鐵嶺公司300MW機組脫硫效率低影響因素及整改措施

時間：2016-10-25 09:22

來源：中國電力環保

對遼寧華電鐵嶺發電有限公司#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的措施。

1.前言

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

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

2010年10月投入運營發現一直在98%以上的脫硫效率降至93%以下，反復調整不見成效。因此需要對整個脫硫系統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劑，與煙氣中的SO2發生反應生成亞硫酸鈣(CaSO3)，亞硫酸鈣CaSO3與氧氣進一步反應生成硫酸鈣(CaSO4)，結晶形成石膏(CaSO4˙2H2O)。其脫硫效率和運行可靠性高，是應用最廣的脫硫技術。

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

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，運行監測技術指標變化范圍不會影響脫硫系統效率，所以機組系統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“石灰石屏蔽現象”。另外，由①、②反應式可以看出，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，但石膏的品質會降低;要保證石膏品質，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-發生反應生成CaF2，同時，飛灰中Al3+溶解進脫硫塔內的漿液中，生成AlFn。由于這些AlFn多核絡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，下面為水的化學分析結果：

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，同離子效應導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。

4.問題的綜合分析和處理過程

4.1清理噴淋管道及噴嘴

在脫硫系統停運期間可打開吸收塔對其噴淋情況進行檢查。

4.2經常監測吸收塔漿液中的CaSO3含量

從化學分析結果看，CaSO3的含量在0.6～0.7%之間，在控制范圍之內。

4.3調整吸收塔漿液的pH

在需要保證脫硫效率時，至少把pH調整到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備異常引起的，就檢測的數據來看，設計煙氣粉塵含量200mg/Nm3，實際顯示270mg/Nm3左右，將近超標50%，嚴重超出設計范圍。在條件允許的情況下對電除塵設備進行檢修，保證除塵效率。

4.5嚴格控制石灰石質量

我廠石灰石樣品CaO含量在51～52%之間，從化驗結果看滿足要求，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，石灰石漿液泵均發生過樹根、大的石灰石顆粒和其它雜質堵塞情況，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漏。

在檢修時徹底檢查制漿系統，找到系統溜料的原因。

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，所以要降低氯離子含量可先把工藝水由灰回水換成工業水觀察效果。

5.處理后的效果

通過分析，在解決問題采取措施中提，需要調整的有噴淋系統、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、運行管理專業中從易到難逐個實施，達到解決問題的目的。

5.1生產原料方面

脫硫工藝水暫時更換為工業水，Cl-含量為10ppm左右。

5.2生產工藝方面

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，在再循環箱中增加濾網，同時增加鋼球數量，增加研磨時間。并在原料上把關，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，生產原料過程和生產工藝共四方面的處理和調整后，脫硫效率未見明顯變化，基本維持在原來的水平。

由于吸收塔內噴淋系統的調整需停下脫硫系統后才能進行，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層檢查發現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;噴嘴檢查發現B層噴嘴無堵塞，30%噴嘴有不同程度的磨損現象;C層共發現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脫硫系統也有類似的問題。