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【技术汇】脱硫吸收塔系统常见故障分析及处理

2018年03月22日作者:李秀忠来源:《电力科技与环保》

  摘要:脱硫系统的发生的故障主要是吸收塔系统出现的异常工况,分析吸收塔系统浆液循环泵叶轮磨损、浆液泵出口母管堵塞、吸收塔内浆液异常等对吸收塔出口参数的影响,并提出了各种异常现象发生时的解决方法,为减少脱硫系统故障,确保烟气达标排放提供参考。

  1 脱硫系统概况

  石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前较为成熟的脱硫技术。莱城电厂4 台300MW机组采用石灰石-石膏的湿法烟气脱硫工艺,一炉一塔设计。自投运以来,脱硫设施投运率超过99.0%、脱硫效率保持在95% 以上。整套系统于2008 年12 月底完成安装调试,运行稳定。系统全烟气量脱硫时,脱硫后烟气温度不低于80℃。校核煤种工况下确保FGD 装置排放的SO2浓度不超标;当FGD 入口烟气SO2浓度比设计煤种增加25% 时仍能安全稳定运行。吸收塔系统是影响脱硫效率的核心部件,自下而上可分为氧化结晶区、吸收区、除雾区三个主要的功能区。

  2 吸收塔系统常见故障分析及解决方法

  2.1 循环泵叶轮及泵壳磨损对吸收塔参数的影响

  脱硫系统运行中,因浆液循环泵中介质为石灰石浆液,外加浆液中pH值变化较大,因此,浆液循环泵的磨损在所难免。浆液在泵内高速流动,对泵壳产生一定的冲刷磨损,造成泵壳壁厚变薄、磨穿的情况。当泵壳减薄后,经叶轮作功后的浆液回流量相应增加,浆液循环总量减小,压头理所当然达不到应有的高度,吸收效果变差,出力不能达到额定值,吸收塔参数异常,脱硫效率降低。

  解决方案:当浆液循环本叶轮及泵壳磨损严重时,相应出现浆液循环泵电流减小,出力降低,将循环量减少,此时应停止运行,对该泵叶轮及泵壳进行特殊工艺防磨,当防磨工作处理且养护完毕,可在此投入运行。当叶轮磨损严重时根据运行周期可更换新叶轮,以保持正常浆液循环量。

  2.2 循环泵出口喷头及母管堵塞对参数的影响

  吸收塔系统运行中,经常出现浆液循环泵出力降低的情况,在排除浆液循环泵磨损等情况外,应考虑浆液循环泵出口喷头及母管堵塞。一旦以上部位堵塞,必将造成浆液流量减少,浆液循环泵出力降低,浆液喷淋扩散半径减小,吸收塔内浆液喷淋不均,泵壳发热等现象,形成“烟气走廊”的机率大为增加,因而降低脱硫系统效率。莱城电厂3 号脱硫系统停机后检查堵塞物成分,均是石灰石颗粒、SiO2、树脂鳞片、亚硫酸钙结垢物等。

  解决方案:浆液循环泵出口喷头及母管堵塞,应利用停机机会进行彻底清理疏通,并建立检查清理档案,计划性停机检修,以保证可靠性在正常范围。另外循环泵停止时,应进行冲洗,尽可能将母管及喷头处浆液及异物冲洗干净,防止结块堵塞。

  2.3 吸收塔内浆液品质的影响

  莱城电厂在3号脱硫系统大修过程中,在吸收塔底部清理出了部分树脂脱落物、SiO2以及石灰石中含的杂质等。系统正常运行过程中也出现过电除尘出口烟尘浓度超标的情况。烟气中粉尘含量持续超过设计允许量,将使脱硫率大为下降,管道内部逐渐沉淀堵塞。另外,烟尘及飞灰呈碱性,当其进入浆液后,浆液pH 值将升高。由于运行中pH 值控制不再通过Ca/S 计算,而是只用pH 值反馈控制,相应减少了石灰石浆液量,但粉尘不会被消耗掉,因此造成虚假pH 值升高,脱硫效率反而下降。

  解决方案:为防止浆液循环泵出口母管及喷头堵塞,除停机后清理杂质异物外,应采取长期有效的治理方案。莱城电厂在本次3 号脱硫系统大修过程中,在浆液循环泵入口管加装不锈钢滤网,阻挡了树脂脱落物、SiO2以及石灰石中含的杂质进入循环系统,效果良好,明显降低了喷淋系统出口母管及喷头清理周期,提高了吸收塔系统的运行可靠性。

  为防止吸收塔入口粉尘浓度过高,正常运行中,应加强电除尘运行参数的监视,在粉尘浓度超过设计值时,应查明原因设法消除,超标时间较长且不能恢复正常数值时,应申请停止脱硫系统。

  3 运行调节参数对对吸收塔系统的影响

  3.1 循环浆液的pH 值

  脱硫系统运行中,循环浆液的pH 值是运行人员控制的主要参数之一,也是影响脱硫系统效率的主要因素。当pH 值较低,亚硫酸盐溶解度急剧上升,硫酸盐溶解度略有下降,会有石膏在很短时间内大量产生并析出,产生硬垢,阻碍浆液对SO2的吸收。从实际运行经验得出,提高循环浆液的pH值可直接提高脱硫系统的脱硫效率。pH 值过低,能提高石膏的品质,但不能保证脱硫效率;而pH 值过高,会造成石灰石粉的浪费,降低了石膏的品质,增加了循环浆液的密度,加大了对设备的磨损。为保证脱硫系统脱硫效率,pH值在5.2 ~ 6.0 是经过考证的合理范围。

  3.2 吸收塔液位影响

  我厂吸收塔液位规程规定正常运行在12m,吸收塔液位越高,循环泵入口浆液静压头越高,循环泵抽取的浆液量越多,母管压力越高,喷淋高度越高,浆液在塔内停留时间长,与气体接触的时间延长,接触界面增加,气体穿越气膜/液膜界面机会多,吸收效果更佳。同时液位高,氧化区高度增加,氧化反应充分,确保吸收塔系统稳定运行。

  3.3 外因及其他因素的对吸收塔系统的影响

  进入脱硫系统的原烟气、净烟气SO2的含量对脱硫效率影响较大,当吸收塔入口烟气SO2含量异常升高时,因脱硫系统处理能力有限,脱硫效率将下降,反之,静烟气浓度降低,脱硫效率将逐渐升高。因为,随着入口SO2含量的逐渐增加,能很快打破吸收塔内化学反应的平衡,造成浆液中液滴吸收SO2的能力减弱,在最大量补充石灰石浆液的情况下,pH 值仍不能维持,脱硫效率不能维持在正常范围。此时应设法排除外因的影响,保证脱硫吸收塔各参数运行正常。

  4 结语

  在实际运行中影响脱硫系统的原因比较复杂,通过长时间的运行总结,找出影响脱硫吸收塔系统运行的因素,并进行归纳总结,提出解决方案并实施,设法使脱硫投运率和脱硫效率达到设计要求,确保烟气达标排放。


编辑:治废专家03

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