2×600MW超臨界機(jī)組煙氣脫硫裝置的運(yùn)用

歐 斌（廣西桂能科技發(fā)展有限公司，廣西南寧530007）

2×600MW超臨界機(jī)組煙氣脫硫裝置的運(yùn)用

歐 斌（廣西桂能科技發(fā)展有限公司，廣西南寧530007）

隨著社會和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展，同時，對于電力資源的利用量也在日益的增加，所以火力發(fā)電是現(xiàn)如今人類社會發(fā)展不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)，但是，火力發(fā)電會產(chǎn)生大量的煙氣以及灰塵，因此，本文闡述了2×600MW超臨界機(jī)組煙氣脫硫裝置運(yùn)用的問題，并對此類問題提出了一些見解及解決措施，希冀對類似的工程或同行帶來一些參考及借鑒。

2×600MW超臨界機(jī)組；煙氣脫硫裝置；應(yīng)用

1 引言

石灰石法是采用石灰或石灰石的漿液在洗滌塔內(nèi)吸收煙氣中的SO2并副產(chǎn)石膏的一種方法。這種方法在國外多用于活力發(fā)電，是工業(yè)化煙氣脫硫的主要技術(shù)，另外，這一項技術(shù)還具有很多比較突出的有點，例如，其具有較低的成本；作為吸收劑的石灰石的來源比較廣泛；具有較多的經(jīng)驗，在操作的時候比較簡單等。但是，其還有一定的缺點，容易對火電廠的各項設(shè)備進(jìn)行腐蝕，以至于造成設(shè)備的損壞以及存在二次污染的嚴(yán)重問題。

2 主要工藝流程及說明

2.1 工藝流程

該工程兩套脫硫裝置布置基本相同，配置相同。吸收塔系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)以鍋爐到煙囪軸線對稱布置，#1氧化風(fēng)機(jī)房和#2氧化風(fēng)機(jī)房有一定區(qū)別，主要是#2氧化風(fēng)機(jī)房放置了公用的2臺GGH吹掃空壓機(jī)，在#2吸收塔區(qū)域設(shè)置公用事故漿液箱，到脫水工藝樓的距離#2脫硫短。系統(tǒng)主要工藝流程如圖1所示。

圖1 2×600MW超臨界燃煤機(jī)組主要工藝流程圖

FGD區(qū)域的平面布置根據(jù)工藝特點，煙氣處理部分按一爐一塔設(shè)置，靠近主體煙道，這樣可使FGD煙道較短。FGD區(qū)域除了氧化風(fēng)機(jī)為室內(nèi)布置外，其余主要設(shè)備均為露天布置。與吸收塔相關(guān)的再循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、吸收塔區(qū)域漿池、增壓風(fēng)機(jī)、GGH盡可能就近布置，并使柱網(wǎng)有機(jī)地連成一體；再循環(huán)泵與吸收塔之間設(shè)置吸收塔操作和檢修平臺，與GGH操作和檢修平臺共用樓梯間。整個布置在有限的場地上比較緊湊合理，檢修、運(yùn)行、安裝場地考慮充分。

2.2 系統(tǒng)說明

2.2.1 控制系統(tǒng)

該工程2臺機(jī)組的脫硫系統(tǒng)，每臺分別采用1套分散控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制，機(jī)組及公用系統(tǒng)共用一個冗余監(jiān)控網(wǎng)，對各機(jī)組及公用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視控制、組態(tài)下載，進(jìn)行獨立的數(shù)據(jù)庫管理。在監(jiān)控網(wǎng)上留有與主機(jī)DCS、SIS、GPS時鐘、脫硫廢水處理系統(tǒng)的通訊接口。機(jī)組的脫硫系統(tǒng)與除灰系統(tǒng)合用一個脫硫控制室，運(yùn)行人員將能在少量就地操作和巡檢人員的配合下，通過FGD-DCS的液晶顯示屏操作員站對四臺機(jī)組脫硫系統(tǒng)進(jìn)行啟/停控制、正常運(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整、異常與事故工況的處理。

2.2.2 石膏貯存系統(tǒng)

經(jīng)脫水后的石膏儲存在石膏倉，由汽車進(jìn)行外運(yùn)，由于蘭溪地區(qū)水泥企業(yè)較多，石膏用于水泥添加劑，全部銷售處理完畢，對于春節(jié)期間采用廠內(nèi)臨時堆放。

2.2.3 電氣系統(tǒng)

脫硫島廠用電電壓等級與電廠主體部分一致，采用6kV及380/220V。脫硫島廠用電系統(tǒng)中性點接地方式與電廠主體部分一致，6kV系統(tǒng)采用低電阻接地380V系統(tǒng)中性點采用直接接地方式。

脫硫島低壓廠用電系統(tǒng)采用動力中心（PC）和電動機(jī)控制中心（MCC）的供電方式。低壓廠用變壓器按單元配置，公用的低壓負(fù)荷接＃1，＃2爐公用MCC，其電源取PC段。

3 脫硫裝置存在的問題

3.1 脫水和廢水系統(tǒng)

脫水系統(tǒng)運(yùn)行不正常，僅有一臺脫水皮帶能運(yùn)行且還不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，脫水效率達(dá)不到設(shè)計要求，從而造成了吸收塔密度無法控制在合理范圍以及吸收系統(tǒng)產(chǎn)生的石膏不能及時排出。另外由于廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)故障，從而照成了吸收塔內(nèi)氯離子以及重金屬離子發(fā)生了富集現(xiàn)象，造成了吸收效率降低以及石灰石漿液活性降低，更重要的是同氯離子濃度偏高會加劇對各項設(shè)備造成不可挽回的損壞。

3.2 噴嘴堵塞

火電廠脫硫系統(tǒng)噴嘴堵塞問題比較普遍存在，對噴淋塔，造成噴嘴堵塞原因多是吸收塔、煙道或循環(huán)泵漿液母管的襯膠脫落或玻璃磷片脫落造成；另外我區(qū)合山電廠3號機(jī)組、北海、來賓、永福電廠脫硫吸收塔為液柱塔，其噴嘴堵塞問題更加突出，即使脫硫系統(tǒng)剛剛停運(yùn)清理噴嘴堵塞，但僅僅運(yùn)行很短時間又出現(xiàn)噴嘴堵塞的問題；吸收塔噴嘴的堵塞對脫硫效率影響較大，特別是只有一層噴淋層的液柱塔，少量的噴嘴堵塞就可能造成脫硫效率大幅度降低甚至排放的SO2濃度超過標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)吸收塔噴嘴出現(xiàn)堵塞時，為防止排放的SO2濃度超過標(biāo)準(zhǔn)脫硫運(yùn)行人員只能采取加大進(jìn)漿液量維持漿液的高pH，這又造成漿液氧化惡化、石灰石利用率降低等一系列問題的出現(xiàn)。

3.3 吸收塔噴嘴堵塞以及減少吸收塔噴嘴堵塞的措施

3.3.1 吸收塔噴嘴堵塞的原因

（1）吸收塔漿液中的雜物，這些雜物有的是施工過程產(chǎn)生的各種垃圾，有的是防腐材料脫落，有的則是循環(huán)泵內(nèi)部襯膠脫落。

（2）漿液中固體物的沉積，特別是塔壁結(jié)垢的垢塊。

（3）漿液氧化不足。

3.3.2 減少吸收塔噴嘴堵塞的措施

（1）蓬停必檢制度：有停爐機(jī)會都檢查噴嘴堵塞情況；

（2）脫硫系統(tǒng)停運(yùn)前必須進(jìn)行脫水，將其密度降至最低；（3）吸收塔漿液密度保持在較低水平；

（4）減少雜物進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的機(jī)會，包括石灰石制漿系統(tǒng)，減少大顆粒石灰石進(jìn)入吸收塔；各排水坑排水溝加裝攔柵；

（5）脫硫系統(tǒng)檢修后必須認(rèn)真清理塔內(nèi)、煙道內(nèi)等處的雜物；

（6）對液柱塔經(jīng)常檢查漿液母管回流過濾器，當(dāng)過濾器后管道溫度過低時應(yīng)判斷為過濾器已被雜物等堵塞，應(yīng)通知檢修人員立即拆除清理。在漿液循環(huán)泵入口處加裝濾網(wǎng)加裝濾網(wǎng)應(yīng)注意到濾網(wǎng)有足夠孔隙面積，防止濾網(wǎng)被漿液堵塞，以避免循環(huán)泵入口負(fù)壓增加，循環(huán)泵流量降低、振動增大及氣蝕。

3.4 除霧器結(jié)垢問題

吸收塔除霧器結(jié)垢問題也是我區(qū)部分火電廠比較突出的問題，特別是一級除霧器下部結(jié)垢相當(dāng)嚴(yán)重。除霧器的結(jié)垢不但造成脫硫系統(tǒng)阻力增大，電耗增加，還很容易造成煙氣帶漿，GGH堵塞等。除霧器的結(jié)垢，除除霧器的沖洗方式存在缺陷外，除霧器的結(jié)構(gòu)、吸收塔內(nèi)設(shè)計的煙氣流速偏高也是其重要原因。

除霧器結(jié)垢原因分析：

（1）除霧器葉片間距過小。葉片間距變小，整個吸收塔相對通流面積變小，煙氣流速提高，除霧效率隨之提高，但板片截留物相對增多，沖洗難度加大，易發(fā)生結(jié)垢。但如果除霧器葉片間距過大，除霧效率降低。

（2）沖洗系統(tǒng)設(shè)計不合理。沖洗覆蓋率不足，就會使除霧器板片出現(xiàn)干區(qū)，導(dǎo)致結(jié)垢和堵塞。沖洗噴嘴與除霧器間距過高，造成沖洗強(qiáng)度不足。

（3）除霧器入口前的煙氣流速分布不均勻。一個電廠測試結(jié)果表明：除霧器入口煙氣平均流速為8.8m/s，其中最小煙氣流速為5.87m/s，最大煙氣流速為11.49m/s.顯然，煙氣流速在空間的分布非常不均勻，這必將影響除霧效率。

（4）煙氣帶漿嚴(yán)重。煙氣帶漿嚴(yán)重主是出現(xiàn)吸收塔內(nèi)煙氣流速偏高，除霧器層與噴淋層間距偏小。對液柱塔，出現(xiàn)煙氣帶漿嚴(yán)重主要是噴嘴堵塞較多。吸收塔漿液過飽和度較大。當(dāng)漿液過飽和度過高時，會形成新晶核，這樣的漿液液滴被除霧器捕集后，會在除霧器板片表面結(jié)晶、長大，直至堵塞除霧器。吸收塔漿液氧化不足，亞硫酸鈣含量較高。而粘性很強(qiáng)的亞硫酸鈣粘附在除霧器葉片上，含有大量CaSO3的液滴被除霧器捕集后，會在除霧器板片繼續(xù)被被O2氧化，生成石膏晶體，在板片表面形成硬垢。

4 無煙氣旁路時脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行措施

無煙氣旁路時脫硫系統(tǒng)的設(shè)計。

4.1 增設(shè)事故噴淋系統(tǒng)

（1）作用。在鍋爐投油啟動、循環(huán)泵全部故障停運(yùn)、FGD斷電的情況下，同時開啟一、二級噴淋系統(tǒng)，可將煙氣溫度降至70～80℃，確保塔內(nèi)的噴淋層、除霧器、防腐材料等的安全

（2）事故煙氣降溫水來源有兩路。一路由工藝水泵提供，脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時，采用工藝水泵提供的水源；一路由除霧器水泵提供，且除霧器水泵接保安電源。

4.2 增設(shè)吸收塔漿液區(qū)設(shè)置高位溢流管

鍋爐投油點火階段，漿液泡沫大量增加，在吸收塔漿液池的上部設(shè)置高位溢流口，當(dāng)漿液池液位超過吸收塔正常運(yùn)行的最高液位時，漿液將通過高位溢流管排至吸收塔排水坑，防止?jié){液溢漲進(jìn)入吸收塔人口煙道內(nèi)。

4.3 設(shè)置煙道排水口

在進(jìn)行無煙氣旁路時脫硫系統(tǒng)的設(shè)計時，可以在吸收塔的入口和增壓風(fēng)機(jī)的出口之間煙道的最低點位置來進(jìn)行煙道疏排水管道的設(shè)置。為了避免溢流液沖擊運(yùn)行中的增壓風(fēng)機(jī)葉片，如果發(fā)生塔內(nèi)漿液向煙道溢流情況的時候，可以將溢流的漿液可通過煙道的疏排水管道排至脫硫島內(nèi)的排水坑。

4.4 有條件時設(shè)置消泡劑添加系統(tǒng)

如果鍋爐長時間低負(fù)荷投油穩(wěn)燃工作的時候，除了可以應(yīng)用添加消泡劑的的方法之外，還可以采用增加廢水排放量的方法。

5 結(jié)束語

總之，2×600MW超臨界機(jī)組煙氣脫硫裝置的運(yùn)用有效的煙氣中硫的含量，在很大程度上減少了火力發(fā)電對于環(huán)境的污染，但是，這一技術(shù)還存在很大的不足，還需要相關(guān)科研人員對此對象有利的改造，以此來造福于人類。

[1]王冠華，章 超.2×600MW超臨界燃煤機(jī)組煙氣脫硫工程[J].廣東化工，2013（25）.

[2]胡志光，胡曉貝.600MW燃煤機(jī)組煙氣脫硫裝置的仿真設(shè)計研究[J].綠色科技，2013（09）.

[3]龍劍輝.600MW機(jī)組煙氣脫硫裝置運(yùn)行優(yōu)化與技術(shù)改造[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014（20）.

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2095-2066（2016）05-0038-02

2016-2-1