火力發(fā)電廠脫硫工藝吸收系統(tǒng)及其設(shè)備檢修分析

國(guó)能神福（石獅）發(fā)電有限公司 滕 野

脫硫工藝就是通過物理、化學(xué)等方式，針對(duì)火力發(fā)電使用的原料煤炭在燃燒期間進(jìn)行優(yōu)化處理，通過控制煤炭中硫化物含量，降低硫元素轉(zhuǎn)化為氣體、液體量，讓煤炭可在相同燃燒程序中釋放更多熱能，以此提升煤炭燃燒效率，降低火力發(fā)電造成的環(huán)境污染。應(yīng)用脫硫工藝，可讓火力發(fā)電廠保持可持續(xù)發(fā)展，對(duì)于我國(guó)進(jìn)入綠色經(jīng)濟(jì)具有重要意義，也可有效防治硫污染，避免在環(huán)境治理中投入過多資金。

1 脫硫工藝吸收系統(tǒng)裝置

作為脫硫工藝吸收系統(tǒng)的核心裝置，吸收塔負(fù)責(zé)吸收工業(yè)鍋爐在燃燒煤炭期間生成的煙氣，利用吸收塔內(nèi)部設(shè)置的氧化泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備完成煤炭的脫硫處理工作。在吸收塔吸收二氧化硫時(shí)會(huì)生成具有腐蝕性的酸性物質(zhì)，所以要在使用時(shí)對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)，避免因管理不當(dāng)讓部分酸性物質(zhì)接觸設(shè)備，造成設(shè)備腐蝕，現(xiàn)在多通過安裝鋼襯玻璃、襯膠防腐及使用抗腐蝕金屬材質(zhì)（如1.4529等），避免讓吸收塔設(shè)備和酸性物質(zhì)接觸。對(duì)于吸收塔設(shè)置的吸收劑制備系統(tǒng)，首先應(yīng)將石灰石達(dá)成粉末，然后進(jìn)入料漿環(huán)節(jié)，再吸收煙氣中含有的二氧化硫，以此降低二氧化硫在廢氣中所占比例，控制硫化物排放。

脫硫石膏處理系統(tǒng)也在吸收系統(tǒng)扮演重要角色，火電廠多是通過石膏固化溶于廢水中的二氧化硫，吸收塔的脫水機(jī)則是將已經(jīng)固化二氧化硫的石膏作脫水處理，再使用合適工藝將石膏中有害物質(zhì)剔除后，固化的二氧化硫就可作為工業(yè)生產(chǎn)原料使用，可將石膏中的二氧化硫進(jìn)行二次銷售，提高火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益[1]。而吸收塔頂端的除霧器設(shè)備，則在二氧化硫?qū)崿F(xiàn)凈化處理后對(duì)于煙氣進(jìn)行水汽分離，讓煙氣的液滴被攔截在吸收塔中，避免讓硫化物跟隨廢氣進(jìn)入大氣。吸收塔底部位置設(shè)置漿液池，負(fù)責(zé)收集攜帶二氧化硫漿液，通過氧化處理漿液中亞硝酸鹽獲得石膏結(jié)晶，用于固化二氧化硫、降低脫硫成本。

除吸收塔外，脫硫吸收系統(tǒng)運(yùn)行也需要其他裝置參與。例如循環(huán)泵，其負(fù)責(zé)對(duì)石漿液進(jìn)行反復(fù)吸收，降低石灰用量，達(dá)到控制發(fā)電成本目的。而且循環(huán)泵在使用時(shí)并不會(huì)受到脫硫處理應(yīng)用的吸收劑壓降影響，可高效脫硫。在實(shí)際應(yīng)用中，火力發(fā)電廠會(huì)選擇流量大、壓頭低的臥式離心泵；而在二氧化硫煙氣吸收部分會(huì)設(shè)置噴淋層，利用調(diào)整脫硫系統(tǒng)的各類參數(shù)，讓吸收劑可保持液滴狀態(tài)進(jìn)入脫硫系統(tǒng)中，提高在空間內(nèi)吸收劑和二氧化硫的接觸面積，進(jìn)而提升脫硫效果。噴淋層多選擇玻璃、鋼管等不與二氧化硫發(fā)生反應(yīng)的材質(zhì)，而管道之間也使用法蘭進(jìn)行連接，避免噴淋層受到二氧化硫影響發(fā)生腐蝕等問題，從而提高設(shè)備使用壽命，減少火力發(fā)電廠在設(shè)備采購(gòu)方面的額外投入。

2 脫硫工藝吸收系統(tǒng)常見故障與處理方法

2.1 葉輪與泵殼磨損

脫硫系統(tǒng)在運(yùn)行期間，會(huì)將石灰石漿液作為漿液循環(huán)泵介質(zhì)使用，同時(shí)外加漿液也存在較大的pH值變化，導(dǎo)致漿液循環(huán)泵會(huì)在具有腐蝕性漿液影響下逐漸發(fā)生磨損[2]。同時(shí)，漿液會(huì)保持高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不斷在循環(huán)泵中運(yùn)動(dòng)也會(huì)沖擊泵殼，造成泵殼使用時(shí)出現(xiàn)沖刷式磨損，逐漸削薄泵殼壁，如果漿液中含有其他雜質(zhì)，則會(huì)導(dǎo)致泵殼被漿液磨穿。在泵殼厚度降重后，通過葉輪獲得動(dòng)能的漿液后有更大的回流量，而漿液循環(huán)總量則會(huì)相應(yīng)降低，導(dǎo)致在脫硫系統(tǒng)中的液體無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)高度，對(duì)于含硫氣體吸收效果也會(huì)下降，吸收塔各項(xiàng)參數(shù)則會(huì)發(fā)生異常，降低脫硫系統(tǒng)運(yùn)行效率。

解決方案：如果漿液循環(huán)泵的葉輪和泵殼出現(xiàn)磨損嚴(yán)重時(shí)，會(huì)變現(xiàn)出漿液循環(huán)泵電流相較于正常水平下降，出力也會(huì)下降，漿液循環(huán)量下降等。出現(xiàn)以上特征后需立刻停止脫硫系統(tǒng)運(yùn)行，利用工具打開循環(huán)泵，對(duì)葉輪、泵殼做防磨處理。等到防磨處理結(jié)束后還需做額外的養(yǎng)護(hù)工作，才能將循環(huán)泵再次投入應(yīng)用。如果發(fā)現(xiàn)葉輪嚴(yán)重磨損則要及時(shí)更換，確保脫硫系統(tǒng)中可維持正常漿液循環(huán)量。

2.2 出口噴頭及母管堵塞

在大多數(shù)火力發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)維修時(shí)，都會(huì)于吸收塔底部發(fā)現(xiàn)樹脂脫落物、硫化物、石灰石雜質(zhì)。出現(xiàn)這種情況，主要是脫硫系統(tǒng)使用時(shí)間偏長(zhǎng)、各種裝置發(fā)生老化，導(dǎo)致一些物質(zhì)脫落掉入吸收塔底部。如果脫硫系統(tǒng)的電除塵出口位置時(shí)常出現(xiàn)煙塵濃度超標(biāo)，也會(huì)降低脫硫效率，而含硫蒸氣則會(huì)和冷空氣結(jié)合形成小顆粒物質(zhì)，聚集在管道內(nèi)部形成沉淀，對(duì)管道造成堵塞。如果這種情況得不到有效處理，沉淀物則會(huì)讓漿液循環(huán)泵的出口噴頭與母管發(fā)生堵塞，造成注入脫硫系統(tǒng)的漿液流量大幅度下降，而漿液循環(huán)泵的工作效率也會(huì)降低，漿液噴淋無法覆蓋更大面積，吸收塔內(nèi)部漿液無法和含硫氣體充分結(jié)合[3]。而漿液不足又會(huì)造成泵殼發(fā)熱，極易產(chǎn)生“煙氣走廊”，進(jìn)一步降低脫硫系統(tǒng)運(yùn)行效率。

解決方法：為避免出現(xiàn)出口噴頭及母管堵塞問題，應(yīng)借助停機(jī)期間對(duì)于脫硫系統(tǒng)中的所有雜質(zhì)、異物進(jìn)行清除，同時(shí)建立檢查清理檔案，對(duì)于每次清理時(shí)間、位置等做好詳細(xì)記錄，也可每個(gè)季度或半年進(jìn)行一次計(jì)劃停機(jī)，同時(shí)展開檢修工作，確保脫硫系統(tǒng)的正常使用。在循環(huán)泵停止運(yùn)行時(shí)，則要使用清水對(duì)循環(huán)泵進(jìn)行充分沖洗，讓母管、噴頭位置的漿液和雜質(zhì)被沖洗干凈，避免在后續(xù)使用中出現(xiàn)結(jié)塊堵塞問題。也可選擇于漿液循環(huán)泵入口位置增加不銹鋼濾網(wǎng)，可讓原本可能進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的脫落物、硫化物得到有效攔截，避免堵塞管道，維護(hù)人員做好濾網(wǎng)清理工作即可。利用增加不銹鋼濾網(wǎng)方式可降低大型檢修周期，節(jié)約人力成本，讓脫硫系統(tǒng)可保持長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行。

2.3 吸收塔入口位置煙塵超標(biāo)

脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的煙塵pH 值偏堿性，如果吸收塔入口位置過量煙塵沒有經(jīng)過脫硫處理直接融入漿液，則會(huì)逐漸提升漿液pH 值。又因?yàn)檫\(yùn)行期間對(duì)漿液的pH 值控制是利用pH 值反饋、而不是Ca/S計(jì)算模式，所以在煙塵溶于水后抵消部分石灰石漿液量，雖然漿液pH 值有所上升但粉塵卻無法有效清除，導(dǎo)致脫硫效率降低。

解決方法：為避免吸收塔入口位置的粉塵濃度超過最大處理上限，在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需嚴(yán)格監(jiān)控電除塵運(yùn)行參數(shù)。一旦粉塵濃度大于預(yù)設(shè)數(shù)值需立刻分析該原因，并通過適當(dāng)方法消除粉塵影響。而在吸收塔入口處的粉塵長(zhǎng)時(shí)間超標(biāo)、且無法通過現(xiàn)有方式讓脫硫系統(tǒng)恢復(fù)到正常標(biāo)準(zhǔn)，則要申請(qǐng)終止當(dāng)前脫硫系統(tǒng)運(yùn)行，組織技術(shù)人員一同研究粉塵超標(biāo)問題，直到將該問題處理后，才能將脫硫系統(tǒng)再次投入到具體應(yīng)用中。

3 脫硫工藝吸收系統(tǒng)設(shè)備檢修要點(diǎn)

3.1 循環(huán)泵

作為脫硫工藝吸收系統(tǒng)重要設(shè)備，循環(huán)泵檢修重點(diǎn)需放在內(nèi)密封環(huán)、葉輪、軸承等方面，需以循環(huán)泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)檢修。如對(duì)循環(huán)泵葉輪進(jìn)行檢修時(shí)，需重點(diǎn)關(guān)注葉輪的除垢工作，避免在后續(xù)應(yīng)用中因葉輪存在過多污垢影響葉輪的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，降低循環(huán)泵使用效率。將工作葉輪污垢清理干凈后，則要對(duì)葉輪磨損、裂紋等情況進(jìn)行檢查，出現(xiàn)磨損、裂紋需及時(shí)更換，降低葉輪使用風(fēng)險(xiǎn)。檢查內(nèi)外圈密封環(huán)完整性，出現(xiàn)破損同樣要進(jìn)行更換處理。如軸承架在外力影響下產(chǎn)生松動(dòng)，則要用合適工具對(duì)軸承架進(jìn)行固定。循環(huán)泵檢修時(shí)也需對(duì)泵軸進(jìn)行擦洗，檢查泵軸彎曲度是否在可使用范圍內(nèi)，做好泵口維護(hù)工作[4]。

3.2 吸收塔

吸收塔是確保煤炭脫硫處理期間煙氣可得到充分吸收的重要裝置，為提升二氧化硫吸收效率，需將吸收塔運(yùn)行溫度調(diào)整到60℃左右。通過這種裝置處理，既可提高吸收塔內(nèi)部裝置運(yùn)行能力、讓吸收塔以最佳狀態(tài)投入到二氧化硫吸收作業(yè)中，也可避免二氧化硫再次融入廢氣、廢水中，形成影響更為嚴(yán)重的其他產(chǎn)物，以此提高系統(tǒng)脫硫處理效果。GGH 設(shè)備可輔助吸收塔工作，在系統(tǒng)維修時(shí)可根據(jù)吸收塔投入使用時(shí)間、運(yùn)行情況，合理分析其運(yùn)行能力是否出現(xiàn)衰減情況，根據(jù)吸收塔的運(yùn)行情況安裝GGH 設(shè)備，協(xié)助吸收塔運(yùn)行，提高煤炭脫硫處理質(zhì)量。在檢查過程中也需對(duì)吸收塔各處結(jié)構(gòu)磨損情況進(jìn)行排查，做好各個(gè)機(jī)械裝置的潤(rùn)滑工作[5]。

3.3 石灰漿槽與攪拌器

對(duì)吸收設(shè)備的石灰漿槽和攪拌器檢修時(shí)，可將檢修重點(diǎn)放在攪拌桿、變速箱固定位置等細(xì)節(jié)方面。在脫硫工藝吸收系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，吸收系統(tǒng)中又有大量含氮、硫等具有腐蝕性煙氣，空氣中一些物質(zhì)也會(huì)在吸收系統(tǒng)中產(chǎn)生腐蝕性，通過腐蝕讓攪拌器、石灰漿槽的部分零部件加速裝置的磨損效果，嚴(yán)重影響吸收系統(tǒng)后續(xù)使用，極容易出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故，影響一線生產(chǎn)人員人身安全。所以在檢修石灰漿槽和攪拌器時(shí)，務(wù)必要將重點(diǎn)放在一些平時(shí)無法看到的細(xì)小零部件。如果發(fā)現(xiàn)零部件嚴(yán)重磨損則要對(duì)其進(jìn)行更換?？砂凑找韵铝鞒踢M(jìn)行檢修處理：

先使用工具將攪拌器電機(jī)拆開，并移開變速箱準(zhǔn)備放油。等到變速箱儲(chǔ)油全部清空后，進(jìn)一步拆除攪拌桿，并將負(fù)責(zé)變速箱穩(wěn)定使用的支撐裝置、銜接螺栓等卸掉；在變速箱和電機(jī)的連接位置螺絲拆除后，手持照明設(shè)備或?qū)⒆兯傧浞胖糜趶?qiáng)光下，檢查各處零部件磨損情況，檢查變速箱齒輪，可使用壓鉛絲向齒輪涂抹紅丹粉，分析齒輪咬合情況，根據(jù)齒輪的磨損實(shí)際情況做維修、更換等處理，避免因齒輪無法保持高效運(yùn)行狀態(tài)，影響變速箱運(yùn)行效率；對(duì)石灰漿槽進(jìn)行系統(tǒng)的除垢、清潔工作，避免漿槽內(nèi)部殘留石灰或硫化物，形成影響漿槽暫存石灰能力。在結(jié)束檢查工作后，根據(jù)之前使用的拆卸程序?qū)⒉鹦兜母鱾€(gè)零部件重新安裝，檢驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行情況。

3.4 軸承與油室

對(duì)于油室、軸承等裝置，在檢修期間可選擇煤油清洗表面污垢，配合棉紗做細(xì)微處的清理工作，并利用面團(tuán)把無法殘留污垢通過粘除方式清除。檢修人員還需觀察軸封位置，使用測(cè)量裝置分析軸承彎曲度，檢查軸承松動(dòng)情況，對(duì)軸承加固處理，添加潤(rùn)滑劑，提高軸承后續(xù)應(yīng)用效果。軸承內(nèi)圈、外圈沒有出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，可是軸承有嚴(yán)重松動(dòng)情況，仍需對(duì)軸承零部件進(jìn)行更換。檢修油室時(shí)需關(guān)注油室滲漏情況，檢查油室是否出現(xiàn)裂紋，并將油室滲漏、裂紋位置用醒目顏色進(jìn)行標(biāo)記，之后對(duì)油室做修補(bǔ)工作。如果油室有油封磨損、硬化問題，則需及時(shí)更換油封并將軸承蓋污漬做好清理工作。

3.5 注意事項(xiàng)

在正式進(jìn)入檢修程序前，檢修人員需對(duì)脫硫系統(tǒng)做詳細(xì)的檢修規(guī)劃，明確檢修流程。同時(shí)，對(duì)于吸收系統(tǒng)中各種設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)與故障特征，制定針對(duì)設(shè)備的詳細(xì)檢修計(jì)劃，讓檢修工作可順利進(jìn)行，避免影響正常發(fā)電計(jì)劃。同時(shí)檢修人員也要針對(duì)檢修過程做詳細(xì)記錄，既可不斷提升自己能力，也能為以后檢修出現(xiàn)類似問題提供解決方案，提升未來檢修效率。

在檢修期間，需要將檢修重心放設(shè)備各種零部件，及時(shí)更換磨損的零部件，并讓零部件保持潤(rùn)滑。除對(duì)一些設(shè)備檢修外，還需要同時(shí)設(shè)備清潔工作。使用專業(yè)設(shè)備清潔劑對(duì)軸承、皮帶等位置雜質(zhì)清理，并使用潤(rùn)滑油對(duì)其整修。根據(jù)設(shè)備使用情況，設(shè)置科學(xué)時(shí)間更換零部件，保證脫硫系統(tǒng)所有設(shè)備擁有良好使用狀態(tài)，消除設(shè)備使用安全隱患。如果設(shè)備維修存在一定難度，也可讓設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)輔助維修。

4 結(jié)語

本文僅研究幾種常見脫硫工藝吸收系統(tǒng)設(shè)備，在實(shí)際進(jìn)行設(shè)備檢修時(shí)仍需要以具體設(shè)備的問題為主，采用科學(xué)方法對(duì)設(shè)備做好檢修工作。如果設(shè)備無法正常使用則要及時(shí)更換，從而提升火力發(fā)電廠處理廢氣、廢水質(zhì)量，為我國(guó)進(jìn)入綠色經(jīng)濟(jì)時(shí)代打好基礎(chǔ)工作。