電(dian)子束法煙氣脫硫(liu)系統在運(yun)行過程中主要的問題及分(fen)析有(you)：

1、裝置運行的可靠性

電子(zi)束法(fa)煙氣脫硫裝(zhuang)置運(yun)(yun)行(xing)的可靠性體現(xian)在:一是(shi)自動控(kong)制系(xi)統的可靠性;二是(shi)裝(zhuang)置幾個主(zhu)要設備運(yun)(yun)行(xing)的可靠性;三是(shi)裝(zhuang)置在正常使(shi)用壽命內,能(neng)夠(gou)按(an)給定(ding)的設計技術指標長期運(yun)(yun)行(xing)的穩定(ding)性。

1.1  自控系統的可靠性

對自(zi)控系統而言,具體(ti)體(ti)現在(zai)對脫硫系統各工(gong)藝(yi)設備及(ji)工(gong)藝(yi)操作狀態進(jin)行監控,能夠對系統的正(zheng)常與非正(zheng)常情況及(ji)時做(zuo)出反(fan)應、反(fan)饋(kui)、調(diao)整和報(bao)警等(deng),能夠維持脫硫裝置最佳運(yun)(yun)行狀態及(ji)不影響(xiang)鍋爐系統的穩(wen)定運(yun)(yun)行。現在(zai)DCS系統軟、硬件(jian)的發展和設計運(yun)(yun)行經驗都可以較好地解決自(zi)控系統的可靠性(xing)問(wen)題(ti)。

1.2  主要設備運行的可靠性

(1)電子加速器。

電(dian)(dian)(dian)子(zi)加(jia)速(su)器(qi)是電(dian)(dian)(dian)子(zi)束法煙(yan)氣脫硫(liu)裝置關(guan)鍵設備之(zhi)一(yi)。處理煙(yan)氣的(de)(de)(de)流量(liang)、SO2、NOx的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)含(han)量(liang)及(ji)脫除率等決定(ding)了電(dian)(dian)(dian)子(zi)加(jia)速(su)器(qi)所需的(de)(de)(de)功率。電(dian)(dian)(dian)子(zi)加(jia)速(su)器(qi)的(de)(de)(de)連續工作(zuo)時間主要(yao)由電(dian)(dian)(dian)子(zi)槍和掃描盒(he)上(shang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)束出射窗和輻照反應(ying)器(qi)入射窗的(de)(de)(de)鈦(tai)箔使用情況決定(ding)。目(mu)前百毫(hao)安量(liang)級(ji)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)槍連續工作(zuo)時間達10 000 h以(yi)上(shang),數百千瓦功率的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)加(jia)速(su)器(qi)鈦(tai)窗的(de)(de)(de)連續使用壽命達6 000 h左右(you),因此,目(mu)前國內外(wai)研制的(de)(de)(de)大功率加(jia)速(su)器(qi)可以(yi)滿足工業應(ying)用的(de)(de)(de)要(yao)求。

(2)副產物收(shou)集器。

由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)子束法煙(yan)氣脫硫產生的(de)副(fu)產物(wu)(wu)(wu)完全不(bu)(bu)同(tong)于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)煤灰(hui)粉塵(chen)的(de)性質,適(shi)(shi)合(he)于(yu)收集(ji)粉煤灰(hui)的(de)靜電(dian)(dian)(dian)(dian)除塵(chen)器亦(yi)不(bu)(bu)適(shi)(shi)用于(yu)副(fu)產物(wu)(wu)(wu)粉塵(chen)的(de)收集(ji)。成都(dou)(dou)裝置的(de)副(fu)產物(wu)(wu)(wu)收集(ji)器最初(chu)按單室3電(dian)(dian)(dian)(dian)場設(she)(she)(she)計并采用普通碳鋼材料,出現(xian)過電(dian)(dian)(dian)(dian)暈封閉,極(ji)(ji)板(ban)、極(ji)(ji)線和氣流分布板(ban)上(shang)副(fu)產物(wu)(wu)(wu)粘附嚴重(zhong),且無法在運行(xing)中進(jin)(jin)行(xing)脫附,碳鋼材料嚴重(zhong)腐蝕等問題。通過改進(jin)(jin),增設(she)(she)(she)2個電(dian)(dian)(dian)(dian)場,將極(ji)(ji)線、極(ji)(ji)板(ban)全部更(geng)換(huan)為不(bu)(bu)銹鋼,并采用多(duo)段振打(da)方式(shi),使(shi)副(fu)產物(wu)(wu)(wu)收集(ji)器逐(zhu)漸正常(chang)工作。杭(hang)州協(xie)(xie)聯(lian)的(de)副(fu)產物(wu)(wu)(wu)收集(ji)器在此基(ji)礎上(shang)通過改進(jin)(jin),運行(xing)情況大大優(you)于(yu)成都(dou)(dou)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)。借鑒成都(dou)(dou)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)和杭(hang)州協(xie)(xie)聯(lian)的(de)設(she)(she)(she)計、運行(xing)經驗,北京京豐EA-FGD裝置的(de)副(fu)產物(wu)(wu)(wu)收集(ji)器的(de)極(ji)(ji)板(ban)、極(ji)(ji)線采用不(bu)(bu)銹鋼、多(duo)段振打(da)的(de)方式(shi)。

2、放大效應問題

在電(dian)子束法煙氣(qi)脫硫(liu)裝置的(de)各工(gong)藝單元中(zhong),煙氣(qi)調節系(xi)(xi)統(tong)、氨的(de)儲存及(ji)供氨系(xi)(xi)統(tong)、公用工(gong)程(cheng)系(xi)(xi)統(tong)、操(cao)作控制系(xi)(xi)統(tong)在借(jie)鑒石灰石-石膏(gao)濕法大型脫硫(liu)裝置的(de)設計經(jing)驗的(de)基礎上,幾乎不存在放大風險問題。將電(dian)子束法煙氣(qi)脫硫(liu)技(ji)術應(ying)用到大中(zhong)型燃煤機組(zu),主要存在2個技(ji)術風險,即輻照(zhao)反(fan)應(ying)系(xi)(xi)統(tong)和副產物系(xi)(xi)統(tong)的(de)放大風險。

2.1  輻照反應系統

輻(fu)照(zhao)反(fan)應(ying)系統(tong)包括輻(fu)照(zhao)反(fan)應(ying)器(qi)和大功(gong)率(lv)電(dian)子(zi)加速器(qi),按最新的理論設(she)計計算模型進行(xing)放大,所(suo)設(she)計的輻(fu)照(zhao)反(fan)應(ying)器(qi)能夠(gou)滿足(zu)通過大煙氣(qi)流量(liang)的需要,且電(dian)子(zi)束能量(liang)的利用(yong)率(lv)更(geng)高。受(shou)高電(dian)壓絕緣材(cai)料(liao)和饋(kui)送方式(shi)的限制,500~2 000 kW級超大功(gong)率(lv)的電(dian)子(zi)加速器(qi)目前在技術上還(huan)存(cun)在諸多困難,還(huan)有許多關(guan)鍵(jian)技術問(wen)題(ti)沒有完全解決。

對大中型機組大煙氣流量的脫(tuo)硫(liu),在工程設計上可(ke)以采用(yong)幾臺電子加(jia)速器并(bing)聯或串聯的方式(shi)。這樣,電子束能量的組織分配將更趨合理,脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝率可(ke)進一步提高,工程投資也增加(jia)不多(duo),占地面積僅略有增加(jia),且運行(xing)更為(wei)可(ke)靠。

2.2  副產物收集器

(1)對國內同類裝置副產(chan)(chan)物收集器(qi)(qi)設計(ji)及運行情況(kuang)的(de)(de)(de)分(fen)析研究(jiu);(2)對副產(chan)(chan)物粒徑(jing)分(fen)布(bu),不同工藝條件下(xia)副產(chan)(chan)物比電阻(zu)等物理化(hua)學性(xing)質研究(jiu);(3)對過程(cheng)工藝操作參(can)數的(de)(de)(de)優化(hua)配置研究(jiu);(4)對副產(chan)(chan)物收集器(qi)(qi)本體(ti)設計(ji)所需的(de)(de)(de)其他設計(ji)參(can)數,如煙氣流的(de)(de)(de)分(fen)布(bu)與組織,收集器(qi)(qi)的(de)(de)(de)伏安特性(xing),收集器(qi)(qi)電壓源和恒(heng)流源特性(xing),副產(chan)(chan)物脫附方式等的(de)(de)(de)深入研究(jiu),并通過試驗驗證,放大到(dao)200～300M W機組的(de)(de)(de)副產(chan)(chan)物收集器(qi)(qi)的(de)(de)(de)設計(ji)問題(ti)已基(ji)本解決。

3、副產物的處置

采用電(dian)子(zi)束(shu)法煙(yan)氣脫(tuo)硫(liu)工藝得到的(de)(de)脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝副(fu)(fu)產(chan)(chan)物,其組成隨煙(yan)氣成分和輻(fu)照反應條件不同而略有(you)差異,但主要(yao)都(dou)是含有(you)硫(liu)酸(suan)銨(an)、硝酸(suan)銨(an)及煙(yan)塵的(de)(de)混合(he)物。一般(ban)(ban)硫(liu)酸(suan)銨(an)質量(liang)(liang)含量(liang)(liang)為85%~95%、硝酸(suan)銨(an)為5%~10%、煙(yan)塵等為2%~5%,混合(he)物中(zhong)氮質量(liang)(liang)含量(liang)(liang)一般(ban)(ban)在17%~20%,硫(liu)為17%~21%,副(fu)(fu)產(chan)(chan)物中(zhong)的(de)(de)重(zhong)金屬含量(liang)(liang)遠低(di)于農用粉煤灰國家標準的(de)(de)有(you)關規(gui)定。2002年頒布實施(shi)的(de)(de)電(dian)力行業標準《副(fu)(fu)產(chan)(chan)硫(liu)酸(suan)銨(an)》(DL/T808-2002),使(shi)電(dian)子(zi)束(shu)氨法脫(tuo)硫(liu)產(chan)(chan)生的(de)(de)副(fu)(fu)產(chan)(chan)物可(ke)以直接銷(xiao)售。

4、X射線的屏蔽及防護

4.1  不會產生放射性核素

高能(neng)粒子同物質的(de)原(yuan)子作用發生核(he)反(fan)應會(hui)產生感(gan)(gan)生放射性(xing)核(he)素(su)。電子束氨(an)法(fa)脫硫工藝(yi)中使(shi)用的(de)電子束能(neng)量僅有1 M eV左右,因而(er)不會(hui)發生核(he)反(fan)應而(er)產生感(gan)(gan)生放射性(xing)核(he)素(su)。

4.2  韌致輻射

電(dian)(dian)子(zi)穿過(guo)物質時,受原子(zi)核庫侖場的作用,產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)磁(ci)輻(fu)射的過(guo)程叫(jiao)韌致輻(fu)射。高能電(dian)(dian)子(zi)與原子(zi)序(xu)數較大的物質作用容(rong)易發(fa)生(sheng)韌致輻(fu)射現象,放出(chu)X射線。

電(dian)子(zi)束(shu)脫硫裝(zhuang)置中,電(dian)子(zi)束(shu)投加輻(fu)照(zhao)反應室中處理煙(yan)氣時,雖然電(dian)子(zi)束(shu)的絕大部分(fen)能量都消耗在同煙(yan)氣中的水、氨、氮、CO2、SO2、氮氧化(hua)物、煙(yan)塵等(deng)分(fen)子(zi)微(wei)粒的作(zuo)用(yong)(yong)上,但在電(dian)子(zi)束(shu)的輸送過程中和(he)少數電(dian)子(zi)與輻(fu)照(zhao)反應器器壁的金屬(shu)原子(zi)等(deng)作(zuo)用(yong)(yong),發生(sheng)韌(ren)致輻(fu)射現象,產(chan)生(sheng)低(di)能的X射線(xian)。出于對(dui)(dui)運行操作(zuo)員和(he)公眾(zhong)的安全(quan)考慮,盡管產(chan)生(sheng)的強度(du)不高(gao),但仍(reng)必(bi)須對(dui)(dui)輻(fu)照(zhao)反應大廳及相(xiang)關(guan)系(xi)統(tong)進(jin)行輻(fu)射防護(hu)。

按照(zhao)(zhao)《電(dian)離輻射(she)(she)防(fang)(fang)護(hu)與(yu)輻射(she)(she)防(fang)(fang)護(hu)安全(quan)基(ji)本標(biao)準(zhun)》(GB18871-2002)的(de)(de)(de)(de)要求,輻射(she)(she)工(gong)作(zuo)人(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)(de)(de)年有(you)(you)效(xiao)劑量限值為(wei)20 m Sv,公(gong)(gong)眾(zhong)(zhong)成員年有(you)(you)效(xiao)劑量不(bu)(bu)超過1m Sv。在進行電(dian)子束法煙(yan)氣脫硫裝置的(de)(de)(de)(de)輻射(she)(she)與(yu)屏蔽(bi)防(fang)(fang)護(hu)設計時,按照(zhao)(zhao)輻射(she)(she)防(fang)(fang)護(hu)最優化原則,避免各(ge)類人(ren)(ren)(ren)員遭受不(bu)(bu)必要的(de)(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)射(she)(she),并綜合考慮到技術、經濟和社會等(deng)(deng)因素,將工(gong)作(zuo)人(ren)(ren)(ren)員和公(gong)(gong)眾(zhong)(zhong)所(suo)受的(de)(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)射(she)(she)保(bao)持在合理的(de)(de)(de)(de)、盡可(ke)能低(di)的(de)(de)(de)(de)水平(ping)上。為(wei)此(ci),除在電(dian)子加(jia)速器和輻照(zhao)(zhao)反(fan)應室的(de)(de)(de)(de)屏蔽(bi)和防(fang)(fang)護(hu)采(cai)用大體積屏蔽(bi)外,對(dui)有(you)(you)關的(de)(de)(de)(de)進出口輻照(zhao)(zhao)反(fan)應器前(qian)后煙(yan)道(dao)、檢(jian)修通(tong)道(dao)和管道(dao)等(deng)(deng)也采(cai)用了有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)屏蔽(bi)措施,除此(ci)之外,在防(fang)(fang)輻射(she)(she)的(de)(de)(de)(de)安全(quan)系(xi)統(tong)上,也采(cai)用了人(ren)(ren)(ren)機(ji)連鎖(suo)(suo)、光電(dian)連鎖(suo)(suo),緊急停(ting)機(ji)狀況(kuang)有(you)(you)聲(sheng)光警(jing)告(gao)裝置等(deng)(deng)措施,以(yi)確(que)保(bao)操作(zuo)運行人(ren)(ren)(ren)員和公(gong)(gong)眾(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)安全(quan)。京豐工(gong)程的(de)(de)(de)(de)設計,實際考慮的(de)(de)(de)(de)劑量設計限值為(wei):輻射(she)(she)工(gong)作(zuo)人(ren)(ren)(ren)員每年不(bu)(bu)超過5 m Sv,公(gong)(gong)眾(zhong)(zhong)個人(ren)(ren)(ren)每年不(bu)(bu)超過0.5m Sv,都低(di)于國家規定標(biao)準(zhun)。

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