1. 一、技術(shù)背景

目前，大部分火力發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，取消了氣-氣換熱器(gas gas heater，GGH)裝置，直接將凈煙氣從煙囪排出，煙囪采用內(nèi)襯防腐材料，形成“濕煙囪”排放的方案。無GGH裝置的脫硫系統(tǒng)投產(chǎn)后，雖有效地避免了GGH的堵塞問題，但由于“濕煙囪”無煙氣再熱措施，排煙溫度較低，吸收塔出口帶有飽和水的凈煙氣在排出過程中部分冷凝形成液滴，煙氣自煙囪口排出后不能有效地抬升、擴(kuò)散到大氣中，導(dǎo)致取消GGH裝置后煙氣不能迅速消散，特別是當(dāng)?shù)貐^(qū)溫度、氣壓較低或在陰霾天氣的時(shí)間段，煙氣中攜帶的粉塵及液滴聚集在煙囪附近，落到地面形成“石膏雨”或酸雨，對(duì)電廠及周邊環(huán)境產(chǎn)生污染，甚至腐蝕設(shè)備。

2. 二、“石膏雨”成因分析

“石膏雨”包含了“石膏”和“雨”兩層含義。“石膏”指的是石膏漿液；“雨”指的是凈煙氣中飽和水形成的并降落在煙囪附近的冷凝液滴。

1、“石膏”的成因“石膏”是煙氣中夾帶的石膏漿液隨煙氣排放落到地面形成的。脫硫裝置凈煙氣中的石膏漿液主要來源于吸收塔噴淋層噴嘴霧化后的細(xì)小液滴，石膏漿液經(jīng)噴嘴霧化后霧滴直徑一般在920 μm左右，經(jīng)碰撞后會(huì)產(chǎn)生少量直徑在15 μm左右的霧滴。霧滴在經(jīng)過除霧器后，直徑不小于22 μm的霧滴去除率一般為99.99%，直徑15~22 μm的液滴去除率為50%，15 μm以下的霧滴無法攔截，因此凈煙氣中有一定量的石膏漿液是必然的。但是如果煙氣在除霧器處的流速超過設(shè)計(jì)值，除霧器的效果將大大降低，甚至失效，除霧器也會(huì)在高速的煙氣下發(fā)生二次攜帶現(xiàn)象，大量的石膏漿液將會(huì)隨煙氣被帶入煙囪，形成凈煙氣帶漿現(xiàn)象。

“石膏”的形成與多方面的因素有關(guān)，主要包括除霧器的除霧效果、吸收塔的設(shè)計(jì)、運(yùn)行操作等。

2、“雨”的成因“雨”就是凈煙氣中冷凝液，是由于煙氣排放過程中溫度降低、煙氣溫度與環(huán)境溫度溫差大及環(huán)境氣壓低等原因，煙氣中的水達(dá)到過飽和狀態(tài)，水蒸氣變成冷凝液落到地面形成的。

對(duì)于無GGH脫硫裝置，吸收塔出口凈煙氣溫度一般在50 ℃左右，由于脫硫后的凈煙氣無再熱設(shè)備，凈煙氣在流經(jīng)煙道和煙囪過程中，溫度有不同程度降低(通常溫度降低1~2 ℃)，凈煙氣中帶有的飽和水隨著煙溫降低冷凝并析出。雖設(shè)有冷凝液收集裝置，但煙囪內(nèi)的冷凝液也極易被高速流動(dòng)的煙氣帶出而形成“雨”落到地面。這是由于我國在煙囪流速的設(shè)計(jì)上與歐美等國家有所不同造成的。我國的煙囪設(shè)計(jì)規(guī)程中規(guī)定：煙囪內(nèi)的煙氣流速一般控制在18~20 m/s，歐美等國家煙囪的設(shè)計(jì)流速與煙道的設(shè)計(jì)流速相近，一般控制在15 m/s 左右，煙氣流速低，煙囪內(nèi)的冷凝液不易被煙氣帶走，而是順著煙囪壁流下，在低點(diǎn)處收集。因此，煙氣因溫度降低析出冷凝液、高的煙氣流速將冷凝液帶出是導(dǎo)致無GGH脫硫裝置形成“雨”的主要原因。

“雨”形成的另外一個(gè)原因是環(huán)境因素的影響。通常情況下，環(huán)境氣溫及氣壓低會(huì)造成“雨”的出現(xiàn)。與未脫硫的原煙氣直排相比，脫硫后的凈煙氣在抬升高度及擴(kuò)散能力方面相對(duì)較差，因此當(dāng)脫硫后煙氣從煙囪排出時(shí)，由于煙溫與環(huán)境溫度相差較大，煙氣來不及擴(kuò)散，煙氣中的飽和態(tài)水遇冷變成過飽和狀態(tài)，最終成為冷凝液落到地面形成“雨”，煙氣排放溫度與環(huán)境溫度相差越大，越容易形成“雨”。

3. 三、“石膏雨”治理技術(shù)

3.1. 1、煙氣溫度低

??? “石膏雨”是濕法脫硫系統(tǒng)中的一個(gè)實(shí)際問題，應(yīng)采取必要的技術(shù)措施進(jìn)行解決，“石膏雨”存在的主要問題是因?yàn)闊煔饨?jīng)脫硫吸收塔后的煙氣，溫度較低，進(jìn)入脫硫吸收塔的煙氣溫度為100℃—130℃，通過脫硫吸收塔后出來的煙氣溫度為60—70℃，經(jīng)過二級(jí)除霧器的沖洗水減溫，煙氣溫度進(jìn)一步下降到50℃左右，這將使煙氣在離開煙囪爬升距離減小，很快凝結(jié)成小液滴落下。

3.2. 2、電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)

電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)是根據(jù)電渦流感應(yīng)加熱物體的原理，利用電渦流感應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為熱能的裝置。電渦流控制器將350V—400V的交流電整流變成直流電，再將直流電轉(zhuǎn)換成頻率為20—40KHz的高頻高壓電，高頻電流流過線圈會(huì)產(chǎn)生高速變化的交變渦流，當(dāng)渦流內(nèi)的渦流線通過渦流性金屬材料時(shí)會(huì)在金屬體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使金屬材料本身自行高速發(fā)熱。當(dāng)裝有熱載體的金屬容器切割交變渦流線而在金屬部分產(chǎn)生交變電流(即渦流)，渦流使金屬容器中的鐵分子高速無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子相互碰撞，摩擦產(chǎn)生熱能使容器本身自行高速發(fā)熱，為脫硫吸收塔后出來的煙氣提升溫度，是脫硫吸收塔后的煙氣溫度和從50℃提升到80℃—100℃，電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)具有熱效率高，操作簡(jiǎn)單，使用方便，完美的實(shí)現(xiàn)了電渦流煙氣加熱石膏雨治理，保證了電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)的長久使用。系統(tǒng)可根據(jù)脫硫吸收塔后煙道面積和和煙氣溫度區(qū)劃，采用單機(jī)或多機(jī)并聯(lián)方式，搭建優(yōu)化電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)，最大限度地滿足電廠電渦流煙氣加熱石膏雨治理的需求，降低建設(shè)費(fèi)用及設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)本著節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了脫硫吸收塔后電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)完美的結(jié)合，將高新技術(shù)予以集成，最大限度地利用了環(huán)保節(jié)能的理念，杜絕浪費(fèi)能源，符合《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》和國家“十二、五”規(guī)劃的要求，是高效節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目，適用于濕法煙氣脫硝“石膏雨”的治理。

3.3. 3、技術(shù)特點(diǎn)

(1)電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)換效率大于96%，在同等條件下比電阻圈加熱方式節(jié)電約40%—75%。

(2)電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)采用內(nèi)熱方式：加熱體內(nèi)部分子直接感應(yīng)電渦流生熱，平均預(yù)熱時(shí)間比電阻圈加熱方式縮短1/3。

(3)電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)幾乎不向外圍空間散熱，加熱功率密度高，可以加熱到500℃以上，自動(dòng)調(diào)控溫度。

(4)電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)熱量聚集于加熱體內(nèi)部，外部熱量耗散幾乎沒有，設(shè)備表面人體可觸摸，環(huán)境溫度從原來電阻圈加熱時(shí)的100℃以上降低至常溫，大大提高電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)的工作條件。

(5)電渦流煙氣加熱石膏雨加熱系統(tǒng)采用環(huán)形電纜結(jié)構(gòu)，電纜本身不會(huì)產(chǎn)生熱量，并可承擔(dān)500℃以上高溫，使用壽命高達(dá)10年以上。不需維護(hù)，后期基本無維護(hù)費(fèi)用。

(6)電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)發(fā)熱效率高，加熱均勻，能顯著提高煙氣加熱溫度，降低“石膏雨”的排放。

(7)電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)，可將脫硫吸收塔后的低溫?zé)煔鈴?0℃加熱到200℃，加熱溫度任意調(diào)整。

3.4. 4、安裝使用

電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊合理，占用空間小，安裝方便?？芍苯訉㈦姕u流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)安裝在脫硫吸收塔后的煙道內(nèi)。不需要對(duì)煙道進(jìn)行大的改造，安裝周期短。

3.5. 5、規(guī)格型號(hào)

以上規(guī)格可任意多臺(tái)組合為整機(jī)，可滿足任何大功率、超大功率的加熱需求。

3.6. 6、技術(shù)指標(biāo)

3.7. 7、應(yīng)用范圍

??? 電渦流煙氣加熱石膏雨治理系統(tǒng)適用于火力發(fā)電廠煙氣脫硫吸收塔后低溫?zé)煔馐嘤甑闹卫砑笆?、化工、冶金、建材等行業(yè)的自備電廠，動(dòng)力電廠，燃煤鍋爐煙氣脫硫吸收塔后低溫?zé)煔馐嘤甑闹卫?。為環(huán)境保護(hù)，降低石膏雨的污染做出貢獻(xiàn)。

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