燃煤電廠脫硫主塔氧化風(fēng)完全失去的影響和預(yù)控措施

楊俊強，楊曉飛

(國電駐馬店熱電有限公司，河南 駐馬店 463000)

1 機組概況

某熱電廠為2×330 MW亞臨界燃煤供熱機組,每臺機組各配置1套脫硫裝置，采用單塔雙循環(huán)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。脫硫裝置的煙氣處理能力為相應(yīng)鍋爐設(shè)計最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)工況下的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。在進(jìn)行單塔雙循環(huán)超凈排放改造后，吸收塔有4臺漿液循環(huán)泵，吸收區(qū)加料槽(AFT)塔有2臺漿液循環(huán)泵，吸收塔和AFT塔均采用2臺氧化風(fēng)機(1運1備)，加快吸收塔內(nèi)的氧化反應(yīng)[1]，達(dá)到高效脫硫的目的，保證燃煤機組出口煙氣SO2質(zhì)量濃度達(dá)標(biāo)。

2 工藝簡介

煙氣經(jīng)布袋除塵器處理后通過引風(fēng)機進(jìn)入煙氣脫硫(FGD)裝置中的吸收塔逆流向上，與噴淋下來的漿液充分接觸，煙氣被漿液冷卻并達(dá)到飽和，煙氣中的 SO2，SO3，HCl，HF 等酸性成分被吸收。煙氣進(jìn)入吸收塔首先與下循環(huán)噴淋出的漿液接觸，經(jīng)洗滌冷卻后去除一部分 SO2，反應(yīng)后的煙氣經(jīng)過收集碗導(dǎo)流葉片進(jìn)入上級循環(huán)區(qū)進(jìn)一步反應(yīng)，SO2幾乎全部去除，最后再連續(xù)流經(jīng)3層(1層平板式、2級屋脊式)除霧器除去所含霧滴排入煙囪。整個脫硫過程分2級完成，收集碗將脫硫區(qū)分為上下2個循環(huán)回路，下循環(huán)為吸收塔、下循環(huán)泵、噴淋層，上循環(huán)分為收集碗(集液斗)、AFT、上循環(huán)泵、噴淋管。

該工藝系統(tǒng)特點如下[2-5]。

表1 脫硫裝置主要設(shè)計參數(shù)Tab.1 Main design parameters of the desulfurization device

(1)FGD煙氣入口與煙囪之間未設(shè)置旁路煙道。

(2)SO2吸收系統(tǒng)包括原吸收塔4層噴淋裝置、AFT塔2層噴淋裝置和1套二級除霧器，每層噴淋裝置對應(yīng)1臺漿液循環(huán)泵。

(3)石灰石漿液制備系統(tǒng)主要是將石灰石粉溶解成固體物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%左右的石灰石漿液，然后送往吸收塔及AFT塔。通過調(diào)節(jié)進(jìn)入吸收塔的石灰石漿液量或吸收塔排出漿液的質(zhì)量濃度，控制吸收塔漿池的pH值(吸收塔pH值為4.60～5.20，AFT塔pH值為5.60～6.00)，以保證石灰石的溶解及SO2的吸收。

(4)當(dāng)漿液通過噴嘴霧化噴入吸收塔后，漿液分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面，這些液滴與逆流而上的煙氣接觸時發(fā)生吸收反應(yīng)，生成物在向下流動過程中與漿液、送入系統(tǒng)的氧化空氣充分接觸，發(fā)生氧化和中和反應(yīng)。煙氣脫硫裝置在利用石灰石漿液吸附原煙氣中SO2的同時，為了使亞硫酸鈣漿液充分氧化成硫酸鈣，特在機組的吸收塔(AFT塔)設(shè)置脫硫氧化風(fēng)機，將空氣導(dǎo)入吸收塔(AFT塔)，吸收塔與AFT塔之間有聯(lián)絡(luò)門，可提供充足的氧氣。

3 煤質(zhì)設(shè)計參數(shù)及脫硫裝置主要參數(shù)

FGD入口SO2質(zhì)量濃度為3 800 mg/m3(標(biāo)態(tài)，下同)，脫硫效率>99.2%，SO2排放質(zhì)量濃度全負(fù)荷全時段不高于35 mg/m3，脫硫裝置鈣硫比≤1.03，每套煙氣脫硫裝置的出力在鍋爐BMCR工況的基礎(chǔ)上設(shè)計，與鍋爐全程運行相適應(yīng)。脫硫裝置主要設(shè)計參數(shù)見表1，設(shè)計煤種參數(shù)見表2。

4 脫硫主塔氧化風(fēng)完全失去的經(jīng)過

2017年6月9日16：00至次日01：00，#1機組負(fù)荷200 MW，F(xiàn)GD入口SO2質(zhì)量濃度為3 850 mg/m3。#1吸收塔#1氧化風(fēng)機出口溫度偏高，達(dá)114 ℃，經(jīng)檢查是#1氧化風(fēng)機內(nèi)楊絮及灰塵積累堵塞濾網(wǎng)引起的，需要停運#1氧化風(fēng)機清理濾網(wǎng)，啟啟動備用#2氧化風(fēng)機。啟動#2氧化風(fēng)機后，就地運行監(jiān)護(hù)人員發(fā)現(xiàn)因#1氧化風(fēng)機出口逆止門關(guān)閉不嚴(yán)，#2氧化風(fēng)機往#1氧化風(fēng)機串氣，導(dǎo)致#1氧化風(fēng)機倒轉(zhuǎn)嚴(yán)重，及時聯(lián)系運行監(jiān)盤人員停運#2氧化風(fēng)機。檢修人員加緊清理#1氧化風(fēng)機濾網(wǎng)后，聯(lián)系啟動#1氧化風(fēng)機。18:32，#1氧化風(fēng)機啟動時出現(xiàn)電氣故障。此時，因#1氧化風(fēng)機倒轉(zhuǎn)嚴(yán)重，#2氧化風(fēng)機不能備用；同時，#1吸收塔與AFT塔氧化風(fēng)聯(lián)絡(luò)門也因倒轉(zhuǎn)而不能打開。匯報值長并聯(lián)系電氣檢修人員和機務(wù)檢修人員到場配合處理，電氣檢修人員檢查后回復(fù)，#1氧化風(fēng)機框架斷路器機構(gòu)燒毀，需要更換。

表2 設(shè)計煤種參數(shù)Tab.2 Design coal parameters

#1吸收塔2臺氧化風(fēng)機完全失去備用，吸收塔與AFT塔聯(lián)絡(luò)門也不能打開，吸收塔完全失去氧化風(fēng)。此時，#1吸收塔漿液pH值由原來的5.67降至5.11(見表3)，#1機組凈煙氣出口SO2質(zhì)量濃度由原來的17 mg/m3上漲至31 mg/m3。運行監(jiān)盤人員及時聯(lián)系就地運行監(jiān)護(hù)人員，啟動單塔雙循環(huán)中AFT塔備用的#1漿液循環(huán)泵，適當(dāng)加大#1塔石灰石供漿量以提升#1吸收塔漿液pH值，調(diào)整#1機組脫硫系統(tǒng)參數(shù)至正常值，保證#1機組環(huán)保指標(biāo)正常。

更換#1氧化風(fēng)機框架斷路器機構(gòu)后，#1氧化風(fēng)機啟動正常。檢修人員更換#1氧化風(fēng)機逆止門后，啟動#2氧化風(fēng)機，#1氧化風(fēng)機不再倒轉(zhuǎn)。保持#2氧化風(fēng)機運行，#1氧化風(fēng)機投備用。

表3 氧化風(fēng)完全失去后脫硫系統(tǒng)各參數(shù)變化Tab.3 Changes of various parameters of the desulfurization system after the total loss of oxidizing air

5 脫硫主塔氧化風(fēng)完全失去的預(yù)控措施

在吸收塔2臺氧化風(fēng)機完全失去備用且吸收塔與AFT塔聯(lián)絡(luò)門不能打開的情況下，若不及時調(diào)整運行方式并進(jìn)行檢修處理，吸收塔漿液pH值將迅速下降，脫硫效果變差，最終會導(dǎo)致機組環(huán)保指標(biāo)超限。pH值迅速下降至4.40左右時，很容易導(dǎo)致吸收塔漿液惡化，最終導(dǎo)致機組系統(tǒng)癱瘓，同時也將影響機組接帶高負(fù)荷，影響發(fā)電量。

2017年6月10日，該公司組織技術(shù)人員召開了現(xiàn)場專題會議，針對#1脫硫系統(tǒng)吸收塔氧化風(fēng)機完全失去備用，導(dǎo)致氧化風(fēng)完全失去的異常情況 ，提出了現(xiàn)場預(yù)控措施[6-8]。

(1)#1氧化風(fēng)機逆止門需要檢修，且#2氧化風(fēng)機啟動后#1氧化風(fēng)機倒轉(zhuǎn)，為保證檢修順利進(jìn)行，應(yīng)同時停運#1，#2氧化風(fēng)機并關(guān)閉#1吸收塔與AFT塔氧化風(fēng)聯(lián)絡(luò)門，完全隔斷吸收塔氧化風(fēng)。

(2)檢修開始前，運行值班人員通過增加供漿量的方式保持吸收塔漿液pH值在4.65以上，最高不超過5.20，在遇到機組加負(fù)荷時應(yīng)提前30 min調(diào)整供漿量，吸收塔的供漿量應(yīng)逐步緩慢增加。

(3)運行監(jiān)盤人員應(yīng)密切監(jiān)視吸收塔pH計的自動沖洗(每小時沖洗1次)，如pH計沖洗不徹底或沖洗沒反應(yīng)，應(yīng)及時聯(lián)系檢修人員進(jìn)行處理，確保pH計的實時準(zhǔn)確性；pH計異常期間，運行人員利用pH試紙或便攜式pH計對漿液進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果記錄在交接班日志上。

(4)運行人員應(yīng)保持吸收塔漿液質(zhì)量濃度在1 120～1 160 kg/m3，濕磨機制漿質(zhì)量濃度在1 200～1 260 kg/m3，吸收塔漿液質(zhì)量濃度過低時務(wù)必停止脫水。

(5)正常運行期間，保持主塔2臺漿液循環(huán)泵及AFT塔2臺漿液循環(huán)泵運行，需要啟動吸收塔漿液循環(huán)泵時，必須提前將主塔漿液pH值提高至4.80以上。

(6)機組高負(fù)荷運行時，將吸收塔液位提高至9.0 m以上，增大氧化空間，防止吸收塔漿液出現(xiàn)石灰石屏蔽現(xiàn)象。

(7)檢修過程中，當(dāng)脫硫入口含硫量持續(xù)升高時，運行人員應(yīng)及時匯報值長，采取增加供漿量以及啟動備用漿液循環(huán)泵等措施，增大脫硫系統(tǒng)出力，保證脫硫出口達(dá)標(biāo)排放。若采取措施后仍不能滿足出口達(dá)標(biāo)排放，值長應(yīng)采取降負(fù)荷、調(diào)整煤種等措施，保證脫硫系統(tǒng)各項指標(biāo)恢復(fù)正常。

6 結(jié)束語

本文通過對電廠出現(xiàn)的氧化風(fēng)完全失去的異常進(jìn)行全面診斷，提出了現(xiàn)場預(yù)控措施。采取預(yù)控措施后，該熱電廠#1脫硫氧化風(fēng)機正常運行，吸收塔漿液pH值以及各項環(huán)保指標(biāo)趨于正常。結(jié)合運行人員現(xiàn)場的處置全過程以及生產(chǎn)經(jīng)驗，提出了合理的、適合生產(chǎn)運行的調(diào)整措施，對保障燃煤電廠脫硫系統(tǒng)設(shè)備可靠、經(jīng)濟運行以及系統(tǒng)缺陷的快速處理都有深遠(yuǎn)的意義。