火電廠煙氣脫硫裝置的運(yùn)行維護(hù)

呂棟騰，雷濤鋒

（1.陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安 710300；2.大唐西安第二熱電廠，陜西西安 710065）

0 引言

工業(yè)設(shè)施中，火電廠運(yùn)行產(chǎn)生的SO2排放量占據(jù)了全國SO2排放量的50%以上。近年來，國家頒布了新的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，大力推進(jìn)了脫硫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根據(jù)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢，國內(nèi)能源消耗將在一段時間內(nèi)仍以煤炭為主，為了減少煤炭燃燒帶來的污染，投資建設(shè)了大量的脫硫裝置。同時，環(huán)?？偩忠舶l(fā)布規(guī)定，強(qiáng)制發(fā)電相關(guān)企業(yè)對煙氣進(jìn)行脫硫。對火電廠脫硫裝置進(jìn)行有效維護(hù)，保持良好的脫硫效率，減少并控制SO2的排放與污染，提高環(huán)境與空氣質(zhì)量，是我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展和公民健康的基本保證[1]。

1 煙氣脫硫技術(shù)

各國從脫硫技術(shù)的要求出發(fā)，已經(jīng)開發(fā)了很多燃煤鍋爐控制SO2排量技術(shù)，并應(yīng)用于工程中。這些技術(shù)總結(jié)起來分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫[2]。利用化學(xué)、物理或生物方法脫去煤中硫被稱為燃燒前脫硫，因其工藝成本高，尚未得到廣泛應(yīng)用。在燃燒過程中對煤進(jìn)行脫硫稱為燃燒中脫硫，主要有循環(huán)流化床鍋爐燃燒脫硫技術(shù)和爐內(nèi)噴鈣技術(shù)[3]。燃燒后脫硫（Flue Gas Desulfurization，F(xiàn)GD）是對燃燒后的煙氣進(jìn)行脫硫，主要有海水法、石灰石—石膏法、氨吸收法和雙堿法，是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛、規(guī)模最大的脫硫技術(shù)。

西安某火電廠1#、2#機(jī)組（2×300 MW）采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝，使用石灰石作為脫硫劑，工藝上將其研磨成細(xì)粉與水混合制成吸收漿，吸收漿與煙氣在吸收塔內(nèi)混合接觸，漿液中的碳酸鈣與煙氣中SO2、空氣混合接觸并發(fā)生氧化反應(yīng)，最終生成二水石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)換熱器加熱升溫后排入空氣，余下的石膏漿經(jīng)脫水處理后回收并循環(huán)利用。

2 煙氣脫硫控制系統(tǒng)

現(xiàn)階段控制火電廠煙氣脫硫裝置的系統(tǒng)主要有可編程邏輯控制（PLC）、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）[4]。其中，PLC 被廣泛應(yīng)用在過程控制中，工程師可根據(jù)工程需要在PLC 中完成相應(yīng)的編程，實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。FCS 是將現(xiàn)場全部的儀表設(shè)備和控制器，通過現(xiàn)場總線聯(lián)結(jié)組成的系統(tǒng)。DCS 系統(tǒng)是分散控制、集中管理，在每個現(xiàn)場子站都有控制器和采集器，系統(tǒng)運(yùn)行信息再通過現(xiàn)場總線送入操作站和工程師站，以完成對系統(tǒng)運(yùn)行的總體管理和顯示[5]。

本次研究的煙氣脫硫控制系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)，主要由電氣系統(tǒng)、熱工系統(tǒng)和煙氣排放監(jiān)測系統(tǒng)組成，現(xiàn)場配置控制表盤和附屬設(shè)備，通過工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至總控室，以便集中管理。其中電氣系統(tǒng)由直流電源、供電系統(tǒng)、交流電源和備用電源系統(tǒng)組成，系統(tǒng)備有獨(dú)立保安段電源。熱工系統(tǒng)內(nèi)含數(shù)據(jù)采集處理，煙氣流量流速、液氣比、溫度等模擬量控制系統(tǒng)和保護(hù)報警等部分。煙氣排放監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測脫硫過程中SO2的各項指標(biāo)數(shù)據(jù)，如煙氣濃度、濕度和溫度等，為控制系統(tǒng)提供重要的反饋數(shù)據(jù)，主要由污染物子系統(tǒng)、排放參數(shù)子系統(tǒng)等組成。

3 運(yùn)行維護(hù)

（1）熱工測量、電氣等裝置及其保護(hù)裝置完備且無異常使用。

（2）各設(shè)備齊全，無缺失元件，保溫設(shè)備完好，設(shè)備自身和周邊都應(yīng)當(dāng)整潔，沒有雜物及沉油等，保證充足的照明和完好的欄桿平臺。

（3）儲存空間的空洞及排漿閥門需要檢查是否已經(jīng)關(guān)閉，并保證溢流管的通暢。

（4）地腳螺栓、保護(hù)罩、轉(zhuǎn)機(jī)各部、聯(lián)軸器螺栓等需要安裝無誤，且牢固。

（5）轉(zhuǎn)動機(jī)械的各部分的油液質(zhì)量完好，油表指示正確無誤，設(shè)備孔洞、蓋無誤。

4 工藝水運(yùn)行規(guī)定

4.1 離心泵的運(yùn)行規(guī)定

（1）離心泵不宜在低于30%設(shè)計流量下運(yùn)行。

（2）增減流量時，應(yīng)防止電機(jī)過負(fù)荷跳閘和低負(fù)荷時水泵汽化，注意監(jiān)視電流和出口壓力變化。

（3）切換備用泵時，應(yīng)先啟動備用泵，待備用泵運(yùn)行正常后，方可停泵。

（4）檢修后第一次啟動泵時應(yīng)先檢查電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確，從電機(jī)側(cè)看泵為順時針旋轉(zhuǎn)。

（5）泵的軸封應(yīng)十分嚴(yán)密，沒有漏漿及漏水現(xiàn)象。

4.2 工藝水箱調(diào)整

若工藝水箱入口濾網(wǎng)出現(xiàn)前后壓差大報警，打開濾網(wǎng)旁路門，關(guān)閉濾網(wǎng)出、入口手動門，取出濾網(wǎng)進(jìn)行清洗或更換。濾網(wǎng)清洗或更換完成后，開啟其出、入口手動門。

5 系統(tǒng)維護(hù)

5.1 煙氣系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)

確保煙氣系統(tǒng)中的密封裝置完好，煙道和密封管道密封良好，沒有漏煙、漏風(fēng)。煙道膨脹通暢，膨脹節(jié)無撕裂情況。在主系統(tǒng)工作時，如需要檢修脫硫系統(tǒng)，要確保所有的煙氣擋板閉合，密封無泄漏；旁路擋板開啟，并閉合密封風(fēng)入口。

5.2 吸收塔的運(yùn)行維護(hù)

脈沖懸浮系統(tǒng)投入且運(yùn)行良好，pH 計自動沖洗程序投入正常。氧化空氣冷卻水開啟。

5.3 石灰石輸送系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)

（1）卸料斗牢固。

（2）除塵器正確投入，反吹系統(tǒng)啟停動作正常。

（3）振動給料機(jī)給料無堆積、飛濺現(xiàn)象。

（4）檢查并防止吸鐵件刺傷棄鐵皮帶。

（5）若棄鐵箱中有雜物，應(yīng)該立刻清除。

5.4 石灰石漿液制備系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)

制漿過程中要確保旋流器與制漿管道牢固連接，避免設(shè)備磨損及漏漿，如果旋流器出現(xiàn)嚴(yán)重的漏漿，必須切換使用備用旋流器。確保濾液水管與球磨機(jī)料管連接正常，保證通暢。檢查磨機(jī)各部冷卻水供應(yīng)良好，各部溫度、振動正常，運(yùn)行中無異常聲音等。油箱的液位升高超過正常標(biāo)準(zhǔn)，主要為冷卻水管破裂、油管破裂及管路堵塞。定期查驗球磨機(jī)出口篦子的干凈程度，若發(fā)現(xiàn)有雜物要及時清理。

5.5 pH 計沖洗、投入及保養(yǎng)

（1）對pH 計沖洗需要24 min 進(jìn)行一次，如果該儀器指示不正常或錯誤，需要立刻沖洗：關(guān)閉pH 計進(jìn)漿門、出漿門，存儲pH 值，啟動pH 計的沖洗水門與放水門，持續(xù)沖洗pH 計60 s；pH 計的沖洗結(jié)束后，將洗水門、放水門關(guān)閉，之后打開進(jìn)漿門、出漿門。結(jié)束pH 計沖洗，若發(fā)現(xiàn)其指示錯誤，需要再沖洗或通知檢修相關(guān)設(shè)備。

（2）投運(yùn)前，應(yīng)檢查pH 計各門嚴(yán)密關(guān)閉，外形及連接正常。關(guān)閉沖洗水門、放水門，緩慢開啟進(jìn)漿門及回漿門，向pH 計充漿；投入后，對石膏漿液的pH 值進(jìn)行檢測，若檢測值有誤，應(yīng)及時沖洗pH 計。如果多次沖洗后，仍然顯示有誤，則進(jìn)行熱工處理。

（3）脈沖懸浮泵停止后，將pH 計入口門關(guān)閉，打開沖洗門，開始沖洗pH 計和連接管道。將pH 計入口門打開、出口門關(guān)閉，然后沖洗入口管道。沖洗完后，關(guān)閉入口門及沖洗水門，將pH計注水后，pH 值顯示若正常，則為7.0 左右。需要定期檢查pH計的注水情況，若水量不足，應(yīng)立刻補(bǔ)水。若不及時補(bǔ)水，pH 計的電極會結(jié)垢，其測量精度會受到干擾，嚴(yán)重時會遭到損壞。

6 運(yùn)行調(diào)整

6.1 石膏品質(zhì)調(diào)整

如果石膏中的粉塵含量超過規(guī)定范圍，需要立刻通知相關(guān)人員采取相應(yīng)措施，降低煙氣中的粉塵含量。如果檢測到石膏中的CaCO3含量超過標(biāo)準(zhǔn)，需要立刻調(diào)節(jié)漿液供給量，并通知相關(guān)人員對石灰石漿液和石灰石原料品質(zhì)進(jìn)行化驗。若石灰石漿液顆粒直徑太大，應(yīng)及時調(diào)整粒徑在規(guī)定范圍內(nèi)。若石灰石原料中的雜質(zhì)超過標(biāo)準(zhǔn)，則要聯(lián)系石灰石原料生產(chǎn)部門調(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi)。同時還要調(diào)整空氣中氧氣含量和pH 值，確保CaCO3被充分氧化。

6.2 制漿系統(tǒng)調(diào)整

設(shè)備工作中需要確保球磨機(jī)濾液量和石灰石料的比例，如果細(xì)度小于標(biāo)準(zhǔn)，則將細(xì)度調(diào)節(jié)門關(guān)小，反之要開大。設(shè)備工作時需要觀察球磨機(jī)電流指示表，若發(fā)現(xiàn)電流遠(yuǎn)低于額定電流，需要立刻添補(bǔ)符合規(guī)定的鋼球。從球磨機(jī)進(jìn)入的石灰石顆粒直徑不允許超過20 mm，如果來料直徑太大，需立刻進(jìn)行調(diào)整。

6.3 脫硫率、pH 值及石灰石漿液給漿量調(diào)整

石灰石漿液的供給量對脫硫裝置有重大影響，若漿液量供給過少，無法達(dá)到煙氣脫硫標(biāo)準(zhǔn)，會增大出口煙氣的含硫量，嚴(yán)重降低了脫硫效率；若石灰石漿液供給量過大，則會降低石膏純度。脫硫裝置在工作時，可依據(jù)出口SO2濃度、pH 值、石灰石漿液濃度及脫硫率綜合因素調(diào)節(jié)石灰石的供給量，當(dāng)pH 值過大、石灰石漿液濃度降低、SO2濃度升高，都可增大石灰石漿液供給量。若脫硫率太低，則加大給漿量，必要時可增加再循環(huán)泵投運(yùn)數(shù)量。

7 定期工作

（1）每2 h 對脫硫各系統(tǒng)巡回檢查一次。結(jié)合巡回檢查，每2 h 抄運(yùn)行表計一次，并做好運(yùn)行分析工作。

（2）切換轉(zhuǎn)機(jī)時，應(yīng)先啟動備用轉(zhuǎn)機(jī)，運(yùn)行正常后，方可停運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)。

（3）每班至少沖洗各漿液箱及吸收塔液位計1 次，校對不少于3 次。

（4）每周二上午班準(zhǔn)備，下午班補(bǔ)充鋼球。

8 結(jié)束語

通過對煙氣脫硫技術(shù)的介紹，脫硫控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)的分析，提出了煙氣脫硫裝置的運(yùn)行維護(hù)方法。對運(yùn)行維護(hù)工作中的主要任務(wù)如運(yùn)行維護(hù)、工藝水運(yùn)行規(guī)定、系統(tǒng)維護(hù)、運(yùn)行調(diào)整和定期工作的流程和方案作了說明和介紹，可有效提高系統(tǒng)的工作效率。脫硫控制技術(shù)在我國研究時間較短，脫硫工藝和控制技術(shù)還有很大的發(fā)展空間。做好系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)工作，能提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和脫硫效率，有效提高火電廠的環(huán)保技術(shù)指標(biāo)，對減少企業(yè)的生產(chǎn)成本，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。