1000MW機組濕法煙氣脫硫系統調試

梁 川，孫 昕

(東北電力科學研究院有限公司，遼寧 沈陽 110006)

國華綏中發電廠3號機組為東北地區首臺1 000 MW機組，煙氣脫硫工程采用石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝。機組于2010年2月與主機同步通過168 h試運。石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上采用最多、最成熟的一項脫硫技術。主要特點是脫硫率高、煙氣處理能力強、煤質適應面寬，且吸收劑石灰石價廉易得。近幾年，我國越來越多的電廠脫硫裝置投入運行，在濕法脫硫方面的技術總結及消化上取得了長足的進步，并已在1 000 MW發電機組脫硫項目上成功應用。本文主要通過對綏中電廠3號機組脫硫項目的調試過程中發現的問題進行初步分析和探討。

1 脫硫系統

1.1 脫硫系統主要設計參數

脫硫系統主要設計參數見表1。

表1 脫硫系統主要設計參數

1.2 石灰石漿液制備系統

主要由石灰石卸料斗、電磁振動給料機、波紋擋邊皮帶機、石灰石儲倉、皮帶稱重給料機、濕式球磨機、磨機漿液泵、磨機旋流站、石灰石漿液箱、石灰石漿液泵、攪拌器等設備組成。

1.3 煙氣系統

脫硫系統配2臺靜葉可調軸流風機。風機布置在每座吸收塔前的煙道上，不設GGH。在引風機出口水平煙道上設置了旁路擋板門。配備6套“0”泄漏煙氣擋板，所有擋板都均有密封空氣系統。密封空氣系統將密封空氣導入關閉擋板的葉片間，阻斷擋板兩側煙氣流通，保證“0”泄漏。

1.4 SO2吸收系統

SO2吸收系統采用單元制設置。主要設備包括吸收塔 (包含噴淋層、除霧器)、漿液循環泵、氧化風機、石膏排出泵等。每座吸收塔內設四層噴淋層，每座吸收塔配4臺循環漿液泵，上部由4層噴淋層和兩級除霧器組成。吸收塔直徑為19.5 m，總高度約為40 m。每套FGD裝置的吸收塔設3臺氧化風機，2運1備。

1.5 石膏脫水系統

脫硫系統額定工況下的石膏產量為16.5 t/h。每臺脫硫設備設置1臺石膏旋流站。每臺石膏脫水機出力按2臺機組石膏總產量的75%考慮。2臺石膏脫水機互為備用。

1.6 性能保證值

額定工況下燃燒設計煤種時SO2脫除率不低于95%;石灰石消耗不超過9.35 t/h;石灰石粒徑要求 (濕磨出口)90%通過325目;石膏品質要求游離水不高于10%;石膏純度不低于90%;Ca-CO3含量低于3%;CaSO3·1/2H2O含量低于1%。

2 脫硫系統調試

通過調試，綏中電廠3號機組脫硫裝置各設備均能正常運行，系統各性能參數基本達到設計要求。下面就脫硫系統168 h整套啟動前調試中的一些問題進行探討。

2.1 旁路擋板關閉

脫硫煙氣系統的啟停及運行控制對發電機組鍋爐的爐膛壓力有直接影響，控制不當可能造成主機的事故跳閘，國內曾出現過類似事故。在調試過程中一定要將FGD煙氣系統的順啟與順停步序設定得當，調整好增壓風機入口導葉的閉環控制特性，并進行冷態調整試驗，避免在熱態運行過程中影響發電機組的運行安全性。

3號機組脫硫煙氣系統正常運行的操作:2臺增壓風機啟動后，靜葉開度30%左右，保持增壓風機入口負壓－200 Pa，投入風機自動，關閉旁路擋板，維持風機入口壓力和鍋爐壓力穩定。

調試中發現3號機組煙囪的自拔力較大，在增壓風機停運時，煙氣全部通過旁路時引風機出口的風壓為－500～600 Pa。如果此時增壓風機投入自動，將導致靜葉自動關閉。因此，在關旁路擋板時增壓風機導葉入口壓力調整到－500 Pa，維持風機入口壓力，增壓風機抽力在旁路擋板關閉的過程中維持在一個平衡狀態，盡量保證入口風壓與增壓風機啟動前一致，這樣不會對鍋爐運行造成影響，也不會使引風機隨同調整，增壓風機的導葉以此為依據自動調整開度。旁路關閉后保持增壓風機入口負壓－200 Pa。旁路擋板關閉的速度應緩慢進行 (尤其是關最后20%)，目的是避免增壓風機入口風壓出現急劇變化，同時給增壓風機留足夠時間調整導葉開度。如果關閉速度過快可能造成增壓風機導葉開度調整跟不上入口風壓的變化，對鍋爐爐膛壓力產生擾動。

當系統出現問題旁路快開時，應立即將增壓風機自動退出，手動調整靜葉開度30%保持穩定運行，否則由于風機入口壓力為－500 Pa導致風機靜葉將完全關閉。

2.2 吸收塔溢流

脫硫裝置運行過程中吸收塔溢流為較為普遍的問題。在3號機組脫硫系統試運行期間，也曾發生過吸收塔漿液大量溢流的現象，現場查看時發現吸收塔溢流管大量流出漿液，地溝也充滿漿液，溢流時地坑液位迅速上升，2臺地坑泵啟動仍無法及時排出溢流漿液。

出現溢流的主要原因為虹吸和虛假液位。虹吸是由于大氣壓的作用，液體從液面較高的容器通過曲管越過高處而流入液面較低容器。虛假液位是吸收塔靜態液位并未達到溢流口位置，而由于吸收塔內漿液起泡形成了一段主要由漿液泡沫組成的虛假液位造成溢流。產生虛假液位的原因:煙氣含塵量偏高;石灰石MgO、有機物、Cl－含量過高;煙氣中有燃油產生的灰塵進入吸收塔;漿液Cl－含量高。

經調試人員現場勘察、分析認為，吸收塔溢流是由于發生泡沫溢流及虹吸所致。后經查閱設計圖紙和現場檢查后發現溢流管呼吸管的安裝存在缺陷，3號吸收塔溢流管呼吸管尺寸選擇大小無法破壞真空，不能有效破壞虹吸，使溢流無法停止，直至液位降到溢流口以下造成大量跑漿。為防止類似情況的發生，應采取以下措施。

a. 適當控制吸收塔液位，正常液位為8～10 m，維持在8 m運行，避免高液位造成漿液高過溢流管高點。

b. 改造溢流管呼吸管，選用比較大口徑管道。

c. 加強運行監視，FGD無論停止還是運行都應該認真監視吸收塔液位，發現問題及時解決，防止問題擴大。

預防收塔漿液起泡措施如下。

a. 加強廢水處理，降低漿液中Cl－含量。

b. 保障靜電除塵各電場正常投入，提高除塵效率。

c. 鍋爐投油運行時及時停止FGD系統運行，防止燃油產生的灰塵進入吸收塔。

d. 加強石灰石粉化驗及驗收，避免石灰石粉中MgO、有機物，Cl－含量過高。

e. 在漿液泡沫含量大時及時加入消泡劑。

2.3 磨機循環箱漿液泵機封磨損嚴重

石灰石漿液制備系統為全廠4臺機組脫硫公用系統，在3號脫硫投運前已經運行一段時間，在停運檢查時發現，磨機循環箱漿液泵機封磨損很嚴重。圖1為磨機循環箱漿液泵機封使用2個月后磨損情況。因為運行工況較為惡劣，石灰石漿液濃度大等造成磨損;磨機石灰石制備系統達不到最佳出力，鋼球消耗量大造成磨損;石灰石的品質較差、雜質較多，使漿液中的SiO2含量偏高，加劇了磨機循環箱漿液泵的磨損。圖2為磨機漿液循環箱中掏出的沙子。

預防措施:嚴格控制石灰石來料品質，減少石灰石帶入雜物;石灰石制備系統要按額定工況運行(最佳出力);按照實際鋼球裝載量的最大出力給料，切忌為平衡脫硫系統用漿量而減少球磨機給料量，如發現球磨機電流有下降趨勢及時檢查或加裝鋼球;調整磨機沉砂嘴尺寸使磨機循環量達到要求。

2.4 漿液循環泵停運后沖洗

由于石膏漿液具有易沉淀、易粘結的特性，容易造成管路堵塞，在調試過程中漿液循環泵停止后要及時沖洗。沖洗一般由順控實現，沖洗時間設定合理，沖洗時間過短達不到沖洗效果;沖洗時間過長浪費水資源。根據實際測定和分析，漿液循環泵停運后沖洗時間設定為60 s。

在調試期間出現過吸收塔漿液循環泵停止后因沖洗造成地溝漿液溢流現象。主要原因為漿液循環泵出口管較高，排漿出口管垂直于地溝且排量很大，造成循環泵地溝排放不及時而從地溝溢出。排漿門全開后漿液流至吸收塔地溝時液位接近上限2 m，吸收塔地坑泵無法將其快速排出可能造成地坑溢流。停止漿液泵時采用手動方式，將排漿電動門改為中間停止電動門。停循環泵后采取就地方式排漿，以便控制排漿流量，避免地溝溢流。

2.5 脫硫系統部分管路結凍

脫硫系統的管路只設計有管路保溫 (無管路伴熱)，由于脫硫系統的漿液管路、水管路都存在間歇運行，達到一定時間時將導致管路完全凍實。

對此，根據北方地區的氣候條件，所有戶外漿液管路、水管部均應管路伴熱。在長時間停運時，有排空門的管路排空管路中的液體，無排空門應定時手動開啟管路運行，防止管路結凍。

3 結束語

脫硫系統的啟停及運行控制對發電機組鍋爐爐膛壓力影響很大，控制不當可能造成鍋爐跳閘。在調試過程中一定要將FGD煙氣系統的順啟與順停步序設定得當，調整好增壓風機入口導葉的閉環控制。吸收塔發生溢流是一個較為普遍問題，減少溢流發生的最主要辦法是采取預防措施。漿液輸送管路停運后的沖洗很關鍵，在調試過程中應注意保持各系統管道的清潔。煙氣脫硫系統中常見的問題是設備和管路堵塞、磨損和腐蝕泄漏，在工程設計時要充分考慮所用材料材質特性，保證所用材料材質滿足系統運行要求。

[1]楊立君，郝云飛.600 MW機組濕法煙氣脫硫系統調試及優化 [J].電力科學與工程，2008，(7):65－69.

[2]許明峰等.石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統調試出現的問題及分析 [J].河南電力，2008，(3):61－64.