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燃煤電廠濕法脫硫裝置通常為每座吸收塔入口設置一套事故噴淋裝置,該裝置包括伸入煙道內的沖洗管道及噴嘴和高位水箱,將除霧器沖洗水和消防水作為來水水源。
事故噴淋系統長期備用,氣動閥門和吸收塔入口煙氣溫度連鎖,當溫度超過160℃時進行報警,值班人員應及時進行機組調整,當煙氣溫度達到180℃時,自動開始氣動閥門,對煙氣進行噴淋降溫,直至系統正常。
1 設置煙氣事故噴淋的目的
在鍋爐機組故障(空預器、送風機、省煤器短時故障或爐膛燃燒出現異常等)跳閘期間,FGD入口會出現短期180℃的高溫(1h)甚至更高的瞬間沖擊煙溫。
為了能在鍋爐啟動以及事故高溫的工況下保護吸收塔內的設備及材料,提高系統的可靠性,保證系統的安全,在沒有煙氣旁路的情況下,需要在吸收塔入口前專門設置一套緊急事故噴淋冷卻系統,通過噴淋水的壓力霧化對煙氣在進入吸收塔之前進行冷卻。
2 事故噴淋系統運行工況
工況一,煙氣溫度由事故工況的180℃冷卻到~120℃。
工況二:吸收塔漿液循環泵全部出現故障(同時失電或機械故障)時煙氣溫度由~120℃冷卻到~80℃。
工況三:當全廠緊急停電且廠用電全停時,鍋爐排煙溫度可高達350℃,考慮引風機惰走3分鐘。作為煙氣通道,吸收塔的事故煙氣冷卻系統(接保安電源)的冷卻能力應能保證煙氣溫度350℃、75%THA煙氣量持續3分鐘安全通過吸收塔。
3 事故噴淋系統的設計
事故噴淋系統一般設置在吸收塔入口之前的原煙道內,建議采用除霧器沖洗水和消防水2種水源方式并聯的方案,可直接利用揚程較高的除霧器沖洗水泵來提供工藝水,也可另設專門的沖洗水泵,通常利用除霧器沖洗水泵。這2種供水方式并聯的方案可以有效應對設備故障和電氣故障的極端情況。
此外,應對工況三時,設置一個高位水箱,高位水箱容積滿足本工況3分鐘的耗水量。水箱至吸收塔入口設置電動閥,該電動閥設置在全廠斷電時閥位開啟狀態。
整個系統包括事故噴淋噴嘴、管道、自動切換閥及溫度、壓力儀表及高位水箱。
高位水箱的水通過通過自身壓力,送至煙氣入口煙道事故噴淋管道上。水箱的水位靠消防水及除霧器沖洗水泵提供,以確保水箱的液位滿足要求。
噴嘴選用單流體低壓螺旋實心錐型,工作壓力為0.05~0.5MPa,使用數量較多,布置成管網形式,與管道以螺紋連接。低壓噴嘴材質選擇合金鋼。
根據需要噴淋系統設計為兩級,工況(1)開第一級,工況(2)開第一、二級。噴淋噴霧覆蓋直徑為2m。平均霧化顆粒直徑約為0.4mm。以某350MW機組為例,工況(1)噴水量80t/h,工況(2)噴水量130t/h,工況(3)噴水量400t/h(連續噴淋3分鐘水量為20t)。
設置事故噴淋系統的煙道設計要求有一定長度和一定的傾角,以保證噴淋的覆蓋范圍并避免噴淋水倒流進入前端煙道。噴淋方式為順噴(順著煙氣方向),噴嘴安裝與煙氣方向成一定夾角,噴淋角度按90゜設計,噴霧形態為空心錐形。
在事故噴淋裝置后煙道上或在吸收塔入口/出口設計有溫度測點用來檢驗事故噴淋的冷卻效果。
4 煙氣事故噴淋的控制
事故噴淋系統與FGD入口煙氣溫度值聯鎖。在鍋爐啟動、正常運行、故障時,當進入FGD的煙溫超過設定的事故溫度時,事故噴淋系統自動開啟,對進入吸收塔前的煙氣進行降溫,當煙氣溫度低于設定溫度后自動關閉。
事故發生后,在脫硫除霧器沖洗水泵未能啟動前,首先由消防水源接入事故噴淋系統。隨著沖洗水泵的啟動,由工藝水作為穩定的水源,通過管線及自動閥門的切換來接入事故噴淋系統進行冷卻。
5 煙氣事故噴淋系統的運行維護
因鍋爐主機發生事故的幾率很小,事故噴淋系統使用的頻率很低,由于噴嘴安裝在煙道內部,長久以往煙道內部的積灰會使噴嘴堵塞,所以必須定期將噴淋系統打開進行沖洗避免堵塞并檢查相關設備工作是否正常。
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