脫硫吸收塔pH計測量系統(tǒng)改造

肖永健

（華電內(nèi)蒙古能源有限公司土默特發(fā)電分公司，內(nèi)蒙古 包頭 014100）

1 吸收塔pH計改造的必要性

當(dāng)前我國環(huán)境中酸雨污染問題突出，危害居民健康、腐蝕建筑材料、破壞生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)成為制約我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要環(huán)境因素，而火力發(fā)電廠二氧化硫排放是形成酸雨主要原因。為了改善環(huán)境，同時以滿足正常的生產(chǎn)需要，減少二氧化硫的排放量已成當(dāng)務(wù)之急，因此，需要做好脫硫系統(tǒng)安全、環(huán)保運行，而我廠脫硫系統(tǒng)吸收塔pH計經(jīng)過多年的使用已存在很大的安全隱患，需要盡快改造。

2 吸收塔pH計對脫硫系統(tǒng)的影響

pH計在整個脫硫系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用，當(dāng)測量的pH值偏低時，亞硫酸鹽溶解度會急劇上升，硫酸鹽溶解度略有下降，會在短時間內(nèi)大量產(chǎn)生石膏并析出結(jié)硬垢。而當(dāng)測量的pH值偏高時，亞硫酸鹽溶解度降低，會引起亞硫酸鹽析出產(chǎn)生軟垢，從而會嚴重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，同時也加大了整個脫硫系統(tǒng)的維護量，因此，將pH值穩(wěn)定控制在一定的范圍內(nèi)是很有必要的。我廠經(jīng)過幾年的使用，吸收塔pH計已不能適應(yīng)現(xiàn)場安全環(huán)保生產(chǎn)。

3 吸收塔pH計的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)電廠脫硫系統(tǒng)吸收塔pH計大部分都是采用國外的產(chǎn)品，而很少采用國內(nèi)的，造成這種局面主要有以下2種原因：①長期以來，脫硫系統(tǒng)的主要設(shè)備均是采用進口的，基本配套選用國外品牌的pH計；②對國產(chǎn)pH計的產(chǎn)品質(zhì)量認識還處于前些年的舊觀點，認為國產(chǎn)的pH計質(zhì)量不如進口的。但其實不然，國內(nèi)企業(yè)經(jīng)過技術(shù)積累，產(chǎn)品質(zhì)量有了質(zhì)的提高，另外，現(xiàn)在國內(nèi)也有一些廠家引進了國外的最新生產(chǎn)工藝技術(shù)，因此，國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量與國外的基本上沒有太大的差距，相反國內(nèi)的產(chǎn)品與國外的產(chǎn)品相比還具有產(chǎn)品價位低、供貨期短（能滿足生產(chǎn)急需要求）、產(chǎn)品操作維護友好、保修時間較長的特點。

4 技術(shù)改造

上述情況唯一的解決方法就是改造和更換，從而滿足正常的生產(chǎn)需要。而pH儀表的關(guān)鍵技術(shù)在于pH電極，顯示儀表和安裝附件都是一樣的，因此，我們考慮此次儀表的改造將選用國產(chǎn)儀表，這樣不僅價格便宜，而且操作和維護起來也比較方便，維護費用也很低（只需要定期更換電極，儀表是終身免費維修的）。我廠的脫硫密度計設(shè)計選用的是電磁式，而pH計是玻璃管電極式，易磨損，這就要求系統(tǒng)中介質(zhì)流動速度不能過高，而漿液中微小的晶核在低流速下極易依附在測量儀器和管道表面，甚至堵塞管道，使得定時的沖洗就顯得尤為重要。目前，密度計和pH計的沖洗是基于石膏排漿泵停止的工況下進行的，具體的控制思路為：停止排漿泵；關(guān)閉排漿泵出口門；打開工業(yè)水沖洗門進行沖洗，pH計前為可調(diào)節(jié)手動門，正常開度為30%～45%，以保證介質(zhì)能夠正常流經(jīng)密度計），如果機組負荷長期較高時，則不能停止排漿泵進行沖洗，這就為測量帶了不可避免的誤差，同時也為系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行埋下了巨大的隱患。

脫硫系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)為燃料中硫含量為0.6%，核算脫硫系統(tǒng)入口二氧化硫含量為1 400 mg/Nm3，極限運行入口二氧化硫含量不超過1 800 mg/Nm3。實際上，隨著燃料供應(yīng)的緊張，現(xiàn)有煤源遠不能滿足設(shè)計要求，導(dǎo)致入口二氧化硫含量與設(shè)計值偏差極大，我廠脫硫系統(tǒng)入口二氧化硫含量經(jīng)常超過2 900 mg/Nm3，超過了儀器的最大測量極限。在此種工況下，由于脫硫吸收塔密度的快速上升，吸收塔底部就會過量地沉積晶核或垢物，勢必會加劇循環(huán)泵的管道磨損，攪拌器的電流增加，排漿泵長期運行等。且使密度計、pH計不能進行正常工作，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)的嚴重失真。因此，從整體上考慮，增加密度計、pH計在線沖洗系統(tǒng)是必要的。

4.1 沖洗系統(tǒng)改造

在漿液回吸收塔前裝設(shè)新增閥1（電動開關(guān)型）；在目前密度計支路下方水平管路上裝設(shè)1個沖洗三通接頭及新增閥2（電動開關(guān)型）；在目前密度計旁路支管裝設(shè)1個大、小沖洗控制閥3（電動開關(guān)型）；在原沖洗門前裝設(shè)三通接頭和新增閥4（電動開關(guān)型）。

4.2 沖洗改造方案

在沖洗系統(tǒng)改造完成后，共設(shè)計了2種在線沖洗方式，以順控的方式進行，具體沖洗方案如下。

4.2.1 小沖洗

每4個小時自動沖洗1次，確認關(guān)閉密度計、pH計總采樣閥，關(guān)閉新增閥2和新增閥3，打開新增閥1，最后打開新增閥4對密度計進行沖洗并記時；3 min后打開新增閥2，關(guān)閉新增閥1，對pH計進行沖洗；5 min后本次沖洗結(jié)束。確定關(guān)閉新增閥4后，打開新增閥1和新增閥3，最后開啟總采樣閥，密度計與pH計重新投入運行。

4.2.2 大沖洗

按照需要設(shè)定為24 h沖洗，此種沖洗方式加強了對密度計的沖洗。確認關(guān)閉密度計、pH計總采樣閥，然后關(guān)閉新增閥2和新增閥3、打開新增閥1，最后打開新增閥4對密度計進行沖洗并記時；8 min后打開新增閥3、關(guān)閉新增閥1，對密度計和pH計同時沖洗；11 min后本次沖洗結(jié)束；確定關(guān)閉新增閥4后，打開新增閥1和新增閥2，最后打開總采樣閥，系統(tǒng)重新投入運行。根據(jù)實際需要，為了大沖洗設(shè)計了自動終止系統(tǒng)，當(dāng)沖洗不必要時，可以直接進行終止。

5 改造效果

使pH計和密度計的工況大大改善，提高了石膏品質(zhì)，降低了不必要的石灰石消耗，預(yù)計每年在石灰石消耗、石膏品質(zhì)提高、節(jié)能降耗等方面可以節(jié)約經(jīng)費約100萬元；提高了對脫硫效率的控制精度，按照目前平均效率90%以上給脫硫電價的規(guī)定，每年至少可以創(chuàng)造效益100萬元；提高了對pH和密度的測量精度后，可以更好地抑制煙氣帶漿等問題，減少設(shè)備維護，延長設(shè)備壽命，每年可以節(jié)約設(shè)備維護費用約80萬元；改變了之前密度計、pH計每周需要標(biāo)定維護2次的狀況，大大降低了人工維護成本和勞動強度；提升了主機組運行的安全性，每避免1次因為脫硫系統(tǒng)的非停，按照現(xiàn)有成本可以節(jié)約100萬元。

國家對于新建機組建設(shè)脫硫設(shè)施納入了項目審批內(nèi)容，而對于已有機組脫硫改造，只下達了消減量目標(biāo)，在技術(shù)上只進行政策性引導(dǎo)。因此，如何選擇一種合適的技術(shù)方案，是老電廠機組脫硫改造面臨的實際困難，上述pH計技術(shù)改造有利于解決此類問題，對老舊機組有借鑒推廣意義。