火電廠濕法煙氣脫硫無旁路啟動漿液起泡危害及應對措施

李啟全

摘要：吸收塔漿液冒泡是石灰石-石膏法脫硫技術中比較常見的問題，本文主要針對在無旁路狀態啟機時漿液污染大量起泡，以河南某2×600MW機組電廠為研究對象，分析了形成氣泡的原因和對脫硫系統的危害，并提出了相應對措施，對濕法脫硫系統在無旁路啟機時大量起泡的特殊情況，具有一定的實際指導意義。

關鍵詞：濕法脫硫；起泡；原因；危害；應對措施

一、引言

濕法脫硫技術是目前國內采用較多的脫硫技術，有技術成熟、效率高等一系列優點，伴隨著煙道旁路的封堵和排放標準的降低、新《環保法》的實施，該脫硫技術在一定時間里面都是我國火電脫硫技術的首選技術。

漿液起泡是濕法脫硫技術中常見的問題，但是隨著煙道旁路的封堵，在啟機過程大量氣泡給啟機過程造成嚴重危害，如果處理不當，很有可能導致脫硫退出運行、而申請鍋爐MFT、鍋爐滅火；故此啟機過程中的冒泡比正常穩定運行中漿液起泡危害更大，不能不引起重視。

二、起泡原因

在啟機過程中，由于各個設備處于不穩定狀態，導致進入吸收塔內的成分變多[1]，在多重化學反應作用下，吸收塔內漿液大量起泡，具體原因如下：

（一）油漬

由于機組啟機過程中大量投油助燃，部分碳顆粒和燃油未能完全燃燒，導致焦油等有機物隨煙氣進入吸收塔內部，漿液品質下降。

（二）煙塵

同時由于在啟機過程中除塵設備通常未100%出力（避免油漬粘貼除塵電極板、節能），導致大量惰性物質的雜質進入吸收塔[2]，使吸收塔漿液重金屬含量增高；簡介導致重金屬離子增多引起漿液表面張力增加，從而使漿液大量起泡。

（三）廢水

由于機組其中，吸收塔內漿液密度不高，暫未達到啟動石膏脫水、同時外投廢水的條件，導致廢水一直在吸收塔內連續循環[3]，增大了漿液起泡的化學作用。

（四）吸收塔的補水

以河南省某2×600MW電廠為例；吸收塔補水和除霧器沖洗水同時采用主機循環水，直接導致吸收塔補水的化學需氧量和生化需氧量超標，增加了漿液起泡的初始因素。

三、起泡危害

（一）循環泵吸入氣泡導致設備氣蝕嚴重

1.氣蝕危害：漿液內產生的大量氣泡，在泵殼和葉輪的高速流動下，產生氣蝕，損害設備，破壞了泵內液體的連續流，使泵的流量、效率明顯下降，表現為金屬表面出現麻點，繼而表面呈現海綿狀、蜂窩狀、魚鱗狀等痕跡；嚴重時可造成設備穿孔、甚至葉輪破裂，釀成嚴重事故。

2.設備振動增大：由于漿液循環泵吸入漿液內含有大量泡沫成分，直接導致流體的不均勻分布[4]在泵體內部，使得泵處理不均勻，電機和泵的振動波動較大，安全可靠性急劇下降；如該電廠某次啟機三臺循環泵均出現電流波動5A的情況。

（二）循環泵吸入氣泡導致液氣比下降

液氣比是濕法脫硫系統設計和運行的重要參數之一，它的大小反映了吸收塔過程推助理和吸收塔速率的大小，正常發現，液位同比下降約25%，若假設正常情況下液氣比為16，而在漿液大量冒泡時實際的液氣比只有12，遠低于安全值，嚴重降低了單位時間內脫除硫份的能力。

（三）吸收塔液位顯示偏差

該電廠2×600MW吸收塔液位計采用壓差式液位計測量，DCS系統顯示的液位是根據差壓變送器測得的差壓和設定的吸收塔內漿液密度計算得來的值，所以在起泡情況下，吸收塔真實液位是低于顯示液位，循環漿液在吸收塔內實際液面在流動循環、攪拌、鼓入空氣等多重作用下波動較大，從而導致吸收塔間歇性溢流。因此當吸收塔漿液起泡溢流嚴重時，對吸收塔實際液位的監測構成了很大的威脅。

（四）起泡對主機側的危害

1.對煙道的危害：溢流漿液迚入煙道中，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入防腐內襯及其毛細孔內，在高溫原煙氣蒸發作用中，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出幵結晶，體積發生膨脹，使防腐內襯產生應力，在反復干濕交替的作用下，體積膨脹更大而產生的應力也隨之變大；同時漿液還會沉積結垢原煙道中，減小了煙道橫截面積的同時也縮短了煙道的使用壽命和檢修周期，影響脫硫系統安全運行。

2.對引風機的危害：正常情況機組都在煙道側設置緊急輸水管道，使溢流漿液流至地坑仍打回吸收塔，但是在個別特殊情況下，若果溢流將液量較大，則可能導致漿液回流至引風機側，順壞引風機葉輪，增加引風機停運、燃燒不穩定的爐膛滅火的隱患。

（五）部分輔助儀表顯示異常

1.密度計顯示異常：因起泡導致漿液內部的介質不均勻，在通過密度計的時候，流體不均勻，使得密度顯示忽高忽低，失去正常顯示漿液密度的意義，只能憑經驗粗略估計，不能有效準確的把握吸收塔內漿液的含固量。

2.PH值顯示異常：由于飛灰和焦油燃燒對漿液的污染，導致測量PH值電極外部被油漬包裹，不能準確有效的測量出漿液PH值，失去對漿液PH值的掌握。

3.吸收塔地坑液位計異常：該電廠#3機組某次啟機冒泡，循環漿液在流入吸收塔地坑再打至吸收塔的過程中，吸收塔地坑在漿液冒泡導致泡沫上升堵塞地坑液位計測量通道（超聲波式），使得地坑泵連鎖實效，出現漿液溢流但無法有效測量液位的情況。

四、應對措施

（一）吸收塔啟機前后嚴控補水水質

以該電廠為例，二期工藝水有主機循環水和工業水兩路（水質較好），在啟機前后，可以優先采取用工業水補水為主，輔助以循環水，以減少化學需氧量和生化需氧量[5]不合格的水進入吸收塔。

（二）投加消泡劑

該方法最為直接和有效，能在較短時間達到消除泡沫的目的，實用效果較好；但是由于受添加頻率和計量的要求，在漿液大量起泡的速度大于消泡劑消泡速度時，仍舊不能從根本上解決漿液冒泡的問題。

（三）保持最少漿液循環泵運行

盡可能少數漿液循環泵運行，增大吸收塔內漿液循環時間，減少漿液循環漿液分子間動能作用，抑制起泡的連續進行。

（四）保持低吸收塔液位

適當降低吸收塔工作液位，減小漿液溢流量，防止漿液倒灌至入吸收塔入口煙道。

（五）連續投運石膏脫水

降低吸收塔漿液重金屬離子、氯離子、有機物、懸浮物及各種雜質的含量，保證吸收塔內漿液的品質。

五、結論

如上所述，啟機過程中漿液起泡是石灰石-石膏法脫硫中常見的問題之一，對系統的穩定運行和主機順利的并網有很大危害，必須引起重視，一旦出現起泡溢流，相關人員要及時采取妥善處理辦法，保證系統安全、穩定運行和主機的順利并網。

參考文獻：

[1] 趙旭東. 濕法脫硫除塵一體化裝置應用中的問題及解決措施[J].熱能動力工程，2002，17（98）：186-188

[2] 蘇大雄.錢楓.石灰石濕法脫硫過程中PH條件對結垢的影響研究[J].環境污染與防治，2005，27（3）：198-200

[3] 楊楊.樊保國.石灰石濕法脫硫過程中PH條件對結垢的影響研究[J].鍋爐技術，2013，44（5）：71-74