浅谈湿法石灰石—石膏脱硫系统运行管理.doc

浅谈湿法石灰石石膏脱硫系统运行管理摘要：火力发电厂脱硫问题已经到了刻不容缓的地步，如何做好脱硫系统的运行维护工作，确保脱硫投运行率和脱硫效果达到设计值，是各电厂应该不断思考和总结的问题。但由于国内脱硫系统运行经验、技术资料缺乏，部分电厂的脱硫系统经过长时间运行后，故障率高、设备不可靠的问题。本文分析了某电厂湿法石灰石石膏脱硫系统投运8年来的运行管理经验及部分故障的原因、处理措施，为脱硫系统运行管理提供了很好的借鉴意义。关键词：湿法脱硫；运行管理1、脱硫系统简介：湿法石灰石石膏脱硫工艺是世界上广泛使用、技术成熟的脱硫工艺，具有运行费用低、运行可靠等优点。某厂1、2号锅炉设计燃用无烟煤的煤粉炉，共用一套烟气湿法脱硫系统，烟气在公共烟道混合后分两路流动：一路是FGD烟气主路，有进口、出口两个烟气挡板；另一路是FGD旁路烟道，设有进口、出口两个烟气旁路挡板。烟气脱硫系统于2000年12月投产，系统主要设备由奥地利能源公司（Austrian Energy）提供。2、工作原理：烟气通过主路进入吸收塔后向上流动，吸收塔内的石灰石浆液则通过循环泵向上输送到吸收塔的喷淋层，经喷嘴雾化后向下喷射与烟气以逆流方式进行洗涤、反应，除去烟气中的SO2、SO3、HCl (盐酸)、HF (氢氟酸)，并同时生成石膏（CaSO4-2H2O）。在洗涤、反应过程中，烟气中的二氧化硫（SO2）与石灰石浆液（CaCO3+ H2O）反应生成亚硫酸钙CaSO3（1/2H2O），即CaCO3+SO2+H2O = CaSO3(1/2H2O)+1/2H2O+CO2。亚硫酸钙（CaSO3（1/2H2O）与由氧化风机(或上粉风机)供给的氧气（O2）反应生成石膏CaSO4(2H2O)，即CaSO3（1/2H2O）+1/2O2+H2O = CaSO4(2H2O)+1/2H2O。吸收塔底部的浆液连续被石膏浆液泵打至水力旋流分离器后，进行浆液分离，密度小的浆液（大约含3%的固态物）经过溢流管回到吸收塔再循环利用，密度大的浆液经旋流器底部回流至石膏浆液罐。脱硫净化处理后的烟气，经两层卧式除雾器进行清洗后，再通过蒸汽加热器加热到80以上，最后从烟囱排放出去。3、存在问题：3、1脱硫效率达不到设计值。主要原因（1）石灰石品质达不到设计要求，主要是由于CaCO3含量达不到设计值。(2)烟气含尘量过大，飞灰中的F、CI在一定程度上组碍了石灰石的消溶，降低石灰石的消溶速率，如果浆液中飞灰含量过大，产生石灰石的屏蔽效应，脱硫效率明显下降。（3）燃煤的硫份超过设计值。3.2喷淋管、喷嘴严重堵塞，主要原因（1）脱硫系统的停运操作不规范，原规程要求“吸收塔的浆液密度降到1050Kg/m3时，停止循环泵运行”，由于喷淋层没有设计冲洗水系统，在浆液密度较高的情况下，停运循环泵，容易导致喷淋层的喷嘴堵塞。（2）喷淋管穿孔后，流过该分支管的浆液更少，浆液流速低，进一步造成喷嘴堵塞。3.3喷淋管磨损穿孔、塔内防腐层穿孔，主要原因（1）由于喷淋层部分喷嘴堵塞，形成水柱，直接冲刷下层喷淋管，造成下层喷淋管穿孔，如果水柱对着塔壁冲刷，造成塔壁保护层穿孔。（2）塔内石灰石浆液颗粒度的影响，如果浆液中的石灰石颗粒度过大，对喷淋管的磨损明显加剧。（3）锅炉电除尘除尘效率低导致原烟气含尘率高，烟气粉尘与石膏结合构成大颗粒成份浆液。3.4加热器、除雾器堵塞，加热器、除雾器堵塞造成引风机出力明显增加，造成锅炉大幅度降负荷运行，甚至造成除雾器坍塌。主要原因（1）喷淋管穿孔后，特别是部分浆液直接向上喷射，浆液与烟气流向一致，烟气携带的浆液量明显增加，如果喷淋管多处穿孔，除雾器、加热器很快就会堵塞。（2）烟气粉尘含量超标。（3）冲洗水不正常，包括滤网堵塞或冲洗水压过低；塔内冲洗水管穿孔造成水压过低等。（4）进入吸收塔内的烟气含尘量超标，设计吸收塔进口烟气粉尘含量300mg/Nm3，某厂曾经出现由于电除尘高压柜故障，没有及时退出脱硫系统运行，烟气含尘量超标，造成除雾器堵塞现象。4、解决措施4.1经过多次试验、分析总结，最终确定吸收塔密度降至1030 Kg/m3时，才允许停运循环泵，解决了喷淋管、喷嘴堵塞问题。如果吸收塔内浆液密度降至较低水平，则需要循环泵运行时间较长，浪费大量的厂用电，密度过高则容易造成喷淋管堵塞。4.2严格控制石灰石颗粒度以及石灰石品质在设计范围，否则会造成石灰石用量明显增加，同时也会造成循环喷淋层、喷淋管磨损加剧。4.3建立定期开启吸收塔底部排水管，定期进行部分浆液置换制度，将塔内较大的颗粒排出，如果吸收塔内浆液固体颗粒度过多或过大，必将造成循环泵、喷淋管容易磨损。4.4建立喷嘴、喷林管定期检查制度，参照锅炉四管进行管理，每次停运脱硫系统时，停循环泵前必须打开喷淋层人孔门，检查喷淋层是否穿孔，喷嘴是否堵塞，发现堵塞或穿孔的必须及时处理，如果出现穿孔没有及时处理，由于管内流速低会引起喷嘴堵塞，喷嘴堵塞后，会改变喷嘴的水流，直接冲刷喷淋管或塔壁，这是一个恶性循环。4、5建立定期化验制度，脱硫系统一般设计只有石灰石浆液密度、吸收塔内浆液密度、吸收塔内浆液PH值，单单靠这些参数仍然无法全面对脱硫系统的吸收塔运行状况进行全面评估，因此必须建立定期化验制度，定期化验分析吸收塔内的相关控制指标，主要内容包括吸收塔内浆液颗粒度分布，浆液含固量，石膏含量，从中可以判断吸收塔内的工作状态。4、6建立定期冲洗制度，脱硫系统存在很多容易发生堵塞的地方，如石灰石浆液、石膏浆液系统、除雾器、加热器、如果没有建立定期合理的冲洗制度，上述系统容易出现堵塞。4.7做好电除尘的运行维护工作，电除尘故障时，当电除尘高压柜工作失常时，烟气粉尘深度超过规定值时，必须及时退出脱硫系统运行，某厂曾经出现由于电除尘全部高压柜故障，脱硫系统仍继续运行，结果8个小时后，除雾器差压增加一倍，2天后除雾器堵塞急剧恶化，脱硫系统被迫停运抢修。因此必须保证电除尘的正常运行。4.8完善运行参数监控台帐，方便对比分析，如果脱硫系统定期监控参数没有建立台帐或不完善，往往给脱硫系统故障分析带来较大困难，主要包括（1）循环泵电流、循环泵出口压力，可以判断喷淋管是否堵塞或穿孔；（2）除雾器差压、引风机电流、净烟气加热器后的烟气温度，它们可以判断除雾器、烟气加热器是否堵塞；（3）冲洗水泵电流、冲