燃煤电厂脱硫系统事故喷淋水量设计？
近年来，国内各大火电企业纷纷取消烟气旁路。旁路取消后，脱硫烟气系统和吸收塔成为锅炉空气烟气系统的重要组成部分，自始至终与锅炉一起运行，将脱硫装置的安全性提高到与主机相同的高度。当由于浆液循环泵全停、锅炉尾部烟道二次燃烧或空气预热器故障导致增压风机入口烟气温度急剧上升至160 ~ 180℃时，即使锅炉紧急停机，大量高温烟气仍会进入吸收塔。因此，为了防止高温烟气对吸收塔内的附件造成损坏，在吸收塔入口处设置了紧急冷却措施:紧急喷淋系统。
1事故洒水喷头的设计要求
某1000MW机组脱硫系统入口烟气温度约为130℃，锅炉故障烟气温度约为180℃。脱硫系统的事故喷淋装置有以下两种烟气故障的设计工况:
工况一:锅炉正常运行，脱硫系统意外停运或浆液循环泵设备本身故障，导致浆液循环泵全部停运。
工况二:锅炉烟气温度异常升高，烟气温度达到180℃。
在第一种情况下，需要将烟气温度从130℃冷却到70℃。在第二种情况下，需要将烟气温度从180℃冷却到130℃。
应急喷淋水的设计应满足可靠性高、响应快、储水充足、应急喷淋水量充足、喷嘴雾化效果好等条件。为满足上述要求，可选用消防水或在进口烟道内单独设置应急喷淋水箱，储水容量应满足一定时间的连续喷淋。喷水由气动快开阀开启，用压缩空气定期吹扫，以防堵塞。气动快开阀将在断电、断气时立即开启。
事故喷嘴的雾化影响因素包括压力、流量、喷嘴布置和喷嘴选择。事故喷淋喷嘴应均匀布置在有足够数量喷嘴的进口烟道内，使事故喷淋水在烟道内均匀分布。同时，泵要及时启动，提供足够的压力和流量。
事故喷淋水的汽化效果取决于事故喷淋装置的喷淋冷却系统。该装置分为单流体喷射冷却系统和双流体喷射冷却系统。单流体喷射冷却系统直接利用喷嘴在压力下将水雾化，实现喷雾冷却；双流体喷射冷却系统需要同时向喷嘴提供一定压力的压缩空气和水。在喷嘴内部，压缩空气和水多次碰撞产生非常小的颗粒，雾化后的颗粒与高温烟气混合，迅速蒸发降温。
喷洒效率高，能在短时间内迅速蒸发水分，喷洒效率100%，无需任何排水装置。但压缩空气消耗量大，同时在约15m/s的烟气流速下，雾化颗粒受气流影响较大，需要大量喷枪覆盖整个烟道截面[1]。基于双流体喷嘴的缺点，本文将大多数电厂使用的单流体喷射冷却系统计算为单流体雾化喷嘴，不能完全蒸发，实际蒸发量考虑为λ。
3工况1下喷水量的计算
锅炉正常运行，脱硫系统意外停电或浆液循环泵设备本身故障导致浆液循环泵全部停运。需要将烟气温度从130℃冷却至70℃。在工况一和工况二的设计事故喷水情况下，锅炉MFT和引风机不会触发。这就要求喷淋设计水量能满足任何负荷下的喷淋冷却要求。现选取极端工况下的参数计算事故喷水量:
一台1000MW机组的参数如下:1000MW烟气量D烟气1400kg/s，正常吸收塔入口烟气温度t1130℃，设计吸收塔出口烟气温度不超过t270℃，T水20℃时事故喷淋水温，雾化系数λ。
从以上两种计算方法可以看出，计算误差在于比热容法中烟气比热容默认为某一值，实际温度越低，烟气比热容越小，因此按130℃烟气比热容计算的事故喷淋水偏大。
第二种方法考虑了烟气比热容的变化，充分考虑了烟气换热过程中的热量损失，因此计算更加准确。
4工况2下喷水量的计算
1000MW机组脱硫系统入口烟气温度约为130℃，锅炉故障烟气温度约为180℃。此时，要求紧急喷淋水能降低脱硫系统入口烟气温度至1000MW。在此过程中，要求吸收塔入口烟气从180℃降至130℃。在喷雾雾化的情况下，雾化水蒸气在烟气温度为130℃时可以完全汽化，优于第一工况的换热条件，雾化系数λ为1。
根据以上两种方法可以得到=102.07t/h(湿比焓法)和106.27t/h(比热容法)；
5两种工况下喷水量的计算
当两种工况同时发生时，所需喷淋水量为工况1和工况2的喷淋水量之和。
6摘要
本文用两种方法计算各种工况下的最小事故喷水量。在计算过程中，考虑了传热效果、烟气比热容随温度的变化等影响因素。两者计算结果接近，误差较小，可为实际生产提供参考。在实际应用中，两种工况同时发生的可能性很低，因此事故喷淋水量可按第一种工况设计。同时，为防止个别喷嘴堵塞、喷嘴磨损、雾化效果不佳，建议预留30%的设计余量用于紧急喷水，并设置压缩空气定期吹扫喷嘴。注意事故喷雾喷嘴的维护和检查，事故喷雾系统的良好备用，定期启动。
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