2025年工业废气脱硫系统水平衡控制考核试卷及答案

2025年工业废气脱硫系统水平衡控制考核试卷及答案1.单项选择（每题1分，共20分）1.1石灰石石膏湿法脱硫系统中，维持吸收塔浆液密度稳定最直接的手段是A.加大氧化风量 B.调节真空皮带机脱水能力 C.提高吸收塔液位 D.增加新鲜石灰石浆液量1.2水平衡计算时，下列哪一项通常被归为“隐性水损失”A.除雾器冲洗水 B.石膏表面自由水蒸发 C.烟气携带水滴 D.废水排放1.3某600MW机组脱硫系统，燃煤收到基硫分2.5%，烟气量1.0×10^6m^3/h（标干），SO2脱除效率98%，则理论产石膏量（CaSO4·2H2O）约为A.7.2t/h B.9.8t/h C.11.4t/h D.13.1t/h1.4吸收塔液位异常下降，最先应排查的阀门是A.事故喷淋阀 B.除雾器冲洗总阀 C.吸收塔底部排放阀 D.氧化风管排空阀1.5水平衡调试阶段，发现吸收塔氯离子浓度持续升高，可立即采取的措施是A.增大石灰石投加量 B.投运废水旋流器 C.降低吸收塔pH D.关闭除雾器冲洗水1.6脱硫系统水平衡模型中，把“烟气温度降低释放的显热”折算到水侧，常用的换算系数是A.1.8kJ/(kg·℃) B.2.3kJ/(kg·℃) C.4.2kJ/(kg·℃) D.0.8kJ/(kg·℃)1.7真空皮带机滤液含固量突然升高，最可能的原因是A.真空盒密封水压力低 B.皮带机速度过快 C.浆液密度过低 D.滤布冲洗水喷嘴堵塞1.8在水平衡图里，下列哪一股水流被定义为“系统内部循环”A.石灰石制浆水 B.工艺水箱补水 C.滤液水箱回塔水 D.脱硫废水外排1.9吸收塔浆液停留时间缩短，会直接导致A.石膏结晶水含量升高 B.石灰石利用率下降 C.除雾器压差升高 D.氧化风系统电耗降低1.10某电厂采用“塔外预冷却”技术，其水平衡控制关键是A.控制冷却水流量与烟气量匹配 B.提高吸收塔pH C.降低氧化风温度 D.增大废水排放量1.11脱硫系统冬季运行时，为防止冻结，最常用的伴热介质是A.饱和蒸汽 B.电加热带 C.高温热水 D.热一次风1.12水平衡计算中，把“燃煤水分”计入系统输入，其数据应取自A.空干基 B.收到基 C.干燥基 D.干燥无灰基1.13吸收塔液位计采用差压变送器时，其正压侧应连接A.塔底部浆液区 B.塔顶部烟气区 C.氧化风母管 D.除雾器冲洗水母管1.14某脱硫系统设置“滤液水回用”管道，其回用点通常位于A.石灰石旋流器入口 B.吸收塔顶部喷淋层 C.工艺水箱 D.真空泵密封水罐1.15当吸收塔浆液Cl−浓度大于35000mg/L时，首先应A.降低锅炉负荷 B.加大废水排放量 C.停运脱水系统 D.提高氧化风量1.16脱硫系统水平衡动态模拟软件中，PID控制器积分时间常数Ti过大，会导致A.液位超调量减小 B.系统震荡加剧 C.响应速度变慢 D.稳态误差消失1.17采用“干排渣”系统时，对脱硫水平衡的影响是A.系统水耗增加 B.系统水耗减少 C.无影响 D.氯离子浓度降低1.18吸收塔浆液pH值从5.2降至4.8，水平衡模型中需要修正的参数是A.石灰石溶解速率系数 B.烟气饱和温度 C.石膏结晶水活度 D.氧化风湿度1.19脱硫系统MFT（主燃料跳闸）后，水平衡控制首要动作是A.关闭除雾器冲洗总阀 B.全开吸收塔底部排放阀 C.停运真空皮带机 D.打开事故喷淋阀1.20水平衡审计报告中，判定“系统无外排水”的定量依据是A.废水排放量<0.05m^3/h B.氯离子质量平衡误差<±2% C.石膏含水率<10% D.吸收塔液位日波动<0.3m2.多项选择（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列哪些因素会增大吸收塔蒸发水量A.入口烟气温度升高 B.入口烟气含湿量升高 C.吸收塔出口温度降低 D.喷淋层投运数量增加 E.燃煤收到基水分降低2.2关于真空皮带机水平衡，下列说法正确的有A.滤饼冲洗水用量与石膏氯离子含量成正比 B.真空盒密封水可全部回用至工艺水箱 C.滤液含固量升高会导致系统补水量增加 D.皮带机速度越快，滤饼含水率越低 E.滤布冲洗水瞬时流量通常大于滤饼冲洗水2.3脱硫系统水平衡计算必须测量的烟气参数包括A.标干烟气量 B.烟气温度 C.烟气静压 D.烟气含氧量 E.烟气含湿量2.4下列哪些管道上必须设置流量计，以完成水平衡闭环A.工艺水补水母管 B.石灰石制浆水管 C.除雾器冲洗水母管 D.真空泵密封水进口管 E.吸收塔底部排放管2.5吸收塔浆液“起泡”后，水平衡出现的异常现象有A.虚假液位导致补水过量 B.除雾器压差骤降 C.真空皮带机滤液量骤减 D.氧化风压力升高 E.废水旋流器底流浓度降低2.6下列哪些措施可降低脱硫系统单位发电量水耗A.提高废水回用率 B.降低吸收塔出口烟气温度 C.采用干式冷却系统 D.优化除雾器冲洗周期 E.提高石灰石活性2.7水平衡动态模型中，被归类为“扰动量”的有A.锅炉负荷变化 B.燃煤硫分波动 C.吸收塔pH设定值 D.工艺水压力 E.氧化风流量2.8关于氯离子平衡，下列说法正确的有A.输入项包括燃煤氯、工艺水氯、石灰石氯 B.输出项包括石膏吸附氯、废水氯、烟气携带氯 C.氯离子富集速率与废水排放量成反比 D.氯离子质量平衡误差允许范围±5% E.氯离子浓度升高会降低浆液密度2.9脱硫系统冬季防冻措施中，与水平衡直接相关的有A.投运吸收塔搅拌器蒸汽伴热 B.保持最小流量冲洗水循环 C.开启塔外预冷却循环水旁路 D.提高工艺水箱温度设定值 E.停运废水系统时排尽管道积水2.10下列哪些情况必须重新校核水平衡模型A.锅炉改烧高水分褐煤 B.吸收塔新增一层喷淋层 C.真空皮带机换型 D.脱硫废水零排放改造 E.引风机增容3.填空题（每空1分，共20分）3.1吸收塔出口烟气温度与入口烟气温度之差每降低10℃，系统蒸发水量约减少________t/h（600MW机组，烟气量1.0×10^6m^3/h）。3.2石灰石石膏法脱硫，理论生成1t石膏（CaSO4·2H2O）需消耗________t石灰石（CaCO3，纯度90%）。3.3水平衡计算中，把燃煤收到基水分Mar=12%折算到每千克烟气，换算系数为________kg水/kg烟气（标干）。3.4真空皮带机滤饼含水率每降低1%，机组脱硫系统年节水量约________t（按6000h计）。3.5吸收塔浆液Cl−浓度控制上限一般为________mg/L（无废水零排放工艺）。3.6除雾器冲洗水喷嘴常用材质为________合金，以抵抗氯离子腐蚀。3.7水平衡动态模型采样周期通常取________s，以满足DCS控制要求。3.8脱硫废水处理站最常用的“三联箱”指中和箱、________箱、絮凝箱。3.9吸收塔液位测量采用双法兰差压变送器时，其毛细管填充液常用________硅油。3.10当吸收塔浆液密度升至________kg/m^3时，真空皮带机脱水能力开始显著下降。3.11烟气含湿量测量常用________法（填写标准号GB/T16157方法名称）。3.12水平衡图中，用________线型表示“可回用水流”。3.13脱硫系统单位发电量水耗先进值为________kg/(MW·h)（新建机组）。3.14吸收塔氧化风管的浸没深度一般设计为________m，以保证氧化效率。3.15滤液水箱有效容积按________min最大回用水量设计。3.16水平衡审计时，流量计精度应优于________级。3.17吸收塔浆液pH值每降低0.5，石灰石耗量约增加________%。3.18脱硫系统MFT后，除雾器冲洗水持续冲洗时间不少于________min，防止干烧。3.19真空皮带机真空度正常范围________kPa。3.20水平衡模型中，把“烟气饱和含湿量”查表依据的标准为________（填写标准号）。4.简答题（共25分）4.1（封闭型，5分）写出吸收塔水平衡的五大输入项与五大输出项（无需计算，仅列名称）。4.2（封闭型，5分）说明氯离子在脱硫系统内富集的机理，并给出两种抑制富集的工程措施。4.3（开放型，7分）某电厂拟将脱硫废水“零排放”，请列出三条对现有水平衡系统的主要改造内容，并说明各自对水耗的影响。4.4（开放型，8分）吸收塔液位出现周期性振荡，振幅±0.5m，周期约30min。列出四种可能原因，并给出对应的诊断方法与处理措施。5.计算题（共35分）5.1（10分）某300MW机组，燃煤收到基硫分1.8%，收到基水分8%，燃煤量125t/h，烟气量（标干）6.0×10^5m^3/h，入口烟气温度135℃，出口烟气温度48℃，SO2脱除效率96%，氧化率99%。已知：工艺水补水温度20℃，吸收塔排出废水2.0m^3/h，废水密度1050kg/m^3，废水氯离子20000mg/L；石灰石浆液含水40%，石灰石纯度92%，Ca/S=1.03；石膏含水率10%（质量），真空皮带机滤液全部回用；除雾器冲洗水瞬时流量80m^3/h，每2h冲洗一次，每次持续3min；烟气含湿量入口7.5%（体积），出口11.2%（体积）。求：(1)小时蒸发水量（kg/h）；(2)小时系统补水量（kg/h）；(3)小时石膏产量（t/h，湿基）；(4)氯离子质量平衡误差（%）。5.2（10分）吸收塔直径12m，正常运行液位10.5m，浆液密度1150kg/m^3。因脱水系统故障，需用事故排放阀在2h内将液位降至8.0m，排放浆液全部至事故浆液箱。已知：事故排放阀为DN400，流量系数Kv=280m^3/h（全开，压差0.1MPa）；塔内无进浆、无出浆，忽略蒸发；事故浆液箱有效容积1500m^3。问：(1)计算需排放浆液体积；(2)判断2h内能否完成，若不能，提出两种加速方案并给出量化依据。5.3（7分）水平衡动态模型中，把吸收塔视为单容环节，液位传递函数可简化为G(s)=K/(Ts+1)，其中K=0.8m/(m^3·h)，T=18min。当补水阀阶跃增大10m^3/h后，求：(1)液位稳态变化值（m）；(2)液位上升到稳态值90%所需时间（min）。5.4（8分）某电厂脱硫系统采用“塔外冷却+烟气冷凝水回收”技术，冷凝水回收量6.0t/h，温度35℃，需全部用于石灰石制浆。已知：石灰石耗量4.5t/h（干基），制浆浓度30%（质量）；工艺水原水温度15℃，比热4.2kJ/(kg·℃)；若冷凝水不足，差额用工艺水补足；要求制浆水温≥25℃。求：(1)判断冷凝水是否满足制浆水量；(2)若不足，计算需额外补充的15℃工艺水量；(3)计算混合后制浆水温，并判断是否达标；(4)给出一条节能优化建议并量化节能量（kJ/h）。6.综合分析题（共30分）6.1（15分）阅读以下运行数据（600MW机组，连续7d平均值）：燃煤硫分2.3%，收到基水分10%；脱硫系统补水量72t/h，废水排放量3.0t/h；真空皮带机滤液回用率95%，回用水量45t/h；除雾器冲洗水总量12t/h；吸收塔出口烟气温度49℃，入口烟气温度140℃；单位发电量水耗98kg/(MW·h)，设计值85kg/(MW·h)。任务：(1)绘制简化水平衡图（文字描述即可，标注各股水流方向与数值）；(2)利用“蒸发水量温差法”估算蒸发水量，并与补水量对比，指出差额水流去向；(3)列出三条导致水耗高于设计值的原因，并给出量化改进措施；(4)若目标把水耗降至80kg/(MW·h)，计算每日节水量（t/d）。6.2（15分）某电厂拟实施“脱硫废水浓缩+结晶分盐”零排放改造，需对现有水平衡重新分配。改造方案：新建MVR蒸发器，处理能力2.5t/h（以废水计），副产结晶盐0.25t/h；蒸发冷凝水全部回用至工艺水箱；原废水排放3.0t/h全部取消；为维持氯离子平衡，新增“烟气余热浓缩”旁路，将吸收塔浆液引出1.0t/h浓缩至含固量25%，浓缩液返回吸收塔，蒸发汽冷凝后回用。已知：原系统补水量70t/h，废水3.0t/h，滤液回用45t/h；氯离子输入总量120kg/h，原废水带走氯离子60kg/h；改造后要求氯离子质量平衡误差≤±2%。任务：(1)重新计算改造后补水量（t/h）；(2)校核氯离子平衡，计算新平衡浓度（mg/L），并判断是否需要额外排放；(3)评估“烟气余热浓缩”对系统热平衡的影响（给出烟气侧温降估算，℃）；(4)提出一条防止结晶盐中氯离子超标（>3%）的运行控制策略。7.答案1.单项选择1.1B 1.2C 1.3C 1.4C 1.5B 1.6C 1.7D 1.8C 1.9B 1.10A 1.11C 1.12B 1.13A 1.14C 1.15B 1.16C 1.17B 1.18A 1.19A 1.20B2.多项选择2.1AD 2.2ACE 2.3ABE 2.4ACE 2.5ACD 2.6ACD 2.7ABD 2.8ABC 2.9BD 2.10ABCD3.填空3.14.2 3.20.68 3.30.075 3.41800 3.535000 3.62205双相不锈钢 3.71 3.8沉降 3.9高温硅油 3.101150 3.11冷凝称重 3.12虚线 3.1360 3.146.5 3.1510 3.161.0 3.178 3.185 3.1940–50 3.20GB/T116054.简答4.1输入：工艺水补水、石灰石浆液携水、燃煤水分、烟气中原始水、除雾器冲洗水；输出：烟气携带饱和水、石膏表面游离水、废水排放、蒸发水、隐性泄漏水。4.2机理：氯随燃煤、工艺水进入系统，石膏对氯吸附有限，废水排放不足→富集；措施：1.增大废水排放量至1.5–2.0t/h；2.投运塔外氯离子浓缩旁路，连续排出高氯浆液。4.3改造：1.废水零排放蒸发器→系统补水量下降2t/h；2.冷凝水回用→工艺水箱温度升高，蒸发损失略增0.3t/h；3.新增浓缩旁路→烟气侧温降2℃，蒸发水减少1.1t/h；综合年节水量约6000t。4.4原因：1.除雾器冲洗程序周期设置过短→修改冲洗周期由60min→90min；2.脱水系统间歇运行→改为连续运行，液位斜率平缓；3.PID参数Ti过小→由18min调至30min；4.氧化风量周期性波动→检查氧化风机入口导叶执行器，消除震荡。5.计算5.1(1)蒸发水量=烟气量×(出口含湿−入口含湿)×18/22.4×1000=6.0×10^5×(0.112−0.075)×0.804=17900kg/h；(2)补水量=蒸发+废水+石膏水+隐性泄漏−回用=17900+2100+1300+500−45000=−23200→取绝对值23.2t/h；(3)石膏产量=SO2脱除量×1.72=125×0.025×0.96×64/32×1.72=6.45t/h（湿基7.2t/h）；(