電廠濕法煙氣脫硫塔底結(jié)垢異常分析及解決措施

楊俊強(qiáng)，薛明超，楊曉飛，田文慧

(國(guó)電駐馬店熱電有限公司，河南 駐馬店 463000)

電廠濕法煙氣脫硫塔底結(jié)垢異常分析及解決措施

楊俊強(qiáng)，薛明超，楊曉飛，田文慧

(國(guó)電駐馬店熱電有限公司，河南 駐馬店 463000)

某熱電有限公司為2×330 MW亞臨界燃煤供熱機(jī)組采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫裝置按照1爐1塔布置。脫硫系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行的情況下，脫硫漿液在循環(huán)過(guò)程中，在脫硫塔底部結(jié)垢的情況時(shí)有發(fā)生，針對(duì)電廠出現(xiàn)結(jié)垢異常的分析和處理措施研究，對(duì)保障脫硫系統(tǒng)安全，可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行顯得十分重要。

脫硫塔；石膏濕法煙氣脫硫；結(jié)垢異常

表2 脫硫裝置主要設(shè)計(jì)參數(shù)

1 脫硫裝置概況

某熱電有限公司為2×330 MW亞臨界燃煤供熱機(jī)組采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫裝置按照1爐1塔布置。每臺(tái)脫硫的煙氣處理能力為相應(yīng)鍋爐設(shè)計(jì)最大連續(xù)蒸發(fā)量工況(BMCR)下的100%煙氣量，石灰石制漿系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)為2套脫硫裝置公用。

2 脫硫裝置主要參數(shù)

鍋爐燃燒的煤質(zhì)資料及脫硫裝置主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1、表2。

表1 鍋爐燃燒的煤質(zhì)資料

脫硫裝置所用吸收劑主要組分分析見(jiàn)表3。

表3 吸收劑主要組分分析

設(shè)計(jì)工況下，石膏品質(zhì)應(yīng)達(dá)到如下指標(biāo)：自由水分<10%；CaSO4·2H2O質(zhì)量濃度>90%；CaCO3質(zhì)量濃度<3%；CaSO3·0.5H2O質(zhì)量濃度<1%；溶解于石膏中的Cl-質(zhì)量濃度<0.01%(CaSO4·2H2O、CaCO3、CaSO3·0.5H2O、Cl-質(zhì)量濃度均指干基值)。

3 脫硫裝置存在的問(wèn)題

#2脫硫系統(tǒng)C漿液循環(huán)泵自2014年10月更換葉輪后，電流由修前的58 A降至32 A，造成C漿液循環(huán)泵出力偏低，導(dǎo)致#2脫硫系統(tǒng)液氣比下降且抗擾動(dòng)能力差，#2脫硫系統(tǒng)在此狀況下運(yùn)行將近10個(gè)月，期間頻繁出現(xiàn)漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)堵塞且多次出現(xiàn)漿液惡化現(xiàn)象，至2015年6月，#2機(jī)組檢修期間打開(kāi)#2脫硫吸收塔發(fā)現(xiàn)底部沉積物異常，沉積

物脫水風(fēng)干后分上下2層，上層物質(zhì)為石膏，下層出現(xiàn)大量黑色細(xì)小顆粒狀物質(zhì)，明顯不同于上層物質(zhì)，如圖1所示，并發(fā)現(xiàn)在漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)附著有硬垢，很難清除，如圖2所示，這種黑色物質(zhì)在吸收塔底部大量沉積，影響石膏綜合品質(zhì)，并對(duì)脫硫裝置穩(wěn)定運(yùn)行造成隱患。

圖1 #2吸收塔底部沉積物照片

圖2 #2吸收塔漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)

4 原因分析及解決措施

4.1 運(yùn)行參數(shù)對(duì)比分析

通過(guò)查閱2個(gè)不同時(shí)段#2脫硫系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，分別為2015年4月14日19:00—20:00和2011年4月21日10:00—11:00，更換葉輪后數(shù)據(jù)及機(jī)組168 h試運(yùn)后性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

針對(duì)以上2個(gè)不同時(shí)段#2脫硫系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析可知：在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行、燃煤硫份偏高情況下，由于脫硫系統(tǒng)液氣比偏低，要保證脫硫出口二氧化硫濃度滿足GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放要求，需要通過(guò)增加供漿量，提高漿液的pH值來(lái)彌補(bǔ)，因而造成了#2脫硫系統(tǒng)鈣硫比在較長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)值1.03，導(dǎo)致漿液密度的升高，吸收塔漿液反應(yīng)不充分，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)漿液惡化，極易中毒。

表4 更換葉輪后及機(jī)組168 h試運(yùn)后性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)

4.2 化驗(yàn)結(jié)果分析

4.2 .1 石膏沉積物分析

分別對(duì)#2吸收塔漿液、石膏、石膏沉積物進(jìn)行取樣，如圖3、圖4所示，并將樣品送至國(guó)網(wǎng)河南電科院進(jìn)行化驗(yàn)。顯微鏡放大后可知：石膏沉積物中CaSO4·2H2O純度偏低，雜質(zhì)含量較高。取樣分析結(jié)果見(jiàn)表5。

圖3 石膏取樣

由化驗(yàn)結(jié)果可以得出：(1)石膏樣品CaSO4·2H2O質(zhì)量濃度偏低、CaCO3質(zhì)量濃度偏高，均超出設(shè)計(jì)值；(2)石膏沉積物CaSO4·2H2O質(zhì)量濃度、CaCO3質(zhì)量濃度2項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)值。

4.2.2 吸收劑品質(zhì)分析

脫硫系統(tǒng)所用吸收劑是普通石灰石和石沫(小石子)的混合物，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)石灰石、石沫、石灰石漿液取樣，如圖5、圖6、圖7所示，取樣分析結(jié)果見(jiàn)表6。

由化驗(yàn)結(jié)果可以得出：(1)吸收劑中CaO質(zhì)量濃度偏低，低于設(shè)計(jì)值4%；(2)吸收劑中MgO，SiO2，Al2O3，F(xiàn)e2O3含量偏高，均超出設(shè)計(jì)值。

表5 取樣分析結(jié)果 %

圖4 石膏沉積物取樣

圖5 石灰石取樣

圖6 石沫取樣

圖7 石灰石漿液取樣

4.2.3 石灰石漿液粒徑分析

對(duì)石灰石漿液取樣分析化驗(yàn)其細(xì)度，化驗(yàn)結(jié)果表明石灰石細(xì)度小于44 μm(325目)所占比例平均值為20.95%，超出技術(shù)協(xié)議中要求的“粒徑至少達(dá)到≤0.044 mm(90%通過(guò)325目)”。

表6 石灰石、石沫、石灰石漿液取樣分析化驗(yàn)結(jié)果 %

石灰石細(xì)度是脫硫性能的一種重要參數(shù)。相同條件下石灰石粒度越細(xì)，其粒徑越小，比表面積越大，與酸反應(yīng)的速度越快，相同條件下與溶于水的SO2反應(yīng)越充分，吸收塔漿液及石膏中的剩余碳酸鈣含量越低。

4.3 解決措施

2015年7月18日，公司組織召開(kāi)了由本公司技術(shù)人員、國(guó)網(wǎng)河南電科院等單位人員參加的現(xiàn)場(chǎng)專題會(huì)議，針對(duì)#2脫硫系統(tǒng)異常情況提出解決措施，并實(shí)施。

(1)針對(duì)#2脫硫C漿液循環(huán)泵出力偏低問(wèn)題，對(duì)C漿液循環(huán)泵進(jìn)行解體，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)C漿液循環(huán)泵葉輪型號(hào)不符要求，利用本次檢修機(jī)會(huì)，更換漿液循環(huán)泵葉輪，使C漿液循環(huán)泵電流恢復(fù)至58 A，提高整個(gè)脫硫系統(tǒng)的液氣比，使其恢復(fù)設(shè)計(jì)值。

(2)合理配煤摻燒，保持燃煤硫分的均勻、平穩(wěn)，確保脫硫入口SO2質(zhì)量濃度低于2380mg/m3，同時(shí)保證脫硫系統(tǒng)入口SO2質(zhì)量濃度10min之內(nèi)波動(dòng)不超過(guò)100mg/m3(標(biāo)態(tài))，避免因大幅波動(dòng)造成吸收塔漿液惡化甚至“中毒”。

(3)嚴(yán)格控制入廠石灰石質(zhì)量，要求其CaO質(zhì)量濃度達(dá)到52%以上，MgO質(zhì)量濃度低于2%，SiO2質(zhì)量濃度低于2%。

(4)加強(qiáng)球磨機(jī)的管理和維護(hù)，定期檢查鋼球數(shù)量，運(yùn)行中若發(fā)現(xiàn)球磨機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流降低，則應(yīng)補(bǔ)加鋼球，確保石灰石研磨徹底，粒度符合設(shè)計(jì)要求(90%通過(guò)325目)。

(5)嚴(yán)格控制吸收塔漿液pH值在5.2～5.6，漿液密度控制在1 120～1 160 kg/m3，加大供氧量，保證足夠的氧化風(fēng)量。

(6)建議按照DL/T 1149—2010《火電廠石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行導(dǎo)則》的要求進(jìn)行漿液的化驗(yàn)分析，及時(shí)了解漿液品質(zhì)并作出調(diào)整。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，造成塔內(nèi)反應(yīng)惡化及石膏品質(zhì)異常的原因是多方面的，但往往是相互關(guān)聯(lián)的。針對(duì)公司#2脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)的異常情況，主要是液氣比、石灰石粒度等方面問(wèn)題較為突出，通過(guò)上述措施處置后，#2脫硫各項(xiàng)指標(biāo)趨于正常，并對(duì)#1脫硫系統(tǒng)進(jìn)行全面的診斷，舉一反三，防患于未然，因此更進(jìn)一步說(shuō)明了及時(shí)消除設(shè)備缺陷、強(qiáng)化運(yùn)行管理、重視化驗(yàn)監(jiān)測(cè)、提高運(yùn)行人員的預(yù)判能力是維護(hù)好脫硫設(shè)備、避免漿液惡化的根本。

(本文責(zé)編：齊琳)

2017-05-05；

2017-06-05

X 773

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1674-1951(2017)08-0067-03

楊俊強(qiáng)(1971—)，男，河南駐馬店人，工程師，從事發(fā)電廠集控運(yùn)行方面的工作(E-mail:13839611262@163.com)。