Torre de humo en una chimenea de FRP | |||||||||
![]() |
![]() |
||||||||
![]() |
![]() |
||||||||
![]() |
![]() |
||||||||
![]() |
![]() |
||||||||
Una nueva tecnología para la integración de Torres de humo | |||||||||
0 ResumenLa central eléctrica de Sanhe se encuentra alrededor de Beijing. el sitio de la central eléctrica se encuentra en yanjiao, ciudad de sanhe, Provincia de hebei. se encuentra en el lado este de la zona de desarrollo económico y Tecnológico de yanjiao. el sitio de la central eléctrica está a 17 km del distrito de Tongzhou en el oeste, 37,5 km de la ciudad de Beijing y 17 km de la ciudad de Sanhe en el este. La capacidad planificada de la central eléctrica es de 1300mw a 1400mw. En la primera fase del proyecto se han instalado dos turbogeneradores de condensación de 350 mw, y las unidades 1 y 2 se pusieron en funcionamiento en diciembre de 1999 y abril de 2000, respectivamente. La segunda fase del proyecto instalará dos unidades de calefacción de 300mw, y los gases de combustión adoptarán la tecnología de desulfuración, desnitrificación y "integración de Torres de humo", y está previsto que se pongan en funcionamiento en octubre y diciembre de 2007 para generar electricidad. La segunda fase del proyecto de expansión de la central eléctrica de Guohua Sanhe es el proyecto de expansión de cogeneración, que adopta la tecnología de "integración de Torres de humo" y construye simultáneamente las unidades de la primera y segunda fase para desulfuración, logrando el objetivo de "aumentar la producción sin aumentar la contaminación, aumentar la producción y reducir las aguas residuales" de toda la central eléctrica. 1 ventajas de la tecnología "torre de humo en uno"
2 Aplicación de la tecnología "torre de humo en uno" en la central eléctrica de Sanhe En la actualidad, la central eléctrica de Hebei sanhe, Tianjin Guodian jinneng Company y Huaneng Beijing Thermal Power Company adoptan la tecnología de "torre de humo en uno" para la eliminación de polvo, desnitrificación y emisiones de desulfuración en las nuevas unidades, y la central eléctrica de Sanhe es la primera unidad en adoptar la tecnología nacional de "torre de humo en uno". Con el fin de satisfacer el rápido desarrollo de la economía social urbana y mejorar la calidad del medio ambiente atmosférico en beijing, el proyecto de la segunda fase de la central eléctrica de Sanhe (unidad 2 × 300mw) decidió adoptar la tecnología de integración de Torres de humo, que se basa principalmente en las siguientes consideraciones:
Se calcula que a través del escape de humo de la torre de enfriamiento de 120 metros de altura, la concentración media anual de aterrizaje de so2, PM10 y NOx en el suelo es generalmente mejor que la concentración de aterrizaje causada por el escape de humo de la chimenea de 240 metros de altura en el suelo. ¿Después de la finalización del proyecto, ¿ se pueden reducir las emisiones de SO2 cada año? Más de 20000 toneladas y más de 100 toneladas de humo y polvo tienen buenos beneficios ambientales. 2.1 características técnicas de este proyecto Este proyecto adopta la tecnología de integración de Torres de humo, elimina las chimeneas tradicionales y envía el gas de combustión sulfurado al Centro de la torre a través de una chimenea que pasa por la pared del cilindro de la torre de enfriamiento, que se descarga con el gas evaporado en la torre. El uso de Torres de enfriamiento para extraer humo ya es una tecnología avanzada y madura en el extranjero, pero acaba de comenzar a aplicarse en china, y no hay precedentes de proyectos basados exclusivamente en el desarrollo, diseño y construcción independientes. 1. la tecnología tradicional de la torre de enfriamiento de escape de humo de este proyecto elimina las chimeneas altas, y el humo después de la desulfuración se introduce directamente en la torre de agua de enfriamiento de ventilación natural a través de la chimenea y se mezcla con vapor de agua, y se descarga a la atmósfera desde la salida de la torre de enfriamiento. Según el análisis de la eia, aunque las chimeneas tradicionales generalmente son más altas que las torres de enfriamiento hiperbólicas, y la temperatura del gas de combustión emitido por las chimeneas también es más alta que la temperatura del gas mixto emitido por las torres de enfriamiento, la altura de elevación térmica y el efecto de difusión de las torres de enfriamiento al descargar El gas de combustión son comparables. Las principales razones son las siguientes: debido a que el gas de combustión se descarga a través de la torre de enfriamiento, el gas de combustión se descarga junto con la mezcla de vapor de calor de la torre de enfriamiento, con una enorme tasa de Liberación de calor. Para una gran central eléctrica, el calor transportado por el vapor de escape de la turbina de vapor a través del agua de enfriamiento representa alrededor del 50% de toda la planta de acuerdo con la eficiencia térmica, mientras que el calor transportado por el gas de combustión a través de la cola de la caldera representa solo alrededor del 5%, la diferencia es muy grande. Esta es la razón principal por la que la altura final de elevación y el efecto de difusión de la descarga de gases de combustión a través de Torres de enfriamiento son comparables a los de la descarga de gases de combustión a través de chimeneas de mayor altura. Debido a que después de que el humo se mezcla con el agua y el gas en la torre de enfriamiento, una gran cantidad de agua y gas pueden dispersar y diluir el humo, este gran flujo de aire Mixto tiene una gran fuerza de elevación, lo que puede hacer que se infiltre en la capa de inversión de la atmósfera; Por otro lado, esta corriente mixta también tiene una inercia que mantiene un haz compacto después del despegue, lo que hace que su sensibilidad al viento sea menor que la del humo emitido por la chimenea y menos fácil de dispersar por el viento. Por lo tanto, en condiciones comparables, el uso de Torres de enfriamiento para descargar la utilización específica de gases de combustión
2.2 problemas técnicos en la construcción de Torres de enfriamiento Este proyecto adopta una torre de enfriamiento de escape de humo, que necesita resolver los problemas técnicos y de construcción correspondientes. 2.2.1 refuerzo de la torre de enfriamiento con agujeros abiertos Debido a la introducción de chimeneas de gran calibre (aproximadamente 5 m de diámetro interior), es necesario abrir agujeros en la pared del cilindro de la torre de enfriamiento, lo que requiere un estudio, cálculo y evaluación de su impacto en la estabilidad estructural de la torre de enfriamiento. A través de la combinación del Instituto de diseño con las instituciones pertinentes y el análisis de la estabilidad estructural de la pared del tubo de la torre de enfriamiento de escape de humo y la torre de enfriamiento con un software de análisis estructural de elementos limitados a gran escala, se llega a la conclusión de que la apertura del agujero en la Torre de enfriamiento tiene poco impacto en la estabilidad estructural de la torre de enfriamiento, pero el cambio de tensión local es más significativo, por lo que es necesario reforzar parcialmente alrededor de la apertura del agujero. El método de refuerzo es añadir costillas alrededor del agujero, lo que equivale a duplicar el espesor de la torre local, cuando el estrés disminuye significativamente. Para evitar que el aire frío entre en la torre, la chimenea pasa por la parte de la carcasa y está bloqueada con materiales flexibles. Este proyecto coopera con la introducción directa de la chimenea trasera de la torre de absorción de desulfuración, evita la fabricación de codos de la chimenea de frp, reduce la resistencia de la chimenea, adopta el método de apertura de agujeros de alto nivel, la elevación del Centro de apertura es de unos 38 metros, y debe reforzarse dentro del rango de diámetro de 5 m. Debido a la apertura de agujeros y su refuerzo, el plan de construcción de la pared del cilindro de la torre de enfriamiento es diferente de la construcción convencional de la torre de enfriamiento, pero también traerá factores adversos al progreso de la construcción, por lo que es necesario formular medidas especiales de construcción específicas. 2.2.2 anticorrosión de la torre de enfriamiento El humo se introduce en la torre de enfriamiento, y después de que las gotas condensadas caen en la torre de agua y el vapor de agua se condensan en la pared del cilindro de aire, la carcasa de la torre de enfriamiento, el soporte de la chimenea, el dispositivo de distribución de agua, el dispositivo de pulverización de agua, etc., se verán afectados por contaminantes del humo (humo y polvo, so2, so3, hcl, hf, etc.). Las gotas condensadas contienen gas ácido en el gas de combustión, y el pH local puede alcanzar 1,0. Debido al lavado de medios durante el uso a largo plazo de la torre de enfriamiento, junto con la acción corrosiva y el ciclo de congelación y deshielo de gases ácidos en el aire como so3, SO2 e iones de cloro y microorganismos, los componentes de hormigón como el ventilador de la torre de enfriamiento, los pilares, las vigas y columnas de la estructura de pulverización de agua y las capas de hormigón como la piscina de captación producirán aflojamiento, polvo y desprendimiento, lo que a su vez causará la corrosión de las barras de acero expuestas en el Interior. La corrosión de las barras de acero produce expansión de volumen, lo que aumenta los huecos de la estructura de hormigón, agrava el grado de corrosión y conduce a daños estructurales. Por lo tanto, el diseño anticorrosivo especial del cuerpo de la torre de enfriamiento de escape de humo y la estructura del núcleo de la torre y la selección de materiales anticorrosivos son las partes centrales de la aplicación de la tecnología de la torre de enfriamiento de escape de humo, por lo que llevamos a cabo una serie de proyectos de prueba como Investigación clave. Los principales son: determinar el medio de corrosión de la torre de enfriamiento de escape de humo, el mecanismo de corrosión y los requisitos de diseño anticorrosivo de diferentes partes de la estructura de la torre de enfriamiento; Se seleccionan como objetos de prueba 3 a 5 grupos de sistemas de pintura anticorrosiva que se adaptan a los requisitos anticorrosivos de la torre de enfriamiento de escape de humo; Determinar la combinación de base, capa intermedia y capa superficial del sistema anticorrosivo; Realizar pruebas de resistencia a la corrosión en diversas condiciones de corrosión (ph = 1, pH = 2,5); Se realizan pruebas comparativas de rendimiento y comparación de precios integral de los recubrimientos anticorrosivos, y finalmente se determina un plan técnico anticorrosivo razonable. Después del análisis experimental, el alcance anticorrosivo de la torre de enfriamiento de escape de humo se divide en cuatro áreas: la pared exterior del ventilador de la torre de enfriamiento, por encima de la garganta de la pared interior del ventilador de la torre de enfriamiento, por debajo de la garganta de la pared interior del ventilador de la torre de enfriamiento, el pozo y el soporte de la chimenea y la parte de la estructura de pulverización de agua. Determinar diferentes medidas técnicas anticorrupción en diferentes partes de la estructura de la torre de enfriamiento de escape de humo. 2.2.3 anticorrosión de la chimenea que entra en la torre de enfriamiento Los materiales de chimenea en el interior de la torre de enfriamiento de escape de humo son muy exigentes, por un lado, la temperatura del gas de combustión con vapor de agua saturado es de unos 50 grados celsius, el pH puede alcanzar un mínimo de 1,0, y contiene SO2 residual, HCl y nox, causando daños en la pared interior de la tubería; Por otro lado, el exterior de la tubería está rodeado por el vapor saturado de la torre de enfriamiento. La chimenea anticorrosiva de este proyecto utiliza materiales frp, que tienen las características de anticorrosión y peso ligero. Debido a la dificultad de transporte de la chimenea de FRP de gran diámetro, solo se puede enredar y hacer en el sitio de construcción. La investigación experimental y el diseño de la chimenea FRP de este proyecto están en curso. La chimenea de este proyecto adopta FRP de 5,2 m de diámetro interior y 30 mm de espesor de pared para la producción seccional, la instalación de la chimenea es completada por la unidad de producción, y la unidad de construcción coopera con el trabajo de instalación. 2.2.4 pruebas de investigación sobre este proyecto La central eléctrica está organizando el análisis y cálculo del rendimiento térmico de la torre de enfriamiento de escape de humo; La unidad de calefacción adopta las características de funcionamiento de la integración de la torre de humo, la carga térmica, los requisitos básicos de la cantidad de agua circulante y las emisiones de gases de combustión en condiciones meteorológicas ventosas; Evaluación del efecto y prueba de rendimiento de la torre de enfriamiento de escape de humo y otros contenidos relacionados. Los temas de investigación y prueba anteriores continuarán todo el período de diseño, construcción, operación de prueba y producción de la torre de enfriamiento de escape de humo, y finalmente formarán un informe de prueba y aplicación, proporcionando experiencia para la promoción y aplicación de esta tecnología en china. 3Análisis y evaluación del funcionamiento del sistema La segunda fase de este proyecto considera el 100% de la desulfuración de gases de combustión de la Unidad 2 × 300mw, cancelando el diseño del ventilador de sobrealimentación y ggh, el ventilador de sobrealimentación en el ventilador de inducción en uno, el sistema de aire de humo no está equipado con chimenea de derivación de gases de combustión, no hay chimenea, utilizando la Tecnología "torre de humo en uno", este diseño es considerar el funcionamiento seguro del sistema de desulfuración como el funcionamiento seguro de la unidad, pero para evitar problemas en la puesta en marcha y operación, es necesario analizar y evaluar los problemas relacionados. 1) debido a que el sistema de desulfuración de gases de combustión de este proyecto coopera con la aplicación de la integración de la torre de humo, se cancela el desvío, no se establece ggh, el ventilador de extracción y el ventilador de refuerzo de desulfuración se combinan en uno, el sistema de gases de combustión es penetrante, después de eliminar SO2 a través de la torre de absorción de desulfuración, entra directamente en la torre de humo para descargar en la atmósfera, lo que significa que el sistema de desulfuración debe detenerse si falla, lo que no tiene un ejemplo de operación en china. Esto requiere que la fiabilidad de todo el dispositivo de desulfuración mejore, es decir, requiere un buen nivel de diseño, una alta fiabilidad del equipo y una mejor calidad de construcción y puesta en marcha.
4) si en la etapa inicial del arranque de la unidad se ve afectada la altura del humo generado por la caldera en la torre de enfriamiento.
5) cómo determinar que la alta concentración de polvo en la salida causada por fallas en varios campos eléctricos del ESP requiere la suspensión de la desulfuración y el tiempo de inactividad.
6) cómo reacciona rápidamente el sistema de desulfuración cuando la caldera falla y cómo se ajusta el ventilador de inducción para adaptarse a las condiciones de funcionamiento de la caldera y la desulfuración.
7) debido a que el sistema de desulfuración no tiene ggh, si tres bombas de circulación de la torre de absorción se detienen una, puede causar una alta temperatura del gas de combustión en la torre de absorción, el análisis del juicio de si detener el horno y el impacto de la alta temperatura del gas de combustión en la caldera en la torre de absorción.
En resumen, nuestro objetivo principal es evitar daños en algunos equipos o paradas innecesarias si consideramos cómo juzgar y tratar las situaciones anteriores. Por lo tanto, todavía tenemos mucho trabajo que estudiar y analizar para sentar una buena base para el funcionamiento seguro y estable de la unidad en este diseño y disposición en el futuro.
|
|||||||||
La primera gran chimenea de FRP de Asia en el proyecto de integración de Torres de humo se levantó en la central térmica de Beijing huaneng. | |||||||||
Nuestro reportero Xu yanhong informó que el 7 de mayo, la chimenea de FRP a gran escala del primer proyecto de integración de Torres de humo de Asia se levantó en la central térmica de Beijing huaneng. La finalización de este proyecto reducirá aún más la concentración de sulfuros en el suelo en las emisiones de escape de la central térmica y purificará el medio ambiente de la capital.
, el sistema de emisión que constituye el gas de escape. La razón por la que la chimenea en el proyecto de integración de la torre de humo está hecha de materiales compuestos FRP es que su resistencia a la corrosión y durabilidad son muy buenas, su vida útil es larga y ahorra costos. La vida útil de la tubería FRP es de hasta 30 años, lo que coincide con el ciclo de vida de la central térmica, evitando pérdidas económicas y problemas causados por la suspensión de la producción causada por el reemplazo de la tubería. La tubería de FRP en sí tiene una buena resistencia a la corrosión, lo que ahorra el costo anticorrosivo de la chimenea. Al mismo tiempo, la tubería FRP tiene un peso propio más ligero y no necesita soporte, lo que ahorra esta parte de los costos de construcción. La aplicación de materiales compuestos FRP para hacer chimeneas "torre de humo en uno" es de gran importancia para la protección del medio ambiente. Wang xingang, Ingeniero Superior de Beijing Guodian North China Electric Engineering co., ltd., dijo a los periodistas que la tecnología "torre de humo en uno" fue desarrollada por Alemania y actualmente solo se aplica en cuatro países europeos, como Alemania. La torre de enfriamiento se utiliza para descargar gases de escape, y la tasa de purificación de los gases de escape alcanza el 97,5%, especialmente la concentración de aterrizaje de los gases de escape es mejor que la de las chimeneas. Debido a que la altura de emisión de la chimenea es de unos 300 metros, mientras que la altura de emisión de la torre de enfriamiento es de 500 metros, el rango de difusión de los gases de escape tratados aumenta, y la concentración de sulfuro en el suelo puede reducirse a menos de 400 mg / m3. Al mismo tiempo, la chimenea de FRP también puede reducir el consumo de electricidad y los costos de funcionamiento de los equipos de las centrales térmicas; Eliminar las chimeneas tradicionales y ahorrar costos de construcción civil; Debido a que el vapor de agua de la torre de enfriamiento se utiliza para quitar los gases de escape, se ahorra el ventilador de sobrealimentación, se ahorran los costos del equipo y el consumo de electricidad de funcionamiento del ventilador.
Chen bo, Vicepresidente de la Asociación de la industria de fibra de vidrio de china, dijo que hoy en día, con una mayor conciencia de la protección del medio ambiente para todos y regulaciones ambientales relevantes cada vez más perfectas, el proyecto de integración de Torres de humo tiene buenos beneficios económicos y sociales y sin duda se promoverá ampliamente en la industria de generación de energía térmica de china, mientras que la chimenea de fibra de vidrio también tendrá un mercado más amplio debido a sus excelentes propiedades de materiales y ventajas de costo, abriendo nuevas áreas de aplicación para la industria de fibra de vidrio. |
|||||||||
Efecto de protección del medio ambiente y ahorro de energía de la integración de la torre de humo
Utilizando el enorme calor de la torre de enfriamiento de ventilación natural, se eleva el humo neto después de la descarga de desulfuración, es decir, la integración de la torre de humo. En la mayoría de los casos, el aumento de los gases de combustión mixtos en la salida de la torre de humo puede promover la difusión de contaminantes, ya que no hay fugas, lo que garantiza la eficiencia de la desulfuración y tiene un buen efecto ambiental; Después de la integración de la torre de humo, se puede ahorrar la parte de recalentamiento del gas de combustión neto, reducir la resistencia del sistema de gas de combustión y reducir el consumo de energía del ventilador de sobrealimentación, lo que puede reducir la tasa de consumo de energía de la planta, mientras se recupera el calor residual del gas de combustión que entra en el sistema de desulfuración, ahorrando en cierta medida la cantidad de carbón, por lo que tiene un buen efecto de ahorro de energía.
El estudio de la integración de las torres de humo comenzó alrededor de la década de 1970, la práctica de ingeniería comenzó en Alemania en la década de 1980 y se desarrolló rápidamente en la década de 1990. actualmente, más de 20 centrales eléctricas en polonia, turquía, italia, hungría, Grecia y otros países, excepto alemania, tienen aplicaciones de ingeniería de la integración de las Torres de humo. la capacidad instalada total en el mundo alcanza los 30 millones de kilovatios, desde la central eléctrica inicial de volklingen de 200.000 kilovatios hasta la central eléctrica de neuralth de 1 millón de kilovatios actualmente en construcción.
El uso de Torres de enfriamiento de ventilación natural para descargar gases de combustión después de la desulfuración tiene sus características obvias, y sus masas de humo tienen un contenido térmico significativo en comparación con las plumas emitidas por las chimeneas. La torre de enfriamiento por elevación dinámica causada por el calor es muchas veces mayor que la descarga de la chimenea, lo que forma un aumento significativo de la masa de humo emitida por la torre de enfriamiento en caso de viento débil. Efecto de protección del medio ambiente y ahorro de energía de la integración de 3 torres de humo
3.1 efecto ambiental de la integración de la torre de humo
Después de la integración de la torre de humo, el gas de combustión original entra directamente en la chimenea FRP después de la purificación de la torre de absorción y se descarga a través de la torre de humo, por lo que el gas de combustión original sin desulfuración y purificación no se filtrará al gas de combustión neto purificado, lo que puede mejorar La eficiencia de desulfuración en más del 2% en comparación con el FGD con una tasa de fuga de más del 3% de ggh, lo que garantiza la eficiencia de desulfuración.
La cantidad de calor residual cosechada en 2 es de unos 25 GJ / h, y el calor residual reciclable de cuatro unidades durante todo el año es de unos 600.000 gj, lo que equivale a una reducción de la combustión de carbón de 50.000 a 60.000 toneladas durante todo el año. Diseño de ingeniería de la integración de 4 Torres de humo
En el diseño de ingeniería de la integración de la torre de humo, el gas de combustión después de la desulfuración entra en el corazón de la torre de enfriamiento de ventilación natural a través de la chimenea de FRP para descargar, y el proceso típico de la central eléctrica de la integración de la torre de humo se muestra en la figura 3.
El proyecto integrado de desulfuración y torre de humo es una tecnología avanzada madura que integra ahorro de energía y protección del medio ambiente, y sus principales características son las siguientes: |