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火電廠脫硫裝置的安全運行和管理建議

文檔作者：鄒鵬王瓊文檔來源： 1．廣州粵能電力科技開發(fā)有限公司 2．長沙理工大學(xué)		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月28日
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第12卷(2010年第4期) 電力安全技術(shù) J
火電廠脫硫裝置的安全運行和
管理建議
鄒鵬 ，王瓊
(1．廣州粵能電力科技開發(fā)有限公司，廣東廣州 5l0600；2．長沙理工大學(xué)，湖南長沙 4l0076)
[摘 要]火電廠石灰石／石膏法煙氣脫硫裝置投入運行后暴露出越來越多的問題，影響了煙氣脫硫裝
置的運行效果。對火電廠脫硫系統(tǒng)的煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)和石膏脫水系統(tǒng)的常見問題進行了
分析，找出了問題的癥結(jié)所在，提出了煙氣脫硫系統(tǒng)運行和管理的建議。
[關(guān)鍵詞]脫硫裝置；安全運行；管理措施
石灰石／石膏法煙氣脫硫裝置在國內(nèi)火電廠已
廣泛投人使用，但對粵電集團下屬十多個火電廠內(nèi)
的脫硫裝置的運行情況調(diào)研發(fā)現(xiàn)，形勢不容樂觀。
煙氣脫硫裝置運行的不穩(wěn)定給火電廠運行部門帶來
了巨大壓力，很多火電廠把旁路打開，以降低主機
的運行風險。這樣，煙氣未經(jīng)處理就直接排到外部，
污染環(huán)境，脫硫裝置未起到應(yīng)有的作用。另外，由
于設(shè)計、制造、安裝等原因，導(dǎo)致石灰石／石膏脫
硫裝置運行時出現(xiàn)各種各樣的問題。在現(xiàn)有的脫硫
裝置水平的基礎(chǔ)上，必須依靠各方力量和各種手段
來提高石灰石／石膏脫硫裝置的利用率，達到減排
污染物的目的。
脫硫系統(tǒng)主要包括以下幾個子系統(tǒng)：煙氣系
統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石制漿系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)
和廢水處理系統(tǒng)。要提高煙氣脫硫裝置的運行效
率，需對各分系統(tǒng)存在的主要問題進行分析，找出
問題癥結(jié)所在，以期盡快解決。
l 煙氣系統(tǒng)存在的問題
1．1 煙氣旁路系統(tǒng)的開關(guān)問題
近年來，我國火電廠脫硫裝置的單位造價在不
斷下降。據(jù)統(tǒng)計，2000年前，我國大多采用進口設(shè)
備，單位造價高達800～1 300元／kW，2005年單
位造價下降為150～250元／kW，2006年部分脫硫
裝置的單位造價投標價格降低到1 00元／kW 以下。
單位造價下滑導(dǎo)致脫硫裝置生產(chǎn)企業(yè)的盈利空問被
大大縮小甚至為負盈利，市場競爭不斷加劇，也導(dǎo)
致脫硫裝置整體質(zhì)量下滑。脫硫裝置存在問題較
多，給火電廠運行部門帶來了極大壓力。為保證脫
硫裝置不影響機組正常運行，運行部門常將旁路擋
板門打開，將部分煙氣未經(jīng)處理就直接排到外部，
降低了脫硫裝置利用率。另外，煙氣旁路擋板門開
關(guān)不順暢，擋板門開關(guān)信號在雨天誤傳導(dǎo)，也給脫
硫裝置運行帶來很大的影響。
因此，旁路擋板門應(yīng)按時開關(guān)，以防止卡塞。旁
路擋板門還應(yīng)采用多氣缸工作方式， 以防止由于單
氣缸力量不足，導(dǎo)致旁路擋板門無法正常打開。
1．2 煙氣換熱器(GGH)的堵塞
G G H嚴重堵塞會對脫硫裝置的運行產(chǎn)生巨大
影響。隨著脫硫裝置投入運行時間的增加，GGH堵
塞日趨嚴重，其原煙氣側(cè)和凈煙氣側(cè)壓差曾高達
1．2kPa。GGH垢樣主要成分為石膏和粉煤灰，這
是由于除霧器去除細小石膏顆粒的能力有限，致使
一部分石膏直接通過除霧器到達GGH。另外，煙氣
中含有較多的煙塵，加上吹灰器吹灰效果差，致使
石膏和粉煤灰在G G H上越積越多，最后堵塞了
GGH換熱片之間的通道，導(dǎo)致GGH原煙氣側(cè)和凈
煙氣側(cè)壓差上升，造成增壓風機發(fā)生喘振等惡性事
故。最后，不得不停止脫硫裝置的運行，對GGH的
堵塞物進行人工清除。這直接降低了脫硫裝置的利
用率。
1．3 吸收塔人口煙道大量石膏和煙塵的堆積
吸收塔入口煙道堆積的石膏和煙塵主要有2個
來源：
(1)吸收塔漿液中沒有被除霧器完全去除的漿
液，通過除霧器到達GGH，被GGH吹灰器吹掃后
隨著煙氣到達吸收塔人口，在吸收塔入口受到吸收
塔噴淋層的阻力以及漿液水分影響沉積下來。另
外，煙氣中含有的煙塵在吸收塔入口處也受到阻力
和漿液水分影響沉積下來。
一9一
J 電力安全技術(shù) 第l2卷(2010年第4期)
(2)吸收塔漿液起泡沫達到入口處，或噴淋層
噴淋時漿液落到吸收塔入口處而堆積。
2 吸收塔系統(tǒng)存在的問題
2．1 除霧器的堵塞
除霧器堵塞是脫硫裝置運行中常見的問題，在
廣東某電廠就曾發(fā)生因除霧器堵塞導(dǎo)致整個除霧器
塌落的事故。根據(jù)電廠運行和檢修維護人員的經(jīng)
驗，提高除霧器沖洗水壓力和沖洗頻率后，除霧器
堵塞現(xiàn)象會大大降低，除霧器上下壓差值上升速度
也明顯降低。在脫硫裝置運行中，除霧器沖洗水管
經(jīng)常發(fā)生斷裂，導(dǎo)致沖洗效果降低。這是由于沖洗
水管多數(shù)采用聚丙烯材料， 由于焊接質(zhì)量不合格，
致使沖洗水管在沖洗時瞬間發(fā)生“水錘”效應(yīng)而發(fā)
生斷裂。另外，由于沖洗水管上的噴頭和噴頭里的
擾流子安裝質(zhì)量不好或沒有安裝，導(dǎo)致沖洗水沖洗
效果差，也使除霧器堵塞速度加快。為保證除霧器
正常運行，應(yīng)維持沖洗水壓力在0．2 MPa左右，不
可隨意降低沖洗水壓力，沖洗問隔時問不應(yīng)大于30
min，且沖洗水閥門最好采用電動閥門，以防止沖
洗水閥門快速打開而產(chǎn)生“水錘”效應(yīng)。這種“水
錘”效應(yīng)對沖洗水管有極強的破壞性。廣東某發(fā)電
廠除霧器沖洗水管正是由于這種“水錘” 效應(yīng)而導(dǎo)
致多處斷裂。
2．2 吸收塔漿液質(zhì)量惡化
吸收塔是脫硫裝置的核心部分，決定了煙氣的
處理效果，目前空心吸收塔多采用處理效果較好的
3層噴淋層。而吸收塔漿液質(zhì)量惡化，使得脫硫率
下降，石灰石消耗量大大超過設(shè)計值。
吸收塔漿液質(zhì)量惡化的主要原因是：
(1)靜電除塵器除塵效率差，使部分粉煤灰進
入吸收塔漿液里，降低了石灰石漿液的活性。在吸
收塔人口煙塵濃度達到1 50 mg／Nm 以上時，吸收
塔漿液就很難長時問運行。這時需要大量添加石灰
石漿液，但pH值依然不斷下降，甚至降至3，使真
空皮帶脫水機上的石膏表層有一層黑色細小顆粒。
(2)沒有及時排放脫硫廢水。由于脫硫廢水中
含有大量氯離子、氟離子以及重金屬，如果長時問
沒有向外界排放，各種離子和小粒徑粉煤灰會在吸
收塔漿液內(nèi)不斷累積，導(dǎo)致脫硫裝置脫硫效果變
差，吸收塔漿液不斷泛起黑色或黃色泡沫，需要耗
費大量的石灰石漿液，從而提高了脫硫裝置的運行
成本。
一9一
(3)石灰石質(zhì)量差。石灰石粉粒徑較大，使得
吸收塔漿液鈣硫比上升。一般鈣硫比的設(shè)計值為
1．03，但在運行中由于石灰石漿液質(zhì)量惡化，或者
石灰石質(zhì)量差，致使鈣硫比高達1．2左右，這就大
大增加了石灰石的耗量，也降低了石膏的品質(zhì)。
2．3 設(shè)備汽蝕磨蝕嚴重
采用球磨機制漿的脫硫裝置，吸收塔漿液內(nèi)會
有很多砂子。這些砂子一般要在吸收塔漿液排空以
后，打開人孔門檢查時才被發(fā)現(xiàn)。石灰石雜質(zhì)是這
些砂子的主要來源。這些砂子對石膏排出泵、循環(huán)
泵和攪拌器有很強的磨蝕作用。葉輪被砂子磨蝕后
將無法再進行工作。
循環(huán)泵汽蝕也是非常嚴重的問題，現(xiàn)在國內(nèi)脫
硫裝置的循環(huán)泵多采用國外廠家的漿液泵，如德國
的KSB、澳大利亞的WARMAN，這些泵性能好、
運行穩(wěn)定，能夠滿足脫硫要求。假如這些泵發(fā)生汽
蝕現(xiàn)象，首先需要考慮運行狀況是否有問題，例如
漿液液位是否過低、循環(huán)泵入口是否堵塞等。特別
是在吸收塔漿液大量起泡沫時，電廠運行人員為了
防止?jié){液溢流，會把漿液液位降低，這就很可能會
對循環(huán)泵造成危害。另外，循環(huán)泵宜采用中低轉(zhuǎn)速
漿液泵，否則容易發(fā)生汽蝕、磨蝕等情況。
2．4 漿液泵機封泄漏
漿液泵高速運行時，機封磨損會比較嚴重。在
實際運行當中，絕大多數(shù)機封都不能完全保證長時
間運行，一般1年左右機封就會出現(xiàn)漏漿問題。
3 制漿系統(tǒng)存在的問題
現(xiàn)在很多火電廠為節(jié)省成本，都采用球磨機來
制取石灰石漿液，但實際運行中，球磨機系統(tǒng)經(jīng)常
出現(xiàn)問題，尤其是球磨機進料口經(jīng)常發(fā)生堵塞，進
料管道易磨損。另外，由于石灰石加入量和配比水
量問題，球磨機不能完全把石灰石磨成所需粒徑，
漿液內(nèi)部也存在大顆粒石灰石，這些大顆粒的石灰
石會對泵、管道、石灰石旋流站造成磨損，還會堵
塞密度計，使得密度計無法正常工作，無法起到監(jiān)
視作用。此外，這種情況下石灰石消耗量大，許多
石灰石未完全反應(yīng)就被排出。
4 石膏脫水系統(tǒng)存在的問題
4．1 真空皮帶脫水機
石膏脫水系統(tǒng)較簡單，其中最主要的設(shè)備是真
空皮帶脫水機和真空泵。脫水機多采用進口設(shè)備，
第l2卷(2010年第4期) 電力安全技術(shù)
出現(xiàn)的問題較少，最多的是皮帶跑偏或脫水效果變
差。真空皮帶脫水機脫水效果變差多是由于石膏旋
流站運行壓力不合適使真空度降低造成的。
4．2 石膏入倉方式
很多脫硫公司采用仃膏布料皮帶的方式把石膏
投入石膏倉內(nèi)，這種方式存在以下問題：
(1)石膏布料皮帶易跑偏；
(2)石膏布料皮帶沒有沖洗水，表面會粘附石
膏。這些石膏會落到布料皮帶下部堆積，影響布料
皮帶的運行以及大大增加維護人員工作量。
4．3 真空皮帶機下料n
真空皮帶機下料口是真空脫水系統(tǒng)容易出現(xiàn)問
題地方。當下料口為錐形且下料口較小時，石膏很
容易在此堵塞，而真空皮帶機并沒有堵塞報警；堵
塞嚴重時，會把濾布拉斷。另外，濾餅過厚也會把
真 皮帶機的鋼軸拉彎，珠海某電廠就曾發(fā)生此類
事故。因此應(yīng)減少濾餅厚度，一般濾餅厚度維持在
l5 ITIITI～25 mm 。
4．4 石膏旋流站
石膏旋流站旋流子現(xiàn)在多采用聚氨亞酯材料，
用這種材料制造的旋流了在實際運行中暴露了很多
問題，如旋流子易破裂、不耐磨損等。
5 脫硫裝置運行和管理建議
(1)提高對脫硫裝置的重視程度，設(shè)置專門的
脫硫裝置運行機構(gòu)，制定運行章程并建 獎懲措
施。據(jù)調(diào)查，凡是設(shè) 專 管理運行機構(gòu)，給予脫
硫崗位主要T作人員主值地位和待遇，并將其固定
在脫硫崗位的電廠，脫硫裝置運行情況均較為良
好，其旁路一直關(guān)閉運行。有些電廠脫硫裝置運行
人員采用輪崗制，人員不固定，其脫硫裝置運行情
況就較差，常發(fā)生漿液溢流、泄漏，以及增壓風機
跳閘的情況。在廣東某電廠就曾發(fā)生增壓風機跳閘
4 h才被發(fā)現(xiàn)的事件。所以要確保脫硫裝置成功運
行，一定要提高對脫硫裝置的重視程度，管理也一一
定不能放松。
(2)盡快建立較為完善的設(shè)備臺賬體系，進一
步提高設(shè)備的維護管理水平。
(3)進一步細化運行規(guī)程中對脫硫裝置各類故
障原因的判斷和解決方法。制訂在旁路擋板關(guān)閉運
行方式下，增壓風機跳閘后的應(yīng)急處理預(yù)案、脫硫
煙氣擋板誤動的應(yīng)急預(yù)案及處理措施等。適當縮短
密度計、pH計的校驗周期，以確保脫硫裝置運行中
J
密度計及pH計能準確反映漿液的實際狀念。
(4)對于備品備件早做計劃，尤其是采購周期
長、國內(nèi)采購不到的進口設(shè)備，以免影響脫硫裝置
的正常運行。
(5)GGH堵塞是影響電廠脫硫裝置可用率的最
主要因素之·， 時也對系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性和安全
性產(chǎn)生明顯影響。目前大部分電廠GGH 的吹灰壓
力偏低，只有0．6 MPa左右，應(yīng)盡快采取措施將其
提高至1 MPa左右，并最好采用蒸汽吹耿。另外，
還應(yīng)提高吹灰頻率并按時用高壓水沖洗。
(6)石灰石漿液制備要保證質(zhì)量。首先要保證
石灰石質(zhì)量，控制雜質(zhì)含量。同時，加入球磨機的
石灰石量不能超過球磨機的設(shè)計處理量，石灰石和
水的比例不能超過設(shè)計值，否則，無法保證石灰石
漿液的顆粒度，使大顆粒的石灰石加速對管道和泵
的磨蝕，以及產(chǎn)生更多的堵塞現(xiàn)象。
(7)提高廢水處理系統(tǒng)的處理效果，配備專rJ
的運行和維護人員，提高運行管理水平，使廢水系
統(tǒng)運行達到設(shè)計要求。
在運行過程中，應(yīng)盡量降低廢水的固含量，使
其小于4％，否則容易堵塞管道，并增加藥品的消
耗量。加強對石灰乳加藥系統(tǒng)和石灰乳管道的沖
洗，防止管道堵塞。廢水系統(tǒng)運行狀況差的一個重
要的原因是由于pH 計測量不準確，因此應(yīng)該加強
pH計沖洗和校核。
(8)健全化學(xué)分析制度。目前許多火電 FGD
系統(tǒng)化學(xué)分析制度不健全、不完善，使得運行人員
無法根據(jù)化驗結(jié)果了解脫硫運行狀況，無法及時調(diào)
整運行工況，造成脫硫裝置運行時出現(xiàn)許多問題，
因此應(yīng)加強對脫硫裝置的化驗工作。日常化驗內(nèi)容
主要包括石灰石成分和顆粒度分析，以及吸收塔漿
液和石膏成分分析。
6 結(jié)束語
隨著石灰石／石膏法脫硫裝置在國內(nèi)大范圍、
長時問的使用，其工藝和設(shè)備裝置暴露出越來越多
的問題。如何安全高效運行脫硫系統(tǒng)，令許多火電
廠運行部門感到棘手。但是，隨著國家環(huán)保政策的
逐漸深入，在火電廠、環(huán)保部門、脫硫公司等的共
同努力下，在吸收國內(nèi)外火電廠石灰石／石膏法脫
硫裝置成功運行的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，火電廠的石灰石／
石膏法脫硫裝置一定能夠安全、穩(wěn)定、持久地運行。
(收稿日期：2009 ll lO)
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