塌床是循环流化床半干法脱硫遇到的最严重问题之一,设备不达标顶多就是脱硫效率无法实现,但塌床会直接导致设备无法 正常运行。
在18年至24年的烧结烟气脱硫改造过程中,CFB-FGD——循环流化床半干法脱硫技术占据了大半壁江山。
若论脱硫效率,它没有湿法脱硫效果好且稳定,但它技术成熟、一次投资少、运营费用低,对于大部分项目,烧结烟气硫含量不高的情况下,满足环保排放指标要求是问题不大的。
然而,技术成熟就一定能成功吗?
咱有幸参与过一批项目,也有部分业主看到我曾经发的文章主动联系我并讨论过部分问题。在此发起一个投票,然后跟大家分享烧结烟气循环流化床半干法脱硫能整出啥不好解决问题。
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塌床原因很多,一旦出现塌床现象,可从以下几方面排查设备原因:
一、文丘里设计流速太低了。正常文丘里设计流速在45-60m/s之间可以拖住床层。再低就不好说了。
所以一定要核算自己的文丘里喉口设计流速;万一出现设计失误,流速过低,可以再文丘里内部新增一个文丘里套筒,提高候口设计流速来改善,但是对应的问题是系统阻力会响应增加,一般而言,烟气流经 文丘里的阻力损失在400-600Pa之间,不包含床层部分阻力。
二、脱硫塔弯头导流板布置不合理,导致文丘里各喉口流速偏差过大;脱硫塔内形成严重偏流;
对于烧结烟气CFB,即使是已经确定流场较好的流场组织形式(上图右下角最后一个方案),不同的导流板布置间距、大小、角度等,也对床层中心气流柱有较大的影响。以单相气流流场分析为例,不同的底部格栅导流板尺寸和角度,取得的中心气流偏斜程度不一样。
三、喷枪雾化效果和布置位置不合理,导致文丘里上方物料无法迅速蒸干团聚下落;
四、再循环管路设计不合理、阻力损失过大,在球团低负荷运行,烟气量较小的时候,脱硫回风管路回风量大,回风管道阻力损失较高,导致回风量达不到设计值,脱硫塔喉口流速偏离正常速度范围,无法拖住床层;
很多设计人员把不重视这根管道,从烟囱处的排烟风机出口到CFB入口水平段烟道,保证连上就行。这样设计有两大风险,一是接口烟道振动,二是低负荷工况回风烟道阻力损失过大,回风量不足,导致塌床。
五、系统引风机压头选型太小了,或者系统管路设计不合理,局部阻力损失过大,导致风机出力不足,再循环管路回风量少,文丘里流速偏离正常速度氛围,无法拖住床层。
一般而言,半干法入口导流板和文丘里设计都比较成熟了,不会出现太大问题(除非设计厂家自己独创了一种新文丘里形式,本身技术就不成熟,出现塌床很正常)。因此,我判断目前设备塌床最主要的原因可能还是文丘里喉口速度没上来,不一定设计速度低了,而是管路阻力损失过大,通过优化再循环管路和其他异形烟道结构件,把管路阻力损失降下来,文丘里喉口速度提上去,大概率能解决当前问题。
02
板结主要发生在文丘里上方扩口内或文丘里上,这里发生板结的根源在于雾化喷枪选择或者设置不合理,喷射位置放在了相邻两个文丘里中间位置,导致雾化液滴被涡流携带到扩口壁面附近发生沉积,或者是喷枪雾化效果不佳,直接击穿文丘里上方的高速气流柱,喷到对面壁面上。还有一种可能就是,雾化喷枪的进水回水接口接反了,喷出来的是水柱。
03
脱硫塔出口颗粒物湿度过大,颗粒未被蒸干就带入尾部布袋除尘区域,易造成布袋入口导流板积灰板结,同时布袋也会出现堵灰,系统运行阻力升高的问题。
这种情况多半是雾化喷枪的布置出了问题:
一、喷枪喷水喷多了;
二、喷枪雾化粒径太大,平均粒径高于150微米会导致颗粒运行至出口尚未蒸干;
三、脱硫塔高度低了,别液滴打湿的循环物料来不及蒸干;
四、喷枪布置高了;
五、喷枪布置多了;
六、入口回风量过大,烟气温度过低。
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一般,烧结烟气硫含量不高时,出口SO2浓度是能控得住的,一旦脱硫塔入口SO2浓度过高,外加脱硫塔入口导流板设置不合理,烟气偏流,雾化喷枪布置位置不当,雾化效果不佳等,脱硫效率就出问题了。通常现场操作人员的做法是增加钙硫比,导致消石灰耗量增加,利用率低,循环灰中未有效利用的消石灰含量高。如果这样能把SO2控下来也行,无非是费用高一些,但就怕即使这样也于事无补,那就麻烦了,可能是设计出了问题。
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