杨伟泉 

 (广东粤电集团沙角A电厂  广东  东莞  523936)

　　[摘  要]本文针对某电厂一台200MW机组的采用石灰石-石膏湿法工艺的脱硫装置出现脱硫率持续偏低的问题，从系统及设备实际情况分析，找出引起脱硫率偏低的主要原因为FGD入口烟尘浓度偏高，通过调整相关运行参数，达到提高脱硫率的效果，为同类型脱硫系统运行提供参考。

　　[关键词]脱硫率  烟尘浓度  ｐH值

　　1．前言

　　某电厂一期工程为3×200MW燃煤发电机组，脱硫装置均采用石灰石-石膏湿法工艺，1炉1塔配置。三台脱硫装置为同一设计、同时建造，设备相同、运行方式相同，设计脱硫率大于90%。但在2008年7月的一段时间内，３号锅炉FGD出现脱硫率不稳定的情况，平均值由93.4％左右下降至90.6％左右，如图1所示为两天的脱硫率曲线，图2为原烟气SO₂含量（平均值为2510 mg/Nm³），图3为吸收塔浆液的ｐH值（平均值为5.47）。三台锅炉燃烧煤质、机组负荷基本相一致，但３号炉的脱硫率比其余两台炉低了2％～3％。

 

 

图1　　３号炉FGD脱硫率

 

 

图2　　3号炉原烟气中SO₂

 

图3　　3号炉吸收塔浆液ｐH值

 

　　2．脱硫率下降原因分析

　　2.1参数对比及分析

　　在石灰石/石膏湿法脱硫工艺中与脱硫率影响密切的参数有吸收塔PH值、原烟气SO₂、液气比值、吸收剂品质、烟尘浓度等。

　　查找3号炉FGD的原烟气SO₂、吸收塔浆液密度、循环泵电流、氧化风机电流、原烟气烟尘浓度等参数均正常，且三台FGD相一致。

　　从化学化验的石灰石粉品质报告和各吸收塔浆液化验报告显示亦正常（ｐH值计和密度计等仪表均有定期校验）。只是３号炉吸收塔的PH值平均约低0.1左右。

　　在机组缺陷中，1号FGD在2008年6月份停运一次进行烟气换热器（GGH）堵塞冲洗，3号FGD在6月份和7月份各有一次停运进行GGH堵塞冲洗。此外，３号炉曾在2008年4月和5月分别出现电除尘A1和A2电场输出短路不能投运缺陷。但在线原烟气烟尘计量仪显示烟尘浓度平均值为112 mg/Nm³，数值也在合格范围内，如图4所示。

　　分析进一步深入，电除尘存在故障、GGH容易发生堵塞、ｐH值略有偏低、脱硫率持续偏低这几者之间存在一定的因果关系，当电除尘故障引起原烟气烟尘浓度超标时，会导致后三种情况发生。

 

 

图4　　3号炉原烟气烟尘浓度

 

　　由机组环保数据显示3号电除尘3月～7月的除尘效率分别为99.59％、99.36％、98.33％、97.50％、97.97％。根据这三台锅炉电除尘性能试验数据和近期燃煤数据，3号炉电除尘入口烟尘浓度取值为13000 mg/Nm³，计算出对应当月脱硫装置入口烟尘浓度平均值为53.3、83.2、217.1、325、263.9 mg/Nm³。也就是说，图4显示的数值是有误的，3号炉A侧两个电场故障后，FGD入口烟尘浓度为250 mg/Nm³以上，而不是显示的112 mg/Nm³左右。经检查确认，3号炉FGD原烟气烟尘计量仪确实已故障。

　　由此看来，在电除尘一侧出现两个电场不能投运后，虽然经过脱硫后净烟气烟尘排放符合环保要求，但进入FGD的烟尘浓度已经超过设计值（为200 mg/Nm³）和校核值（为225 mg/Nm³），导致GGH容易堵塞和脱硫率下降。

 

　　2.2烟尘浓度对脱硫率的影响分析

　　湿法烟气脱硫过程是一个化学吸收过程，主要由SO₂吸收、石灰石粉溶解、中和、氧化、石膏结晶、分离等单元组成。在适宜条件下，维持在"石膏析--石灰石粉溶解-SO₂被不断的吸收"的相对平衡关系中。

　　除尘效率下降则进入FGD吸收塔的烟尘量增加，烟尘中的HF（氟化氢）进入吸收塔与水反应，形成F-离子。F-离子与烟尘中含有的多种重金属杂质如Al、Hg、Mg、Cd、Zn以及浆液中的Ca²⁺反应吸收塔内生成较为稳定的多核络合物AlFn。这些化合物附在石灰石表面，阻碍石灰石溶解及反应，形成钙供给量不足。若烟尘浓度超设计值，吸收剂的活性则明显降低，吸收塔浆液ｐH值会有所下降，SO₂的吸收反应无法正常进行，导致脱硫率下降。

 

　　2.3ｐH值对脱硫率的影响分析

　　FGD吸收塔浆液PH值直接影响了SO₂的吸收过程。ｐH值低，吸收速度会下降，当ｐH值下降到4时，浆液几乎不能吸收SO₂了；ｐH值升高即加大吸收塔进浆量，吸收速度加快，一定程度上可以提高脱硫效率。在3号炉的试验情况见图5和图6，在原烟气SO₂稳定的情况下，ｐH值由5.55缓慢升至6.06，脱硫率则由87.0％升至95.49％。但是ｐH值较高时，会使CaCO₃的溶解受阻，使过程速率变慢。一般当ｐH值＞5.9时石灰石浆液中溶出Cａ²⁺的速度减慢，SO₃^2-的氧化也受到抑制，浆液中CaSO₃·1/2H₂O和CaCO₃含量就会增加。长时间保持高ｐH值运行会导致石膏品质下降以及系统容易发生结垢、堵塞现象。

 

图5　　3号FGD调整试验浆液ｐH值

 

 

图6　　3号FGD调整试验脱硫率

 

　　3．对FGD运行进行针对性调整

　　因离3号炉计划性小修不远，３号炉暂不进行电除尘检修。在３号炉电除尘带病运行的时间里，做好以下几方面调整措施。

• 　　细化配煤掺烧管理，尽可能配出低灰分、低硫分的燃煤单上3号锅炉。飞灰含量高除了引起脱硫率偏低外，还会加剧对引风机、增压风机、烟道设备的磨损，同时也会导致烟气换热器（GGH）容易堵塞。
• 　　加大进浆量，适当提高吸收塔浆液ｐH值运行。从ｐH值介于4.2～5.5，提高至4.6～6.2，也提高了钙硫比。
• 　　加大３号脱硫废水排放。减少吸收塔浆浆液池的Cl-离子含量和飞灰带来的重金属杂质，一定程度上提高石膏品质。
• 　　加强除雾器冲洗，确保冲洗次数、时间、压力、流量符合要求。防止GGH发生堵塞。
• 　　加强烟气换热器（GGH）吹灰，在线高压水冲洗波纹板由半月一次改为每周一次。确保吹灰（冲洗）压力、次数、时间符合要求。防止GGH发生堵塞。
• 　　定期校验各种化学表计，确保显示准确。
• 　　加强３号炉电除尘运行参数调整与监视，同时制订好电除尘检修计划。同时监视引风机运行状况。

 

　　4． FGD运行调整后的情况

• 　　经过配煤３号炉FGD的原烟气SO2含量下降至1930 mg/Nm³左右，如图7所示。
• 　　吸收塔浆液的ｐH平均值为5.78，如图8所示。
• 　　 经过以上加大进浆量提高吸收塔ｐH值等措施后，3号炉FGD脱硫率已提升至平均值为92.3％，如图9所示。
• 　　不良影响：石灰石粉耗量和脱硫用水量略有增加；石膏品质稍有下降。

 

图7　　3号炉原烟气SO₂

 

 

图8　　3号炉FGD浆液ｐH值

 

 

图9　　3号炉FGD脱硫率

 

　　5．小结

　　在石灰石/石膏湿法脱硫工艺中，影响脱硫率因素很多。由此次３号炉FGD脱硫率偏低缺陷可看出，4月、5月电除尘电场故障引起进入FGD的烟尘浓度偏大，7月份时脱硫率开始下降。也就是说烟尘浓度对于脱硫率的影响会有一定的滞后。

　　电除尘存在缺陷引起烟尘浓度超标，由于有脱硫装置的运行，吸收塔反应过程中同时将烟尘吸收，排放烟气的粉尘并不会超出环保要求。但若对此不重视，不进行电除尘检修或者针对性运行参数调整，脱硫装置必然会出现烟气换热器堵塞或者脱硫率下降等缺陷。本文对烟尘浓度偏高导致脱硫率下降作了分析，在电除尘暂缓检修的情况下提出FGD运行调整方法并实施，收到预期效果。

 

　　参考文献

• 　　1. 黄波、王育滨.　石灰石/石膏湿法烟气脱硫的影响因素及调试运行注意事项东方锅炉　2005（3）　　9-16
• 　　2. 邵炜、陈颖、金东春.　600MW机组湿法脱硫石灰石盲区现象分析及对策浙江电力　2007（3）57-59
• 　　3. 李红林.　火电机组湿法脱硫装置脱硫率影响要素浅析山西电力　2005（4）　39-46

 

　　作者简介：

　　杨伟泉，1999年7月毕业于东南大学动力工程系，本科，现在广东沙角A电厂生安部从事锅炉设备技术管理工作。