大濕法脫硫系統(tǒng)若干問(wèn)題

方明江

摘 要：我國(guó)提出要把生態(tài)文明建設(shè)放在突出的地位，著力推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綠色、循環(huán)和低碳發(fā)展。門(mén)前我國(guó)大氣污染形勢(shì)嚴(yán)峻，而燃煤電廠是SO2等大氣污染物的主要排放源，控制燃煤電廠SO2排放對(duì)治理大氣污染有舉足輕重的作用。目前，我國(guó)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝在燃煤電廠煙氣脫硫市場(chǎng)中占有率高達(dá)90%以上，但有些電廠煤種含硫量變化大，導(dǎo)致運(yùn)行當(dāng)中浪費(fèi)了大量的電和水。因此，有必要研究提高濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行水平。本文通過(guò)對(duì)江西世龍熱電石灰石-石膏FGD系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析，提出相應(yīng)的改造措施。

關(guān)鍵詞：脫硫系統(tǒng)；PH值測(cè)量控制；循環(huán)泵

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.018

1 脫硫系統(tǒng)概述

江西世龍實(shí)業(yè)股份有限公司（2×130t/h）循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫EPC工程，為#3、#4兩臺(tái)鍋爐加裝脫硫裝置，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，副產(chǎn)物為脫硫石膏。一爐一塔配置，全煙氣脫硫，脫硫后效率為≤100mg/Nm3。

煙氣脫硫系統(tǒng)采用噴淋空塔脫硫技術(shù)，控制系統(tǒng)采用和利時(shí)公司DCS系統(tǒng)。

由#3、#4鍋爐引風(fēng)機(jī)排出的原煙氣經(jīng)新增煙道后進(jìn)入吸收塔，與布置在吸收塔上部的四個(gè)不同高度的噴淋層噴出的循環(huán)吸收漿液滴形成逆向接觸吸收。凈化后的煙氣繼續(xù)向上流經(jīng)布置在噴淋層上方的除霧器，凈煙氣中夾帶的液滴在除霧器中被除去。離開(kāi)除霧器的凈煙氣經(jīng)吸收塔塔頂煙囪直接排向大氣。

脫硫所需的石灰石粉外購(gòu)，經(jīng)密封罐車運(yùn)至脫硫島。在該脫硫島中設(shè)置了1個(gè)石灰石粉倉(cāng)，石灰石粉倉(cāng)設(shè)計(jì)有2個(gè)錐形下料口。每個(gè)下料口都設(shè)置了一套旋轉(zhuǎn)下料裝置。粉倉(cāng)中的石灰石粉經(jīng)星型給料機(jī)、沖板流量計(jì)后送入石灰石漿液箱。石灰石漿液通過(guò)調(diào)節(jié)供漿量，達(dá)到需要密度時(shí)，經(jīng)石灰石漿液泵（共2臺(tái)，一運(yùn)一備）送入#3、#4吸收塔漿池液面上方，再由循環(huán)泵送入吸收塔噴淋層。脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表。

2 循環(huán)泵的問(wèn)題

由于業(yè)主購(gòu)買(mǎi)煤炭含硫量波動(dòng)比較大，加上鍋爐本身負(fù)荷也有相當(dāng)波動(dòng)，兩者疊加導(dǎo)致原煙氣含硫量波動(dòng)在2000-4000mg/Nm3之間波動(dòng)。運(yùn)行當(dāng)中只有保持四臺(tái)132KW循環(huán)泵同時(shí)運(yùn)行，才能保證4000mg/Nm3時(shí)的排放要求，造成了大的電能浪費(fèi)。同時(shí)，氧化風(fēng)量也有較大浪費(fèi)。運(yùn)行當(dāng)中，要保持節(jié)電，只有頻繁啟動(dòng)循環(huán)泵，循環(huán)管內(nèi)漿液在循環(huán)泵停止時(shí)，從噴淋口高度直接回落，導(dǎo)致循環(huán)泵入口過(guò)濾網(wǎng)被沖壞，給生產(chǎn)帶來(lái)了不穩(wěn)定性。同時(shí)，頻繁的啟動(dòng)大功率電動(dòng)機(jī)，對(duì)電動(dòng)機(jī)本身、控制柜和變壓器也造成了不利影響。

漿液循環(huán)泵是脫硫系統(tǒng)里面耗電量最大的設(shè)備，本工程FGD系統(tǒng)有四臺(tái)循環(huán)泵，總功率528KW，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明循環(huán)泵的用電量約占系統(tǒng)總用電量的60%，對(duì)循環(huán)泵的改造可以達(dá)到最大的節(jié)電效果。

本工程循環(huán)泵電控系統(tǒng)原來(lái)的啟動(dòng)是通過(guò)軟啟動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，我們把它改成變頻啟動(dòng)，對(duì)應(yīng)的DCS系統(tǒng)增加一塊8通道模擬量輸出模塊和一塊8通道模擬量輸入模塊，分別來(lái)對(duì)應(yīng)量臺(tái)爐8臺(tái)循環(huán)泵的頻率設(shè)定和頻率反饋。每臺(tái)爐的#1循環(huán)泵處于工頻常開(kāi)狀態(tài)，其他3臺(tái)循環(huán)泵的頻率和開(kāi)啟狀態(tài)由DCS系統(tǒng)通過(guò)入口SO2濃度的大小來(lái)控制，當(dāng)入口SO2濃度增大，循環(huán)泵的輸出頻率增大。為了保持噴淋層的覆蓋面，循環(huán)泵的最小運(yùn)行頻率為25赫茲。低于25赫茲，循環(huán)泵走停機(jī)程序。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的升級(jí)改造，4臺(tái)循環(huán)泵的運(yùn)行功率從原來(lái)的500KW左右，降到350KW左右，效益明顯。

原先循環(huán)泵停機(jī)時(shí)，有大量的漿液從20多米的高處回流進(jìn)入吸收塔，對(duì)循環(huán)泵入口濾網(wǎng)造成了很大的沖擊。我們通過(guò)設(shè)置變頻器的停機(jī)曲線和DCS程序，完成了循環(huán)泵的停機(jī)步驟。當(dāng)根據(jù)入口SO2濃度反饋計(jì)算出來(lái)的頻率小于25赫茲時(shí)，循環(huán)泵進(jìn)入停機(jī)程序，使得循環(huán)泵頻率慢慢變小，在漿液的重力和離心力達(dá)到平衡時(shí)，停留30秒，再慢慢減小頻率，直至停機(jī)，完全杜絕了漿液對(duì)濾網(wǎng)的沖擊，使得系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

3 PH值測(cè)量控制

PH值的測(cè)量方法是吸收塔漿液引入PH計(jì)測(cè)量杯后，再送回吸收塔，即可測(cè)得漿液PH值。本工程PH計(jì)漿液來(lái)自吸收塔漿液循環(huán)泵出口，沖洗水取自工藝水系統(tǒng)。運(yùn)行中PH計(jì)的測(cè)量管容易堵塞，測(cè)量電極容易磨損。無(wú)論是吸收塔漿液還是沖洗水，均自下往上流經(jīng)PH計(jì)測(cè)量杯，PH計(jì)電極球泡在高流速、高壓力。高含固量的液體沖刷下，容易破碎。本工程的PH電極更換頻繁，極端情況下，十余天時(shí)間就得更換一次，后來(lái)不得不棄之不用。在線PH計(jì)退出運(yùn)行后，只能靠人工采樣，進(jìn)行離線分析，并據(jù)此調(diào)整吸收塔進(jìn)漿液時(shí)間，導(dǎo)致漿液PH值大幅波動(dòng)，給脫硫效率、石膏品質(zhì)、除霧器清潔造成一定影響。

我們改用測(cè)量低壓漿液的方法來(lái)解決上述問(wèn)題，為此，在吸收塔漿液區(qū)的塔壁上開(kāi)孔去漿，引入在線PH計(jì)，測(cè)量后的漿液排入吸收塔區(qū)域地坑，由地坑泵再打回吸收塔。取漿的開(kāi)孔位置有兩個(gè)，分別位于漿液循環(huán)泵入口上部、距吸收塔塔底4米左右的位置，這里的漿液循環(huán)較為充分，無(wú)固體沉積，代表性強(qiáng)。采樣管粗細(xì)要合適，以有漿液連續(xù)流出、不沉積在管內(nèi)為宜，以達(dá)到節(jié)能的目的。在線PH計(jì)測(cè)量杯進(jìn)漿方式為測(cè)進(jìn)底出，采用這樣的方式，既可避免沖破玻璃球泡，又可防止?jié){液沉積。

PH電極采用人工取出清洗的方式，清洗頻率視在線PH計(jì)與離線PH計(jì)的差值而定，當(dāng)二者相差達(dá)到0.2PH以上時(shí)，馬上取出PH計(jì)電極清洗。當(dāng)在線PH計(jì)退出運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先取出PH電極，再?zèng)_洗管路，防止電極損壞。

4 除霧器噴淋水系統(tǒng)

除霧器的作用是除去煙氣夾帶物，運(yùn)行中出現(xiàn)了一級(jí)除霧器大面積堵塞，并因局部過(guò)流煙氣流速激增導(dǎo)致折流板被擠出卡槽，造成多組除霧器板片散亂；煙道疏排管堵塞，含有一定漿液的冷凝水無(wú)法排出，除霧器壓差變送器長(zhǎng)期缺陷，上位機(jī)顯示不準(zhǔn)確。分析原因?yàn)橄到y(tǒng)沖洗流量、持續(xù)時(shí)間及周期不能按要求進(jìn)行。對(duì)于垂直除霧器沖洗周期，一般設(shè)定值為：一級(jí)正面沖洗周期為30分鐘，持續(xù)時(shí)間45-60秒，一級(jí)背面沖洗周期30-60分鐘，持續(xù)時(shí)間45-60秒，二級(jí)沖洗周期60分鐘，持續(xù)時(shí)間45-60秒。這個(gè)要求電廠一般未能做到，尤其是沖洗水量與液位的矛盾關(guān)系，做聯(lián)鎖的條件下，液位高不允許沖洗。同時(shí)，水壓運(yùn)行和沖洗過(guò)程中應(yīng)保證沖洗母管壓力在0.3-0.4MPa，噴嘴處壓力應(yīng)達(dá)到0.25 MPa。調(diào)取曲線發(fā)現(xiàn)，沖洗間隔周期較設(shè)置長(zhǎng)，沖洗壓力也達(dá)不到要求。對(duì)于上述問(wèn)題，我們更換了壓差變送器，保證了測(cè)量的正確性，對(duì)于沖洗周期的觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)了壓差強(qiáng)制觸發(fā)，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，沖洗程序觸發(fā)，有效的解決了除霧器堵塞問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

石灰石-石膏濕法FGD系統(tǒng)龐大復(fù)雜，既有為實(shí)現(xiàn)SO2脫除反應(yīng)的大量機(jī)械設(shè)備，又有為提高自動(dòng)化程度的大量在線監(jiān)控儀表，設(shè)備和測(cè)量?jī)x表間邏輯聯(lián)鎖復(fù)雜，每個(gè)個(gè)項(xiàng)目又有它自己的特殊性，對(duì)設(shè)計(jì)調(diào)試人員和運(yùn)行人員均有較高要求。在日常的運(yùn)行中操作中，要懂得原理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題全面考慮，才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定有效的工作。