某2×330 MW 機組脫硫系統漿液中毒案例分析

武 潔，李浩杰，趙全中

（內蒙古電力科學研究院，內蒙古呼和浩特 010020）

1 事故起因

2017年9月14日起，該電廠1#脫硫系統一級吸收塔漿液碳酸鈣含量8.25%，2#脫硫系統一級吸收塔漿液碳酸鈣含量6.34%（標準為3%以內）。在石灰石大量供漿情況下，1#脫硫系統一級吸收塔漿液pH 值僅能補至4.5，2#脫硫系統一級吸收塔漿液pH 值僅能補至4.6，1#、2#脫硫系統一、二級吸收塔均出現黑色泡沫溢流現象。脫硫效率嚴重下降，為保證脫硫出口環保參數達標排放，電廠多次發生限負荷事件。

9月18日，脫硫系統石灰石粉倉內壁板結物堵塞下料情況日益嚴重，開始對粉倉進行清空工作。大量板結塊連同石灰石稱重皮帶脫落，裙邊進入石灰石漿液箱，板結塊無法完全水解，大量顆粒塊及裙邊膠皮將1#脫硫系統一級吸收塔供漿主路堵塞，只能利用啟停石灰石漿液泵，為1#脫硫系統一級吸收塔石灰石供漿旁路大流量供漿。2#脫硫系統為事故漿液箱配漿，事故漿液泵供漿，2#脫硫系統一級吸收塔石灰石供漿主路調門在9月2日故障，備件一直未到，調門前手動門不嚴，為防止堵塞，仍只能采用限調門，然后手動門啟停事故漿液泵大流量供漿。2 臺機組脫硫只能采取短時間大流量供漿方式，方可維持機組運行，1#、2#脫硫系統吸收漿液品質持續惡化，吸收漿液內碳酸鈣含量最高達11.27%。

10月6日，脫硫石灰石粉倉清倉工作結束，10月7日，消耗完事故漿液箱內配漿，1#、2#吸收塔恢復為石灰石漿液箱供漿。10月14日前，1#石灰石供漿主路共堵塞裙邊膠皮3 次，1#脫硫二級吸收塔石灰石供漿主路堵塞裙邊膠皮1 次，現仍采用短時間大流量供漿方式運行。1#脫硫系統一級吸收塔石灰石供漿主路調門被卡裙邊膠皮卡壞。

10月7日，脫硫B 真空皮帶脫水機皮帶從動輪軸承損壞不能運行，A 脫水濾布為原縮水濾布加長，在漿液品質差前提下脫水困難，處理期間吸收漿液含固量最高達到49.86%，吸收漿液濃度嚴重超標，導致脫水系統無法運行。1#、2#吸收塔漿液進行部分置換后恢復脫水系統運行。

2 原因分析

針對這種情況，從多個方面進行了漿液中毒分析。

（1）工藝水。循環冷卻水大多是燃煤電廠脫硫系統工藝水的來源，由于循環冷卻水中加入了較多緩蝕阻垢劑和殺菌劑，過多的殺菌劑進入到吸收塔漿液后，會起到表面活性劑的作用，從而降低溶液的表面張力，造成脫硫系統吸收塔漿液極易氣泡且泡沫比較穩定。

殺菌劑過多時，主要體現是工藝水中COD 較高。經測試，該電廠近期工藝水中COD 值是30.1 mg/L，根據DL/T 5196—2016《火力發電廠石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統設計規程》中8.0.1 中要求，規定工藝水中COD 限值為30 mg/L。因此，判斷工藝水不是引起該次漿液中毒的主要因素。

（2）石灰石。脫硫裝置使用的石灰石中含碳酸鎂過高時，會引起吸收塔漿液中毒，鎂離子與鈣離子同時存在時，由于鎂離子的活性要高于鈣離子，因此，在濃度高的情況下，鎂離子會優先結合陰離子，這樣就阻礙了鈣離子與亞硫酸氫根離子和硫酸跟離子的結合，發生同離子效應，進一步抑制了石灰石的溶解速度。

根據DL/T 5196—2016《火力發電廠石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統設計規程》中3.0.9 的要求，規定石灰石中碳酸鎂含量小于等于5.0%，不超過3.0%，經過檢測，該電廠石灰石中氧化鎂含量是2.98%，折算為碳酸鎂是6.26%，超過了規程中規定的限值。因此，可以判斷石灰石品質是漿液中毒原因之一。

（3）煙氣。鍋爐的不充分燃燒或是在運行過程中投油，隨著煙氣的流動方向，都會造成在飛灰中有未燃燒盡的物質進入后續的脫硫系統，造成吸收塔的漿液中有機物含量增加或重金屬離子濃度升高的現象，發生皂化反應，使吸收塔中的漿液表面形成一層油膜，導致表面張力增加，造成因氣泡而中毒的現象。

根據廠內的檢測化驗報告，吸收塔溢流中有機物含量較高。因此，鍋爐的燃燒不充分或是在運行過程中投油是漿液中毒的主要原因之一。

（4）運行方式。9月，由于石膏脫水機故障，石膏漿液沒有得到及時外排，導致吸收塔漿液密度高，漿液中的硫酸鈣過飽和，抑制碳酸鈣的溶解反應。

脫硫系統一級吸收塔供漿主路堵塞采取大流量短時間供漿液，一定程度導致吸收塔內化學組分和pH 值變化劇烈，不利于反應的進行。

廠內脫硫裝置的脫水系統或廢水處理系統如若不能正常投入使用，會導致漿液品質惡化。因此，石膏脫水機故障和脫硫系統一級吸收塔供漿主路堵塞是漿液中毒的原因之一。

3 建議措施

（1）依據規程DL/T 567.3—2016《火力發電廠燃料試驗方法第3 部分：飛灰和爐渣樣品的采取和制備》，電廠鍋爐運行人員應嚴格按照規程步驟進行取樣，并按照DL/T 567.6—2016《火力發電廠燃料試驗方法 第6 部分：飛灰和爐渣可燃物測定方法》測試飛灰中的可燃物，根據測試結果不斷調整鍋爐運行，進一步減少進入脫硫系統的有機物。

（2）“吸收—反應—形成石膏”這一過程若中斷，比較難處理。此時，條件允許情況下，可壓低機組負荷。利用低負荷這一時間段，加快置換漿液的速度，同時提高吸收塔內的供氧量。也要控制入口處煙氣的含硫量，限定漿液的pH 值，以提高漿液的反應速度和石膏的成長速度。若有兩套脫水系統，可同時啟動，將漿液內的硫酸鈣脫出。等到漿液密度，漿液的pH 值回到正常水平后，可逐步恢復脫硫系統。在恢復過程中，要準確跟進分析漿液中的碳酸鈣的溶解情況及含量，逐步增大補漿量，避免出現二次漿液中毒現象。

（3）定期沖洗溢流管排空管，定期檢查溢流管和高點的排空管，加裝沖洗水管，發現有堵塞現象或泡沫超過高點溢出時，利用沖洗來破壞虹吸現象，緩解溢流。

（4）強化脫硫運行與化學檢測的橫向聯系，脫硫系統化驗結果應及時向運行人員反饋。運行人員應對化驗結果預計分析，脫硫系統的運行要根據化驗結果及時調整，運行人員對pH 計、密度計等設備應定期沖洗。脫硫系統出現溢流等情況時，化驗人員應對工藝水、石灰石漿液、吸收塔漿液中COD 進行測試，運行人員對吸收塔中有機物的來源進行初步判斷。目前吸收塔漿液中COD 是1684 mg/L，建議進行持續檢測，直至脫硫系統能正常運行。

（5）進一步加強脫硫系統的運行及檢修管理工作，盡快解決設備故障問題。

（6）加強漿液置換。增加廢水排放量，降低吸收塔中氯離子含量，控制在7000 mg/L 以下。引起漿液氣泡且使泡沫穩定的物質，如漿液中的飛灰、惰性物質、氯鹽和硫酸鹽等的濃度要盡量降低。