火力发电厂烟气脱硫吸收塔结构动力特性研究

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1、火力发电厂烟气脱硫吸收塔结构动力特性研究【摘要】烟气脱硫是降低燃煤发电厂煤燃烧所产生主要污染物二氧化硫的重要措施，吸收塔是烟气脱硫系统中的主体部分。火力发电厂烟气脱硫吸收塔动力的特性分析有了重要的研究价值。【关键词】环境污染烟气脱硫吸收塔结构动力分类号：TU855文献标识码：A文章编号：1009-914X(2013)35—373—01随着环保要求不断严格和电力行业污染物排放新标准颁布，治理二氧化硫污染成为发电厂的首要任务。电力、环保方面的专家介绍，目前，国内外应用控制二氧化硫途径有3种：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和

2、燃烧后脱硫。燃烧前脱硫原来是采用物理、化学或生物方法将煤中硫脱除，其工艺投资大、成本高，尚未积极推广应用。1.烟气脱硫吸收的技术研究成果近几年采用的主要方法是洗煤技术。煤炭洗选目前仅能除去煤炭中的部分无机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。在高硫煤产区，煤中有机硫成分都较高，因此很难用煤炭洗选的方法迗到有效控制二氧化硫排放的目的。特别是，煤炭市场供应紧张，用煤量大的企业购入煤炭已属不易，难以选择煤种，顾及煤炭质量，导致用煤质量下降，煤质含硫量增加，客观上增加了废气排放中的二氧化硫排放量。燃烧中脱硫是指

3、燃烧与脱硫同时进行。目前比较成熟的有烟气循环流化床脱硫技术和炉内喷钙技术。烟气循环流化床脱硫技术在国外目前应用在10万千瓦〜20万千瓦等级机组，其占地少，投资较小，适合于老机组烟气脱硫。炉内喷钙技术在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用，采用这一脱硫技术的最大单机容量已迗30万千瓦，其应用需要更换锅炉，否则难以用于解决现有电厂的环保问题。1.烟气脱硫技术原理燃烧后脱硫是指对燃烧装置排出的烟气脱去二氧化硫的技术。业内专家认为，烟气脱硫应是我国火电厂控制二氧化硫排放的主要途径，其中的石灰石__石膏湿法脱硫是目前世

4、界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺，特别在美国、德国和日本，应用的单机容量很大。我国应用的烟气脱硫技术，其脱硫原理是：石灰石-石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：(1)在脱硫吸收塔内，烟气中的S02首先被浆液中的水吸收，形成亚硫＞酸，并部分电离:S02+H20-*H2S03-*H++HS03—*2H++S032-2)与吸收塔浆液中的CaC03细颗粒反应生成CaS03•1/2H20细颗粒:CaC03+2H+^Ca2++H20+C02tCa2++S032-一CaS03•1/2H20I+H+(3)CaS03•

5、1/2H20被鼓入的空气中的氧氧化，最终生成石膏CaS04•2H20HS03-+l/202-*H++S042-Ca2++S042-+2H20^CaS04-2H20I脱硫塔不管如何变化，需遵循以下原则1、烟气和石灰石浆液之间接触面积大，接触时间相对较长；2、烟气和石灰石浆液之间扰动剧烈，吸收阻力小，吸收效率较高；3、吸收塔操作稳定，并且对负荷变化有不同程度的承受能力；4、烟气通过吸收塔压降较小；5、吸收塔结构趋于简单化，制造维修方便，造价不断降低；6、针对不同情况，具有抗腐蚀和防堵塞能力。吸收塔的结构特点如图1所

6、示：塔体直径大，塔壁厚度小，塔体较高，质量主要为浆液质量，集中在塔体下部。1.吸收塔的分析结果结合实际工程研究吸收塔的动力特性问题，通过对实际工程中常见的吸收塔结构计算两类吸收塔的自振特性和振动模态，掌握吸收塔的动力特性，提出对工程设计的改进建议，并通过计算检验所提出方案的和理性与科学性。吸收塔是脱硫工艺系统中的最主要构筑物，其结构为大直径薄壁圆筒形壳体钢结构。根据其上部是否设排烟筒，吸收塔可分为低塔（上部不设排烟筒）和高塔（上部设排烟筒）两类。动力特性分析主要用来确定设计结构或机械部件的振动特性。本文对吸收塔

7、的动力特性分析采用lanczos法。根据吸收塔结构特点以及通过试计算，确定该吸收塔的振型计算数。其结果见表1.1吸收塔的结构示意表1吸收塔模态分析结果模态阶数固有频率/Hz模态阶数固有频率/Hz模态阶数固有频率/Hz12.1668114.9597216.661522.3646124.9968226.731033.0775134.9999236.885043.2703145.3223247.127153.4808155.3314258.494363.6044165.3940268.668073.6254175.9

8、721278.736783.6358186.3223288.969893.6512196.5525298.9714104.7254206.6581309.3123通过对吸收塔的严密计算与观察，我们得到如下结论:该吸收塔的下面筒体有很多空洞，而且洞孔附近没有加紧，局部削弱较严重，所以这段塔身部分振动明显，而开有大的洞孔局部加强的部位没有很明显的震动，这说明对于洞孔局部加强效果是明显的。对