韶关发电厂300MW烟气脱硫系统运行优化.doc

韶关发电厂300MW烟气脱硫系统运行优化谭超红 （韶关发电厂，韶关512132） 【摘要】火电厂采用烟气脱硫是减少SO2排放的一个有效措施 ，目前在国内以石灰石石膏湿法脱硫技术较为成熟。本文介绍了广东省韶关发电厂300MW机组FGD的组成、设计参数及运行特性，并针对FGD投运以来出现的问题与缺陷，提出了相应的解决方法与运行优化方案。【关键词】烟气脱硫系统；弊端；优化 Operation Optimization on Wet FGD System of 300 MW Coal-fired Unit in ShaoGuan Power PlantTAN Chao-hong(ShaoGuan Power Plant, Shaoguan 512132，China)Abstract: Using FGD is an effective measure to reduce emissions of SO2 in thermal power plant. At present,limestone/lime wet FGD technology is widespread used in China.This paper introduces structure, design parameter and operation characteristic of wet FGD system of 300 MW coal-fired unit in ShaoGuan power plant.Defects found during FGD operation has been analysed,and an optimal method to solve the problem is put forward.Key words: Wet FGD System; Defect；Optimization1、引言山东三融环保工程有限公司引进德国比哓芙的石灰石石膏湿法脱硫技术，为韶关发电厂300MW机组提供高效脱除SO2的脱硫系统。在锅炉100BMCR工况烟气量脱硫效率为92。韶关发电厂230万千瓦脱硫工程于2004年7月15日开始建设，两台机组脱硫工程的总概算为2.42亿元。其中，11号机组脱硫工程于2006年8月11日下午17：00时进入168小时试运行，于8月18日17：00分完成连续运行168小时，投入试生产。它的投运，每年将减少排放二氧化硫10500吨、烟尘1500吨，实现了广东粤电集团的蓝天碧水工程。2、FGD工艺组成及工艺描述整套系统由两套吸收塔系统、两套烟气系统及一套公用的石膏脱水系统、石灰石粉仓及浆液输送系统、工艺水冷却水系统、压缩空气系统和排放系统组成。图1 FGD烟气系统FGD烟气系统总流程如下：2台引风机出口后烟道引出的烟气，经1台100%容量的动叶可调轴流式增压风机升压，经过烟气加热系统(GGH)降温后进入吸收塔，通过吸收塔内喷淋层后完成SO2 吸收，脱硫后的净烟气进入净烟道并经过GGH升温至80 以上后排入烟道经烟囱排放到大气中。锅炉原烟道上均设置有旁路挡板门，旁路挡板的快开机构可保证在15s内全部开启。在FGD正常运行时烟气不经过旁路烟道，当FGD故障跳闸时旁路挡板门迅速开启，进、出口挡板关闭，烟气则由旁路经烟囱排放（如图1所示）。每个吸收塔设有3层喷淋层，石灰石浆液通过独立的循环泵从吸收塔浆池送至塔内喷淋系统，与烟气接触发生化学反应，将烟气中的SO2 吸收，吸收塔浆池分为氧化区和结晶区，在上部氧化区，氧化空气通过一个分配系统吹入，在PH值为45的浆液中生成石膏。之后石膏排出泵将石膏浆液从吸收塔送到石膏脱水系统，形成含水量小于10的脱硫副产品石膏。而脱硫后的净烟气经吸收塔上部的二级除雾器除去液滴后进入净烟道。3、FGD运行特性FGD装置是系统与机组之间的连接桥梁，其运行稳定性是十分必要的。在增压风机动叶控制系统中（如图2所示），为了快速跟踪锅炉负荷的变化，采用锅炉风量指令作为系统的前馈信号，采用增压风机入口烟道压力测量值作为反馈信号，将该压力测量值与设定值进行比较，得到的偏差信号经PID 计算后与锅炉风量指令信号相叠加，即前馈与反馈控制共同作用于增压风机的动叶片调节机用的，但是这种控制方式存在一些不足：增压风机和锅炉引风机之间协调配合不好，入口负压很容易波动。因为引风机和BUF (增压风机) 之间烟道很短，这段烟道的压力缓冲性很差，引风机叶片微小的开关都会引起BUF 入口负压变化很大，这就给增压风机的自动调节系统带来了难度。一旦锅炉有大的扰动，BUF 入口负压超过保护值时，不得不依靠旁路挡板快开来保护锅炉的安全。另外，当引风机叶片迅速大幅度的开或关时，容易造成BUF 入口负压发散振荡，对锅炉负压带来很大的影响，甚至导致锅炉因负压超过保护值跳闸。在缓慢调节动叶的过程中，动叶调节对炉膛负压的影响不大。受动叶调节影响较明显的是FGD入口压力，动叶开度越大，FGD入口负压越大，风机出口压力也越大；同时FGD入口负压还受引风机开度等参数的影响。因此FGD增压风机运行的稳定性和其动叶调节质量对机组锅炉和FGD的稳定运行起着相当关键的作用。图2 增压风机动叶控制系统4、FGD设备运行存在的问题及解决方案4.1 吸收塔积灰问题吸收塔作为脱硫系统的核心部件，烟气反应也在此进行，在运行中也存在过结垢、堵塞及磨损的问题。大多数情况下，除雾器的运行总压降一般为140190Pa ，其中一级除雾器运行压降较大，约为90110Pa ；二级除雾器运行压降较小，约为5080 Pa 。除雾器冲洗的目的是防止除雾器结垢及补充因烟气饱和而带走的水分，以维持吸收塔的液位。除雾器的冲洗由程序控制。为了防止除雾器因烟气带出的浆液液滴产生结垢，最长的冲洗间隔时间依据除雾器本身要求的最短冲洗时间确定。由于本厂入口原烟气含尘量大，烟气携带水分，导致除雾器结垢，压差增至1000 Pa左右，影响了脱硫系统的正常运行。后经检查发现，除雾器大部分喷嘴及叶片都积灰严重，结垢堵塞。经清洗积灰堵塞，重新投入运行，加强除雾器冲洗和严格控制入口原烟气含尘量，关键是电除尘的投入和除尘效率，至今除雾器运行状况良好。4.2 GGH烟气再热器堵塞根据对FGD系统的运行数据所知，GGH 原烟气侧压降与净烟气侧压降均随着锅炉负荷的增加而增加。由于GGH 原烟气侧温度比净烟气侧温度高，烟气流速也大，因此GGH 原烟气侧压降较大，两者相差120Pa 左右。为了防止换热元件被烟气中的灰尘、浆液堵塞，GGH都安装了吹灰和在线清洗装置。当GGH 差压增加速度比较快或者差压变得比规定值大1.5倍时，就需要进行在线清洗。在线清洗装置的工作介质为130bar 的高压工业水和0. 7 MPa的压缩空气。在投运初期，GGH的堵塞很容易被忽视，因为通过高压水在线冲洗就可以解决问题。但是随着运行时间的延长，高压水的冲洗效果开始越来越差，冲洗前后差压变化越来越不明显，增压风机的工况随着GGH 差压的增大越来越恶化，系统阻力随之增大。被迫停止进烟气，离线进行高压水压缩空气交替吹扫都无济于事，只好停运脱硫系统，请专业的清洗公司对GGH进行清洗。造成GGH堵塞的主要原因有：1) 电除尘器除尘效率低，烟气中的粉煤灰含量高。在正常的运行工况下，电除尘器除尘效率应该不小于99. 5 %；(2) 除雾器除雾效果差，烟气中含有石膏、石灰石浆液过多；(3) 吹灰能力不足或者吹灰器安装位置不正确；(4) GGH 入口温度过高，造成附着物固化加快。实践经验证明，入口烟气含尘量高是导致我厂GGH堵塞的重要原因。当然，还有一个原因不容忽视，就是盲目的在线高压水冲洗，也是GGH 积灰严重的重要原因。因为，在线冲洗时，松软的积灰变成泥水往下流，沾满泥水的换热元件转到原烟气侧后，被热烟气烘干，水分被蒸发后，泥水里混合的积灰加上烟气中的粉尘、石膏便板结在换热元件上，冲洗时间越长，次数越多，板结也越来越厉害，最终使得高压在线冲洗失去作用。随着环保要求的提高，这成了必须要解决的问题。4.3 石膏带水严重。脱硫反应生成的石膏脱水后的石膏含水率一般控制在10%（质量含量）以下。若石膏水分过高，不仅影响脱硫系统和设备的正常运行，而且对石膏的储存、运输及后加工等都会造成一定的困难，因此，应对其加以控制。影响石膏含水率的因素较多，如石膏在浆液中的过饱和度、浆液的pH值、氧化空气量、石膏晶体的颗粒形状和大小、石膏脱水设备的运行状态及参与仪表的准确度等。为了查找石膏带水严重的原因，对石膏水分超标前后的数据结合现场，我们做了比对发现：1） 真空皮带机运行参数变化较大，特别是运行真空较高。一是脱水设备运行不正常，如滤布冲洗不干净或滤布使用周期过长都会使皮带机脱水效果变差，脱水不畅；二是石膏浆液本身性质的变化，如浆液中小颗粒石膏晶体增多或浆液中的杂质含量增加等引起滤布过滤通道的堵塞，使浆液中的水不容易从滤布孔隙分离出来。若要达到一定的固液分离效果，必须使真空升高。2）FGD吸收塔浆液pH值显示与监测值偏差较大。3)浆液Cl-浓度偏高、石膏旋流浆液底流含固率偏低，旋流器堵塞等。4)废水排放量少。根据原因进行了针对性的处理，石膏带水问题得到了圆满的解决。5、结束语韶关电厂300MW脱硫系统经过近两年的投运以来，虽然存在一些安装或设计上的弊端，但是经