石灰石—石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化探討

郭秀芳

（貴州烏江水電開發(fā)有限責(zé)任公司大龍分公司，貴州烏江 554300）

0 引言

當(dāng)前，我國的石灰石—石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)是由真空泵、真空皮帶脫水機(jī)、旋流器、石膏儲(chǔ)存和運(yùn)輸系統(tǒng)以及濾布沖洗水泵共同構(gòu)成，結(jié)合實(shí)際情況對其不斷進(jìn)行優(yōu)化，可以保證其經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益以及社會(huì)效益的同步提升，值得進(jìn)行深入探討。

1 石灰石—石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化原則

①石灰石-石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化需要堅(jiān)持安全可控的原則，保證對相關(guān)設(shè)備的設(shè)置可以滿足整個(gè)系統(tǒng)在不同工況下的運(yùn)行要求，在發(fā)生突發(fā)性停電時(shí)需要將繼續(xù)供電的負(fù)荷和保安電源進(jìn)行有效連接，避免發(fā)生安全事故，保證工作人員的人身安全；②堅(jiān)持運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的原則，即在設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中將系統(tǒng)中容易被磨損、腐蝕的設(shè)備，進(jìn)行便于安裝和拆卸的設(shè)計(jì)，煙道和箱管等部位合理設(shè)計(jì)檢查孔數(shù)量，科學(xué)設(shè)計(jì)供電方案并制定漿液輸送的防堵等，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低不必要的成本支出；③堅(jiān)持環(huán)境容忍原則，即對系統(tǒng)的優(yōu)化需要滿足當(dāng)前我國在環(huán)保方面的要求，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低其二氧化硫排放量，綜合處理廢水，盡可能避免將廢水進(jìn)行外排，清洗設(shè)備的水需要收集在各區(qū)域的地坑中，使其可以通過吸收塔系統(tǒng)而被重復(fù)利用；④堅(jiān)持條件適應(yīng)性原則，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件合理選擇場地，盡可能為系統(tǒng)優(yōu)化提供良好的外部條件。例如，東北地區(qū)需要將設(shè)備放在室內(nèi)，并對管道進(jìn)行保溫處理[1]，如圖1 所示。

2 石灰石—石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化對策

2.1 調(diào)整吸收塔漿液品質(zhì)

吸收塔漿液品質(zhì)對整個(gè)石灰石—石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)的運(yùn)行都具有一定程度的影響，會(huì)直接影響到實(shí)際脫硫脫水效果，在該系統(tǒng)中目前對其的控制指標(biāo)主要有酸堿值、氧化風(fēng)量、煙氣含塵量以及石灰石品質(zhì)等，其中如果石灰石含有較多的雜質(zhì)和過高的鎂含量會(huì)直接削弱脫水效果，阻礙脫水機(jī)處理；而煙氣含塵量較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致石膏顏色變暗，各種較細(xì)顆粒度的粉塵會(huì)融入在石膏中，將其石膏脫水性能，甚至造成濾布堵塞；沒有充足的氧化風(fēng)量，會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中有亞硫酸鈣產(chǎn)生，削弱石膏脫水脫硫效果；酸堿值控制過高會(huì)導(dǎo)致漿液亞硫酸鈣和碳酸鈣含量的提升，同樣影響脫水效果。對此，需要在系統(tǒng)優(yōu)化的過程中考慮其對系統(tǒng)運(yùn)行的影響。例如，在優(yōu)化時(shí)有效控制酸堿值、石膏結(jié)晶時(shí)間以及石膏漿液密度，促進(jìn)容易分離和脫水石膏的形成，為了避免亞硫酸鈣和石灰石對石膏品質(zhì)的影響，在發(fā)現(xiàn)石膏中亞硫酸鈣含量小于0.5%之后，及時(shí)檢查氧化風(fēng)管是否存在泄漏點(diǎn)，如果石灰石含量過高及時(shí)調(diào)整酸堿值，并保證石膏結(jié)晶溫度最低值不小于40℃，最高值不超過60℃，保證脫硫效率和石膏顆粒的質(zhì)量，做到有效的系統(tǒng)優(yōu)化。

圖1 脫硫基本流程

2.2 控制漿液密度

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)的優(yōu)化需要控制漿液密度，使其可以在進(jìn)行石膏旋流器的過程中，密度數(shù)值在正常范圍內(nèi)，保證脫水脫硫效率。經(jīng)相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在脫硫劑和煙氣的不斷反應(yīng)中，漿液在吸收塔中的密度也得到不斷升高，通過對其中漿液進(jìn)行抽樣分析，發(fā)現(xiàn)其在密度超過1085kg/m3之后的脫硫效率會(huì)不斷下降，而漿液密度過度又會(huì)浪費(fèi)脫硫劑石灰石。所以，最好在優(yōu)化過程中將漿液的密度控制在1075～1085kg/m3之間，保證系統(tǒng)的高速穩(wěn)定運(yùn)行。此外，漿液密度大小受真空皮帶機(jī)的影響，可以在真空皮帶機(jī)運(yùn)行之前，把石膏旋流站兩路分配器的運(yùn)行控制模式切換為自動(dòng)模式，從而穩(wěn)定漿液箱的液位[2]。

表1 優(yōu)化凝汽器真空系統(tǒng)灌水查漏工藝

2.3 重視堵塞問題的優(yōu)化

堵塞問題是石灰石—石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)較為常見的問題，如果工作人員對設(shè)備調(diào)整等相關(guān)工作沒有合理進(jìn)行，就可能會(huì)導(dǎo)致堵塞，堵塞會(huì)為系統(tǒng)運(yùn)行帶來極大的阻礙作用。比如，在漿液密度合格的前提下，其進(jìn)入旋流器后需要保證其分離出的底流漿液的濃度在50%左右，其可能會(huì)由于各種堵塞問題造成濃度異常問題，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。對此，需要工作人員合理設(shè)置漿液循環(huán)泵的數(shù)量，通過人員之間的協(xié)作和相關(guān)專家的指導(dǎo)，制定出最佳的漿液循環(huán)泵組合方案，并將方案投入具體的實(shí)踐中觀察其效果，保證方案的有效性。此外，保證清污機(jī)的正常運(yùn)行，對泵體設(shè)備也會(huì)有一定的保護(hù)作用。例如，貴州華電大龍發(fā)電有限公司對取水口A 清污機(jī)齒輪卡澀故障的攻克，檢修人員在發(fā)現(xiàn)其卡澀原因是由于刮板變形、支撐管脫落、軸套磨損嚴(yán)重間隙過大造成的之后，及時(shí)將其進(jìn)行修復(fù)，更換刮板和支撐管，并調(diào)整了軸套之間的間隙避免水中出現(xiàn)雜質(zhì)對泵體內(nèi)備件會(huì)造成的損害，保證清污機(jī)齒輪的正常運(yùn)行，并保證清污機(jī)整套設(shè)備優(yōu)化成本不超過2000 元。

2.4 優(yōu)化系統(tǒng)工藝

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)的優(yōu)化需要將其各個(gè)部位的工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，用局部質(zhì)量的提高，帶動(dòng)整體系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的提高。例如，貴州華電大龍發(fā)電有限公司對凝氣真空系統(tǒng)灌水查漏工藝的優(yōu)化，其通過對優(yōu)化小組成員基本知識、七大手法應(yīng)用以及質(zhì)量和目標(biāo)管理的培訓(xùn)，使其有良好的能力支持。針對廠內(nèi)型號為N17600-2、單臺冷卻面積為17600m2的凝汽器真空系統(tǒng)單殼體、雙流程、表面式凝汽器的配置情況，根據(jù)電力行業(yè)改革方向、市場環(huán)境以及廠內(nèi)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)在凝汽器處加裝一個(gè)長期可使用的、固定的、易觀察監(jiān)測的液位計(jì)，將該工藝進(jìn)行優(yōu)化，其目標(biāo)為液位器制作成本不超過2000 元，制作出的產(chǎn)品便于觀察液位并可進(jìn)行長期使用，有較為簡單的操作性，一名工作人員就可以對其進(jìn)行維修。在準(zhǔn)備活動(dòng)做好之后，其將工藝優(yōu)化的實(shí)際問題進(jìn)行總結(jié)，初步明確液位計(jì)的制作材料、長度、固定方式以及工藝標(biāo)準(zhǔn)等，具體如表1，制作完成后經(jīng)過效果檢查，將檢查情況和優(yōu)化之前比較發(fā)現(xiàn)其具有操作簡單、易監(jiān)測、較高經(jīng)濟(jì)效益等，保證了優(yōu)化的有效性[3]。

2.5 通過檢修進(jìn)行優(yōu)化

通過檢修對石灰石—石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)進(jìn)行的優(yōu)化相較于其他方式而言更具有針對性和側(cè)重點(diǎn)，可以極大程度保證系統(tǒng)優(yōu)化的方案的可操作性，避免出現(xiàn)“為了優(yōu)化而優(yōu)化”的現(xiàn)象。例如，貴州華電大龍發(fā)電有限公司對于機(jī)密封油真空泵運(yùn)行中軸承溫度偏高的問題的解決，其在觀察系統(tǒng)運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)其軸瓦溫度偏高現(xiàn)象出現(xiàn)的次數(shù)較為頻繁，需要通過檢修人員的多次檢修和對真空泵密封組件、軸承的更換才能進(jìn)行緩解，但是這種方式在增加檢修人員工作壓力的同時(shí)，還會(huì)增加密封油真空泵減速機(jī)運(yùn)行損壞風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致最終不得不將減速機(jī)進(jìn)行更換，增加系統(tǒng)運(yùn)行的成本。對此，其在優(yōu)化過程中著重改善密封油真空泵軸承的溫度問題，使其可以在運(yùn)行過程中保持在55℃以下，并設(shè)計(jì)優(yōu)化密封冷卻水系統(tǒng)管路的成本不超過2000 元。

2.6 循環(huán)水泵的優(yōu)化

循環(huán)水泵是石灰石—石膏濕法煙氣脫硫脫水系統(tǒng)中較為重要的設(shè)備之一，需要結(jié)合其運(yùn)行情況將其進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化。例如，貴州華電大龍發(fā)電有限公司針對水泵振動(dòng)情況的技術(shù)攻關(guān)，在2018 年8 月18 日，檢修班在收到循環(huán)水泵房D 循環(huán)水泵進(jìn)、出口方向振動(dòng)異常增大的運(yùn)行通知之后，立刻組織檢修人員進(jìn)行現(xiàn)場檢查，經(jīng)過檢修人員對電機(jī)頂部的間隙檢查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)軸承間隙的最大值為0.16mm，最小值卻只有0.02mm，檢修人員根據(jù)檢測數(shù)據(jù)將其進(jìn)行間隙調(diào)整，平均值為0.08mm。調(diào)整之后在試轉(zhuǎn)過程中發(fā)現(xiàn)進(jìn)、出口方向的振動(dòng)依舊很大，進(jìn)、出口方向振動(dòng)達(dá)0.15mm，電機(jī)上部最大振動(dòng)達(dá)0.18mm。第二天，對這種檢修班通過專業(yè)分析，調(diào)整D 循環(huán)水泵的中心，將泵軸提起1cm，進(jìn)行人工盤軸，發(fā)現(xiàn)其較為靈活并沒有卡澀現(xiàn)象，之后繼續(xù)調(diào)整中心，但是振動(dòng)情況依舊沒有得到改善。對此，最終決定先將泵和電機(jī)之間的連接斷開，電機(jī)獨(dú)自運(yùn)行進(jìn)行測振，檢測振動(dòng)值為78μm，初步判斷是電機(jī)問題導(dǎo)致的振動(dòng)過大現(xiàn)象，其通過對導(dǎo)致其振動(dòng)變大原因的逐一分析排查后決定更換電機(jī)，有效消除振動(dòng)，使其振動(dòng)結(jié)果小于0.04mm，提高其安全經(jīng)濟(jì)性，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 結(jié)語

總而言之，石灰石—石膏煙氣脫硫技術(shù)的脫硫效率相較于其他技術(shù)更高，具有較強(qiáng)的可靠性，對煤種也有極佳的適應(yīng)性，其產(chǎn)生的副產(chǎn)品可以進(jìn)行綜合利用，具有極大的應(yīng)用價(jià)值，需要相關(guān)人員結(jié)合其已有的系統(tǒng)情況，采用合適的措施對其進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到其運(yùn)行目標(biāo)。