火電廠濕法煙氣脫硫無旁路啟動漿液起泡危害及應(yīng)對措施

李啟全

摘要：吸收塔漿液冒泡是石灰石-石膏法脫硫技術(shù)中比較常見的問題，本文主要針對在無旁路狀態(tài)啟機(jī)時(shí)漿液污染大量起泡，以河南某2×600MW機(jī)組電廠為研究對象，分析了形成氣泡的原因和對脫硫系統(tǒng)的危害，并提出了相應(yīng)對措施，對濕法脫硫系統(tǒng)在無旁路啟機(jī)時(shí)大量起泡的特殊情況，具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：濕法脫硫；起泡；原因；危害；應(yīng)對措施

一、引言

濕法脫硫技術(shù)是目前國內(nèi)采用較多的脫硫技術(shù)，有技術(shù)成熟、效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，伴隨著煙道旁路的封堵和排放標(biāo)準(zhǔn)的降低、新《環(huán)保法》的實(shí)施，該脫硫技術(shù)在一定時(shí)間里面都是我國火電脫硫技術(shù)的首選技術(shù)。

漿液起泡是濕法脫硫技術(shù)中常見的問題，但是隨著煙道旁路的封堵，在啟機(jī)過程大量氣泡給啟機(jī)過程造成嚴(yán)重危害，如果處理不當(dāng)，很有可能導(dǎo)致脫硫退出運(yùn)行、而申請鍋爐MFT、鍋爐滅火；故此啟機(jī)過程中的冒泡比正常穩(wěn)定運(yùn)行中漿液起泡危害更大，不能不引起重視。

二、起泡原因

在啟機(jī)過程中，由于各個(gè)設(shè)備處于不穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)致進(jìn)入吸收塔內(nèi)的成分變多[1]，在多重化學(xué)反應(yīng)作用下，吸收塔內(nèi)漿液大量起泡，具體原因如下：

（一）油漬

由于機(jī)組啟機(jī)過程中大量投油助燃，部分碳顆粒和燃油未能完全燃燒，導(dǎo)致焦油等有機(jī)物隨煙氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)部，漿液品質(zhì)下降。

（二）煙塵

同時(shí)由于在啟機(jī)過程中除塵設(shè)備通常未100%出力（避免油漬粘貼除塵電極板、節(jié)能），導(dǎo)致大量惰性物質(zhì)的雜質(zhì)進(jìn)入吸收塔[2]，使吸收塔漿液重金屬含量增高；簡介導(dǎo)致重金屬離子增多引起漿液表面張力增加，從而使?jié){液大量起泡。

（三）廢水

由于機(jī)組其中，吸收塔內(nèi)漿液密度不高，暫未達(dá)到啟動石膏脫水、同時(shí)外投廢水的條件，導(dǎo)致廢水一直在吸收塔內(nèi)連續(xù)循環(huán)[3]，增大了漿液起泡的化學(xué)作用。

（四）吸收塔的補(bǔ)水

以河南省某2×600MW電廠為例；吸收塔補(bǔ)水和除霧器沖洗水同時(shí)采用主機(jī)循環(huán)水，直接導(dǎo)致吸收塔補(bǔ)水的化學(xué)需氧量和生化需氧量超標(biāo)，增加了漿液起泡的初始因素。

三、起泡危害

（一）循環(huán)泵吸入氣泡導(dǎo)致設(shè)備氣蝕嚴(yán)重

1.氣蝕危害：漿液內(nèi)產(chǎn)生的大量氣泡，在泵殼和葉輪的高速流動下，產(chǎn)生氣蝕，損害設(shè)備，破壞了泵內(nèi)液體的連續(xù)流，使泵的流量、效率明顯下降，表現(xiàn)為金屬表面出現(xiàn)麻點(diǎn)，繼而表面呈現(xiàn)海綿狀、蜂窩狀、魚鱗狀等痕跡；嚴(yán)重時(shí)可造成設(shè)備穿孔、甚至葉輪破裂，釀成嚴(yán)重事故。

2.設(shè)備振動增大：由于漿液循環(huán)泵吸入漿液內(nèi)含有大量泡沫成分，直接導(dǎo)致流體的不均勻分布[4]在泵體內(nèi)部，使得泵處理不均勻，電機(jī)和泵的振動波動較大，安全可靠性急劇下降；如該電廠某次啟機(jī)三臺循環(huán)泵均出現(xiàn)電流波動5A的情況。

（二）循環(huán)泵吸入氣泡導(dǎo)致液氣比下降

液氣比是濕法脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要參數(shù)之一，它的大小反映了吸收塔過程推助理和吸收塔速率的大小，正常發(fā)現(xiàn)，液位同比下降約25%，若假設(shè)正常情況下液氣比為16，而在漿液大量冒泡時(shí)實(shí)際的液氣比只有12，遠(yuǎn)低于安全值，嚴(yán)重降低了單位時(shí)間內(nèi)脫除硫份的能力。

（三）吸收塔液位顯示偏差

該電廠2×600MW吸收塔液位計(jì)采用壓差式液位計(jì)測量，DCS系統(tǒng)顯示的液位是根據(jù)差壓變送器測得的差壓和設(shè)定的吸收塔內(nèi)漿液密度計(jì)算得來的值，所以在起泡情況下，吸收塔真實(shí)液位是低于顯示液位，循環(huán)漿液在吸收塔內(nèi)實(shí)際液面在流動循環(huán)、攪拌、鼓入空氣等多重作用下波動較大，從而導(dǎo)致吸收塔間歇性溢流。因此當(dāng)吸收塔漿液起泡溢流嚴(yán)重時(shí)，對吸收塔實(shí)際液位的監(jiān)測構(gòu)成了很大的威脅。

（四）起泡對主機(jī)側(cè)的危害

1.對煙道的危害：溢流漿液迚入煙道中，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入防腐內(nèi)襯及其毛細(xì)孔內(nèi)，在高溫原煙氣蒸發(fā)作用中，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出幵結(jié)晶，體積發(fā)生膨脹，使防腐內(nèi)襯產(chǎn)生應(yīng)力，在反復(fù)干濕交替的作用下，體積膨脹更大而產(chǎn)生的應(yīng)力也隨之變大；同時(shí)漿液還會沉積結(jié)垢原煙道中，減小了煙道橫截面積的同時(shí)也縮短了煙道的使用壽命和檢修周期，影響脫硫系統(tǒng)安全運(yùn)行。

2.對引風(fēng)機(jī)的危害：正常情況機(jī)組都在煙道側(cè)設(shè)置緊急輸水管道，使溢流漿液流至地坑仍打回吸收塔，但是在個(gè)別特殊情況下，若果溢流將液量較大，則可能導(dǎo)致漿液回流至引風(fēng)機(jī)側(cè)，順壞引風(fēng)機(jī)葉輪，增加引風(fēng)機(jī)停運(yùn)、燃燒不穩(wěn)定的爐膛滅火的隱患。

（五）部分輔助儀表顯示異常

1.密度計(jì)顯示異常：因起泡導(dǎo)致漿液內(nèi)部的介質(zhì)不均勻，在通過密度計(jì)的時(shí)候，流體不均勻，使得密度顯示忽高忽低，失去正常顯示漿液密度的意義，只能憑經(jīng)驗(yàn)粗略估計(jì)，不能有效準(zhǔn)確的把握吸收塔內(nèi)漿液的含固量。

2.PH值顯示異常：由于飛灰和焦油燃燒對漿液的污染，導(dǎo)致測量PH值電極外部被油漬包裹，不能準(zhǔn)確有效的測量出漿液PH值，失去對漿液PH值的掌握。

3.吸收塔地坑液位計(jì)異常：該電廠#3機(jī)組某次啟機(jī)冒泡，循環(huán)漿液在流入吸收塔地坑再打至吸收塔的過程中，吸收塔地坑在漿液冒泡導(dǎo)致泡沫上升堵塞地坑液位計(jì)測量通道（超聲波式），使得地坑泵連鎖實(shí)效，出現(xiàn)漿液溢流但無法有效測量液位的情況。

四、應(yīng)對措施

（一）吸收塔啟機(jī)前后嚴(yán)控補(bǔ)水水質(zhì)

以該電廠為例，二期工藝水有主機(jī)循環(huán)水和工業(yè)水兩路（水質(zhì)較好），在啟機(jī)前后，可以優(yōu)先采取用工業(yè)水補(bǔ)水為主，輔助以循環(huán)水，以減少化學(xué)需氧量和生化需氧量[5]不合格的水進(jìn)入吸收塔。

（二）投加消泡劑

該方法最為直接和有效，能在較短時(shí)間達(dá)到消除泡沫的目的，實(shí)用效果較好；但是由于受添加頻率和計(jì)量的要求，在漿液大量起泡的速度大于消泡劑消泡速度時(shí)，仍舊不能從根本上解決漿液冒泡的問題。

（三）保持最少漿液循環(huán)泵運(yùn)行

盡可能少數(shù)漿液循環(huán)泵運(yùn)行，增大吸收塔內(nèi)漿液循環(huán)時(shí)間，減少漿液循環(huán)漿液分子間動能作用，抑制起泡的連續(xù)進(jìn)行。

（四）保持低吸收塔液位

適當(dāng)降低吸收塔工作液位，減小漿液溢流量，防止?jié){液倒灌至入吸收塔入口煙道。

（五）連續(xù)投運(yùn)石膏脫水

降低吸收塔漿液重金屬離子、氯離子、有機(jī)物、懸浮物及各種雜質(zhì)的含量，保證吸收塔內(nèi)漿液的品質(zhì)。

五、結(jié)論

如上所述，啟機(jī)過程中漿液起泡是石灰石-石膏法脫硫中常見的問題之一，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和主機(jī)順利的并網(wǎng)有很大危害，必須引起重視，一旦出現(xiàn)起泡溢流，相關(guān)人員要及時(shí)采取妥善處理辦法，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行和主機(jī)的順利并網(wǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙旭東. 濕法脫硫除塵一體化裝置應(yīng)用中的問題及解決措施[J].熱能動力工程，2002，17（98）：186-188

[2] 蘇大雄.錢楓.石灰石濕法脫硫過程中PH條件對結(jié)垢的影響研究[J].環(huán)境污染與防治，2005，27（3）：198-200

[3] 楊楊.樊保國.石灰石濕法脫硫過程中PH條件對結(jié)垢的影響研究[J].鍋爐技術(shù)，2013，44（5）：71-74