硫裝置的性能考核和驗收檢測,國電環(huán)境保護研究所根據(jù)原國家電力公司科技項目“火電廠煙氣脫硫性能檢測技術(shù)的研究”的研究成果,并結(jié)合國家發(fā)改委脫硫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的若干意見,對火電廠煙氣脫硫裝置的性能檢測進行了深入研究,初步建立了填補國內(nèi)空白的“濕法煙氣脫硫工藝性能檢測技術(shù)規(guī)范”。
1 檢測目的
在環(huán)境約束和環(huán)境損害條件下,為進一步提高脫硫工程的建設(shè)質(zhì)量(包括設(shè)計、設(shè)備成套、安裝、調(diào)試和運行),實現(xiàn)預(yù)期的技術(shù)目標(biāo)和環(huán)境、社會、經(jīng)濟效益,我們可通過性能考核和驗收檢測,科學(xué)合理地評估脫硫裝置是否具有達到其規(guī)定的保證值的能力,評估脫硫污染物的排放是否符合國家和地方環(huán)保法規(guī)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。
2 檢測指標(biāo)
2.1 性能指標(biāo)
性能指標(biāo)包括環(huán)境指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)兩類。
環(huán)境指標(biāo)是與排放和環(huán)境因子有關(guān)的保證,它與當(dāng)前和今后幾年內(nèi)適用的最嚴格的環(huán)保法規(guī)有關(guān)。主要包括:脫硫效率和SO2排放質(zhì)量濃度;煙塵排放質(zhì)量濃度和煙氣排放溫度;除霧器出口煙氣攜帶液滴的質(zhì)量濃度;脫硫副產(chǎn)物的氧化率、主要成分和含濕量;脫硫廢水的主要成分和流量;脫硫裝置噪聲及其對廠界噪聲環(huán)境的影響。
經(jīng)濟指標(biāo)是與經(jīng)濟因子有關(guān)的保證,它直接影響到脫硫裝置的運行費用和經(jīng)濟評估。主要包括:可利用率、壓力降、電能消耗、工藝水消耗量、吸收劑利用率和吸收劑的消耗量、脫硫副產(chǎn)品的產(chǎn)量和需要堆放的場地面積、壓縮空氣消耗量。
2.2 功能指標(biāo)
功能指標(biāo)主要包括:脫硫裝置在啟停和運行狀態(tài)下,對機組正常運行和穩(wěn)定性的影響;脫硫裝置對機組運行負荷變化的跟蹤特性和適應(yīng)性;脫硫裝置報警時,脫硫裝置解列的能力和對機組的影響;對周圍環(huán)境和生態(tài)造成二次污染的程度。其它可選擇的功能指標(biāo)還有:脫硫裝置啟停對其下游煙道、膨脹節(jié)、引風(fēng)機和煙囪等處防腐耐磨性能的影響;脫硫裝置中所有設(shè)備承受各種可能熱沖擊的能力,包括鍋爐增負荷、甩負荷、燃油助燃、發(fā)生故障和緊急停用時脫硫裝置的保護;脫硫裝置可投用的最低負荷和可承受的最大負荷變動率;脫硫裝置停用后的維護工作量。
2.3 檢測指標(biāo)
在進行性能考核檢測時,主要檢測性能指標(biāo);在進行驗收檢測時,對性能指標(biāo)和功能指標(biāo)均應(yīng)檢測。
3 檢測系統(tǒng)
脫硫裝置的檢測是一項系統(tǒng)性的工作,是準(zhǔn)確檢測并運用和解釋檢測信息,為業(yè)主、供應(yīng)商和環(huán)境管理者判斷脫硫工程實施后,在允許的時間和最大的投資限度內(nèi),是否達到了預(yù)期的環(huán)境目標(biāo)、技術(shù)目標(biāo)和經(jīng)濟效益的可靠的技術(shù)依據(jù)。因此,檢測單位在接受檢測任務(wù)后,應(yīng)嚴格按照檢測系統(tǒng)(見下圖)的要求和步驟,有組織、有計劃地完成檢測任務(wù)。
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4 檢測組織
4.1 檢測機構(gòu)
檢測機構(gòu)是完成檢測任務(wù)的物質(zhì)基礎(chǔ)和組織保證,具有準(zhǔn)確收集檢測信息和組織管理的能力。為此,檢測機構(gòu)必須是得到國家政府機構(gòu)認可的第三方,且必須具有公正性、獨立性和誠信度,具備承擔(dān)相應(yīng)法律責(zé)任的能力;必須具有完善的組織機構(gòu)、高效的質(zhì)量管理和可靠的技術(shù)能力。
為確保檢測項目的順利進行,按時保質(zhì)保量地完成檢測項目所有的工作和任務(wù),并規(guī)范檢測的工作程序和質(zhì)量管理,檢測機構(gòu)需在接受檢測對象委托的檢測項目后,成立由檢測方、業(yè)主和供應(yīng)商組成的檢測領(lǐng)導(dǎo)小組,其目的是發(fā)揮項目管理功能,提高項目整體管理效率,達到項目管理的最終目標(biāo)。
以脫硫性能檢測為例,檢測領(lǐng)導(dǎo)小組應(yīng)下設(shè)氣相檢測、物料檢測、運行操作、技術(shù)指導(dǎo)和現(xiàn)場維護等具體實施檢測的檢測組織,這些組織在檢測領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)一組織和協(xié)調(diào)下全面地開展檢測工作。
4.2 檢測各方的職責(zé)
檢測方為檢測的技術(shù)總負責(zé),其主要職責(zé)是:編制檢測計劃;落實檢測工況以及相關(guān)的技術(shù)條件和要求;正確執(zhí)行所有的檢測項目;合理解決檢測過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題;協(xié)調(diào)參加檢測各方的關(guān)系;收集所有檢測項目檢測結(jié)果的原始數(shù)據(jù)并進行分析計算;編制檢測結(jié)果的最終報告和評價;向業(yè)主和供應(yīng)商提交最終的檢測報告。
業(yè)主方為檢測的參加方,業(yè)主方應(yīng)派專責(zé)代表和一定數(shù)量的專業(yè)技術(shù)人員參加檢測,其主要職責(zé)是:確認檢測方提交的檢測計劃;配合檢測方落實檢測工況以及相關(guān)的技術(shù)條件和要求;提供現(xiàn)場必要的檢測條件和安全措施;負責(zé)機組和脫硫裝置檢測工況的調(diào)整、運行和維護,確保脫硫裝置包括所有設(shè)備、子系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和保證值的要求;負責(zé)機組和脫硫裝置主要運行參數(shù)的記錄;配合檢測方進行相關(guān)的檢測項目和資料的收集;接收檢測方提交的檢測報告。
供應(yīng)商為檢測的參加方,供應(yīng)商應(yīng)派專責(zé)代表和一定數(shù)量的專業(yè)技術(shù)人員配合檢測,其主要職責(zé)是:向檢測方提供必要的技術(shù)資料和技術(shù)文件;確認檢測方提交的檢測計劃;在業(yè)主方的配合下,負責(zé)脫硫裝置相關(guān)就地和在線檢測儀表的校正和標(biāo)定;指導(dǎo)業(yè)主方的運行操作人員嚴格按照“脫硫運行手冊”進行正確的工況調(diào)整和運行操作,確保檢測工況符合或達到設(shè)計工況的要求;及時解決檢測過程中脫硫裝置可能出現(xiàn)的技術(shù)故障;接收檢測方提交的檢測報告。
5 檢測流程
當(dāng)一項檢測任務(wù)的目標(biāo)和對象確定后,必須制定一套完整的、系統(tǒng)的檢測流程來保證任務(wù)高質(zhì)量、有序地完成。通常一個完整的檢測程序應(yīng)包括檢測計劃、技術(shù)方案、檢測網(wǎng)絡(luò)、檢測準(zhǔn)備、現(xiàn)場檢測、樣品分析、數(shù)據(jù)和信息處理、檢測報告以及質(zhì)量控制和質(zhì)量保證措施等。
5.1 檢測計劃
在脫硫裝置開始檢測之前,檢測方的工程師應(yīng)在業(yè)主和供應(yīng)商有關(guān)部門工程師的配合下,編制詳細的檢測計劃,且檢測計劃中涉及的項目和條款應(yīng)得到他們的認可。如有異議,則必須在檢測前徹底解決,否則不宜開始檢測的下一步工作。
檢測計劃中應(yīng)涉及的項目和條款主要包括:
(1)檢測任務(wù)的來源、目的以及檢測對象當(dāng)前的建設(shè)和運行狀況;(2)檢測組織以及所有參與檢測各方的職責(zé);(3)在實施檢測前,需要進行的必要的技術(shù)準(zhǔn)備,如資料的收集、檢測條件的具備等;(4)將要進行的檢測項目的情況,包括檢測工況、內(nèi)容以及檢測時間和進度安排等;(5)在檢測過程中,業(yè)主和供應(yīng)商需要向檢測方提供技術(shù)資料和技術(shù)條件,包括設(shè)計、工藝、煙氣、分析等資料和實際檢測工況的運行條件等;(6)檢測過程中必須的檢測要求,包括機組運行的工況及穩(wěn)定性、燃煤煤種及穩(wěn)定性、脫硫吸收劑、脫硫裝置的運行方式、同一工況檢測的時間和檢測次數(shù)等;(7)所有檢測參數(shù)的檢測或采樣位置和檢測或采樣的點數(shù)及安排;(8)所有樣品采集和分析的試驗程序及進度安排;(9)所有采集樣品的處置和儲存程序;(10)所有檢測儀器和設(shè)備,包括在線檢測和非在線的檢測儀器和設(shè)備的校正方法和要求;(11)所有的檢測計劃,包括因機組、脫硫裝置、檢測設(shè)備等發(fā)生故障時,檢測計劃的變更等;(12)將要采用的確保檢測數(shù)據(jù)有效性和可靠性的質(zhì)量保證體系;(13)所有檢測數(shù)據(jù)的整理、計算和打印的程序和要求;(14)所有供應(yīng)商能提供的因?qū)嶋H運行工況區(qū)別于設(shè)計工況而進行的檢測參數(shù)的修正方法和修正曲線。
5.2 檢測網(wǎng)絡(luò)
在脫硫裝置檢測開始之前,檢測方的工程師應(yīng)根據(jù)業(yè)主的具體情況,因地制宜,設(shè)計切合實際、有效可行的檢測網(wǎng)絡(luò)。
檢測網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的主要原則是:
(1)保證總體上所有組成部分都有同等的機會被抽入樣本;(2)采集的樣本要有代表性,且要保證有足夠大的樣本量;(3)精心設(shè)計樣本采集方案,保證采集樣本的有效性以及檢測結(jié)果有足夠的準(zhǔn)確度。
在設(shè)計檢測網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)涉及的項目和條款主要有:
(1)檢測網(wǎng)絡(luò)的組成。脫硫檢測網(wǎng)絡(luò)主要由樣品采集、自動在線連續(xù)檢測和手動非連續(xù)檢測3個站組成;(2)各組成部分樣本的檢測方法。包括檢測儀器、檢測位置、檢測點數(shù)、樣本采集量和檢測方案等。
5.3 檢測準(zhǔn)備
在檢測計劃和檢測網(wǎng)絡(luò)得到檢測各方的認可,取得一致意見后,檢測各方可著手進行檢測工作的各項準(zhǔn)備,主要有:
(1)由檢測各方協(xié)商確定檢測期間機組負荷的具體安排;(2)由業(yè)主將確定的機組負荷告知電力調(diào)度部門,并提出書面申請。在得到具體批復(fù)后,方可正式開始檢測;(3)由業(yè)主采購、貯備足夠量的試驗煤種,并保證試驗煤種等于或接近設(shè)計煤種,且煤種的波動應(yīng)盡可能地小,特別是燃煤硫分、低位發(fā)熱量和灰分;(4)由業(yè)主采購、貯備足夠量的脫硫吸收劑,并保證吸收劑的質(zhì)量滿足設(shè)計要求;(5)由業(yè)主將機組調(diào)整到較好的運行狀態(tài),確保機組能在各種檢測工況下正常、穩(wěn)定(上下波動不超過3%~5%)地運行;(6)由供應(yīng)商在業(yè)主的配合下,將脫硫裝置調(diào)整到較好的運行狀態(tài),確保脫硫裝置在檢測期間能正常、穩(wěn)定地運行,并滿足檢測要求;(7)由供應(yīng)商在業(yè)主的配合下,對脫硫裝置以及與脫硫裝置有關(guān)的就地和在線檢測儀表,按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定進行必要的校準(zhǔn)和標(biāo)定;(8)由檢測方對所有檢測所需的檢測儀表進行必要的檢查、校準(zhǔn)和標(biāo)定,對處于非正常工作狀態(tài)的檢測儀表應(yīng)及時修復(fù)或更換,確保所有的檢測儀表均處于正常工作狀態(tài);(9)由檢測方對參加檢測的所有組織和人員進行必要的技術(shù)培訓(xùn),以形成統(tǒng)一的技術(shù)路線;(10)由檢測各方做好其他所有的準(zhǔn)備工作,使之具備檢測的條件。
5.4 數(shù)據(jù)和信息的處理
檢測得到的第一手成果是檢測數(shù)據(jù)、自動或手動記錄的圖表等原始資料。這些原始資料只有經(jīng)過分析處理后,才能成為有意義和實用價值的信息。為確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,檢測數(shù)據(jù)和信息的處理包括整理、傳輸、存貯、分析、檢索和輸出等過程,采用計算機技術(shù)及時準(zhǔn)確地處理信息,并通過質(zhì)量保證體系保持各種檢測數(shù)據(jù)和信息的準(zhǔn)確性和統(tǒng)一性,為檢測結(jié)果的可靠性以及最終的評價提供可靠的信息。
5.5 檢測報告
檢測報告是在綜合檢測信息的基礎(chǔ)上,全面、系統(tǒng)地報告檢測項目的檢測狀況、檢測結(jié)果和評價等,是檢測機構(gòu)實施檢測的最終成果。主要應(yīng)包括以下內(nèi)容:
(1)概述,主要介紹項目的由來和脫硫裝置的建設(shè)狀況及主要設(shè)計參數(shù)和工藝參數(shù)等;(2)檢測目的,包括脫硫裝置的設(shè)計指標(biāo)和檢測應(yīng)達到的目標(biāo)和目的等;(3)檢測內(nèi)容,包括所有的檢測工況和需要檢測的參數(shù)等;(4)檢測方法,包括依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測或采樣位置、檢測或采樣的點數(shù)及其布置、所有參數(shù)的檢測方法等;(5)檢測條件,包括機組、燃煤和脫硫裝置等在檢測期間實際達到的運行狀況;(6)檢測結(jié)果,包括機組和脫硫裝置等在檢測期間的主要運行參數(shù)、燃煤的工業(yè)分析和元素分析、脫硫吸收劑的特性分析、主要脫硫參數(shù)的檢測結(jié)果和分析等;(7)結(jié)論,檢測的最終目的是由檢測方根據(jù)檢測結(jié)果對脫硫裝置作出合理的評價。評價方法采用分項對照法,即先將欲評價的指標(biāo)和各項檢測因子與其設(shè)計指標(biāo)或質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對應(yīng)的指標(biāo)值逐項進行比較,以評價其能否達到規(guī)定功能的要求,然后根據(jù)分項對照的結(jié)果,對脫硫裝置作出綜合性的評價;(8)附件,包括脫硫裝置流程圖、檢測位置和測點布置圖、有關(guān)檢測的原始數(shù)據(jù)和表格等。
5.6 注意事項
(1)檢測前應(yīng)結(jié)合脫硫裝置的特點和機組負荷的調(diào)度情況,制訂詳細的檢測計劃和檢測網(wǎng)絡(luò)。
(2)檢測前需對所有的檢測人員和配合人員進行技術(shù)培訓(xùn),并根據(jù)實際情況進行一、二次預(yù)備性檢測。
(3)檢測前應(yīng)對所有的檢測儀器和設(shè)備進行認真的檢查,如發(fā)現(xiàn)有泄漏、破損、刻度不準(zhǔn)、不能正常運行等現(xiàn)象,應(yīng)及時更換和維修。對易損儀器或部件,應(yīng)有一定的備品備件。
(4)檢測前應(yīng)充分征求機組運行人員的意見,確保檢測期間達到規(guī)定的工況要求,且能保證檢測工況的穩(wěn)定。
(5)檢測期間,應(yīng)經(jīng)常檢查并監(jiān)督機組和脫硫裝置運行的主要工況參數(shù),并認真做好各項原始數(shù)據(jù)的記錄。
(6)檢測過程中采集的樣品須指定專人用專用器皿妥善保管,根據(jù)樣品的重要程度,其保管期為3~6個月。
(7)檢測工作應(yīng)嚴格遵守電廠安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。高空檢測應(yīng)搭腳手架,并設(shè)欄桿;晚間檢測應(yīng)有燈光照明,確保人身安全。對有可能影響設(shè)備安全運行的檢測內(nèi)容和方法,應(yīng)預(yù)先進行事故預(yù)想,并制訂相應(yīng)的預(yù)防和處理措施。
(8)檢測數(shù)據(jù)應(yīng)及時整理或計算。
6 檢測方法
6.1 檢測時間和周期
脫硫裝置的驗收試驗應(yīng)在整套脫硫裝置安裝、調(diào)試完畢,投入正常運行至少6個月后進行,驗收的周期為7~14天。
6.2 檢測工況
檢測的工況原則上按合同或設(shè)計文件的規(guī)定執(zhí)行,具體數(shù)量應(yīng)根據(jù)合同及業(yè)主方的具體情況確定,但至少應(yīng)保證100%BMCR(鍋爐最大工況)、75%BMCR和50%BMCR,且燃煤硫分等于或接近設(shè)計煤種的3個工況。
為確保檢測數(shù)據(jù)的有效性和正確性,每個工況至少應(yīng)進行2~3次有效的重復(fù)性檢測。
6.3 檢測方法
在對脫硫裝置進行性能考核和驗收檢測時,所需的檢測方法應(yīng)按照“濕法煙氣脫硫工藝性能驗收技術(shù)規(guī)范”(目前已形成報批稿)執(zhí)行。
7 檢測結(jié)果的評價
為公正、客觀地評價脫硫裝置實際的檢測結(jié)果,首先必須將檢測指標(biāo)的實際檢測結(jié)果修正到合同規(guī)定的設(shè)計條件下,然后,按單項指標(biāo)和綜合指標(biāo)分別進行評價。
對于單項指標(biāo),凡達到合同或設(shè)計文件規(guī)定保證值的,判為合格;凡未達到合同或設(shè)計文件規(guī)定保證值的,判為不合格。
對于綜合指標(biāo),其評價的等級可分為優(yōu)、良、合格和不合格4個等級,具體的評價方法建議應(yīng)盡快制定。
8 建議
隨著火電廠煙氣脫硫裝置的相繼投產(chǎn),開展脫硫工程的后評估,特別是脫硫裝置的性能考核和驗收檢測已迫在眉睫,為此,建議:
(1)應(yīng)盡快建立或認定具備承擔(dān)法律責(zé)任、具有公正性、獨立性和誠信度的檢測第三方。
(2)應(yīng)盡快建立性能考核和驗收檢測等后評估制度。
(3)應(yīng)盡快出臺相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和評價方法。
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