660MW機(jī)組脫硫出口煙塵異常變化的分析

楊永尚，趙紅文

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660MW機(jī)組脫硫出口煙塵異常變化的分析

楊永尚，趙紅文

（華電內(nèi)蒙古能源有限公司土默特發(fā)電分公司，內(nèi)蒙古 包頭 014100）

為解決華電蒙能土默特公司超低排放機(jī)組脫硫出口煙塵的特殊變化情況，分析同煙塵排放關(guān)系密切的噴淋層及除霧器等影響因素；同時(shí)結(jié)合吸收塔漿液起泡分析了泡沫對塔內(nèi)流場及除霧器性能的影響，在機(jī)組停機(jī)時(shí)對分析進(jìn)行了驗(yàn)證；總結(jié)出了運(yùn)行過程中控制泡沫影響因素是人工清理和停機(jī)置換漿液等，通過改變啟機(jī)煤種、增加泡沫收集池等的方法，有效解決了低負(fù)荷時(shí)煙塵排放高的特殊變化情況。

660MW機(jī)組；脫硫；超低排放

隨著火電廠煙氣超低排放機(jī)組的不斷投運(yùn)，出現(xiàn)了一些達(dá)標(biāo)排放時(shí)沒有碰到過的問題，如煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)較高、個(gè)位數(shù)的變化都會對排放指標(biāo)造成影響等。本文就土默特公司脫硫出口煙塵一次特殊異常進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)措施。

華電蒙能土默特公司兩臺660 MW機(jī)組，安裝有低低溫五電場電除塵器；脫硫采用五層噴淋空塔技術(shù)，脫硫塔出口配一級管式＋兩層屋脊、一級煙道式除霧器，除霧器頂層設(shè)計(jì)有手動沖洗管道。脫硫塔設(shè)計(jì)協(xié)同除塵能力：吸收塔入口煙道20 mg/Nm3、出口煙塵不大于10 mg/Nm3。

1 脫硫出口煙塵隨負(fù)荷“倒掛”問題

1.1 煙塵隨負(fù)荷“倒掛”現(xiàn)象

2017年6月土默特公司#2脫硫出口煙塵出現(xiàn)異常變化，低負(fù)荷（330～450 MW）時(shí)6～7 mg/Nm3左右、高負(fù)荷（550～660 MW）時(shí)4～5 mg/Nm3左右。同正常運(yùn)行時(shí)低負(fù)荷2～4 mg/Nm3左右、高負(fù)荷上升至4～5 mg/Nm3左右的常規(guī)不相符（有時(shí)候由于循環(huán)泵投運(yùn)數(shù)量不同，高低負(fù)荷脫硫出口煙塵基本接近）。經(jīng)對比6月10～28日負(fù)荷及脫硫出口煙塵運(yùn)行曲線，這一趨勢還在加劇，低負(fù)荷時(shí)上升至7～8 mg/Nm3、高負(fù)荷時(shí)上升至6～7 mg/Nm3左右。同一時(shí)期發(fā)現(xiàn)石膏脫水機(jī)石膏表面黑色雜質(zhì)量較多，在石膏庫可發(fā)現(xiàn)石膏總體顏色偏暗，中間夾有黑色物質(zhì)。

經(jīng)查#2脫硫運(yùn)行曲線，脫硫出口煙塵變化情況如表1所示。

表1 #2機(jī)組脫硫出口煙塵變化表

1.2 異常原因排查

發(fā)現(xiàn)問題后，對系統(tǒng)作了以下調(diào)整：

（1）將低低溫電除塵入口煙溫從110℃調(diào)至95℃；

（2）優(yōu)化電除塵振打程序，停運(yùn)電除塵末電場振打；

（3）檢查吸收塔除霧器沖洗時(shí)間頻次，同時(shí)安排運(yùn)行人員多次開啟除霧器上層沖洗水清洗除霧器；

（4）投運(yùn)全部循環(huán)泵運(yùn)行。按經(jīng)驗(yàn)，這些措施的執(zhí)行會明顯降低出口煙塵排放指標(biāo)。

但從煙氣自動監(jiān)控系統(tǒng)CEMS（Continuous Emission Monitoring System，）觀察到這些措施未對脫硫出口煙塵產(chǎn)生影響。說明本次煙塵變化的影響因素與塔內(nèi)設(shè)備關(guān)系較小。但煙塵在6月份的上升趨勢，又說明這些因素已逐漸影響到了塔內(nèi)設(shè)備的性能。

1.3 原因分析

吸收塔內(nèi)能影響到煙塵協(xié)同處理能力的因素有噴淋層、塔內(nèi)流場及除霧器。噴淋層噴嘴噴霧的霧滴大小及覆蓋面，會影響到煙塵的洗劑能力，但檢查發(fā)現(xiàn)循環(huán)泵出口壓力、電流沒有變化，可以排除這方面的原因。本次對煙塵的影響因素可能是除霧器及塔內(nèi)流場。

1.3.1 除霧器問題

脫硫出口煙塵低負(fù)荷時(shí)高、高負(fù)荷時(shí)低（高負(fù)荷接近長期運(yùn)行正常值)，說明除霧器葉片還沒有被大量堵塞；出口煙塵逐漸上升趨勢又說明，堵塞面或影響除霧器效果的因素有擴(kuò)大的趨勢。目前吸收塔內(nèi)起泡嚴(yán)重，從吸收塔溢流管處可以看到起泡現(xiàn)象頻繁。

低負(fù)荷煙塵上升的原因分析：吸收塔內(nèi)大量泡沫被煙氣帶到除霧器層，低負(fù)荷時(shí)煙氣流速較低，有可能部分泡沫在除霧器靠近塔壁流速更低的區(qū)域形成堆積，影響到除霧器的通流面積，進(jìn)而影響到噴淋層的煙氣分布（影響噴淋層洗塵能力），最終使除霧器的效果降低。

高負(fù)荷時(shí)煙塵恢復(fù)正常的原因分析：在高負(fù)荷情況下，煙氣流量大、流速高，泡沫層不容易在除霧器表面堵積，低負(fù)荷時(shí)形成的泡沫被高流速煙氣清除，最終除霧器恢復(fù)處理霧滴的能力，塔內(nèi)流場也恢復(fù)正常。

1.3.2 塔內(nèi)流場影響

從流場方面看，塔內(nèi)起泡嚴(yán)重、泡沫已超過吸收塔原煙氣入口煙道高度。在低負(fù)荷時(shí)，由于煙氣流量小流速低，不能完全將泡沫沖散，泡沫影響了煙氣在整個(gè)塔內(nèi)的均勻性，導(dǎo)致塔內(nèi)流場破壞，在泡沫堆積量較大的噴淋層洗塵能力下降。另一方面到達(dá)除霧器的泡沫可能在塔周邊形成堆積，影響了除霧器的除霧能力。這兩個(gè)方面引起脫硫出口煙塵異常變化。

1.4 采取的措施

（1）懷疑異常同起泡沫關(guān)系較大后，安排檢修人員不間斷清理吸收塔地溝，將從溢流管流出的泡沫用油桶拉到煤場。

（2）停機(jī)置換漿液的準(zhǔn)備工作。要求在停機(jī)前將液位盡可能控制在低位，同時(shí)濃度控制在20%左右，在停機(jī)時(shí)停止除霧器沖洗等一切可能降低可吸收塔漿液密度的補(bǔ)水措施，在停機(jī)時(shí)用脫水的方法將塔內(nèi)漿液完全脫水。

（3）停機(jī)時(shí)檢查吸收塔內(nèi)部，包括噴淋層噴嘴、除霧器。

1.5 處理效果

檢修人員清理泡沫大約半個(gè)月時(shí)間，從吸收塔溢流出的黑色泡沫明顯減少；在機(jī)組停機(jī)前將吸收塔液位控制在12 m左右、濃度控制在20%；停機(jī)后由于水平衡問題，只將#2吸收塔漿液脫水至吸收塔液位5 m左右；

在停機(jī)時(shí)檢查了吸收塔噴淋層及除霧器，漿液噴嘴沒有堵塞情況，除霧器沖洗水管沒有斷裂現(xiàn)象；發(fā)現(xiàn)除霧器表面顏色較黑、板面沉積一薄層黑色物質(zhì)，最下層的管式除霧器包括除霧器鋼梁也是黑色的，但沒有發(fā)現(xiàn)板間堵塞情況。正常情況下，除霧器應(yīng)該是純白色、鋼梁應(yīng)是防腐層顏色，這說明塔內(nèi)漿液惡化，起泡現(xiàn)象嚴(yán)重。吸收塔液位運(yùn)行時(shí)控制在15 m左右，吸收塔溢流管上部排汽口標(biāo)高21 m，吸收塔入口煙道最底層標(biāo)高20.95 m，兩臺塔都出現(xiàn)溢流管排汽口冒泡現(xiàn)象。說明內(nèi)部泡沫高度最少6 m以上，超過了入口煙道的高度。在本次#2機(jī)組停機(jī)檢修時(shí)，發(fā)現(xiàn)脫硫出口煙塵儀檢測管上有類似泡沫的黑色物質(zhì)，說明泡沫隨煙氣到達(dá)了凈煙道。

機(jī)組啟動前吸收塔漿液重新配制，機(jī)組啟動后觀察脫硫出口煙塵恢復(fù)了正常的變化趨勢。

2 塔內(nèi)起泡問題

2.1 起泡原因

脫硫系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行后液位上層會積累一定量的“油質(zhì)成份”，這些油質(zhì)漂浮在吸收塔液位上部，石膏排出泵不能抽取這部漿液并將其引至廢水系統(tǒng)，長時(shí)間的積累會引起塔內(nèi)起泡。每年脫硫塔安排1～2次清塔將漿液徹底的置換，可以解決“油質(zhì)”積累問題。但由于土默特公司沒有灰場，自投產(chǎn)后一年時(shí)間都沒有安排清塔工作，這是引起漿液起泡的外部因素。

2.2 應(yīng)對措施

（1）脫硫運(yùn)行專業(yè)要制定啟機(jī)措施，啟機(jī)時(shí)要用什么煤種燃燒較充分，不易對吸收塔漿液造成重大污染。

（2）增加泡沫收集池。吸收塔漿液已起泡并從溢流管流出，就不應(yīng)該讓泡沫返回吸收塔。在吸收塔周邊新增泡沫回收池，讓溢流黑色漿液收集在池內(nèi)，然后人工轉(zhuǎn)運(yùn)至煤場；同時(shí)設(shè)備小修時(shí)，在吸收塔壁14 m處開孔并裝手動閥門，并將開孔管道和溢流管連通，可以手動排出上部污染漿液。

（3）加強(qiáng)廢水系統(tǒng)的運(yùn)行，將CL濃度控制在10000 ppm左右。

（4）監(jiān)控除霧器沖洗水流量、壓力，加強(qiáng)除霧器上層次沖洗水的沖洗力度、頻度。

（5）化學(xué)廢水至脫硫系統(tǒng)補(bǔ)水。要求化學(xué)專業(yè)化驗(yàn)化學(xué)廢水成份，嚴(yán)格執(zhí)行文獻(xiàn)[1]對工藝水及除霧器沖洗水的要求。

3 小結(jié)

環(huán)保部門要求電廠廢水零排放，部分電廠將不能處理的化學(xué)廢水全部送入脫硫系統(tǒng)；同時(shí)由于點(diǎn)火過程不完全燃燒的影響及吸收塔液位上層的油質(zhì)成份不易去除，會加劇吸收塔泡沫的產(chǎn)生，對脫硫系統(tǒng)液位控制、煙塵排放等造成一定影響，因此有效去除泡沫對脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行非常重要。

[1]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[S].

TK411+.5

B

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.06.016

1006－0316 (2018) 06－0078－03

2017－11－28

楊永尚（1972－），男，內(nèi)蒙古包頭人，本科，工程師，主要從事發(fā)電廠機(jī)組管理工作；趙紅文（1971－），男，陜西澄城人，本科，高級工程師，主要從事發(fā)電廠環(huán)保方面技術(shù)工作。