２０１１年第３７卷第２期 工业安全与环保 Ｆｅｂｍａｒｙ ２０１ １ Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｃｅｔｉｏｎ ・ １７・ 火电厂烟气脱硫系统运行常见故障分析 谌莉 孙笑非 阳永娟 （１．广西电力职业技术学院南宁５３０００７；２．大唐信阳发电有限责任公司河南信阳４６４０００； ３．上海电气集团上海２００３３６） 摘要为降低火电厂ＳＯ２的排放，大部分火电厂采用烟气脱硫技术，在烟气脱硫技术中湿式石灰石／石膏法脱硫应用 最为广泛，而脱硫系统的运行可靠性是保证火电厂烟气脱硫效果．减少ＳＯｚ排放的重要保证。在已投运的火电厂中，脱硫系 统运行可能会出现脱硫效率下降，系统堵塞等问题，因此在实际过程中如何处理好此类问题成为保证火电厂脱硫效果的关 键。 关键词火电厂烟气脱硫故障 Ｃｏｎｍａｏｎｌｙ Ｓｅｅｎ ＦａＲｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ Ｆｌｕｅ Ｇａｓ Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｌｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ＣＦＩＦ￣Ｌｉ’ＳＵＮＸｉａｄｅｉｚ ＹＡＮＧＸｏｎｇｉｕａｎ３ （１． Ⅱ Ｅ／ｅａｒ＆Ｐｏｗｅｒ Ｖ￣ａｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｃｏｌｌ￣，ｍ咖５３０Ｏ０７） Ａ ｉｈ Ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｓｏ２ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌｎａｔ，ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｃｅｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｍｏｓｔ ｏｆｔｈｅ ｐｌａｎｔｓ。ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｗｅｔ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ／ｇｙｐｓｕｍ ＦＧＤ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｏｆ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃ∞ｅｎｓｕｒｅ ｌｆｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｆｕ－ ｒｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｅｃｔ ａｎｄ ｃｅ ｓｏ２ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｍａｙ Ｏｅ．￣ＬＩｒ，ｓｕｃｈ∞，ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｄｅｓｕｌｉｆｍｍｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｂｌｏｃｋａｇｅ，８０ｉｎｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｅｃｅｓｓ，ｈｏｗｔｏ ｈａｎｄｌｅ ｓｕｃｈ ｐｒｏｂｌｅｎ￣ｍａｙ ｂｅｔｈｅ ｋｅｙｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ． ＫｅｙＷｏｒｄｓ ｔｈｅｒｍａｌ ｐＯＷｅｒ ｐｌａｎｔ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏ ｆａｉｌｕｒｅ ０引言 近年来中国电力发展迅速，在发展的同时出现了相应的 一些问题，其中最主要的是火电厂ｓｏ２的排放。火电厂的 Ｓ 排放量在全国ｓｏｚ总排放量中占有较大的比例，１９９５年 全国工业燃煤排放的ｓｏｚ超过２ ０００万ｔ，排在世界第一位， 炉Ａ引风机 其中电力行业排放ｓ０２为６３０万ｔ，到２０００年电力行业的ｓｏ２ 挡板密 年排放量约占到全国ｓｏ２总排放量的４４％，是ｓｏ２污染大 炉Ｂ引风机 户…。为降低火电厂ｓｏ２的排放，目前很多火电厂采取了降 挡板密 低ｓｏ２排放的措施，其中，湿式石灰石／石膏法脱硫技术是目 图１烟气系统示薏 前世界上最成熟的烟气脱硫技术，在Ｃａ／Ｓ＝１．０２左右时，其 吸收塔上部的喷淋管道，经喷嘴喷出后与烟气接触，吸收烟 脱硫效率可达到９５％以上。因此，国内大多数火力发电厂 气中的ｓ０２，随后在托盎上形成一定的液位高度，再次与烟 采用的脱硫方法就是湿法石灰石／石膏烟气脱硫技术。然 气接触后，经过托盎上的孔落人吸收塔下部的浆液池。 而，在火电厂烟气脱硫系统运行的过程中出现了一些问题， １．３氧化空气的流程 从而影响到脱硫效率，如何在实际运行过程中解决这些问题 空气经过氧化风机压缩后，进入到吸收塔搅拌器的叶片 就是本文将要讨论的。 的前方，通过搅拌器的搅拌将空气均布在浆液池内，为亚硫 １脱硫工艺简介 酸钙氧化成硫酸钙提供氧化空气。 １．１烟气流程 １．４除雾器冲洗系统 如图１所示，从锅炉来的热烟气经增压风机增压后进入 除雾器通过惯性撞击法来吸附烟气中的液滴，并随着液 烟气换热器（ＧＧＨ）降温侧，经ＣＣＨ冷却后，烟气进入吸收 滴的聚集除去烟气中的液滴。由于液滴中含有石膏等固体 塔，向上流动穿过喷淋层，在此烟气被冷却到饱和温度，烟气 颗粒，所以必须定时进行冲洗，除雾器冲洗系统通过在工艺 中的ＳＯ２被石灰石浆液吸收。脱硫后的净烟气经吸收塔顶 水箱旁设置的除雾器冲洗水泵向除雾器提供冲洗用水，以保 部两级除雾器除去携带的液滴后，经ＧＧＨ加热至７５℃以上， 证除雾器不结垢以及除雾器的压降处于允许的范围内［引。 通过烟囱排放。 ２系统运行中常见问题及解决方法 １．２再循环浆液的流程 ２．１吸收塔出现反应恶化 吸收塔下部浆液池的石膏浆液经浆液再循环泵输送至 ２．１．１吸收塔反应恶化原因 ・ ｌ８・ （１）浆液中ｃ１一浓度的影响。浆液中微量的ａ一不利于 石灰石的溶解。因为浆液中ａ一与Ｃａ２ 生成Ｃａａ１，溶解的 Ｃ￣Ｃ１２浓度增加，同离子效应导致液相的离子强度增大，从而 阻止了石灰石的溶解反应。ｃｌ一还具有较强的配位能力，能 和金属离子配位形成络合物，如（Ａ１Ｑ２） 等。而飞灰中Ａｌ２０３ 和 ０３的含量较高，尽管经过电除尘后，Ａｌ２０３和 ０３含 量有所降低，但由于整个系统的水基本上是闭路循环，排出 去的废水是有限的，ｒｅ３ 、ＡＰ 、Ｚｎ２ 也会因富集而使浓度不 断增加，生成（Ｆｅｃｈ）一、（ｚｎｃ】４）２－等络合物，这些络合物将 Ｃａ２ 或ＣａＣＯ３颗粒包裹起来，使能够参与反应的Ｃａ２ 或ｃａ． ｃ 减少，即惰性物增加，这势必降低脱硫效率，增加脱硫剂 的消耗。 （２）浆液中Ｆ一浓度的影响。浆液中Ｆ一浓度对石灰石的 溶解有抑制作用。随着浆液中Ｆ一的增加，石灰石溶解率略 有减小。这可能是因为Ｆ一形成了复杂的络合物覆盖在石灰 石颗粒表面，导致石灰石堵塞，阻碍溶解反应的进行。 （３）烟气中粉尘浓度的影响。经过吸收塔洗涤后，烟气 中绝大部分飞灰留在了浆液中。浆液中的飞灰在一定程度 上阻碍了ｓｏ２与脱硫剂的接触，降低了石灰石的溶解速率， 导致浆液ｐＨ值降低，脱硫效率下降－３ Ｊ。同时飞灰中溶出的 一些重金属如Ｈｇ、Ｍｇ、ｃｄ、ｚｎ等离子会抑制ｃａ２ 与Ｉ－ＩＳＯ３一的 反应，进而影响脱硫效果。 （４）吸收塔浆液密度过低，ＣａＣＯ３反应不好，氧化风量不 足，生成ｃａｓｏ ・１／２Ｈ２Ｏ，导致脱水困难。 ２．１．２常见处理方法 ①提高电除尘效率，以降低烟气中粉尘含量；②吸收塔 加强废水排放；③吸收塔浆液定期化验，及时调整运行方式； ④石灰石质量定期化验，保证合格的石灰石浆液；⑤除雾器 及时冲洗，补充水；⑥增大氧化风量。 ２．２吸收塔在低于溢流液位时经常出现大量溢流现象 ２．２．１原因分析 低于溢流液位时经常出现大量溢流现象是许多脱硫系 统碰到的问题，主要原因有两个，一是多数吸收塔液位计是 压力式，根据插入到吸收塔底部的压力计换算出的吸收塔液 位，即压力计测量压力／设定的吸收塔浆液密度，通常设定值 是１ １００ ｋｅ／ｍ￣，但是吸收塔浆液的密度不是固定值，于是出 现液位不一致的现象，吸收塔浆液密度低于设定值时ＤＣＳ 上显示的液位低于真实液位，吸收塔浆液密度高于设定值时 ＤＥＳ上显示的液位高于真实液位，所以在吸收塔浆液密度低 时测量出的吸收塔液位比吸收塔真实液位低，容易发生溢流 现象；二是由于脱硫烟气中的粉尘和各种有机物沉积，吸收 塔浆液会出现大量的泡沫，在吸收塔浆液顶部，这些泡沫高 度一般有０．５ ２．０ ｍ左右，但是由于泡沫重量较轻，产生压 力较小，液位计测量不出，所以不到溢流液位也会大量溢流。 因此在实际运行过程中造成烟气中粉尘等杂质增多的 主要原因有：①浆液ｃｌ一含量高。如果浆液中含的有机物质 过多，起泡现象较严重；②燃煤燃烧不充分；③石灰石粉中含 有有机物，ａ一含量高，石灰石含Ｍｇｏ过量，Ｍｇｏ过量不仅影 响脱硫效率而且会与硫酸根离子发生反应导致浆液起泡；④ 锅炉投油；⑤入口粉尘超标；⑥工艺水中腐殖酸、泥沙含量 高；⑦吸收塔浆液里重金属离子增多引起浆液表面张力增 加，从而使浆液表面起泡；⑧浆液循环泵频繁起停操作。 ２．２．２避免溢流的措施 ①加强液位计校验，是否考虑增加浮球式液位计（浆液 和泡沫密度不同），避免泡沫造成虚假液位而形成液位显示 错误；②加强废水处理；③加强锅炉燃烧调整，尽量避免燃烧 不充分；④保障静电除尘各电场正常投入；⑤锅炉投油运行 时及时停止ＦＧＤ系统运行；⑥加强石灰石粉化验及验收，避 免石灰石粉中含有有机物，ａ一含量过高；⑦在２～３台循环 泵运行情况下停运１台循环泵（要保证脱硫率）；⑧避免浆液 循环泵频繁往复起停操作；⑨在浆液泡沫含量大时及时加入 消泡剂；⑩在高硫分、高负荷等不利情况下禁止随意开启增 压风机挡板，保证浆液品质；⑩及时对溢流管上部排空１：３进 行检查，避免堵塞；⑩减少氧化风量；⑩保证吸收塔集水坑泵 和液位计可靠运行；⑩必要时降低吸收塔液位运行（临时措 施）；⑩进行吸收塔浆液置换。 ２．３氧化风管堵塞 ２．３．１造成氧化风机堵塞的原因 氧化风管堵塞与氧化风出口温度过高有关，氧化增湿水 流量低、压力低、增湿管路堵塞、增湿管路阀门关闭、增湿管 路设计数量少、增湿水喷嘴选型不符合要求都可能造成氧化 风管堵塞。 ２．３．２处理方法 ①检查氧化风机增湿水的流量计是否准确；②浆液泵冲 洗时，观察氧化增湿水流量是否减少；③氧化风温度是否上 升，如上升说明增湿水没有流量；④如增湿水流量低，建议打 开增湿水旁路运行或加粗管路，提高工艺水系统压力；⑤不 能随意停运吸收塔搅拌器，吸收塔搅拌器停运后吸收塔浆液 沉积容易堵塞氧化空气管道；⑥注意观察氧化风机出口风 压，因为一旦出现氧化空气管道堵塞必然会造成氧化风机出 口风压上升，如果堵塞，打开冲洗水冲洗。 ２．４滤饼冲洗系统冲洗水管道和喷嘴堵塞 滤饼中的ａ一含量是检测脱硫系统的一个重要指标。 要使滤饼中Ｃｌ一含量达标，可以采用的办法是使用正常的滤 饼冲洗水量冲洗滤饼，在ｃｌ一含量比较高的工况下可以考虑 两级冲洗，以充分脱离Ｑ一。 通常，如果滤布冲洗水使用的是工艺水，一般不会堵塞。 而实际中滤饼冲洗水一般使用的是工艺水＋滤布冲洗水回 水＋真空泵循环水回水（采用水环式真空泵），主要是真空泵 循环水＋滤布冲洗水回水，工艺水只是偶尔进行补充。滤布 冲洗水回水中石膏含量比较高，所以容易造成滤饼冲洗水喷 嘴堵塞。 解决这个问题，可以从以下几个方面着手：①选择好的 喷嘴或是更换好的喷嘴；②停车后要将滤饼冲洗水箱冲洗干 净，一般在系统设计时就考虑一个冲洗方案；③如果有可能 的话，在滤布选择上尽量不要选择结构稀疏的滤布；④调节 滤饼刮刀，尽可能将滤布上的石膏滤饼刮干净，减少排放到 滤饼冲洗水箱中的石膏；⑤在滤饼冲洗水泵上的选择，应该 ・ ｌ９・ 选用砂浆泵，而不能选用清水泵；⑥增加循环管道，使浆液产 这种现象最小化，有必要提供母晶体，首先在母晶体上反应 而不是在新产出的晶体上积累。②不添加晶种或晶种添加 生扰动并在泵之间形成循环，以减少石膏的沉淀。 ３其他问题 ３．１吸收塔浆液浓度 过少，脱硫反应后生产物会在吸收塔内部沉淀；脱硫效率相 对较低，需要一定时间效率有所提高。 ４结语 不同的设计对吸收塔浆液浓度要求不一样，一般吸收塔 浆液质量分数控制在１２％ ２０％左右。主要原因是脱硫反 应中形成的亚硫酸钙和硫酸钙可在溶液中达到很高的饱和 火电厂烟气脱硫已广泛应用，如何在实际运行过程中保 证脱硫设备的可靠性是燃煤电厂控制ｓ０２排放的关键，脱硫 设备的可靠性、运行特性的提高对于提高火电厂的脱硫效率 度并沉淀。为了使这种现象最小化，有必要提供母晶体，首 先在母晶体上反应而不是在新产出的晶体上积累。固体含 具有十分重要的意义。 量太低会导致沉淀出现，太高对设备磨损较大，ｃａｓｏ４过饱 参考文献 和度大于或等于１．４时，溶液中的ＣａＳＯ４就会在吸收塔内各 ［１］周菊华．火电厂燃煤机组脱硫技术［Ｍ］．北京：中国电力出版社， 组件表面析出结晶石膏垢。 ２００８． ３．２石膏浆液在系统停运后的晶种的配比 ［２］燃煤烟气脱硫脱硝实用技术指导手册［Ｍ］．北京：中国电力出版 脱硫系统长期停运后启动，如果有石膏晶种吸收塔灌浆 社．２００９． 时最好配制质量分数１０％石膏浆液作晶种，如果没有石膏 ［３］杜谦，马春元，董勇．循环浆液ｐＨ值对湿法烟气脱硫过程的影响 ［Ｊ］．热能动力工程，２００６（５）：３６—３８． 晶种配置，只有水也可以先通烟气运行，石膏会逐步生成，对 作者简介谌莉，女，１９７５年生，工程师，曾担任过某大型燃煤电厂 脱硫系统没有大的影响。 值长，有着近１Ｏ年的生产运行经验，现从事与电力生产相关的教学 晶种的多少跟以下两点有关：①脱硫反应中形成的亚硫 科研工作。武汉理工大学电力工程在读硕士。 酸钙和硫酸钙可在溶液达到很高的饱和度并沉淀。为了使 （收稿日期：２０１０—０１—１２） （上接第１１页） 程度要高于传统的ＥＧＳＢ反应器。当上升流速从１．７０ ｍ／ｈ 提高到９．００ ｍ／ｈ时，反应器内的泥水混合效果有所增强，死 ＼ 裁 水区容积率在减少。 岫ｌ （２）２个反应器内的水力混合强度变化有所不同：常规 瞧 ＥＧＳＢ反应器水力混合强度呈现出先上升后下降的趋势，而 优化后ＥＧＳＢ反应器内水力混合程度则是不断加强。当上升 流速为９．００ ｍ／ｈ时，优化后的厌氧反应器的死水区容积率仅 ０．２３￣ｄ＜０．５９ ０．７６＜ｄ＜０．９２５ ｄ＞２ 污泥粒径／ｍｍ 为０．８７％。 图６两种ＥＧＳＢ反应器中有效污泥颗粒含量对比 （３）改变常规ＥＧＳＢ反应器的回流水方式，有效粒径颗 ４出水悬浮物ｆｓｓ）对比分析 粒污泥的质量分数由７０％提高到８３％，缩短了污泥回流时 出水ＳＳ能间接反映出ＥＧＳＢ反应器中混合区污泥颗粒 间；在高上升流速下，优化ＥＧＳＢ反应器出水ＳＳ明显低于常 化程度。图７是实验中反应器达到稳定后测定的出水悬浮 规ＥＧＳＢ反应器，其中最大差值达６５ ｍｇ／Ｌ，有效地改善了 物（Ｓｓ）。从图中可以明显看出优化反应器在高上升流速时 ＥＧＳＢ反应器混合区水力特性，更有利于有效污泥颗粒的生 的出水Ｓｓ明显高于常规反应器，其中最大差值达６５ ｍｇ／Ｌ。 长和减少污泥流失。 表明优化出水回流方式将出水与回流水在沉淀区分离，降低 参考文献 了沉淀区的水紊动强度，有效地降低了出水ｓＳ的流失，保证 ［１］李高洁．厌氧膨胀颗粒污泥床反应器水力混合特性研究［Ｄ］．合 了反应器内混合区中有效污泥颗粒的形成。 肥：合肥工业大学，２００４． ［２］魏复盛，徐晓白，阎吉昌，等．水和废水检测分析方法指南［Ｍ］．第 １４０ ３版．北京：中国环境科学出版社，１９９４． ２ 。【３］Ａ Ｉａｎｇｕｎａ，Ａ ＱＩｌ吐Ｉａｒａ，Ｒ Ｏ Ｇｏｎ￣ｅｚ，ｅｔ ａ１．Ａ日ｉｎ叫ｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｃｏｓｔ 邑８Ｏ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｇｒａｎｕｌｏｍｅｔｒｙ ０ｆ￣ｐａｏｗ ａｎａｅｘｏｂｉｃ日ｌＩｌｄｇｅ ６０ ｂｌａｎｋｅｔ ｒｅａｃｔｏｒ ｓｌｕｄｇｅ［ＪＪ．Ｗａｒ Ｓｅｉ Ｔｅｅｌａ，１９９８，４ｏ（８）：１—８． ４０ 田２０ ［４］ＯｕｍｄｅｒＡ，Ｋａｎｄｕ Ａ．Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｏｅｕｒｒｅａｔ ｕＮｏｗ ０ ａｎｄ ｄｏｗｎｔｌｏｗ ０ｆｇａｓ ａｎｄｌｉｑＩｌｉｄｉｎ ａｆｉｘｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＯａｅｍｉｅａｌＥｌｌｇｅ－ １．７ ３．７６ ５．４６ ７．２５ ９ 上升流速／（ｍ・ｈ‘ ） ｎｅｅｆｉｎｇ，２００１。８０（８）：１０４３—１０５３． ［５］虞嘉东，张振家，王欣泽。等．厌氧颗粒污泥粒径分布的分析测试 图７上升流速对反应器出水ｓｓ的影响 ５结论 方法简介［Ｊ］．工业用水与废水。２００４（２）：５８． （１）在相同的条件下，优化后ＥＧＳＢ反应器内的水力混合 （收稿日期：２０１０—０１—１９）
