论文总字数：17653字

摘 要

燃煤发电机组石灰石-石膏湿法脱硫处理设备所排放的烟气不经过处理直接地排放容易形成一些白色的烟羽。因为近年来我国人民和社会公众的环保意识在不断的提高,且由于燃煤发电机组烟气排放所形成的这些白色烟羽也从视觉上对居民产生了消极的效果和影响,容易导致出现社会公众关于环境问题的各类争议和投诉的事件。同时这些白色的烟羽中可能携带了极细微的颗粒物和大量的气溶胶,在一定的程度上会导致电厂的周边形成酸雨,对电厂周边环境也造成了相对严重的破坏。目前国内一些地方的政府已经将一些采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫的燃煤发电机组的烟气消白写入了相关环保的标准中。这些环保标准直接要求了相关的企业在脱硫的过程中必须采取相应的技术和措施有效地消除这些白色的烟羽。本研究课题针对上述的问题,同时为了有效节省能源,降低脱硫处理设备的投资,提高烟气排放的温度,保障电厂的周边环保安全提出了合理地利用WGGH烟气换热器的解决方案,并选择了一台50兆瓦的燃煤发电机组为主体的工程实例,进行了示范性设计,为其他燃煤电厂类似项目的推广提供理论依据。研究内容如下:根据工艺要求,设计了环形翅片管束烟气冷却器和环形翅片管束烟气加热器,给出了具体的设计过程。

关键词：白色烟羽 酸雨 翅片管束烟气冷却器 翅片管束烟气加热器

Design of WGGH Cooler for Flue Gas Desulfurization of 50MW Units

Abstract

It is easy to form some white plumes when the flue gas from limestone gypsum wet desulfurization equipment of coal-fired power unit is discharged directly without treatment. In recent years, the awareness of environmental protection of the people and the public in our country has been constantly improved, and the white plume formed by the flue gas emission of coal-fired power generation units has also had a negative effect and impact on the residents visually, which is likely to lead to various disputes and complaints about environmental issues from the public. At the same time, these white plumes may carry very fine particles and a large number of aerosols, which will lead to acid rain around the power plant to a certain extent, and also cause relatively serious damage to the surrounding environment of the power plant. At present, some local governments in China have written the flue gas whitening of some coal-fired generating units using limestone gypsum wet flue gas desulfurization into the relevant environmental protection standards. These environmental protection standards directly require relevant enterprises to take corresponding technologies and measures to effectively eliminate these white plumes in the process of desulfurization. In order to effectively save energy, reduce the investment of desulfurization treatment equipment, improve the temperature of flue gas emission, and ensure the environmental protection and safety around the power plant, this research project puts forward a reasonable solution of using wggh flue gas heat exchanger, and selects a 50 megawatt coal-fired power generation unit as the main engineering example, and carries out a demonstration design, Provide theoretical basis for the promotion of similar projects in other coal-fired power plants. The research contents are as follows: according to the process requirements, the annular fin tube bundle gas cooler and the annular fin tube bundle gas heater are designed, and the specific design process is given.

Key words:White plume；Acid rain；Finned tube bundle flue gas cooler；Finned tube bundle flue gas heater

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景及研究意义 1

1.2 国内外发展及研究现状 2

1.3 WGGH的原理 2

1.4 WGGH的优劣分析 3

1.5 本章小结 4

第二章 课题内容及研究方法 5

2.1 课题内容 5

2.2 研究方法 5

第三章 WGGH的计算过程 5

3.1 初始参数 6

3.1.1 已知参数及煤种成分 6

3.1.2 原烟气成分及物性参数 6

3.1.3 湿烟气成分及物性参数 11

3.2 热力计算及结构计算 15

3.2.1 烟气加热器的热力计算及结构计算 15

3.2.2 烟气冷却器的热力计算及结构计算 22

3.3 WGGH计算说明 29

第四章 总结 30

4.1 设计注意事项 30

4.2 结论 30

参考文献 32

致谢 35

第一章 绪论

1.1 选题背景及研究意义

为了燃煤机组烟气消白和减少酸雨的形成,国内早期的燃煤电厂脱硫系统基本都是安装的脱硫系统GGH,但几乎所有的脱硫系统GGH都可能存在较严重的堵塞及漏风问题^[1]。由于堵塞或者漏风问题的存在,导致脱硫系统GGH运行负荷大幅度增加,为了维持正常的运行，脱硫系统GGH的耗电量会大幅度增加，严重时这种问题可能会直接造成增压风机的喘振,需要在脱硫系统停运之后用大量的水进行高压冲洗或者大量的化学溶剂进行清洗才能恢复正常,这样的情况难以完全满足目前国家环保标准对于国内燃煤电厂连续稳定正常运行的运行要求^[2]。国内燃煤电厂后期改造和新建的燃煤电厂脱硫系统,基本都没有按照相应标准安装脱硫系统GGH。如果火电厂没有按照规定安装脱硫系统GGH,则由于火电厂脱硫系统所排放的烟气温度较低,无法及时获得足够的抬升高度,导致脱硫烟气排放时会在烟囱附近出现“石膏雨”的现象^[3]。由于火电厂烟囱里的脱硫烟气排放温度大约只有50℃,烟囱的内壁可能会出现严重的酸性液体结露和腐蚀现象,酸性的液体沿着筒壁缓慢流淌,对于烟囱内壁有很强的腐蚀性^[4]。所以火电厂所有没有安装GGH的脱硫系统,混凝土脱硫烟囱必须及时采取有效的脱硫烟囱防腐措施。国内的火电厂通常都会采用优质的钛合金板、玻璃钢、薄膜防腐涂料和泡沫玻璃砖等多种防腐材料产品来进行混凝土烟囱的防腐^[5]。从这么多年防腐工程运行的经验和反馈情况来看,目前我国混凝土脱硫烟囱的防腐工程中所可能出现的问题还比较多,涉及面较广,出现烟囱渗漏的事故比例也较高。现阶段,为了有效解决混凝土烟囱容易被腐蚀,烟气扩散等的问题,我国的燃煤火力发电厂在石灰石-石膏湿法烟气脱硫的工艺中合理地采用了脱硫系统MGGH技术,脱硫系统WGGH技术就是目前MGGH脱硫技术应用过程中一种比较常见的热媒体技术^[6]。

本课题的主要研究意义是由于电厂湿法脱硫湿烟气由于排烟湿度高，排放容易引起电厂周边酸雨，通过WGGH冷却器利用脱硫前含尘、高温原烟气加热湿烟气再排放会减少电厂周边酸雨发生概率，可以节省能源，降低脱硫设备投资，提高排放温度，保证周边环保安全。通过提高排放温度的办法来减少电厂周边发生酸雨的概率。烟气脱硫WGGH冷却器是指高温烟气与低温烟气之间通过水进行换热的换热器。烟气脱硫WGGH是在GGH基础上开发的一种新型烟气换热系统，是烟气脱硫系统的主要装置之一^[7]。

1.2 国内外发展及研究现状

在日本,所有的湿法烟气除尘和脱硫的工艺都特别设置了GGH，因为日本的三菱公司首先在自己开发的采用静电除尘器加石灰石-石膏湿法的烟气除尘脱硫工艺的单一烟气除尘、脱硫工艺路线的技术基础上研发出了低低温高效湿法的烟气除尘脱硫处理的技术^[8]。在此之后,湿式除尘器加石灰石-石膏湿法脱硫的烟气除尘脱硫的工艺采用无泄漏WGGH的这种技术又被日本的三菱公司开发了出来并投入了应用。这种技术就是利用原烟气加热中间循环水,然后用中间循环水加热脱硫过后的净烟气。早期安装WGGH是将它安装在除尘器的后面，所以当燃用高硫煤时,会导致比较严重的酸腐蚀问题。1997年,日本三菱公司为了尽快适应不断变化和提高的环保废气排放和质量控制的标准,并尽快解决亚硫酸引起的酸腐蚀问题,开始了着手设计和研究将WGGH安装在空气预热器后、除尘器前的布置解决方案^[9]。这种布置方案解决了之前的一些问题，所以很快得到了一些大型燃煤电厂的推广应用。1992年，国内华能珞璜电厂一期首座湿法烟气脱硫装置WGGH开始投运。至此开始，国内陆续开始了对WGGH的研究^[10]。现阶段,国内只有少数燃煤电厂在实际上应用了燃煤WGGH,但WGGH在日本已经开始得到较多的推广应用,如原町电厂(1台1000MW机组)、常陆那珂燃煤电厂(1台1000MW机组)、碧南电厂(2台1000MW机组)、橘湾电厂(1台1000MW机组)、三隅电厂(1台1000MW机组)等都采用了此工艺^[11]。

请支付后下载全文，论文总字数：17653字