石膏脫水系統(tǒng)常見故障分析與處理

摘要：文章介紹了惠州平海發(fā)電廠2×1000MW機組石灰石/石膏煙氣濕法脫硫系統(tǒng)的石膏脫水系統(tǒng)的工藝流程，并結(jié)合實際運行過程中該系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象分析了其原因，提出相應的處理方法，對脫硫系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行具有一定借鑒意義。

關鍵詞：煙氣脫硫；石膏脫水系統(tǒng)；故障分析；故障處理；發(fā)電廠 文獻標識碼：A

中圖分類號：X701 文章編號：1009-2374（2016）18-0087-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.043

廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司#1、#2機組均為1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機組，相應配備2套石灰石/石膏煙氣濕法脫硫裝置，該工程采用國電龍源技術，設計處理機組的全部煙氣量，脫硫效率達到96%以上，副產(chǎn)品為含水率不大于10%的石膏。本文主要介紹該脫硫裝置石膏脫水系統(tǒng)的主要工藝流程，并結(jié)合實際情況，簡要闡述了該系統(tǒng)在運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的幾種故障現(xiàn)象，并分析其原因，提出了相應的解決方案。

1 石膏脫水系統(tǒng)概況

石膏脫水系統(tǒng)為1、2號機組兩套脫硫裝置共用，包括兩套石膏旋流器、兩臺真空皮帶脫水機和配套的真空泵、氣水分離器、濾布沖洗水箱和濾布沖洗水泵、濾餅沖洗水箱和濾餅沖洗水泵、石膏卸料及轉(zhuǎn)運皮帶、一套廢水旋流設施等。兩臺石膏旋流器共用一個石膏溢流漿液箱，石膏溢流漿液箱裝有防止發(fā)生沉淀的頂進式攪拌器。真空皮帶脫水機共設2臺，每臺真空皮帶脫水機的出力分別按2臺鍋爐BMCR工況運行時FGD裝置石膏總產(chǎn)量的75%考慮，并對應配置水環(huán)式真空泵；兩臺真空皮帶脫水機下漿管道通過電動三通擋板互為備用，提高系統(tǒng)運行的可靠性。兩套脫硫裝置設置1個石膏庫，其儲存能力按存放2臺鍋爐BMCR工況全煙氣脫硫運行7天的石膏量設計。

兩套脫硫裝置共設一套廢水旋流系統(tǒng)，包括廢水旋流箱及攪拌器、廢水旋流泵、廢水旋流器、廢水緩沖箱及攪拌器、廢水泵等。廢水緩沖箱的容量能滿足2臺機組BMCR工況下3小時的廢水儲存量。廢水泵一運一備設置。

吸收塔石膏漿液通過石膏排出泵送至石膏脫水系統(tǒng)，經(jīng)過石膏旋流器濃縮和真空皮帶脫水機脫水，脫水后的石膏表面含水率小于10%，氯離子濃度小于100ppm，滿足綜合利用的要求，石膏儲存在石膏庫。石膏旋流器的溢流自流至石膏溢流漿液箱或廢水旋流箱，石膏溢流漿液箱漿液通過石膏溢流漿液泵返回吸收塔。真空皮帶脫水機的濾液經(jīng)過濾液水池收集后，經(jīng)過濾液水泵打至濕式球磨機入口供制漿用水或磨機再循環(huán)箱，使濾液水在FGD系統(tǒng)中循環(huán)使用。濾液水還可以由濾液水泵輸送至石膏溢流漿液箱，再通過石膏溢流輸送泵至吸收塔。廢水旋流箱的漿液通過廢水旋流泵打至廢水旋流器，經(jīng)廢水旋流器濃縮后，底流自流至石膏溢流漿液箱返回吸收塔再利用，溢流進入廢水緩沖箱，再經(jīng)廢水泵送至廢水處理系統(tǒng)，從FGD系統(tǒng)清除氯化物、氟化物、重金屬元素的排放水。脫硫廢水經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理達標后排放。

2 系統(tǒng)常見故障分析及處理

2.1 石膏含水率超標

2.1.1 現(xiàn)象：石膏黏性較大，品質(zhì)下降，顏色變深；含水率超標嚴重時，肉眼即可看到石膏類似稀泥狀；還可以通過定期化驗分析結(jié)果知道含水率大于10%。

2.1.2 可能引發(fā)原因：

第一，真空皮帶機濾布堵塞，真空度較高。皮帶機的真空升高，則表明濾液水通過濾布的壓差增加，壓差增加的原因有兩點：（1）脫水設備運行不正常，如濾布沖洗不干凈或者濾布達到使用壽命（濾布出現(xiàn)抽絲或者濾布孔徑增大）均能導致真空皮帶機脫水效果變差；（2）石膏漿液本身性質(zhì)的變化，如漿液中小顆粒石膏晶體增多或漿液中的雜質(zhì)含量增加等引起濾布過濾通道的堵塞，使得漿液中的水不易從濾布孔隙分離出來。

第二，真空度較低。真空度低于正常值的主要原因在于真空密封管線有泄露（如氣水分離器有泄露）或者管路堵塞（比如真空泵氣路堵塞），不暢通。此外，脫水皮帶機密封水流量不足或者密封皮帶磨損嚴重，也會出現(xiàn)漏真空，從而表現(xiàn)為真空度偏低。

第三，石膏漿液的含固量低。實際運行過程中若能形成大顆粒的、易于脫水的石膏晶體，由于其含固量越高，則石膏含水率越低。

第四，石膏濾餅厚度。有實驗研究表明，當濾餅厚度在10～30mm之間增長時，其真空增加，相應石膏濾餅含水率隨之下降；當濾餅厚增加至30mm以上時，雖然真空隨之增加，但因濾餅太厚阻礙了濾餅中水分的脫除，石膏含水率呈上升趨勢。

第五，廢水排放量少；煙氣中的HCl、HF和飛灰以及石灰石中的雜質(zhì)都會進入吸收塔漿液中，長期運行后吸收塔漿液的Cl-濃度和從飛灰中不斷溶出的一些重金屬離子濃度會逐漸升高，氯離子大量存在影響石膏的結(jié)晶，產(chǎn)生更多的晶核，晶體多樣化，不利于脫水。

2.1.3 可采取的措施：

第一，皮帶機運行過程中加強檢查濾布沖洗水投運情況，確保濾布無堵塞；若是濾布已經(jīng)達到使用壽命，應及時更換；對石膏漿液品質(zhì)加強監(jiān)控，使其粒度在合格范圍。

第二，發(fā)現(xiàn)泄漏點和堵塞點，及時聯(lián)系檢修人員處理。

第三，運行中密切監(jiān)視旋流站壓力，依據(jù)吸收塔漿液密度控制好含固量。

第四，運行過程中，通過調(diào)節(jié)真空皮帶機的頻率維持濾餅厚度在25～35mm。

第五，加強廢水排放，加強吸收塔漿液品質(zhì)和石膏品質(zhì)的監(jiān)控。

2.2 濾布跑偏頻繁出現(xiàn)，導致真空皮帶機異常停運

2.2.1 現(xiàn)象：濾布跑偏信號報警，并保護停運真空皮帶機，且就地檢查濾布偏離運行軌跡。

2.2.2 可能引發(fā)原因：

第一，下漿量過大，同時皮帶機轉(zhuǎn)速過低。

第二，尾部張緊輪已到限位，使濾布太松。

第三，濾布接頭受偏不正。

第四，濾布平托輥生銹導致無法轉(zhuǎn)動。

第五，濾布自動糾偏裝置故障：（1）自動糾偏裝置氣源壓力不足；（2）自動糾偏裝置電磁閥不能正常動作；（3）與糾偏氣囊連接的軸承不轉(zhuǎn)動。

第六，驅(qū)動或從動滾筒松動或中心線不平行。

第七，皮帶跑偏嚴重導致濾布跑偏。

2.2.3 可采取的措施：

第一，調(diào)整石膏排出泵的頻率從而減少皮帶機上的漿液量，同時提高皮帶機轉(zhuǎn)速。控制石膏厚度在25～35mm。

第二，配合檢修人員調(diào)整濾布張緊。

第三，對濾布接頭重新打接。

第四，更換濾布平托輥。

第五，檢查氣源是否正常，檢查電磁閥動作是否正常，檢查連接軸承是否轉(zhuǎn)動。

第六，重新調(diào)整驅(qū)動或從動滾筒。

第七，糾正皮帶。

2.3 氣水分離器液位高報警，導致真空泵跳閘

2.3.1 現(xiàn)象：氣水分離器液位高報警，保護停真空泵。

2.3.2 可能引發(fā)原因：

第一，石膏排出泵出力過大，石膏旋流站底流量增多，導致石膏脫水機處理量增大。

第二，石膏濾餅沖洗水閥門開度過大，導致進入石膏脫水系統(tǒng)的水量增多。

第三，氣水分離器下降管堵塞，導致排水不暢。

第四，氣水分離器液位報警開關故障，誤報。

2.3.3 可采取的措施：

第一，檢查石膏排出泵出力、石膏旋流站分配箱壓力及旋流子投運個數(shù)。

第二，調(diào)節(jié)石膏濾餅沖洗水流量。

第三，停運設備，聯(lián)系檢修人員清理氣水分離器下降管。特別是在濾液水池攪拌器故障期間，應使用外接工藝水沖洗該下降管底部周邊，并盡快恢復攪拌器運行。

第四，聯(lián)系熱控人員校對氣水分離器液位報警開關。

2.4 真空皮帶機濾布頻繁開裂

2.4.1 現(xiàn)象：濾布出現(xiàn)較大裂縫，影響石膏脫水效果，并容易產(chǎn)生濾布跑偏，從而導致真空皮帶機故障停運。

2.4.2 可能引發(fā)原因：

第一，真空皮帶脫水機驅(qū)動或從動滾筒松動或中心線不平行。

第二，濾布質(zhì)量差，容易老化或磨損。

第三，尾部石膏刮刀調(diào)整不當，損壞濾布。

第四，運行時間過長，滾筒、托輥等零部件磨損嚴重，導致濾布運轉(zhuǎn)偏斜起折。

第五，糾偏裝置異常，致使濾布跑偏嚴重。

2.4.3 可采取的措施：

第一，重新調(diào)整滾筒和托輥的運行中心。

第二，采購質(zhì)量好、耐磨損的濾布。

第三，調(diào)整好尾部石膏刮刀。

第四，加強運行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)初期時的濾布起折，并調(diào)整糾正，并更換磨損嚴重的設備零部件。

第五，檢查并處理好濾布糾偏裝置。

第六，做好重要零部件的良好儲備，以應對各類異常故障。

2.5 石膏旋流站三通閥去到皮帶機的橡膠管路容易堵塞

2.5.1 現(xiàn)象：實際運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)石膏旋流站三通閥去到皮帶機的橡膠管路堵塞的情況，需要檢修人員清理疏通后方能使用。

2.5.2 可能引發(fā)原因：

第一，運行中，通過三通閥的切換，從而使石膏漿液去到相應皮帶機，由于閥門位置調(diào)整不當或者旋流站壓力過高時，會有部分漿液越過擋板去到未運行皮帶機一側(cè)，從而使得漿液在管路中沉積。

第二，啟動皮帶機之前和停運皮帶機時，未將橡膠管路充分沖洗干凈，使得漿液沉積在管路中。

2.5.3 可采取的措施：

第一，聯(lián)系檢修人員調(diào)整閥門位置，在實際運行中注意控制旋流站壓力，以避免漿液濺到停運皮帶一側(cè)的橡膠管路中。

第二，在停運真空皮帶機時，應該用工藝水充分沖洗干凈，在啟動之前運行人員必須就地確認管路暢通后才允許啟動。

3 結(jié)語

目前國內(nèi)百萬機組電廠脫硫項目迅速發(fā)展，而國家對環(huán)保的要求越來越嚴格，運行過程中只有保持石膏脫水系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行，才能保證脫硫裝置的安全、穩(wěn)定、高效運行。

參考文獻

[1] 李煥輝.1000MW超超臨界壓力燃煤發(fā)電機組環(huán)保運行規(guī)程[S].廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司.

[2] 曾庭華，楊華，廖永進，郭斌.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的調(diào)試、試驗及運行[M].北京：中國電力出版社，2008.

作者簡介：鄭偉（1987-），女，湖南岳陽人，廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司助理工程師，研究方向：電廠脫硫、化學專業(yè)運行。

（責任編輯：王 波）