某2×330 MW 機(jī)組脫硫系統(tǒng)漿液中毒案例分析

武 潔，李浩杰，趙全中

（內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020）

1 事故起因

2017年9月14日起，該電廠1#脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔漿液碳酸鈣含量8.25%，2#脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔漿液碳酸鈣含量6.34%（標(biāo)準(zhǔn)為3%以內(nèi)）。在石灰石大量供漿情況下，1#脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔漿液pH 值僅能補(bǔ)至4.5，2#脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔漿液pH 值僅能補(bǔ)至4.6，1#、2#脫硫系統(tǒng)一、二級(jí)吸收塔均出現(xiàn)黑色泡沫溢流現(xiàn)象。脫硫效率嚴(yán)重下降，為保證脫硫出口環(huán)保參數(shù)達(dá)標(biāo)排放，電廠多次發(fā)生限負(fù)荷事件。

9月18日，脫硫系統(tǒng)石灰石粉倉(cāng)內(nèi)壁板結(jié)物堵塞下料情況日益嚴(yán)重，開(kāi)始對(duì)粉倉(cāng)進(jìn)行清空工作。大量板結(jié)塊連同石灰石稱重皮帶脫落，裙邊進(jìn)入石灰石漿液箱，板結(jié)塊無(wú)法完全水解，大量顆粒塊及裙邊膠皮將1#脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔供漿主路堵塞，只能利用啟停石灰石漿液泵，為1#脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔石灰石供漿旁路大流量供漿。2#脫硫系統(tǒng)為事故漿液箱配漿，事故漿液泵供漿，2#脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔石灰石供漿主路調(diào)門(mén)在9月2日故障，備件一直未到，調(diào)門(mén)前手動(dòng)門(mén)不嚴(yán)，為防止堵塞，仍只能采用限調(diào)門(mén)，然后手動(dòng)門(mén)啟停事故漿液泵大流量供漿。2 臺(tái)機(jī)組脫硫只能采取短時(shí)間大流量供漿方式，方可維持機(jī)組運(yùn)行，1#、2#脫硫系統(tǒng)吸收漿液品質(zhì)持續(xù)惡化，吸收漿液內(nèi)碳酸鈣含量最高達(dá)11.27%。

10月6日，脫硫石灰石粉倉(cāng)清倉(cāng)工作結(jié)束，10月7日，消耗完事故漿液箱內(nèi)配漿，1#、2#吸收塔恢復(fù)為石灰石漿液箱供漿。10月14日前，1#石灰石供漿主路共堵塞裙邊膠皮3 次，1#脫硫二級(jí)吸收塔石灰石供漿主路堵塞裙邊膠皮1 次，現(xiàn)仍采用短時(shí)間大流量供漿方式運(yùn)行。1#脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔石灰石供漿主路調(diào)門(mén)被卡裙邊膠皮卡壞。

10月7日，脫硫B 真空皮帶脫水機(jī)皮帶從動(dòng)輪軸承損壞不能運(yùn)行，A 脫水濾布為原縮水濾布加長(zhǎng)，在漿液品質(zhì)差前提下脫水困難，處理期間吸收漿液含固量最高達(dá)到49.86%，吸收漿液濃度嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致脫水系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。1#、2#吸收塔漿液進(jìn)行部分置換后恢復(fù)脫水系統(tǒng)運(yùn)行。

2 原因分析

針對(duì)這種情況，從多個(gè)方面進(jìn)行了漿液中毒分析。

（1）工藝水。循環(huán)冷卻水大多是燃煤電廠脫硫系統(tǒng)工藝水的來(lái)源，由于循環(huán)冷卻水中加入了較多緩蝕阻垢劑和殺菌劑，過(guò)多的殺菌劑進(jìn)入到吸收塔漿液后，會(huì)起到表面活性劑的作用，從而降低溶液的表面張力，造成脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液極易氣泡且泡沫比較穩(wěn)定。

殺菌劑過(guò)多時(shí)，主要體現(xiàn)是工藝水中COD 較高。經(jīng)測(cè)試，該電廠近期工藝水中COD 值是30.1 mg/L，根據(jù)DL/T 5196—2016《火力發(fā)電廠石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》中8.0.1 中要求，規(guī)定工藝水中COD 限值為30 mg/L。因此，判斷工藝水不是引起該次漿液中毒的主要因素。

（2）石灰石。脫硫裝置使用的石灰石中含碳酸鎂過(guò)高時(shí)，會(huì)引起吸收塔漿液中毒，鎂離子與鈣離子同時(shí)存在時(shí)，由于鎂離子的活性要高于鈣離子，因此，在濃度高的情況下，鎂離子會(huì)優(yōu)先結(jié)合陰離子，這樣就阻礙了鈣離子與亞硫酸氫根離子和硫酸跟離子的結(jié)合，發(fā)生同離子效應(yīng)，進(jìn)一步抑制了石灰石的溶解速度。

根據(jù)DL/T 5196—2016《火力發(fā)電廠石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》中3.0.9 的要求，規(guī)定石灰石中碳酸鎂含量小于等于5.0%，不超過(guò)3.0%，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，該電廠石灰石中氧化鎂含量是2.98%，折算為碳酸鎂是6.26%，超過(guò)了規(guī)程中規(guī)定的限值。因此，可以判斷石灰石品質(zhì)是漿液中毒原因之一。

（3）煙氣。鍋爐的不充分燃燒或是在運(yùn)行過(guò)程中投油，隨著煙氣的流動(dòng)方向，都會(huì)造成在飛灰中有未燃燒盡的物質(zhì)進(jìn)入后續(xù)的脫硫系統(tǒng)，造成吸收塔的漿液中有機(jī)物含量增加或重金屬離子濃度升高的現(xiàn)象，發(fā)生皂化反應(yīng)，使吸收塔中的漿液表面形成一層油膜，導(dǎo)致表面張力增加，造成因氣泡而中毒的現(xiàn)象。

根據(jù)廠內(nèi)的檢測(cè)化驗(yàn)報(bào)告，吸收塔溢流中有機(jī)物含量較高。因此，鍋爐的燃燒不充分或是在運(yùn)行過(guò)程中投油是漿液中毒的主要原因之一。

（4）運(yùn)行方式。9月，由于石膏脫水機(jī)故障，石膏漿液沒(méi)有得到及時(shí)外排，導(dǎo)致吸收塔漿液密度高，漿液中的硫酸鈣過(guò)飽和，抑制碳酸鈣的溶解反應(yīng)。

脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔供漿主路堵塞采取大流量短時(shí)間供漿液，一定程度導(dǎo)致吸收塔內(nèi)化學(xué)組分和pH 值變化劇烈，不利于反應(yīng)的進(jìn)行。

廠內(nèi)脫硫裝置的脫水系統(tǒng)或廢水處理系統(tǒng)如若不能正常投入使用，會(huì)導(dǎo)致漿液品質(zhì)惡化。因此，石膏脫水機(jī)故障和脫硫系統(tǒng)一級(jí)吸收塔供漿主路堵塞是漿液中毒的原因之一。

3 建議措施

（1）依據(jù)規(guī)程DL/T 567.3—2016《火力發(fā)電廠燃料試驗(yàn)方法第3 部分：飛灰和爐渣樣品的采取和制備》，電廠鍋爐運(yùn)行人員應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程步驟進(jìn)行取樣，并按照DL/T 567.6—2016《火力發(fā)電廠燃料試驗(yàn)方法 第6 部分：飛灰和爐渣可燃物測(cè)定方法》測(cè)試飛灰中的可燃物，根據(jù)測(cè)試結(jié)果不斷調(diào)整鍋爐運(yùn)行，進(jìn)一步減少進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的有機(jī)物。

（2）“吸收—反應(yīng)—形成石膏”這一過(guò)程若中斷，比較難處理。此時(shí)，條件允許情況下，可壓低機(jī)組負(fù)荷。利用低負(fù)荷這一時(shí)間段，加快置換漿液的速度，同時(shí)提高吸收塔內(nèi)的供氧量。也要控制入口處煙氣的含硫量，限定漿液的pH 值，以提高漿液的反應(yīng)速度和石膏的成長(zhǎng)速度。若有兩套脫水系統(tǒng)，可同時(shí)啟動(dòng)，將漿液內(nèi)的硫酸鈣脫出。等到漿液密度，漿液的pH 值回到正常水平后，可逐步恢復(fù)脫硫系統(tǒng)。在恢復(fù)過(guò)程中，要準(zhǔn)確跟進(jìn)分析漿液中的碳酸鈣的溶解情況及含量，逐步增大補(bǔ)漿量，避免出現(xiàn)二次漿液中毒現(xiàn)象。

（3）定期沖洗溢流管排空管，定期檢查溢流管和高點(diǎn)的排空管，加裝沖洗水管，發(fā)現(xiàn)有堵塞現(xiàn)象或泡沫超過(guò)高點(diǎn)溢出時(shí)，利用沖洗來(lái)破壞虹吸現(xiàn)象，緩解溢流。

（4）強(qiáng)化脫硫運(yùn)行與化學(xué)檢測(cè)的橫向聯(lián)系，脫硫系統(tǒng)化驗(yàn)結(jié)果應(yīng)及時(shí)向運(yùn)行人員反饋。運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)化驗(yàn)結(jié)果預(yù)計(jì)分析，脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行要根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果及時(shí)調(diào)整，運(yùn)行人員對(duì)pH 計(jì)、密度計(jì)等設(shè)備應(yīng)定期沖洗。脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)溢流等情況時(shí)，化驗(yàn)人員應(yīng)對(duì)工藝水、石灰石漿液、吸收塔漿液中COD 進(jìn)行測(cè)試，運(yùn)行人員對(duì)吸收塔中有機(jī)物的來(lái)源進(jìn)行初步判斷。目前吸收塔漿液中COD 是1684 mg/L，建議進(jìn)行持續(xù)檢測(cè)，直至脫硫系統(tǒng)能正常運(yùn)行。

（5）進(jìn)一步加強(qiáng)脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行及檢修管理工作，盡快解決設(shè)備故障問(wèn)題。

（6）加強(qiáng)漿液置換。增加廢水排放量，降低吸收塔中氯離子含量，控制在7000 mg/L 以下。引起漿液氣泡且使泡沫穩(wěn)定的物質(zhì)，如漿液中的飛灰、惰性物質(zhì)、氯鹽和硫酸鹽等的濃度要盡量降低。