Việc thiết lập ống khói bỏ qua hiện là một trong những vấn đề nóng trong lĩnh vực khử lưu huỳnh khí thải ở Trung Quốc. Các nghiên cứu khả thi đã được tiến hành để loại bỏ ống khói bỏ qua. "Các biện pháp quản lý giá điện và vận hành các cơ sở khử lưu huỳnh cho các tổ máy phát điện đốt than (Thử nghiệm)" do Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia ban hành quy định rằng không nên thiết lập các ống khói phụ khi xây dựng các cơ sở khử lưu huỳnh cho các cơ sở mới ( mở rộng) các đơn vị nhiệt điện than. Tuy nhiên, hầu hết các đơn vị khử lưu huỳnh hiện đang hoạt động và đang xây dựng ở nước ta đều được trang bị ống khói bypass, một số lượng đáng kể các đơn vị vận hành cũng áp dụng phương thức vận hành mở đường tránh. Xét tình hình thực tế của dự án khử lưu huỳnh, các điều kiện hủy bỏ hệ thống đường vòng của các đơn vị khử lưu huỳnh đã đưa vào vận hành và đang xây dựng chưa hoàn thiện. Vì vậy, cần nghiên cứu chế độ vận hành của hệ thống bypass để đảm bảo hiệu quả bảo vệ môi trường của thiết bị khử lưu huỳnh và hoạt động an toàn, ổn định của thiết bị khử lưu huỳnh và tổ máy phát điện.
Ưu điểm và nhược điểm của chế độ vận hành mở bypass
Đối với các thiết bị khử lưu huỳnh có ống khói và vách ngăn đi tắt, trạng thái vách ngăn thiết kế chung sau khi FGD đi vào hoạt động là: vách ngăn đầu vào và đầu ra mở hoàn toàn và vách ngăn rẽ nhánh đóng. Nhưng đối với các hệ thống được trang bị quạt tăng áp, phương thức hoạt động mở vách ngăn bypass cũng có thể được áp dụng, tức là đầu vào và đầu ra của hệ thống và vách ngăn bypass đều mở. Đối với một số thiết bị khử lưu huỳnh, chế độ vận hành này cũng có thể đạt được hiệu quả khử lưu huỳnh lý tưởng bằng cách điều chỉnh quạt tăng áp một cách thích hợp. Ví dụ, trong một tổ máy 300MW, tốc độ khử lưu huỳnh của hệ thống khí thải của thiết bị khử lưu huỳnh vẫn có thể đạt 95,47% khi mở vách ngăn nhánh và không có tình trạng trào ngược khí thải sạch.
1.1 Ưu điểm của chế độ vận hành có vách ngăn bypass mở
(1) Cải thiện độ an toàn khi vận hành tổ máy phát điện và thiết bị khử lưu huỳnh. Mặc dù vách ngăn nhánh trải qua nhiều thử nghiệm mở nhanh trong quá trình vận hành hệ thống khử lưu huỳnh, nhưng tai nạn vẫn xảy ra do nhiều yếu tố khác nhau khiến vách ngăn nhánh không hoạt động bình thường trong quá trình vận hành lâu dài của hệ thống khử lưu huỳnh. Nếu quạt tăng áp của hệ thống khử lưu huỳnh hoạt động và không thể mở được vách ngăn nhánh, chắc chắn sẽ dẫn đến MFT nồi hơi; Nếu tất cả các máy bơm tuần hoàn đều bị ngắt và không thể mở được vách ngăn nhánh, nó sẽ gây hư hỏng cho thiết bị khử lưu huỳnh. Một nhà máy điện nọ từng bị hư hỏng bộ khử sương do vách ngăn nhánh không mở được sau khi bơm tuần hoàn của thiết bị khử lưu huỳnh bị vấp, khiến khí thải nóng đi vào hệ thống FGD. Nếu áp dụng chế độ vận hành mở vách ngăn tránh, kênh khí thải luôn không bị cản trở và không có khả năng xảy ra các tai nạn nêu trên, cải thiện đáng kể độ an toàn vận hành của thiết bị và thiết bị khử lưu huỳnh
(2) Cải thiện khả năng thích ứng và điều chỉnh của hệ thống. Hiện nay, độ ổn định của nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện ở Trung Quốc nói chung là kém và nhược điểm của thiết bị khử lưu huỳnh tháp phun chiếm ưu thế ở Trung Quốc là khả năng thích ứng với nhiên liệu kém. Khi hàm lượng SO2 trong khí thải cao hơn đáng kể so với giá trị thiết kế, tốc độ khử lưu huỳnh của hệ thống FGD tháp phun giảm, đồng thời giá trị pH của tháp hấp thụ thường giảm đáng kể và khó duy trì ổn định; Khi hàm lượng SO2 trong khí thải thấp hơn đáng kể so với giá trị thiết kế thì mức tiêu thụ điện năng của hệ thống tháp phun FGD vẫn ở mức cao. Nếu vách ngăn bypass được mở, có thể điều chỉnh lượng khí thải để thích ứng với nhiên liệu bằng cách điều chỉnh công suất của quạt tăng áp
1.2 Nhược điểm và những thay đổi trong chế độ hoạt động mở vách ngăn bypass.
(1) Không phải tất cả các thiết bị khử lưu huỳnh đều phù hợp với chế độ hoạt động mở vách ngăn nhánh. Điều kiện tiên quyết để sử dụng chế độ vận hành mở vách ngăn bypass là khí thải ban đầu có thể được đưa hoàn toàn vào hệ thống khử lưu huỳnh thông qua quạt tăng áp và về cơ bản sẽ không có hiện tượng trào ngược khí thải sạch. Từ thực tiễn vận hành, không phải tất cả các thiết bị khử lưu huỳnh đều đáp ứng điều kiện này. Một số thiết bị khử lưu huỳnh có thể gặp phải hiện tượng trào ngược khí thải sạch một phần nhưng vẫn có một số khí thải thô thải ra từ đường tránh. Lấy hoạt động của hệ thống FGD trong tổ máy 600MW làm ví dụ, khi mở vách ngăn bypass và độ mở của quạt tăng áp không thay đổi, nhiệt độ khí thải đầu vào giảm từ 126,9 độ xuống 122,2 độ và dòng khí sạch quay trở lại khí thải đạt khoảng 8%. Đồng thời, nồng độ khối lượng SO2 trong ống khói tăng từ 13mg/m3 lên 64,2mg/m3, nghĩa là khoảng 8% khí thải thô đi thẳng vào ống khói. Tại thời điểm này, nếu khí thải ban đầu cần được đưa hoàn toàn vào hệ thống khử lưu huỳnh, giải pháp duy nhất là tăng thêm công suất của quạt tăng áp, điều này sẽ làm trầm trọng thêm dòng chảy ngược của khí thải; Để tránh hoàn toàn dòng chảy ngược của khí thải sạch, chỉ phụ thuộc vào đầu ra của quạt tăng áp nhỏ, điều này sẽ làm tăng thêm sự rò rỉ khí thải thô. Tại một đơn vị khử lưu huỳnh công suất 300MW, đã xảy ra tình trạng có ít hơn 50% khí thải đi vào hệ thống khử lưu huỳnh đã chảy ngược trở lại theo khí thải sạch. Liệu có tồn tại tình trạng hồi lưu khí thải sạch và xả trực tiếp khí thải thô hay không, cũng như lượng hồi lưu và xả trực tiếp hay không, hoàn toàn phụ thuộc vào cách bố trí thiết bị và thiết bị khử lưu huỳnh trong hệ thống khí thải và cần phải được xác định dựa trên trên tính toán thực tế.
(2) Các yêu cầu cao hơn đã được đưa ra đối với hoạt động và điều chỉnh của quạt tăng áp. Chế độ hoạt động của thiết bị khử lưu huỳnh có mở bypass phải điều chỉnh công suất đầu ra của quạt tăng áp hợp lý. Nếu công suất quạt quá thấp, một phần khí thải sẽ đi trực tiếp vào ống khói qua ống khói bypass, từ đó làm giảm tốc độ khử lưu huỳnh của hệ thống. Nhưng công suất của quạt tăng áp không được quá lớn, nếu không khí thải sạch sẽ chảy ngược trở lại. Không giống như hoạt động với đường vòng đóng, tại thời điểm này, không chỉ mức tiêu thụ điện năng của quạt tăng áp mà còn cần tăng công suất của quạt gió do lò hơi gây ra để duy trì cân bằng áp suất âm của lò. Vì vậy, điện năng tiêu thụ của quạt hút cảm ứng cũng sẽ tăng lên. Đồng thời, nếu lượng khí thải chảy ngược quá lớn cũng có thể gây ăn mòn bộ tăng áp và ống dẫn khí thải ban đầu.
(3) Một số nhà máy điện đã giảm công suất của quạt tăng áp, dẫn đến lượng khử lưu huỳnh trong hệ thống giảm đáng kể. Do giám sát không đầy đủ lượng khí thải ô nhiễm từ các nhà máy nhiệt điện ở một số khu vực, một số nhà máy điện đã giảm đáng kể công suất của quạt tăng áp khi vận hành với các vách ngăn nhánh mở, dẫn đến giảm công suất khử lưu huỳnh của hệ thống. Đây cũng là lý do chính khiến các bên liên quan đang cân nhắc việc hủy bỏ đường ống dẫn khí của thiết bị khử lưu huỳnh.
