脫硫系統(tǒng)的發(fā)生的故障主要是吸收塔系統(tǒng)出現(xiàn)的異常工況,分析吸收塔系統(tǒng)漿液循環(huán)泵葉輪磨損、漿液泵出口母管堵塞、吸收塔內(nèi)漿液異常等對吸收塔出口參數(shù)的影響,并提出了各種異常現(xiàn)象發(fā)生時的解決方法,為減少脫硫系統(tǒng)故障,確保煙氣達(dá)標(biāo)排放提供參考。
1 脫硫系統(tǒng)概況
石灰石-石膏濕法脫硫工藝是目前較為成熟的脫硫技術(shù)。萊城電廠4 臺300MW機(jī)組采用石灰石-石膏的濕法煙氣脫硫工藝,一爐一塔設(shè)計。自投運(yùn)以來,脫硫設(shè)施投運(yùn)率超過99.0%、脫硫效率保持在95% 以上。整套系統(tǒng)于2008 年12 月底完成安裝調(diào)試,運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)全煙氣量脫硫時,脫硫后煙氣溫度不低于80℃。校核煤種工況下確保FGD 裝置排放的SO2濃度不超標(biāo);當(dāng)FGD 入口煙氣SO2濃度比設(shè)計煤種增加25% 時仍能安全穩(wěn)定運(yùn)行。吸收塔系統(tǒng)是影響脫硫效率的核心部件,自下而上可分為氧化結(jié)晶區(qū)、吸收區(qū)、除霧區(qū)三個主要的功能區(qū)。
2 吸收塔系統(tǒng)常見故障分析及解決方法
2.1 循環(huán)泵葉輪及泵殼磨損對吸收塔參數(shù)的影響
脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中,因漿液循環(huán)泵中介質(zhì)為石灰石漿液,外加漿液中pH值變化較大,因此,漿液循環(huán)泵的磨損在所難免。漿液在泵內(nèi)高速流動,對泵殼產(chǎn)生一定的沖刷磨損,造成泵殼壁厚變薄、磨穿的情況。當(dāng)泵殼減薄后,經(jīng)葉輪作功后的漿液回流量相應(yīng)增加,漿液循環(huán)總量減小,壓頭理所當(dāng)然達(dá)不到應(yīng)有的高度,吸收效果變差,出力不能達(dá)到額定值,吸收塔參數(shù)異常,脫硫效率降低。
解決方案:當(dāng)漿液循環(huán)本葉輪及泵殼磨損嚴(yán)重時,相應(yīng)出現(xiàn)漿液循環(huán)泵電流減小,出力降低,將循環(huán)量減少,此時應(yīng)停止運(yùn)行,對該泵葉輪及泵殼進(jìn)行特殊工藝防磨,當(dāng)防磨工作處理且養(yǎng)護(hù)完畢,可在此投入運(yùn)行。當(dāng)葉輪磨損嚴(yán)重時根據(jù)運(yùn)行周期可更換新葉輪,以保持正常漿液循環(huán)量。
2.2 循環(huán)泵出口噴頭及母管堵塞對參數(shù)的影響
吸收塔系統(tǒng)運(yùn)行中,經(jīng)常出現(xiàn)漿液循環(huán)泵出力降低的情況,在排除漿液循環(huán)泵磨損等情況外,應(yīng)考慮漿液循環(huán)泵出口噴頭及母管堵塞。一旦以上部位堵塞,必將造成漿液流量減少,漿液循環(huán)泵出力降低,漿液噴淋擴(kuò)散半徑減小,吸收塔內(nèi)漿液噴淋不均,泵殼發(fā)熱等現(xiàn)象,形成“煙氣走廊”的機(jī)率大為增加,因而降低脫硫系統(tǒng)效率。萊城電廠3 號脫硫系統(tǒng)停機(jī)后檢查堵塞物成分,均是石灰石顆粒、SiO2、樹脂鱗片、亞硫酸鈣結(jié)垢物等。
解決方案:漿液循環(huán)泵出口噴頭及母管堵塞,應(yīng)利用停機(jī)機(jī)會進(jìn)行徹底清理疏通,并建立檢查清理檔案,計劃性停機(jī)檢修,以保證可靠性在正常范圍。另外循環(huán)泵停止時,應(yīng)進(jìn)行沖洗,盡可能將母管及噴頭處漿液及異物沖洗干凈,防止結(jié)塊堵塞。
2.3 吸收塔內(nèi)漿液品質(zhì)的影響
萊城電廠在3號脫硫系統(tǒng)大修過程中,在吸收塔底部清理出了部分樹脂脫落物、SiO2以及石灰石中含的雜質(zhì)等。系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中也出現(xiàn)過電除塵出口煙塵濃度超標(biāo)的情況。煙氣中粉塵含量持續(xù)超過設(shè)計允許量,將使脫硫率大為下降,管道內(nèi)部逐漸沉淀堵塞。另外,煙塵及飛灰呈堿性,當(dāng)其進(jìn)入漿液后,漿液pH 值將升高。由于運(yùn)行中pH 值控制不再通過Ca/S 計算,而是只用pH 值反饋控制,相應(yīng)減少了石灰石漿液量,但粉塵不會被消耗掉,因此造成虛假pH 值升高,脫硫效率反而下降。
解決方案:為防止?jié){液循環(huán)泵出口母管及噴頭堵塞,除停機(jī)后清理雜質(zhì)異物外,應(yīng)采取長期有效的治理方案。萊城電廠在本次3 號脫硫系統(tǒng)大修過程中,在漿液循環(huán)泵入口管加裝不銹鋼濾網(wǎng),阻擋了樹脂脫落物、SiO2以及石灰石中含的雜質(zhì)進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng),效果良好,明顯降低了噴淋系統(tǒng)出口母管及噴頭清理周期,提高了吸收塔系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
為防止吸收塔入口粉塵濃度過高,正常運(yùn)行中,應(yīng)加強(qiáng)電除塵運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視,在粉塵濃度超過設(shè)計值時,應(yīng)查明原因設(shè)法消除,超標(biāo)時間較長且不能恢復(fù)正常數(shù)值時,應(yīng)申請停止脫硫系統(tǒng)。
3 運(yùn)行調(diào)節(jié)參數(shù)對對吸收塔系統(tǒng)的影響
3.1 循環(huán)漿液的pH 值
脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中,循環(huán)漿液的pH 值是運(yùn)行人員控制的主要參數(shù)之一,也是影響脫硫系統(tǒng)效率的主要因素。當(dāng)pH 值較低,亞硫酸鹽溶解度急劇上升,硫酸鹽溶解度略有下降,會有石膏在很短時間內(nèi)大量產(chǎn)生并析出,產(chǎn)生硬垢,阻礙漿液對SO2的吸收。從實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗得出,提高循環(huán)漿液的pH值可直接提高脫硫系統(tǒng)的脫硫效率。pH 值過低,能提高石膏的品質(zhì),但不能保證脫硫效率;而pH 值過高,會造成石灰石粉的浪費(fèi),降低了石膏的品質(zhì),增加了循環(huán)漿液的密度,加大了對設(shè)備的磨損。為保證脫硫系統(tǒng)脫硫效率,pH值在5.2 ~ 6.0 是經(jīng)過考證的合理范圍。
3.2 吸收塔液位影響
我廠吸收塔液位規(guī)程規(guī)定正常運(yùn)行在12m,吸收塔液位越高,循環(huán)泵入口漿液靜壓頭越高,循環(huán)泵抽取的漿液量越多,母管壓力越高,噴淋高度越高,漿液在塔內(nèi)停留時間長,與氣體接觸的時間延長,接觸界面增加,氣體穿越氣膜/液膜界面機(jī)會多,吸收效果更佳。同時液位高,氧化區(qū)高度增加,氧化反應(yīng)充分,確保吸收塔系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
3.3 外因及其他因素的對吸收塔系統(tǒng)的影響
進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的原煙氣、凈煙氣SO2的含量對脫硫效率影響較大,當(dāng)吸收塔入口煙氣SO2含量異常升高時,因脫硫系統(tǒng)處理能力有限,脫硫效率將下降,反之,靜煙氣濃度降低,脫硫效率將逐漸升高。因為,隨著入口SO2含量的逐漸增加,能很快打破吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平衡,造成漿液中液滴吸收SO2的能力減弱,在最大量補(bǔ)充石灰石漿液的情況下,pH 值仍不能維持,脫硫效率不能維持在正常范圍。此時應(yīng)設(shè)法排除外因的影響,保證脫硫吸收塔各參數(shù)運(yùn)行正常。
4 結(jié)語
在實(shí)際運(yùn)行中影響脫硫系統(tǒng)的原因比較復(fù)雜,通過長時間的運(yùn)行總結(jié),找出影響脫硫吸收塔系統(tǒng)運(yùn)行的因素,并進(jìn)行歸納總結(jié),提出解決方案并實(shí)施,設(shè)法使脫硫投運(yùn)率和脫硫效率達(dá)到設(shè)計要求,確保煙氣達(dá)標(biāo)排放。