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浅析燃煤机组石灰石—石膏湿法脱硫常见问题

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摘 要:本文例举分析了火力发电厂石灰石—石膏湿法烟气脱硫运行中遇到的主要问题和基本的决方法。生产运行中要严格控制,调整不适当的参数。及时发现设备运行中异常现象,防止发生事故发生。

关键词:火力发电厂烟气脱硫(FGD) 除雾器 石膏雨

中图分类号:TN2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(a)-0083-01

我国是以煤炭为主要能源的国家,在相当长的时间内火力发电厂以燃煤机组为主的基本格局不会改变。大量的燃煤必然导致锅炉烟气中SO2的大量排放,造成环境污染。目前,国内锅炉燃烧脱硫方法中,采用烟气石灰石石膏湿法脱硫工艺的较多,但这种工艺基本是引进国外技术,在运行中还存一些问题,本文加以归纳例举并提出一些针对性解决措施。

石灰石—石膏湿法脱硫常见问题有以下几个方面。

1 脱硫效率低

火力发电厂燃煤机组脱硫效率低的原因很多,主要包含系统设计不足,煤种含硫量变化造成烟气含硫量高、石灰石吸收剂的纯度、活性等因素,还包括运行控制因素,如运行中吸收塔浆液的控制,吸收塔pH值控制、吸收塔浆液浓度、吸收塔浆液过饱和度、循环浆液量、Ca/S、氧化风量、废水排放量等等都会对脱硫效果造成影响。

影响FGD系统脱硫率的因素很多,这些因素叉相互关联。特别是无法燃用设计煤种问题。目前国内煤炭品质不一,造成很多电厂燃烧煤种严重超出设计值,造成脱硫系统无法长期稳定运行。这就要求在工程系统设计初期选定合适的设计和运行参数。运行中选择高品位、活性强的石灰石作为吸收剂,控制锅炉的燃烧和电除尘器的运行,使进入FGD系统的烟气参数在设计范围内,以保证脱硫效果。

2 除雾器结垢堵塞

FGD系统运行中沉积在除雾器表面的浆液中所含的物质会引起结垢。如果这些污垢不能得到及时的冲洗,就会在除雾器叶片上沉积,进而造成除雾器堵塞。结垢主要分为两种类型:湿-干垢和结晶垢。湿-干垢较为松软,简单的机械清理以及水冲洗方式即可得到清除。结晶垢则较为坚硬不易冲洗。

为防止运行期间除雾器堵塞,控制吸收塔浆液浓度,控制pH值波动,并按设计要求的水流量及冲洗频率定期进行冲洗除雾器,冲洗时需确保冲洗压力,防止结垢物堆积堵塞。

3 石膏雨问题

石膏雨包含了石膏和雨两层含义。与未脱硫的原烟气直排相比,脱硫后的净烟气在抬升高度及扩散能力方面相对较差,因此当脱硫后烟气从烟囱排出时,由于烟温与环境温度相差较大,烟气来不及扩散,烟气中的饱和态水遇冷变成过饱和状态,最终成为冷凝液落到地面形成雨,烟气排放温度与环境温度相差越大,越容易形成雨。

解决石膏雨问题主要优化脱硫系统设计,分析烟气脱硫入口烟气量与设计参数的偏差;选择合适的烟气流速;选择合适的除雾器类型;采用较小液气比来进行优化。还可以采用“湿烟囱”内筒型式的改进方式,并在烟囱内筒设置积液槽。石膏雨现象多出现在锅炉高负荷运行期,这与烟气流量有关。当机组负荷大时,在保证锅炉正常燃烧前提下,适当减少风量,控制炉膛负压与升压风机压力,降低烟气流量与流速,降低石膏雨。

4 浆液泵的腐蚀与磨损

由脱硫工艺的特点决定了所有中间介质均为腐蚀性液体,同时液体中均携带有颗粒物。接触这些浆液的设备,如泵、管道的磨损和腐蚀是免不了的。特别是对于泵常伴有汽蚀现象发生,加剧了泵的磨损。

针对石膏系统的生产流程,改变设备的运行工况,即降低浆液泵输送介质的密度,控制浆液流速在设计值范围内,可大大地延长设备的寿命。保证入口烟尘浓度低于设计值;保证石灰石细粉品质,粒度、纯度符合设计要求;采用耐磨材料或耐磨涂层都可以有效的减少浆液泵的腐蚀与磨损。

5 机械密封损坏

机械密封是一种限制工作流体沿转轴泄露的、无填料的端面密封装置,机械密封有至少一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下,加之辅助密封的配合,与另一端面保持贴合并相对滑动,从而防止流体泄漏。由于两个端面紧密贴合,使密封端面之间的分界形成一微小间隙,当一定压力的介质通过此间隙时,会形成极薄的液膜并产生阻力,阻止介质泄漏:液膜又可以使端面得以,由此获得长期的密封效果。

离心泵在运转中突然泄漏,多数是由于工况变化较大,维护不当引起的。造成机械密封损坏的主要原因有:抽空、气蚀或较长时间憋压;泵实际输出流量偏小,大量介质泵内循环,热量积聚,引起介质气化,导致密封失效;停运未排空或入口门泄露,导致泵体内存有浆液,当泵长时间停运,浆液沉积严重,重新启动也会扯坏密封面;介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多,环境温度急剧变化,工况频繁变化或调整,密封水断流都会造成机械密封损坏。

运行中,加强对密封水的巡检,特别是循环泵,防止断流;保证密封水压力和流量;定期检查泵振动,一旦出现振动过大,及时停运进行反冲洗,必要时检查入口管道或滤网。

6 吸收塔浆液起泡

纯净的液体不能形成稳定的泡沫,吸收塔起泡是由于系统中进入了其他成分。比如锅炉在运行过程中投油、燃烧不充分,未燃尽成份随锅炉尾部烟气进入吸收塔,造成吸收塔浆液有机物含量增加;或者锅炉电除尘运行状况不好,烟气中粉尘浓度超标,含有大量惰性物质的杂志进入吸收塔后,致使吸收塔浆液重金属含量增高。重金属离子增多引起浆液表面张力增加,从而使浆液表面起泡;石灰石品质不高,水质不达标等等原因。

吸收塔浆液起泡溢流后,首先要消除已产生的泡沫,然后分析起泡原因,严格控制进入吸收塔内各种可能引起起泡的物质,调整运行缓解起泡溢流。吸收塔地坑还需要定期加入脱硫专用消泡剂。必要时,停运一台循环泵,减小吸收塔内部浆液的扰动,降低浆液起泡性;加大石膏脱水量,进行浆液置换;脱水的同时,加大废水排放量,降低浆液中重金属离子、CL离子、有机物、悬浮物及各种杂质的含量;当吸收塔起泡溢流,必须定期打开烟道底部疏水阀疏水,防止浆液到达增压风机出口段。

参考文献

[1] 石文风,刘连利,刘伟.烟气脱硫剂的研究现状及进展[J].渤海大学学报,2007,28(4):24-29.

[2] 程永新,曹佩.湿法烟气脱硫系统中“石膏雨”问题的分析及对策[J].电力建设,2009:94-97.