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燃煤电厂湿法脱硫装置通常为每座吸收塔入口设置一套事故喷淋装置,该装置包括伸入烟道内的冲洗管道及喷嘴和高位水箱,将除雾器冲洗水和消防水作为来水水源。
事故喷淋系统长期备用,气动阀门和吸收塔入口烟气温度连锁,当温度超过160℃时进行报警,值班人员应及时进行机组调整,当烟气温度达到180℃时,自动开始气动阀门,对烟气进行喷淋降温,直至系统正常。
1 设置烟气事故喷淋的目的
在锅炉机组故障(空预器、送风机、省煤器短时故障或炉膛燃烧出现异常等)跳闸期间,FGD入口会出现短期180℃的高温(1h)甚至更高的瞬间冲击烟温。
为了能在锅炉启动以及事故高温的工况下保护吸收塔内的设备及材料,提高系统的可靠性,保证系统的安全,在没有烟气旁路的情况下,需要在吸收塔入口前专门设置一套紧急事故喷淋冷却系统,通过喷淋水的压力雾化对烟气在进入吸收塔之前进行冷却。
2 事故喷淋系统运行工况
工况一,烟气温度由事故工况的180℃冷却到~120℃。
工况二:吸收塔浆液循环泵全部出现故障(同时失电或机械故障)时烟气温度由~120℃冷却到~80℃。
工况三:当全厂紧急停电且厂用电全停时,锅炉排烟温度可高达350℃,考虑引风机惰走3分钟。作为烟气通道,吸收塔的事故烟气冷却系统(接保安电源)的冷却能力应能保证烟气温度350℃、75%THA烟气量持续3分钟安全通过吸收塔。
3 事故喷淋系统的设计
事故喷淋系统一般设置在吸收塔入口之前的原烟道内,建议采用除雾器冲洗水和消防水2种水源方式并联的方案,可直接利用扬程较高的除雾器冲洗水泵来提供工艺水,也可另设专门的冲洗水泵,通常利用除雾器冲洗水泵。这2种供水方式并联的方案可以有效应对设备故障和电气故障的极端情况。
此外,应对工况三时,设置一个高位水箱,高位水箱容积满足本工况3分钟的耗水量。水箱至吸收塔入口设置电动阀,该电动阀设置在全厂断电时阀位开启状态。
整个系统包括事故喷淋喷嘴、管道、自动切换阀及温度、压力仪表及高位水箱。
高位水箱的水通过通过自身压力,送至烟气入口烟道事故喷淋管道上。水箱的水位靠消防水及除雾器冲洗水泵提供,以确保水箱的液位满足要求。
喷嘴选用单流体低压螺旋实心锥型,工作压力为0.05~0.5MPa,使用数量较多,布置成管网形式,与管道以螺纹连接。低压喷嘴材质选择合金钢。
根据需要喷淋系统设计为两级,工况(1)开第一级,工况(2)开第一、二级。喷淋喷雾覆盖直径为2m。平均雾化颗粒直径约为0.4mm。以某350MW机组为例,工况(1)喷水量80t/h,工况(2)喷水量130t/h,工况(3)喷水量400t/h(连续喷淋3分钟水量为20t)。
设置事故喷淋系统的烟道设计要求有一定长度和一定的倾角,以保证喷淋的覆盖范围并避免喷淋水倒流进入前端烟道。喷淋方式为顺喷(顺着烟气方向),喷嘴安装与烟气方向成一定夹角,喷淋角度按90゜设计,喷雾形态为空心锥形。
在事故喷淋装置后烟道上或在吸收塔入口/出口设计有温度测点用来检验事故喷淋的冷却效果。
4 烟气事故喷淋的控制
事故喷淋系统与FGD入口烟气温度值联锁。在锅炉启动、正常运行、故障时,当进入FGD的烟温超过设定的事故温度时,事故喷淋系统自动开启,对进入吸收塔前的烟气进行降温,当烟气温度低于设定温度后自动关闭。
事故发生后,在脱硫除雾器冲洗水泵未能启动前,首先由消防水源接入事故喷淋系统。随着冲洗水泵的启动,由工艺水作为稳定的水源,通过管线及自动阀门的切换来接入事故喷淋系统进行冷却。
5 烟气事故喷淋系统的运行维护
因锅炉主机发生事故的几率很小,事故喷淋系统使用的频率很低,由于喷嘴安装在烟道内部,长久以往烟道内部的积灰会使喷嘴堵塞,所以必须定期将喷淋系统打开进行冲洗避免堵塞并检查相关设备工作是否正常。
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