低效除尘设备对锅炉脱硫效率的影响
2016/4/21 14:32:33点击：
我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家，而中小型燃煤锅炉一般采用除尘、脱硫分体式装置，即除尘设备与脱硫设备为独立处理单元。低效的除尘设备会使锅炉的脱硫效率下降、磨损设备、堵塞风管，造成资源的浪费，因此，必须重视除尘设备的除尘效率。
根据2002年我国批准了《京都议定书》，工业锅炉的节能减排势在必行。各地环保部门均出台相应的法律、法规，限制或取消中、小型锅炉的报批申请，逐步淘汰中小型锅炉，已有或在建项目均需要执行更加严格的环保排放指标，而这项指标又以二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）的减排指标尤为明显。因此，各地原有的中小型锅炉纷纷进行改造以应对新出台的政策。
在这个过程中，大部分企业单位采取的方式为，在原有脱硫除尘设备基础上，新增一套脱硫设备。但部分单位并不重视原有除尘设备的改造与维护，导致在一定运行时间后，由于原有除尘设备的运行不当，而影响了新增脱硫设备运行的现象。以西安一家企业为例，厂内共设有20吨锅炉2台（一用一备），15吨锅炉4台（2用2备），配备有陶瓷多管旋风除尘器5套，静电除尘器1套。该企业在2010年新增3套脱硫设备，保证排放指标满足最新发布的环保排放指标。脱硫、除尘系统运行2年后，该企业发现其在线监测仪显示SO2排放浓度高于允许排放值，在进行调整未能得到解决的情况下，邀请设计单位调试人员对脱硫、除尘超标排放现象进行调查，并提交了调查结果。
1 浆液密度
脱硫系统使用的运行工艺为石灰-石膏湿法脱硫，系统内浆液的密度为一个重要参数，反映出系统内部脱硫反应物质的量，浆液密度控制在1.05～1.08范围内，脱硫效果最佳。因此，首先对浆液密度进行调整，并绘制出浆液密度与SO2排放值的曲线。
从浆液密度曲线与SO2排放值曲线对比可知，在设定范围内，浆液密度与排放浓度成反比关系，浆液密度越高，排放浓度越小，但排放浓度仍未能达到厂区排放要求，因此需要对浆液及系统其他部件进行进一步分析。
2 水样分析
浆液中固含量实验室设定取值：
该企业对系统中的浆液进行固含量及钙基含量分析。结果显示，浆液密度为1.08时，试样中的固含量均值为26%，钙基含量为12%。实验室配制的试样颜色呈灰或灰白色，而现场浆液的颜色则呈灰黑或灰绿色，且黏度很大。经进一步化验得知，浆液中含有大量的锅炉灰，此时的浆液密度并不能准确地反映浆液中含有的脱硫反应物质的量。
3 除尘器分析
以其中一台20t锅炉配备的多管旋风除尘器为例，其设计参数为处理风量60000Am3/h，除尘效率90%～95%，本体漏风率≤3%，本体阻力650～900Pa，处理后排放浓度≤250mg/Nm3，经调查发现，该除尘器本体漏风率为6%，除尘效率为65%。漏风点为除尘器上筒体焊缝、下锥体焊缝、卸灰阀、除尘器检修门等。根据除尘手册可知，当下锥体或卸灰阀漏风1%，除尘效率下降5%；漏风5%，除尘效率下降30%。现场情况与此参数基本相符。
原设计烟风道为δ8.0碳素钢板制作，150mm厚度岩棉保温层，运行2年后，70%烟风道钢板厚度减少为δ5.0～4.0，弯头、变径、进出风口位置减少为δ2.0，个别流速高的位置已出现不同程度的点蚀及穿孔。
4 脱硫设备分析
脱硫系统使用循环水泵为耐磨耐腐合金泵，管道为内衬塑无缝管，衬塑厚度为5mm。由于循环浆液中含有大量的灰尘，系统运行2年期后，水泵叶轮明显磨损，水泵流量减量10%～20%，轴封等易损件1年1换；管道弯头、阀门和变径等1年2换，主体管道内衬层亦出现不同程度的磨损。
石灰-石膏湿法脱硫的一个重要技术参数为液气比，即循环液总量与处理烟气量的比值。脱硫系统循环水泵总流量已经明显低于原设计流量，因此未能达到设计的排放浓度。
综上所述，致使系统运行异常和排放超标的主要原因是除尘器的故障问题，而除尘器的故障又是由于在日常运行中，缺乏对除尘设备进行维护及清理工作。该企业对除尘设备进行了检修，并修复了烟风道的漏风点，对循环水泵进行了叶轮更换后，二氧化硫、烟尘等各项指标均达标排放。该企业计划更换更高效的布袋除尘器，保证锅炉、脱硫除尘设备长期运行运行。
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