火電廠脫硫系統(tǒng)二級吸收塔的擴建及運行調(diào)整

李秀忠

(華電國際萊城發(fā)電廠，山東萊蕪271113)

火電廠脫硫系統(tǒng)二級吸收塔的擴建及運行調(diào)整

李秀忠

(華電國際萊城發(fā)電廠，山東萊蕪271113)

隨著火電廠大氣污染物排放標準的逐漸提高，原脫硫系統(tǒng)的吸收塔處理容量已經(jīng)不能滿足環(huán)保參數(shù)的達標排放要求。在脫硫系統(tǒng)中擴建二級吸收塔，增加煙氣處理容量，并闡述新建吸收塔后的運行操作及注意事項，確保一、二級吸收塔協(xié)調(diào)運行，脫硫系統(tǒng)煙氣達標排放，爭做資源節(jié)約型、環(huán)保友好型發(fā)電企業(yè)。

脫硫系統(tǒng);二級吸收塔擴建;運行操作

1 萊城電廠脫硫系統(tǒng)概述

萊城電廠4臺300MW機組脫硫系統(tǒng)采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝，一爐一塔設(shè)計。自脫硫裝置投運以來，設(shè)施投運率超過99.0%、脫硫效率為95%。萊城電廠4套全煙氣量處理的濕式石灰石－石膏濕法煙氣脫硫裝置，運行穩(wěn)定。系統(tǒng)全煙氣量脫硫時，脫硫后凈煙氣溫度不低于80℃。校核煤種工況下確保FGD裝置排放的SO2濃度不超標;即使FGD入口煙氣SO2濃度比設(shè)計煤種增加25%時仍能安全穩(wěn)定運行。整套系統(tǒng)于2008年12月底完成安裝調(diào)試。

吸收塔系統(tǒng)是影響脫硫效率的核心部件，自下而上可分為氧化結(jié)晶區(qū)、吸收區(qū)、除霧區(qū)三個主要的功能區(qū)［1］。煙氣通過吸收塔入口從漿液池上部進入吸收區(qū)。在吸收塔內(nèi)，熱煙氣自下而上與漿液(三層噴淋層)接觸發(fā)生化學吸收反應，并被冷卻。該漿液由各噴淋層多個噴嘴層噴出。漿液(含硫酸鈣、亞硫酸鈣、未反應的碳酸鈣、惰性物質(zhì)、飛灰和各種溶質(zhì))從煙氣中吸收硫的氧化物以及其他酸性物質(zhì)。在液箱中，硫的氧化物與碳酸鈣反應，形成亞硫酸鈣［2－3］。亞硫酸鈣由設(shè)置在漿液池中的氧化空氣分布系統(tǒng)強制氧化成石膏。

2 二級吸收塔擴建的原因

根據(jù)新的《火電廠大氣污染物排放標準》要求，部分火電廠原運行的脫硫系統(tǒng)SO2處理能力已經(jīng)不能滿足新的環(huán)保排放標準，當遇到燃燒高硫分的煤種時，則只能降低機組負荷運行。因此在“不環(huán)保、不發(fā)電”的形式下，重新建設(shè)新的二級吸收塔增加脫硫系統(tǒng)SO2處理能力，確保SO2達標排放，是當前環(huán)保新形式下的必由之路。

3 二級吸收塔擴建的過程

3.1 新建吸收塔的情況介紹

萊城電廠1號機組在大修過程中，脫硫新建了二級串聯(lián)吸收塔，以增加脫硫系統(tǒng)整體煙氣處理能力，確保SO2排放濃度不大于50mg/m3(標干態(tài)、6%O2)。塔設(shè)置3層噴淋層，塔頂設(shè)置2級除霧器。二級吸收塔設(shè)置3臺石膏漿液強制循環(huán)泵和1臺大容量氧化風機，吸收塔漿池采用攪號拌器進行攪拌，二級吸收塔設(shè)置了地坑泵及漿液攪拌器。

3.2煙氣系統(tǒng)

鍋爐引風機出口的全部煙氣經(jīng)水平煙道匯流后進入一級吸收塔系統(tǒng)，在塔內(nèi)初步洗滌脫硫后的凈煙氣經(jīng)除霧器除去部分霧滴，再進入二級吸收塔系統(tǒng)，進一步洗滌脫硫并經(jīng)除霧器除去霧滴后，再進入濕式除塵器凈化后經(jīng)煙囪排入大氣。

3.3SO2吸收系統(tǒng)

SO2吸收系統(tǒng)包括:一二級吸收塔、吸收塔漿液循環(huán)及攪拌、石膏漿液排出、煙氣除霧、氧化空氣、放空、排空系統(tǒng)。

在二級吸收塔入口SO2濃度為1000mg/m3的設(shè)計條件下，一級吸收塔鈣硫比約為1.0317，二級吸收塔鈣硫比約為1.0322。當一級吸收塔的脫硫效率達到原設(shè)計要求時，二級吸收塔入口SO2濃度為240mg/m3，在此設(shè)計條件下，一級吸收塔鈣硫比為1.031，二級吸收塔的鈣硫比為1.042。脫硫后的煙氣挾帶的液滴在吸收塔出口的除霧器中收集，使凈煙氣的液滴含量不超過保證值。吸收塔的亞硫酸鈣通過氧化，生成石膏，經(jīng)石膏排出泵輸送至真空皮帶脫水機進行脫水，石膏外賣。

3.4 吸收塔系統(tǒng)

二級吸收塔與原一級吸收塔均為空塔結(jié)構(gòu)，為鋼結(jié)構(gòu)圓筒體，內(nèi)襯玻璃鱗片。一級吸收塔正常液位為12.2m，新建二級吸收塔正常液位9.0m左右。正常運行時，石膏漿液強制循環(huán)泵的間斷運行，一二級吸收塔的漿液濃度和pH值基本保持一致，漿液的pH值控制在5.2～5.6的范圍內(nèi)。新建二級吸收塔主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 新增脫硫二級吸收塔主要技術(shù)參數(shù)

二級吸收塔采用噴淋塔，漿液循環(huán)泵將吸收塔漿池內(nèi)的吸收劑漿液循環(huán)送至噴嘴，對煙氣進行洗滌凈化，吸收煙氣中的SO2。漿液循環(huán)泵按照單元制設(shè)置(每臺循環(huán)泵對應一層噴淋層)，二級吸收塔設(shè)三層噴淋層，不設(shè)備用泵。循環(huán)泵及進口閥門能夠在控制室進行自動開啟和關(guān)閉。漿液循環(huán)泵配有油位指示器、機械密封、聯(lián)軸器罩和泄漏液收集設(shè)備等其他附件。漿液循環(huán)泵機械密封采用SiC，并適應沖洗水0.2～0.4MPa的要求。

新增1臺氧化風機作為備用，單臺流量6306m3/h，壓升137kPa。由于氧化空氣量的增加，需要對原有的氧化空氣管道進行更換。氧化風機及其附屬設(shè)備能由DCS實現(xiàn)順序控制。

4 擴建吸收塔完成后的啟、停及運行維護

4.1 擴建完成后一二級吸收塔的聯(lián)合啟動

(1)啟動前的檢查。吸收塔系統(tǒng)聯(lián)合啟動前檢查所有完成工作，一切準備工作就緒，一、二級吸收塔漿液注至規(guī)定數(shù)值。

(2)輔助系統(tǒng)檢查啟動。確認儀表風壓力工藝水正常;吸收塔區(qū)集水坑排漿泵置于“自動”模式，以便根據(jù)液位信號進行操作;集水坑攪拌器置于“啟動”模式，當液位上升到指定高度自動啟動。

(3)吸收塔區(qū)。將FGD工藝水泵置于“手動”模式;啟動石灰石供漿系統(tǒng)，石灰石漿液箱充滿漿液，并啟動一臺供漿泵。將pH控制回路置于“自動”位置，可根據(jù)一、二級吸收塔的pH值分別進行補充漿液;校驗其他pH控制的參數(shù);攪拌器應至少運行60min后［4］，循環(huán)泵才能啟動;前述步驟完成后，根據(jù)A、C、B、D的順序啟動一、二級吸收塔系統(tǒng)的漿液循環(huán)泵。

(4)吸收塔投運。吸收塔區(qū)的所有設(shè)備運行(氧化風機除外)，此時，吸收塔準備接受鍋爐煙氣。吸收塔啟動至少3個攪拌器運行，但是當吸收塔漿液循環(huán)泵穩(wěn)定運行后，可以不嚴格要求，但是攪拌器最好連續(xù)運行。當吸收塔液面低于“高－高”液位時，方可投入除霧器沖洗系統(tǒng)。吸收塔進入運行狀態(tài)，脫硫劑供漿系統(tǒng)及脫水系統(tǒng)即可根據(jù)需要投入運行。

(5)氧化風系統(tǒng)投運。確認氧化風管道上的手動閥門打開;確認工藝水已送到降溫閥處;確認風機出口閥門已打開;確認氧化風機已在遠控運行模式，將氧化風機置于“自動”啟動模式;氧化風機按程序自動運行，氧化風機啟動;當氧化風機啟動時，排空閥全開，風機啟動后，排空閥在2分鐘內(nèi)慢慢關(guān)閉。一級吸收塔系統(tǒng)啟動完畢，方可啟動二級吸收塔系統(tǒng)的氧化風機;完成啟動，此時整個FGD處于運行狀態(tài)。

4.2 吸收塔運行中的維護與檢查

吸收塔運行中的維護與檢查具體措施:檢查一、二級吸收塔液位維持規(guī)程規(guī)定范圍;一、二級吸收塔漿液pH值維持在4.2～4.6范圍內(nèi);石膏漿液密度維持1100～1200kg/m3運行［5］;吸收塔運行時，除霧器沖洗應投自動。檢查除霧器沖洗就地壓力是否正常;每次吸收塔系統(tǒng)投入的初期，聯(lián)系化學及熱工、對照校驗石膏密度計的正確性;對一、二級吸收塔系統(tǒng)的液位進行協(xié)調(diào)，確保一、二級吸收塔之間的液位保持平衡。

4.3 一、二級吸收塔停運

(1)氧化風機的停運。順序停止一、二級吸收塔的氧化風機，打開氧化風機排空門，停止氧化風機，關(guān)閉氧化風冷卻水門。

(2)循環(huán)泵停運。漿液循環(huán)泵應逐臺停止，完成1臺的沖洗操作，再進行另1臺漿液循環(huán)泵的操作;循環(huán)泵停運操作在DCS上發(fā)出“停機”命令，然后按照順序進行關(guān)閉入口門，再進行沖洗操作;也可手動在DCS上開啟和關(guān)閉沖洗閥和排漿閥。

(3)除霧器沖洗。當循環(huán)泵全部停運后，再沖洗一次除霧器，以便清除除霧器和噴漿管上的固體顆粒［6］。

(4)吸收塔攪拌器。各吸收塔攪拌器只有吸收塔液位降至4.5m時，方可停止吸收塔系統(tǒng)攪拌器，過早停止，漿液不能充分攪拌，過晚停止，吸收塔液位降低至攪拌器中心軸位置，攪拌器葉片一半打空，因葉片處不平衡，引起攪拌器劇烈振動。

(5)吸收塔工藝水。在其它機組的脫硫系統(tǒng)未停止時，工藝水系統(tǒng)禁止停運，否則，可停止工藝水系統(tǒng)，停運后北方電廠冬季應注意防凍。

(6)排空吸收塔。在進行吸收塔內(nèi)部檢查檢修時，應將吸收塔系統(tǒng)排空。具體措施:檢查氧化風機、循環(huán)泵、除霧器系統(tǒng)確已停運，可通過石膏排漿泵、地坑泵進行脫水排漿，液位將至低限時，可打開吸收塔人孔門進行排漿。也可根據(jù)情況，手動打開通向事故漿液罐的閥門，關(guān)閉脫水系統(tǒng)閥門，將漿液儲存至事故漿液箱［7］;利用石膏排出泵抽凈吸收塔內(nèi)的漿液后，停止石膏排出泵后，并完成規(guī)定的沖洗程序;剩余的漿液排至地坑，再由地坑排液泵輸送到事故漿液罐。

4.4 二級吸收塔擴建后的運行操作及注意事項

脫硫一二級吸收塔啟動時，應聯(lián)合啟動運行，同時投入煙氣系統(tǒng)，檢查啟動后的一、二級吸收塔出口二氧化硫濃度符合吸收塔系統(tǒng)設(shè)計要求，觀察各吸收塔出口煙氣溫降在正常范圍，通過煙氣流速，核算煙氣阻力是否正常［8］。當一、二級吸收塔系統(tǒng)液位偏離正常范圍時，應通過一、二級吸收塔的聯(lián)通泵進行液位平衡，另外，可以通過調(diào)節(jié)進入各吸收塔的溢流水泵出口電動門調(diào)整吸收塔液位，確保吸收塔液位在正常范圍［9－10］。

5 結(jié)語

二級吸收塔擴建完成后，數(shù)據(jù)分析試驗結(jié)果表明，在機組最大負荷及高硫分煤種試驗過程中，均能安全運行，且有一定備用容量，滿足了各種運行工況下的SO2達標排放。同時，總結(jié)出一整套一、二級吸收塔之間各種運行參數(shù)的平衡調(diào)節(jié)經(jīng)驗，為其他電廠吸收塔運行調(diào)整提供參考。

［1］郭東明.脫硫工程技術(shù)與設(shè)備［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2012.

［2］張磊，劉樹昌.大型電站煤粉鍋爐煙氣脫硫技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2009.

［3］盧嘯風，饒思澤.石灰石濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)備運行與事故處理［M］.北京:中國電力出版社，2009.

［4］周菊華.火電廠燃煤機組脫硫技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2010.

［5］楊旭中.燃煤電廠脫硫裝置［M］.北京:中國電力出版社，2011.

［6］曾庭華，楊華，廖永進，等.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的調(diào)試試驗及運行［M］.北京:中國電力出版社，2008.

［7］周至祥，段建中，薛建明.火電廠濕法煙氣脫硫技術(shù)手冊(第二版)［M］.北京:中國電力出版社，2006.

［8］楊颺.煙氣脫硫脫硝凈化工程技術(shù)與設(shè)備［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2013.

［9］薛建明，王小明，劉建民，等.濕法煙氣脫硫設(shè)計及設(shè)備選型手冊［M］.北京:中國電力出版社，2011.

［10］徐寶東.煙氣脫硫工藝手冊［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2012.

Desulphurization system in thermal power plant of two stage absorption tower expansion and operation adjustment

With the gradual increase in the standard emission standard of thermal power plant flue gas desulfurization system，the original absorption emission standard tower processing capacity has been unable to meet the requirements of environmental parameters.In the desulfurization system to expand the two stage absorption tower，flue gas treatment capacity increased，and expounds the new absorption tower after the operation and the matters needing attention，to ensure the coordinated operation of level one or two absorption tower，flue gas desulphurization system emissions standards，striving to be a resource－saving，environmental friendly power generation enterprises.

desulfurization system;two stage absorption tower extension;operation

X701.3

B

1674－8069(2015)06－048－03

2015-05-22;

2015-09-20

李秀忠(1968-)，男，山東省萊蕪市人，高級工程師，從事發(fā)電廠脫硫、脫硝環(huán)保技術(shù)工作。E－mail:lwzjw529@163.com