燃煤电厂脱硫装置设备优化运行

燃煤电厂脱硫装置设备优化运行

刘晓宇

辽阳石化分公司热电厂 辽宁 辽阳 111003

摘要：近几年随着全民环保意识的增强和国家环保排放标准的提高，各火力发电企业纷纷进行脱硫、脱硝、除尘等环保设施升级改造，但工程质量参差不齐，部分设施腐蚀、结垢以及磨损情况严重，难以胜任甚至无法持续正常运转，技改势在必行。因此，针对脱硫设备及其运行参数做一些优化调整，以提高设备的安全性、稳定性是非常必要的。

关键词：燃煤电厂 脱硫 设备优化

1脱硫设备常见问题及解决方法

1.1设备腐蚀

腐蚀是脱硫设备面临的第一大问题，尤其对于石灰石-石膏湿法脱硫工艺。腐蚀是相对金属而言的，可分为以下类型：

①点蚀，即金属表面出现细微的“锈孔”，腐蚀一般为纵深方向，最终导致钢材穿透，氯离子对其的影响明显；

②缝隙腐蚀，即在金属焊接处、螺钉连接处出现细微缝隙，电解质进入形成电解池发生电化学腐蚀。

③应力腐蚀，即在拉应力和氯离子腐蚀环境共同作用下，金属的局部出现由表及里的裂纹;

④磨损腐蚀，即腐蚀性流体(烟气中的灰分、石灰石、石膏颗粒等)与金属构件以较高速度相对运动而引起的金属损伤。

目前脱硫系统均采取了有效的防腐措施，主要有使用新型防腐材料-高分子碳化硅涂料（陶瓷），或金属基体表面涂碳化硅防腐层。

1.2设备磨损

浆液循环泵是脱硫系统中的重要组成部分，在长时间的运行过程中，叶轮、泵壳受到磨损、腐蚀、汽蚀等破坏，导致叶轮、泵壳出现凹坑，严重者甚至出现缺口和磨穿现象，会严重降低设备的工作效率，最终导致设备报废。使用碳化硅复合材料及先进的技术，可延长设备的使用寿命，缩短维修周期，节约维修和运行成本，在实践中取得了很好的效果。

设备磨损的主要原因分析：

吸收塔浆液中含有大量氧离子，而浆液循环泵的叶轮、泵壳、护板以及吸收塔搅拌器大都是合金或衬胶材质，这对相关部件的化学腐蚀起了强烈的作用。再加上物理磨损，大大减缓了部件使用寿命。而碳化硅陶瓷工艺修复的叶轮、泵壳、护板及吸收塔搅拌器,在使用表面形成了厚厚的陶瓷隔离层,有效地抑制了化学腐蚀和物理磨损。

1.3设备结垢

浆液中氯离子或亚硫酸盐含量超标，容易导致脱硫设备容器或管道内壁结垢，严重时影响设备正常运行。结垢最严重的部位一般是滤液水系统和旋流器稀浆管道，以及一些浆液箱、吸收塔接口管根部位。曾有多个电厂真空泵内结垢导致真空泵皮带损坏。

控制氯离子含量(加强废水排放)、降低浆液pH值(促进亚硫酸根氧化)、及时脱水(防止石膏过饱和)可以有效降低结垢程度。

1.4设备泄漏

由腐蚀、磨损导致的设备或管道穿孔泄漏，表现为漏烟、漏气(汽)、漏浆、漏水、漏油、漏粉(石灰石与石膏粉)。脱硫介质为石灰石浆液或石膏浆液，一旦设备发生泄漏，会对环境及设备产生较大的污染。采用耐磨防腐材质，做好防泄漏试验是避免泄漏的有效措施。

1.5设备堵塞

1.5.1除雾器堵塞

造成除雾器堵塞的主要原因是：

①设备选型不合理，当设计存在偏差，实际烟气流速过高时，除雾器无法达到设计的除雾效果，导致堵塞；

②除雾器冲洗装置的设计、布置和冲洗程序不合理；

③除雾器断面上流速分布不均；

④冲洗水压力、流量不足。

防止除雾器堵塞的主要措施是：

①保证脱硫烟气入口粉尘含量在设计要求范围内；

②合理选择除雾器冲洗水压力和冲洗周期；

③合理控制吸收塔pH值及浆液的氧化程度。

1.5.2管道堵塞

管道堵塞的主要原因是：

①设计流速不合理、自流管道倾斜度不够，造成浆液沉积、结垢，进而引起堵塞；

②塔壁或者管道内壁内衬物脱落、检修施工遗留物等造成管道堵塞；

③机组负荷低、吸收塔入口二氧化硫浓度低时，某一层喷淋层长期停止运行，浆液倒灌沉积、结垢，造成管道堵塞；

④阀门关闭不严，泄漏浆液沉积、结垢，导致管道堵塞。

防止管道堵塞的主要措施是：

①设计流速不能过低，管径不能过细，自流管道倾斜度要足够，必须设置冲洗水，避免造成浆液沉积、结垢；

②控制内衬施工工艺，避免局部冲刷，减少塔壁或者管道壁内衬物脱落；

③加强检修后的现场清理；

④设置必要的滤网，避免因异物造成管道堵塞；

⑤机组负荷低、吸收塔入口二氧化硫浓度低时，实行喷淋层定期轮换停投，避免因浆液长期倒灌沉积、结垢，造成管道堵塞；

⑥清理内漏阀门，避免因泄漏浆液的沉积、结垢造成管道堵塞。

2脱硫工艺优化

2.1脱硫系统设计优化

1. 取消增压风机，消除增压风机在压力控制方面给主机带来的风险；

2. 除雾器安装应考虑检修和人工机械除垢的方便性，增加各级除雾器之间的空间，利于停机冲洗；

（3）提高冲洗水和冷却水的水质，控制水的氯离子含量、含固量、硬度等，控制值越低越好；

（4）设计入口烟道事故喷淋洗涤水回收利用或处置方案；

（5）泵采用无水机封和氧化铝陶瓷叶轮，减少机封损坏率，消除机封水系统的结垢堵塞，延长叶轮的使用寿命；

（6）广泛采用碳化硅、FRP代替橡胶衬里和作为非承载结构，强腐蚀区采用904L贴衬防腐；

2.2运行优化

2.2.1加强6个调整

①增压风机的调整；

②湿磨机的调整；

③浆液罐液位的调整；

④吸收塔液位的调整；

⑤给浆量调整；

⑥真空皮带机的调整。

2.2.2严格控制关键参数

脱硫系统的关键参数有吸收塔浆液pH值和密度、吸收塔液位、石灰石浆液密度、氧化风压力、除雾器压差、石膏含水率、氯离子浓度、出口二氧化硫浓度等。严格控制这些参数，做到控制值绝不超限。

2.2.3开展有效的化验监督

化验监督就像“体检”，能够有效地反馈运行状态，指导运行调整。脱硫的化验监督项目相对较多，主要有石灰石成分化验、吸收塔浆液成分化验、石膏成分化验、旋流器浆液成分化验、工艺水成分化验、垢成分化验。

2.2.4优化自控运行

优先使用计算机优化控制作为运行的基本调整依据，逐渐减少对人为经验的依赖。探索建立脱硫系统的供浆量调节、氧化风量调节、脱硫效率调节(出口浓度调节)的计算机优化控制作为实际调整的参考。

2.3设备维护优化

设备维修的目的是为了保持设备长期稳定的运行，目前设备维修方式主要还是事后维修、定期维修(包括等级检修)。要建立合理的维修方式，防止不修、欠修、过修。以点检定修制为实施手段，使运行、检修、物资三位一体，加强设备运行过程的诊断监督。

2.4工艺技术及设备优化

采用新设备、新技术、新工艺。选择可靠性更高的设备，如选用直联循环泵，去掉减速机环节，彻底消除减速机润滑冷却等带来的一些问题;选用陶瓷叶轮代替金属叶轮，延长叶轮使用寿命;选用磁力搅拌器解决搅拌器机封泄漏问题；浆液管道用碳化硅防腐代替衬胶防腐，提高防磨水平，延长使用寿命等。

3结束语

环保行业是高能耗、高物耗的绿色行业，随着国家对环保的重视，环保设备管理及运行优化工作已经成为每个电厂的工作重点。在日趋严峻的环保压力面前，为使企业效益最大化，除了对环保设备进行提效改造外，最根本的就是在保证排放指标可控的情况下做到“过程控制、终端治理”。通过提高设备管理、优化运行，最终实现企业的节能、减排任务，同时使效益最大化。

参考文献

[1]孙克勤.《电厂烟气脱硫设备及运行》.中国电力出版社

[2]周志祥，段建中，薛建明.《火电厂湿法烟气脱硫技术手册》.中国电力出版社