論火力發(fā)電廠濕法脫硫工藝系統(tǒng)及其檢修維護

摘要：近年來，我國的現(xiàn)代化化工企業(yè)的發(fā)展迅速，隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境問題越來越引起人們的關(guān)注?；痣姀S鍋爐煙氣中二氧化硫的排放量對空氣環(huán)境質(zhì)量有著極大的影響。石灰石濕法煙氣脫硫是目前火電廠使用最廣泛的一種，其脫硫過程反應(yīng)速度快、脫硫效率高，綜合經(jīng)濟性能較好，中國大多數(shù)火電廠均采用了石灰石濕法工藝進行煙氣脫硫。文章針對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)工藝流程及原理和在實際中的應(yīng)用進行了簡要的介紹和分析。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;濕法脫硫工藝系統(tǒng);檢修維護

引言

隨著大氣環(huán)保標準的不斷提高，國內(nèi)的燃煤電廠大多已完成了脫硫系統(tǒng)的建立，并進一步進行超低排放改造。石灰石–石膏濕法脫硫（WFGD）作為廣泛使用的脫硫技術(shù)，化學(xué)反應(yīng)步驟較多，對反應(yīng)條件要求較高，因此協(xié)調(diào)各方面因素改進脫硫工藝從而提高脫硫效率勢在必行。研究影響脫硫系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素，對目前日益嚴峻的大氣環(huán)境來說，對于大型火力電廠的脫硫工作的平穩(wěn)高效運行具有一定指導(dǎo)意義。

1火電廠鍋爐煙氣中二氧硫?qū)Νh(huán)境的危害

我國的煤炭產(chǎn)量居世界第一，而且高硫煤（硫含量超過2.5%）的產(chǎn)量占煤炭總量的20%～25%。全國84%的煤炭消耗是直接燃燒，燃燒過程中釋放出大量的二氧化硫（特別是熱電廠和焦化廠等行業(yè)），燃煤二氧化硫排放量超過總二氧化硫排放量的85%，對空氣造成嚴重污染。二氧化硫是無色、透明、有刺激性臭味的氣體。二氧化硫遇見水蒸氣反應(yīng)生成亞硫酸（SO2+H2O→H2SO3），而亞硫酸是酸雨的主要成份。二氧化硫在室內(nèi)遇見水蒸氣就會腐蝕建筑物內(nèi)金屬部分。房屋建筑就會減少壽命。大氣中二氧化硫濃度在0.5ppm以上對人體已有潛在影響;在400～500ppm之間，人們有潰瘍和肺水腫，直到窒息而死。二氧化硫與大氣中的煙霧相互作用。當(dāng)空氣中二氧化硫濃度為0.21PPM時，煙霧濃度超過3.3mg/L，可能會增加呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率，慢性病人的病情迅速惡化。減少空氣中二氧化硫的污染，提高空氣質(zhì)量迫在眉睫。

2濕法脫硫廠用電負荷特性

目前，國家環(huán)保政策要求火力發(fā)電廠脫硫裝置達到超低排放（在標準大氣壓下，SO2排放標準為不大于35mg/m3）并不允許超排，脫硫裝置已作為主機的主要輔機。因此，煙氣加熱器（GGH）已不再使用或由MGGH所代替，出入口及旁路擋板已不再使用。通常設(shè)計中，增壓風(fēng)機、吸收塔漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機、濕式球磨機為10kV或6kV用電設(shè)備，其余為0.38kV用電設(shè)備;1臺輔機配有2臺交流潤滑油泵時的其中1臺、電梯、充電裝置、UPS電源及熱控專業(yè)部分設(shè)備的供電類別為0III類。近年來，世界各國在火電廠鍋爐煙氣脫硫技術(shù)方面進行了大量研發(fā)，開發(fā)了多種脫硫技術(shù)。主要有：（1）燃燒前脫硫。對煤進行化學(xué)、物理或生物脫硫方法。物理法一般可去除硫的20%～40%;化學(xué)法投資相對較大;生物法目前處于研究階段，估計脫硫效率可達到80%～90%。（2）燃燒脫硫技術(shù)。在煤燃燒過程中進行脫硫，主要有爐內(nèi)噴鈣，循環(huán)硫化床（CFB，PCFB），脫硫效率一般可達到50%～70%。（3）燃燒后煙氣脫硫技術(shù)（簡稱FGD），如濕法，簡單濕法，干法，半干法，氨法等。

3火力發(fā)電廠濕法脫硫工藝系統(tǒng)及其檢修維護

3.1液氣比對脫硫效率的影響

SO2的吸收過程是在吸收塔內(nèi)完成的，主要過程就是煙氣中的二氧化硫在有空氣參與的狀態(tài)下借助氧氣的氧化作用與吸收漿液中的碳酸鈣進行化學(xué)反應(yīng)從而被吸收。SO2的吸收效果與液氣比有關(guān)。所謂的（如圖1）液氣比即一定的時間內(nèi)，吸收裝置內(nèi)石灰石漿液的噴淋量與脫硫吸收反應(yīng)裝置的煙氣量比值，是脫硫效率的關(guān)鍵影響參數(shù)。在（WFGD）濕法脫硫系統(tǒng)中，提高液氣比，使吸收塔內(nèi)漿液劇烈湍動，增大了漿液噴淋密度，增加了氣–液傳質(zhì)面積，提高了吸收塔的脫硫效率。一般情況下，運行人員應(yīng)根據(jù)SO2吸收的效果和出口數(shù)據(jù)及脫硫效率等因素來開啟循環(huán)漿液泵的數(shù)量，調(diào)整液氣比的比值，將液氣比調(diào)整到一個合適的數(shù)據(jù)，確保達到環(huán)保排放指標的要求，同時降低運行費用。

3.2煙氣性質(zhì)對脫硫效率的影響

從（WFGD）濕法脫硫的角度進行分析，除了脫硫設(shè)備正常運行外，煙氣量會隨著負荷變化比較頻繁而惡劣，當(dāng)原煙氣中二氧化硫的濃度含量超過技術(shù)協(xié)議值時，脫硫效率也會惡劣變化。吸收塔入口硫分濃度高，超過技術(shù)協(xié)議設(shè)計值，會導(dǎo)致脫硫效率下降。煙氣含塵量越高，飛灰中的重金屬離子會抑制脫硫反應(yīng)的繼續(xù)，阻礙鈣離子與二氧化硫的接觸，降低了脫硫效率。鑒于以上煙氣性質(zhì)惡劣的影響脫硫反應(yīng)，建議現(xiàn)場運行采取以下對策：控制好鍋爐的燃燒和電除塵器的運行，使進入FGD系統(tǒng)的煙氣參數(shù)在設(shè)計范圍內(nèi)。

3.3煙氣系統(tǒng)和吸收系統(tǒng)

煙氣從引風(fēng)機進入吸收塔底部后，煙氣中的二氧化硫和石灰石漿液進行化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O）。同時亞硫酸鈣經(jīng)過強制氧化進一步轉(zhuǎn)化為硫酸鈣（2CaSO3+O2=2CaSO4）。煙氣通過引風(fēng)機進入吸收塔，與上部噴淋層的漿液逆流接觸，脫硫吸收反應(yīng)后。脫硫后的凈煙氣將所攜帶的液滴通過吸收塔的頂部除霧器除去，然后進入煙囪，排放到大氣中。為了使石灰石漿液和SO2反應(yīng)處于最佳狀態(tài)，運行人員必須加強漿液濃度調(diào)節(jié)。一般來說，運行人員主要通過對漿液pH值分析，來及時對漿液濃度進行調(diào)整。二氧化硫最佳反應(yīng)的pH值是4.2～5.8。

3.4加強涉外工程的技術(shù)溝通

某涉外工程廠用電壓等級為11kV、6.6kV、0.415V，招標期間要求主廠提供11kV電源至脫硫島后11/6.9kV油浸式變壓器將電壓降至6.6kV，脫硫島廠用電電壓采用6.6kV、0.415V。通過與外方技術(shù)交流，最終脫硫島廠用電電壓按照11kV、0.415V實施，減少了脫硫廠用電電壓數(shù)量，簡化了接線，提高了供電可靠性，節(jié)約了工程造價。

3.5濕法脫硫直流、UPS系統(tǒng)

目前，有設(shè)置直流、UPS系統(tǒng)成套裝置和分電屏2種方式。對于設(shè)置分電屏的方式，其直流、UPS均引自約300m的主廠集控樓，考慮到壓降的要求，分電屏電源電纜的截面較大，從工程造價及供電安全考慮，不推薦使用。對于設(shè)置成套裝置的方式，直流系統(tǒng)配置蓄電池，UPS系統(tǒng)不自帶蓄電池。3.6吸收塔漿液pH值對脫硫效率的影響實驗證明，漿液pH值是影響脫硫效率、脫硫產(chǎn)物成分的關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)漿料的pH值較小時，它將有助于石灰石中Ca2+的溶解，但二氧化硫SO2的吸收速率也會降低，更難溶于漿料中，效率大大降低，并且pH值將逐漸降低，酸度增強，會有一定程度的腐蝕;pH值越高，總傳質(zhì)系數(shù)越大，減緩CaSO3·1/2H2O向CaSO4·1/2H2O轉(zhuǎn)換的反應(yīng)速率，這不利于SO2的吸收，從而形成液膜阻礙反應(yīng)吸收進一步進行。此外，pH值過高可能使脫硫產(chǎn)物結(jié)晶在管道或其他部位上，會加劇管道和噴嘴的磨損。建議，針對實際的脫硫吸收塔情況，燃燒負荷設(shè)計要求的煤質(zhì)參數(shù)，漿液pH值控制在5.5～5.7。

結(jié)語

我國的大氣污染主要以煤煙型為主，燃煤釋放的二氧化硫?qū)θ祟惤】岛蜕鷳B(tài)環(huán)境系統(tǒng)等造成了嚴重的危害，因此控制二氧化硫的排放至關(guān)重要。本文結(jié)合脫硫反應(yīng)原理及脫硫現(xiàn)場實踐，對石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)（WFGD）在實際的應(yīng)用中影響脫硫效率的各種因素進行分析，并針對性地提出相應(yīng)措施，確保脫硫運行的相關(guān)參數(shù)控制在合適的范圍內(nèi)，以確保脫硫工藝達到控制要求，為脫硫過程提供經(jīng)驗借鑒和科學(xué)指導(dǎo)。

參考文獻

[1]張荀，柏源，李忠華.濕法脫硫效率影響因素分析及策略研究[J].電力科技與環(huán)保，2013（4）.

[2]金東春，吳廣生，朱昶.濕法脫硫吸收塔漿液成分影響因素研究[J].浙江電力，2007（1）.

[3]楊琳.淺析電廠煙氣濕法脫硫技術(shù)問題及脫硫效率[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2017（4）.

[4]劉曉龍，高飛燕.石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)問題及脫硫效率探討[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2010（4）.

作者簡介：張?zhí)岚?，出生年?988-10，? 性別：男， 電話：18798035215，籍貫：貴州省盤州市，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：助理工程師，研究方向：脫硫檢修。