鐵嶺公司300MW機組脫硫效率低影響因素及整改措施

對遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司#3、4機組脫硫效率低的問題進行了研究，分析了可能引起脫硫效率低的原因，并有針對性地采取了相應(yīng)的措施。

1.前言

隨著國家環(huán)保環(huán)境排放指標的要求不斷提高，對火發(fā)電廠單機容量不斷增長、電廠煙氣污染環(huán)境的嚴重問題對社會環(huán)境的影響加強管理措施。如何提高電廠脫硫系統(tǒng)運行管理，提高火電廠煙氣的脫硫效率問題越來越受到重視。

遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司現(xiàn)有四臺裝機容量為300MW的壓臨界汽輪發(fā)電機組和兩臺容量為600MW的超超臨界汽輪發(fā)電機組。其中四臺300MW機組在建設(shè)時并沒有配相應(yīng)的脫硫設(shè)備，在2007年對#3、4機組煙氣系統(tǒng)進行了脫硫改造，于2008年正式投入運行。

2010年10月投入運營發(fā)現(xiàn)一直在98%以上的脫硫效率降至93%以下，反復(fù)調(diào)整不見成效。因此需要對整個脫硫系統(tǒng)進行全面的檢查和可能的原因分析，及時的采取措施，把脫硫效率調(diào)整到正常水平。

2.脫硫的原理分析

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫采用石灰石漿液做為反應(yīng)劑，與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣(CaSO3)，亞硫酸鈣CaSO3與氧氣進一步反應(yīng)生成硫酸鈣(CaSO4)，結(jié)晶形成石膏(CaSO4˙2H2O)。其脫硫效率和運行可靠性高，是應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù)。

鐵嶺公司脫硫系統(tǒng)采用石灰石—石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)，系統(tǒng)形成了石灰石原料經(jīng)磨機磨碎后，與適量的水配成石灰石漿液進入吸收塔內(nèi)。在循環(huán)泵的作用下，吸收塔漿液從塔頂噴淋而下，與上升的煙氣中的SO2發(fā)生如下反應(yīng)

在吸收塔的石膏濃度達到要求后，由石膏排除泵輸送到旋風分離器，最后到脫水皮帶進行脫水既得石膏成品。

3.影響脫硫效率的因素及原因分析

從脫硫的過程來看，可分為SO2的吸收、石灰石的溶解、亞硫酸鹽的氧化和石膏的結(jié)晶四個部分。其中亞硫酸鹽的氧化是很重要的一步，運行中氧化風機正常，運行監(jiān)測技術(shù)指標變化范圍不會影響脫硫系統(tǒng)效率，所以機組系統(tǒng)中對前兩個部分分別進行分析。

3.1影響SO2的吸收的因素

3.1.1吸收塔部分噴淋不均勻

部分噴嘴無噴淋漿液，煙氣和漿液不能充分接觸，造成煙氣逃逸，使SO2的吸收率降低，脫硫效率下降。

3.1.2吸收塔漿液中SO32-含量影響

當漿液中SO32-含量超過一定值時，CaCO3在石灰石表面的溶解度下降，造成“石灰石屏蔽現(xiàn)象”。另外，由①、②反應(yīng)式可以看出，SO32-濃度過大時會抑制SO2的氣相擴散，影響脫硫效率。

3.1.3吸收塔漿液pH的影響

在pH值為7.2時，溶液中存在SO32-和HSO3-離子;而pH值為5.0以下時，只存在HSO3-離子。隨著pH值的降低，SO2水化物的比例逐漸增大，與物理溶解的SO2建立平衡。

所以漿液的pH高，有利于SO2的吸收，但石膏的品質(zhì)會降低;要保證石膏品質(zhì)，就要在SO2的吸收率上做一些犧牲。所以要在脫硫效率和石膏品質(zhì)之間找到一個平衡點。

3.2影響石灰石的溶解的因素

3.2.1入口煙氣中含塵量大，使脫硫效率降低

FGD入口煙塵增加，會降低脫硫效率。煙塵中HF進入脫硫塔后溶于水，CaCO3中Ca2+與F-發(fā)生反應(yīng)生成CaF2，同時，飛灰中Al3+溶解進脫硫塔內(nèi)的漿液中，生成AlFn。由于這些AlFn多核絡(luò)合物阻礙鈣的離子化，使得石灰石不易溶解。

3.2.2石灰石含量及活性對脫硫效率的影響

CaCO3的含量越高，其活性越好。設(shè)計石灰石CaCO3含量要求高于90%，即CaO含量在50%以上。

3.2.3石灰石粒徑對脫硫效率的影響

石灰石粒徑越小，比表面積越大，液固接觸越充分，從而能更有效降低液相阻力，石灰石就越易溶解。

3.2.4Cl-影響

主要來源為燃煤中的氯，我公司工藝水中Cl-偏高，下面為水的化學(xué)分析結(jié)果：

Cl-對石灰石的消溶特性有明顯的抑制作用。當溶液中含有Cl-時，Cl-與Ca2+生成CaCl2，溶解CaCl2濃度增加，同離子效應(yīng)導(dǎo)致液相的離子強度增大，抑制H+的擴散，從而阻止了石灰石消溶反應(yīng)。

4.問題的綜合分析和處理過程

4.1清理噴淋管道及噴嘴

在脫硫系統(tǒng)停運期間可打開吸收塔對其噴淋情況進行檢查。

4.2經(jīng)常監(jiān)測吸收塔漿液中的CaSO3含量

從化學(xué)分析結(jié)果看，CaSO3的含量在0.6～0.7%之間，在控制范圍之內(nèi)。

4.3調(diào)整吸收塔漿液的pH

在需要保證脫硫效率時，至少把pH調(diào)整到5.5以上。

4.4降低煙氣中的含塵量

煙氣中含塵量高是由于電除塵設(shè)備異常引起的，就檢測的數(shù)據(jù)來看，設(shè)計煙氣粉塵含量200mg/Nm3，實際顯示270mg/Nm3左右，將近超標50%，嚴重超出設(shè)計范圍。在條件允許的情況下對電除塵設(shè)備進行檢修，保證除塵效率。

4.5嚴格控制石灰石質(zhì)量

我廠石灰石樣品CaO含量在51～52%之間，從化驗結(jié)果看滿足要求，從#5、6機組脫硫運行情況看也能滿足要求。

4.6嚴格控制石灰石成品漿液的篩分細度

脫硫設(shè)計要求石灰石漿液粒徑不大于0.044mm(篩分細度要求90%通過325目篩子)，從化驗結(jié)果看在85～90%之間。

從石灰石漿液泵運行情況分析，石灰石漿液泵均發(fā)生過樹根、大的石灰石顆粒和其它雜質(zhì)堵塞情況，造成此泵不能正常運行，泵運行時也能聽到大的顆粒撞擊管道聲和造成出口門卡壞內(nèi)漏。

在檢修時徹底檢查制漿系統(tǒng)，找到系統(tǒng)溜料的原因。

4.7消除有害離子影響

由于除氯離子之外的其它離子和原料及脫硫工藝有關(guān)，所以要降低氯離子含量可先把工藝水由灰回水換成工業(yè)水觀察效果。

5.處理后的效果

通過分析，在解決問題采取措施中提，需要調(diào)整的有噴淋系統(tǒng)、吸收塔漿液的pH、煙氣中的含塵量、石灰石成品漿液的篩分細度、脫硫工藝水，在檢修維護、運行管理專業(yè)中從易到難逐個實施，達到解決問題的目的。

5.1生產(chǎn)原料方面

脫硫工藝水暫時更換為工業(yè)水，Cl-含量為10ppm左右。

5.2生產(chǎn)工藝方面

由于工藝水補水pH偏高(8.5～9.4)，使吸收塔漿液pH偏高，但CaCO3含量不高，于是研究決定把吸收塔漿液的pH由5.5提高到5.9。

電帶除塵將其電除塵電場節(jié)電方式(脈沖)切換為火花放電方式。

石灰石漿液顆粒大，雜物多。因此有針對性的對濕式球磨機進行改造，在再循環(huán)箱中增加濾網(wǎng)，同時增加鋼球數(shù)量，增加研磨時間。并在原料上把關(guān)，嚴格禁止樹根等雜物進入磨機，使石灰石漿液指標合格。

5.3處理后效果

通過機組運行中，生產(chǎn)原料過程和生產(chǎn)工藝共四方面的處理和調(diào)整后，脫硫效率未見明顯變化，基本維持在原來的水平。

由于吸收塔內(nèi)噴淋系統(tǒng)的調(diào)整需停下脫硫系統(tǒng)后才能進行，所以這方面未進行處理。

5.4問題癤癥的解決

在#3機組小修期間，對吸收塔內(nèi)噴嘴及除霧器進行了檢查和處理。吸收塔噴淋層A層檢查發(fā)現(xiàn)4個噴嘴有問題(2個堵塞，2個有異物);噴淋管有2個被沖刷漏石灰石漿液形成短路，2個噴淋管磨損嚴重;襯膠大梁有1處脫膠;噴嘴檢查發(fā)現(xiàn)B層噴嘴無堵塞，30%噴嘴有不同程度的磨損現(xiàn)象;C層共發(fā)現(xiàn)5個噴嘴堵，堵塞的里面有鱗片、橡膠皮和干灰等。其原因是吸收塔入口處原煙道(干濕界面)防腐鱗片脫落。處理方法是將噴嘴割開取出鱗片，清除防腐層并重新做防腐。#4脫硫系統(tǒng)也有類似的問題。

6.結(jié)論

這是個比較特殊的案例，其實防腐鱗片脫落是在維護工作中開始沒有預(yù)想到的問題，在多次調(diào)整各項參數(shù)后仍沒有達到好的效果，后在檢修煙道時發(fā)現(xiàn)有些地方防腐鱗片脫落，因此才有這方面的初步判斷的依據(jù);其主要還是因為吸收塔噴嘴被堵住所造成，再對其它因素采取相應(yīng)的措施以后，脫硫效率還會進一步的上升。

影響脫硫效率的因素在整個脫硫系統(tǒng)中眾多，針對這個案例，在脫硫系統(tǒng)維護工作中，做好設(shè)備的狀態(tài)檢修工作，加強設(shè)備點檢定修制度落實，保證設(shè)備健康運行水平。保障美好家園，還社會天藍一片。

編輯：張偉