循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)噴鈣脫硫與爐外石灰石—石膏濕法脫硫配合運(yùn)行中出現(xiàn)的問題與應(yīng)對措施

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)噴鈣脫硫與爐外石灰石-石膏濕法脫硫配合運(yùn)行，使得最終的SO2排放濃度完全能夠達(dá)到環(huán)保要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。但在運(yùn)行中也出現(xiàn)了很多問題，需要逐一應(yīng)對解決。

關(guān)鍵詞：爐內(nèi)噴鈣脫硫；爐外石灰石-石膏濕法脫硫；脫硫效率；氯離子濃度

1 概況

神華烏海能源公司西來峰發(fā)電廠（以下簡稱“西來峰發(fā)電廠”）一期工程兩臺200MW超高壓發(fā)電機(jī)組，鍋爐采用循環(huán)流化床鍋爐。為了滿足環(huán)保對SO2排放濃度的要求，西來峰發(fā)電廠采用了循環(huán)流化床爐內(nèi)噴鈣脫硫（以下簡稱爐內(nèi)脫硫）和爐外石灰石-石膏濕法脫硫（以下簡稱爐外脫硫）相結(jié)合的脫硫方式，其中爐內(nèi)脫硫為第一級脫硫，爐外脫硫為第二級脫硫。爐內(nèi)脫硫采用噴入石灰石粉的脫硫方式，每臺鍋爐均設(shè)置了單獨(dú)的石灰石粉倉和石灰石輸送系統(tǒng)，石灰石粉倉至石灰石輸送系統(tǒng)采用可調(diào)頻的星形給料機(jī)給料。爐外脫硫采用兩爐一塔，帶GGH、增壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計方式，吸收塔采用逆流噴淋空塔，塔內(nèi)設(shè)置三層噴淋層和二級除霧器，設(shè)計進(jìn)口SO2濃度為1411mg/m3，設(shè)計脫硫效率95%。設(shè)計爐內(nèi)脫硫脫除總含硫量的80%，剩余的20%由爐外脫硫進(jìn)行處理，兩級脫硫總的脫硫效率達(dá)到98%。在實(shí)際運(yùn)行過程中，遇到了一些爐內(nèi)脫硫與爐外脫硫配合運(yùn)行方面的問題，文章將對遇到的問題逐一進(jìn)行總結(jié)，同時根據(jù)日常的運(yùn)行經(jīng)驗提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

2 遇到的問題與應(yīng)對措施

2.1 爐外脫硫系統(tǒng)的脫硫效率波動大，不能很好的反應(yīng)爐外脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行狀況

2.1.1 問題情況介紹。由于爐內(nèi)脫硫受到石灰石輸送管路堵塞、給煤機(jī)斷煤等因素的影響，導(dǎo)致爐外脫硫進(jìn)口的SO2濃度變化較大，常規(guī)的波動范圍在100mg/m3-400mg/m3之間，最大波動值可達(dá)600mg/m3（波動量達(dá)到爐外脫硫設(shè)計進(jìn)口SO2濃度的42%），使得脫硫效率值難以穩(wěn)定，分析如下：

首先，ηSO2=CSO2，in-CSO2，out/CSO2，in

其次，煙氣流向決定了當(dāng)爐外脫硫進(jìn)口的SO2濃度發(fā)生變化時，爐外脫硫出口的SO2濃度數(shù)據(jù)晚于其進(jìn)口SO2濃度數(shù)據(jù)的變化，此時脫硫效率計算值已經(jīng)變化，但顯示的脫硫效率卻不能很好的反應(yīng)出此時的脫硫效率。

2.1.2 應(yīng)對措施。（1）以爐外脫硫出口SO2濃度作為爐內(nèi)脫硫和爐外脫硫運(yùn)行調(diào)整的共同指標(biāo)，優(yōu)先保證出口SO2濃度達(dá)標(biāo)。（2）細(xì)化爐內(nèi)脫硫的調(diào)整工作，盡量減小爐外脫硫進(jìn)口SO2濃度波動的幅度。西來峰發(fā)電廠要求爐外脫硫進(jìn)口的SO2濃度控制在800mg/m3-1200mg/m3之間，波動幅度在400mg/m3以內(nèi)，在一定程度上降低了脫硫效率值的波動幅度。

2.2 爐內(nèi)脫硫因故出力下降或故障退出時，爐外脫硫超負(fù)荷運(yùn)行，且SO2排放濃度超標(biāo)

2.2.1 問題情況介紹。由于爐內(nèi)脫硫設(shè)計脫除80%的硫，因而當(dāng)爐內(nèi)脫硫因故出力下降或故障退出時，爐外脫硫進(jìn)口的SO2濃度會迅速升高至爐外脫硫系統(tǒng)的設(shè)計處理能力以上。尤其是爐內(nèi)脫硫故障退出時，爐外脫硫進(jìn)口SO2濃度可達(dá)到3000mg/m3以上，超過設(shè)計處理能力1倍以上。無論爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)出力因故降低，或是故障退出，都將導(dǎo)致SO2排放濃度超標(biāo)。如爐內(nèi)脫硫不能迅速恢復(fù)，不僅造成SO2排放濃度超標(biāo)，更加會使?fàn)t外脫硫系統(tǒng)因超負(fù)荷運(yùn)行而出現(xiàn)加速結(jié)垢、漿液中毒等影響爐外脫硫正常運(yùn)行的問題。

2.2.2 應(yīng)對措施。（1）當(dāng)爐內(nèi)脫硫因故出力下降程度較小時（爐外脫硫進(jìn)口SO2濃度約保持在1500mg/m3-2000mg/m3之間），可通過提高吸收塔漿液pH值來保證SO2排放濃度達(dá)標(biāo)。西來峰發(fā)電廠爐外脫硫系統(tǒng)控制吸收塔漿液pH值在5.1-5.6之間，當(dāng)爐內(nèi)脫硫因故出力下降時，將吸收塔pH值提高至5.8。（2）當(dāng)爐內(nèi)脫硫因故出力下降程度太大或故障退出時（爐外脫硫進(jìn)口SO2濃度達(dá)到3000mg/m3以上），爐外脫硫系統(tǒng)因迅速打開脫硫旁路，使煙氣由旁路排放。如無脫硫旁路或脫硫旁路因故無法打開時，應(yīng)降低吸收塔漿液pH值至最低，以使吸收塔漿液盡量少吸收SO2，延緩漿液中毒。西來峰發(fā)電廠根據(jù)爐外脫硫系統(tǒng)設(shè)計單位相關(guān)技術(shù)人員的要求，在系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行時，保持吸收塔漿液pH值最低不低于4.5。（3）迅速處理爐內(nèi)脫硫出現(xiàn)的故障，恢復(fù)爐內(nèi)脫硫正常運(yùn)行，盡量減少爐外脫硫超負(fù)荷運(yùn)行的時間。（4）提高爐內(nèi)脫硫的穩(wěn)定性。為了提高爐內(nèi)脫硫的穩(wěn)定性，西來峰發(fā)電廠于2014年分別對1、2鍋爐爐內(nèi)脫硫進(jìn)行了改造，由原來的每臺鍋爐一套石灰石輸送系統(tǒng)（配2臺石灰石輸送風(fēng)機(jī)、一條石灰石輸送管、一臺星形給料機(jī)），在未增加石灰石粉倉的前提下，增加了三套可單獨(dú)實(shí)現(xiàn)向鍋爐輸送石灰石粉功能的石灰石輸送系統(tǒng)?，F(xiàn)每臺鍋爐配置有四套可單獨(dú)向鍋爐輸送石灰石粉功能的石灰石輸送系統(tǒng)（每套系統(tǒng)均配置了單獨(dú)的石灰石輸送風(fēng)機(jī)、石灰石輸送管和星形給料機(jī)），改造后的爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定性大幅度提升，未出現(xiàn)因爐內(nèi)脫硫出力下降或故障退出而導(dǎo)致爐外脫硫超負(fù)荷運(yùn)行的事件。

3 爐外脫硫故障退出時，為保證SO2排放濃度合格，爐內(nèi)脫硫超負(fù)荷運(yùn)行

3.1 問題情況介紹

當(dāng)爐外脫硫系統(tǒng)故障退出或進(jìn)入檢修期時，爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)將面臨超負(fù)荷運(yùn)行的情況，在此種情況下，爐內(nèi)脫硫常出現(xiàn)石灰石粉輸送管路堵塞、石灰石輸送風(fēng)機(jī)皮帶斷等故障。由于失去了爐外脫硫?qū)O2排放濃度的保障，爐內(nèi)脫硫任何的故障都將可能導(dǎo)致SO2排放濃度超標(biāo)。而SO2排放濃度的考核指標(biāo)是以每小時的平均值來計算的，嚴(yán)重的SO2排放濃度超標(biāo)在短時間內(nèi)就會導(dǎo)致最終的小時平均值超標(biāo)。

3.2 應(yīng)對措施

（1）在爐外脫硫進(jìn)入檢修期前，儲備足夠數(shù)量的硫份遠(yuǎn)低于設(shè)計硫份的煤，在爐外脫硫檢修期間，使用這部分煤可保證爐內(nèi)脫硫不必超負(fù)荷運(yùn)行，且SO2排放濃度能夠達(dá)標(biāo)。（2）提高爐內(nèi)脫硫的穩(wěn)定性。西來峰發(fā)電廠已于2014年分別對1、2鍋爐爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了改造，改造后的爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)在煤的硫份在設(shè)計值內(nèi)時，能夠使SO2排放濃度達(dá)標(biāo)。

4 爐外脫硫吸收塔漿液氯離子濃度控制難度大，氯離子濃度偏高

4.1 問題情況介紹

西來峰發(fā)電廠爐外脫硫廢水處理系統(tǒng)設(shè)計出力為2.5m3/h，吸收塔漿液氯離子濃度最高保持在20000mg/L以下，而內(nèi)蒙電科院則建議保持在7000mg/L以下，以保證爐外脫硫能夠保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)際運(yùn)行過程中，吸收塔漿液氯離子濃度很難按照內(nèi)蒙電科院的要求控制在7000mg/L以下，難點(diǎn)如下：（1）為保證爐外脫硫吸收塔漿液氯離子濃度合格，必須連續(xù)運(yùn)行廢水處理系統(tǒng)，當(dāng)廢水處理系統(tǒng)因故停運(yùn)時，氯離子濃度上升速度很快。注：根據(jù)日常運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在不投運(yùn)廢水處理系統(tǒng)，雙機(jī)在70%-80%負(fù)荷之間運(yùn)行時，吸收塔漿液氯離子濃度每天最高增幅約2000mg/L。（2）由于爐內(nèi)脫硫調(diào)整為保證排至爐外脫硫進(jìn)口的SO2濃度在要求的范圍內(nèi)波動，爐內(nèi)脫硫需將數(shù)據(jù)控制在波動范圍的下限附近，按照800mg/m3-1200mg/m3的要求，通暢控制在800mg/m3左右，如果維持在1200mg/m3左右，將出現(xiàn)波動值短時間內(nèi)迅速增大而導(dǎo)致SO2排放濃度超標(biāo)的問題。以上原因使得爐外脫硫不能在設(shè)計出力下運(yùn)行，吸收塔漿液中形成的石膏量將大幅度減少。由于廢水處理系統(tǒng)的進(jìn)口廢水來自石膏旋流站的溢流，為保證廢水處理系統(tǒng)能夠不間斷的處理廢水，必須不間斷運(yùn)行石膏脫水系統(tǒng)，而吸收塔漿液中石膏含量的持續(xù)減少已影響到真空皮帶機(jī)的脫水效果，石膏濾餅厚度不足（低于10mm）且含水率上升（超過10%）。這使得石膏脫水系統(tǒng)與廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行不能同時滿足脫水效果和漿液氯離子濃度的要求，形成了惡性循環(huán)。

4.2 應(yīng)對措施

（1）增加石膏旋流站底流至吸收塔的回流管路，在吸收塔漿液密度較低的情況下，將石膏旋流站的底流由去真空皮帶機(jī)進(jìn)行二級脫水改為回流至吸收塔，既保證了廢水處理系統(tǒng)可以長時間運(yùn)行，又能保證吸收塔漿液密度不降低。（2）適當(dāng)提高廢水處理系統(tǒng)的處理能力，以增加廢水排放量，用盡量短的時間將吸收塔漿液氯離子濃度最大程度的降低，從而為廢水處理系統(tǒng)的檢修工作爭取盡量多的時間，保證廢水處理系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

5 結(jié)束語

循環(huán)流化床爐內(nèi)噴鈣脫硫與爐外石灰石-石膏脫硫配合運(yùn)行過程中，不易做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，需要不斷的努力和嘗試才能逐步做好現(xiàn)場的運(yùn)行工作，文中提到的問題及其相應(yīng)的應(yīng)對措施僅為本人根據(jù)日常工作經(jīng)驗所作的分析和總結(jié)，歡迎各位同行共同探討。

作者簡介：薄學(xué)良（1984，5-），男，漢族，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)（電力學(xué)院，環(huán)境工程專業(yè)，學(xué)士學(xué)位），長期從事脫硫及氣力輸灰、布袋除塵的運(yùn)行工作。