循環流化床鍋爐爐內噴鈣脫硫與爐外石灰石—石膏濕法脫硫配合運行中出現的問題與應對措施

摘 要：循環流化床鍋爐爐內噴鈣脫硫與爐外石灰石-石膏濕法脫硫配合運行，使得最終的SO2排放濃度完全能夠達到環保要求的排放標準。但在運行中也出現了很多問題，需要逐一應對解決。

關鍵詞：爐內噴鈣脫硫；爐外石灰石-石膏濕法脫硫；脫硫效率；氯離子濃度

1 概況

神華烏海能源公司西來峰發電廠（以下簡稱“西來峰發電廠”）一期工程兩臺200MW超高壓發電機組，鍋爐采用循環流化床鍋爐。為了滿足環保對SO2排放濃度的要求，西來峰發電廠采用了循環流化床爐內噴鈣脫硫（以下簡稱爐內脫硫）和爐外石灰石-石膏濕法脫硫（以下簡稱爐外脫硫）相結合的脫硫方式，其中爐內脫硫為第一級脫硫，爐外脫硫為第二級脫硫。爐內脫硫采用噴入石灰石粉的脫硫方式，每臺鍋爐均設置了單獨的石灰石粉倉和石灰石輸送系統，石灰石粉倉至石灰石輸送系統采用可調頻的星形給料機給料。爐外脫硫采用兩爐一塔，帶GGH、增壓風機的設計方式，吸收塔采用逆流噴淋空塔，塔內設置三層噴淋層和二級除霧器，設計進口SO2濃度為1411mg/m3，設計脫硫效率95%。設計爐內脫硫脫除總含硫量的80%，剩余的20%由爐外脫硫進行處理，兩級脫硫總的脫硫效率達到98%。在實際運行過程中，遇到了一些爐內脫硫與爐外脫硫配合運行方面的問題，文章將對遇到的問題逐一進行總結，同時根據日常的運行經驗提出相應的應對措施。

2 遇到的問題與應對措施

2.1 爐外脫硫系統的脫硫效率波動大，不能很好的反應爐外脫硫系統的運行狀況

2.1.1 問題情況介紹。由于爐內脫硫受到石灰石輸送管路堵塞、給煤機斷煤等因素的影響，導致爐外脫硫進口的SO2濃度變化較大，常規的波動范圍在100mg/m3-400mg/m3之間，最大波動值可達600mg/m3（波動量達到爐外脫硫設計進口SO2濃度的42%），使得脫硫效率值難以穩定，分析如下：

首先，ηSO2=CSO2，in-CSO2，out/CSO2，in

其次，煙氣流向決定了當爐外脫硫進口的SO2濃度發生變化時，爐外脫硫出口的SO2濃度數據晚于其進口SO2濃度數據的變化，此時脫硫效率計算值已經變化，但顯示的脫硫效率卻不能很好的反應出此時的脫硫效率。

2.1.2 應對措施。（1）以爐外脫硫出口SO2濃度作為爐內脫硫和爐外脫硫運行調整的共同指標，優先保證出口SO2濃度達標。（2）細化爐內脫硫的調整工作，盡量減小爐外脫硫進口SO2濃度波動的幅度。西來峰發電廠要求爐外脫硫進口的SO2濃度控制在800mg/m3-1200mg/m3之間，波動幅度在400mg/m3以內，在一定程度上降低了脫硫效率值的波動幅度。

2.2 爐內脫硫因故出力下降或故障退出時，爐外脫硫超負荷運行，且SO2排放濃度超標

2.2.1 問題情況介紹。由于爐內脫硫設計脫除80%的硫，因而當爐內脫硫因故出力下降或故障退出時，爐外脫硫進口的SO2濃度會迅速升高至爐外脫硫系統的設計處理能力以上。尤其是爐內脫硫故障退出時，爐外脫硫進口SO2濃度可達到3000mg/m3以上，超過設計處理能力1倍以上。無論爐內脫硫系統出力因故降低，或是故障退出，都將導致SO2排放濃度超標。如爐內脫硫不能迅速恢復，不僅造成SO2排放濃度超標，更加會使爐外脫硫系統因超負荷運行而出現加速結垢、漿液中毒等影響爐外脫硫正常運行的問題。

2.2.2 應對措施。（1）當爐內脫硫因故出力下降程度較小時（爐外脫硫進口SO2濃度約保持在1500mg/m3-2000mg/m3之間），可通過提高吸收塔漿液pH值來保證SO2排放濃度達標。西來峰發電廠爐外脫硫系統控制吸收塔漿液pH值在5.1-5.6之間，當爐內脫硫因故出力下降時，將吸收塔pH值提高至5.8。（2）當爐內脫硫因故出力下降程度太大或故障退出時（爐外脫硫進口SO2濃度達到3000mg/m3以上），爐外脫硫系統因迅速打開脫硫旁路，使煙氣由旁路排放。如無脫硫旁路或脫硫旁路因故無法打開時，應降低吸收塔漿液pH值至最低，以使吸收塔漿液盡量少吸收SO2，延緩漿液中毒。西來峰發電廠根據爐外脫硫系統設計單位相關技術人員的要求，在系統超負荷運行時，保持吸收塔漿液pH值最低不低于4.5。（3）迅速處理爐內脫硫出現的故障，恢復爐內脫硫正常運行，盡量減少爐外脫硫超負荷運行的時間。（4）提高爐內脫硫的穩定性。為了提高爐內脫硫的穩定性，西來峰發電廠于2014年分別對1、2鍋爐爐內脫硫進行了改造，由原來的每臺鍋爐一套石灰石輸送系統（配2臺石灰石輸送風機、一條石灰石輸送管、一臺星形給料機），在未增加石灰石粉倉的前提下，增加了三套可單獨實現向鍋爐輸送石灰石粉功能的石灰石輸送系統。現每臺鍋爐配置有四套可單獨向鍋爐輸送石灰石粉功能的石灰石輸送系統（每套系統均配置了單獨的石灰石輸送風機、石灰石輸送管和星形給料機），改造后的爐內脫硫系統穩定性大幅度提升，未出現因爐內脫硫出力下降或故障退出而導致爐外脫硫超負荷運行的事件。

3 爐外脫硫故障退出時，為保證SO2排放濃度合格，爐內脫硫超負荷運行

3.1 問題情況介紹

當爐外脫硫系統故障退出或進入檢修期時，爐內脫硫系統將面臨超負荷運行的情況，在此種情況下，爐內脫硫常出現石灰石粉輸送管路堵塞、石灰石輸送風機皮帶斷等故障。由于失去了爐外脫硫對SO2排放濃度的保障，爐內脫硫任何的故障都將可能導致SO2排放濃度超標。而SO2排放濃度的考核指標是以每小時的平均值來計算的，嚴重的SO2排放濃度超標在短時間內就會導致最終的小時平均值超標。

3.2 應對措施

（1）在爐外脫硫進入檢修期前，儲備足夠數量的硫份遠低于設計硫份的煤，在爐外脫硫檢修期間，使用這部分煤可保證爐內脫硫不必超負荷運行，且SO2排放濃度能夠達標。（2）提高爐內脫硫的穩定性。西來峰發電廠已于2014年分別對1、2鍋爐爐內脫硫系統進行了改造，改造后的爐內脫硫系統在煤的硫份在設計值內時，能夠使SO2排放濃度達標。

4 爐外脫硫吸收塔漿液氯離子濃度控制難度大，氯離子濃度偏高

4.1 問題情況介紹

西來峰發電廠爐外脫硫廢水處理系統設計出力為2.5m3/h，吸收塔漿液氯離子濃度最高保持在20000mg/L以下，而內蒙電科院則建議保持在7000mg/L以下，以保證爐外脫硫能夠保持良好的運行狀態。實際運行過程中，吸收塔漿液氯離子濃度很難按照內蒙電科院的要求控制在7000mg/L以下，難點如下：（1）為保證爐外脫硫吸收塔漿液氯離子濃度合格，必須連續運行廢水處理系統，當廢水處理系統因故停運時，氯離子濃度上升速度很快。注：根據日常運行數據統計，在不投運廢水處理系統，雙機在70%-80%負荷之間運行時，吸收塔漿液氯離子濃度每天最高增幅約2000mg/L。（2）由于爐內脫硫調整為保證排至爐外脫硫進口的SO2濃度在要求的范圍內波動，爐內脫硫需將數據控制在波動范圍的下限附近，按照800mg/m3-1200mg/m3的要求，通暢控制在800mg/m3左右，如果維持在1200mg/m3左右，將出現波動值短時間內迅速增大而導致SO2排放濃度超標的問題。以上原因使得爐外脫硫不能在設計出力下運行，吸收塔漿液中形成的石膏量將大幅度減少。由于廢水處理系統的進口廢水來自石膏旋流站的溢流，為保證廢水處理系統能夠不間斷的處理廢水，必須不間斷運行石膏脫水系統，而吸收塔漿液中石膏含量的持續減少已影響到真空皮帶機的脫水效果，石膏濾餅厚度不足（低于10mm）且含水率上升（超過10%）。這使得石膏脫水系統與廢水處理系統的運行不能同時滿足脫水效果和漿液氯離子濃度的要求，形成了惡性循環。

4.2 應對措施

（1）增加石膏旋流站底流至吸收塔的回流管路，在吸收塔漿液密度較低的情況下，將石膏旋流站的底流由去真空皮帶機進行二級脫水改為回流至吸收塔，既保證了廢水處理系統可以長時間運行，又能保證吸收塔漿液密度不降低。（2）適當提高廢水處理系統的處理能力，以增加廢水排放量，用盡量短的時間將吸收塔漿液氯離子濃度最大程度的降低，從而為廢水處理系統的檢修工作爭取盡量多的時間，保證廢水處理系統能夠正常運行。

5 結束語

循環流化床爐內噴鈣脫硫與爐外石灰石-石膏脫硫配合運行過程中，不易做到協調統一，需要不斷的努力和嘗試才能逐步做好現場的運行工作，文中提到的問題及其相應的應對措施僅為本人根據日常工作經驗所作的分析和總結，歡迎各位同行共同探討。

作者簡介：薄學良（1984，5-），男，漢族，內蒙古烏蘭察布人，畢業于內蒙古工業大學（電力學院，環境工程專業，學士學位），長期從事脫硫及氣力輸灰、布袋除塵的運行工作。