火力發電廠脫硫工藝吸收系統及設備檢修

張立強

摘 要：當前，我國的發電形式仍然以火力發電為主。脫硫工藝在火力發電廠重大環境污染物控制方面發揮著極其重要的作用。吸收塔作為火力發電廠脫硫設備的重要組成部分，不僅能夠有效控制污染物的產生，確保火力發電設備安全穩定運行，也是控制脫硫能耗上升的關鍵。本文結合脫硫工藝吸收系統的工作原理，分析脫硫設備常見的故障，并提出設備檢修建議，以期為火力發電廠設備檢修提供借鑒。

關鍵詞：火力發電廠;脫硫工藝;吸收系統;設備檢修

中圖分類號：X773文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）17-0131-03

Study on Maintenance of Absorption System and Equipment of Desulfurization Process in Thermal Power Plant

ZHANG Liqiang

（Shanxi Lujin Wangqu Power Generation Co.， Ltd.， China Energy Investment Corporation，Lucheng Shanxi 047500）

Abstract： At present， China's power generation is still dominated by thermal power generation. The desulfurization process plays an extremely important role in the control of major environmental pollutants in thermal power plants. As an important part of desulfurization equipment in thermal power plants， absorption towers can not only effectively control the generation of pollutants， ensure the safe and stable operation of thermal power generation equipment， but also be the key to control the rise of desulfurization energy consumption. This paper combined the working principle of the desulfurization process absorption system， analyzed the common faults of desulfurization equipment， and put forward equipment maintenance recommendations， in order to provide a reference for the equipment maintenance of thermal power plants.

Keywords： thermal power plant;desulfurization process;absorption system;equipment maintenance

煤炭作為火力發電的主要原料，燃燒過程中會產生大量的廢氣、廢渣以及廢水，如果未妥善處理就直接排放，將會對環境造成巨大的破壞。近年來，隨著科技的快速發展，人們的環保意識逐漸增強。要想實現可持續發展的目標，火力發電廠要提高脫硫工藝吸收系統的技術水平，根據吸收系統設備檢修的要求，定期檢修，充分利用脫硫工藝提高脫硫效率，使廢棄物排放量達到國家標準。

1 吸收系統工藝流程

脫硫工藝吸收系統利用化學方法或物理方法對火力發電廠原料煤炭（燃燒前、燃燒中以及燃燒后）進行處理，以降低硫排放量，提高煤炭利用率，減少環境污染[1-2]。吸收系統作為脫硫工藝的重要環節，其穩定性和運行效果直接影響火力發電廠脫硫系統的工作狀態。吸收塔作為整個脫硫系統的核心裝置，其實質是氣液傳質過程，二氧化硫與石灰石漿液發生化學反應，最終實現脫硫。其大致可分為：氣態反應物從氣相向接觸界面傳遞、液相反應物向反應區遷移、氣態反應物進入液相并發生化學反應、反應生成物向液相主體遷移四個階段。其間同時發生硫化物的吸收和擴散等。

吸收塔主要由漿液循環泵及噴淋層、氧化風系統、除霧器及其沖洗系統、漿液攪拌系統四部分組成[3-4]。吸收系統的吸收流程為：當鍋爐燃燒時，煤炭會產生大量煙氣，它從側面自下而上地進入吸收塔內，與來自不同吸收系統循環泵噴淋的漿液充分接觸，發生一系列化學反應，煙氣會在漿液的富液中生成硫酸鈣、亞硫酸鈣;然后，通過漿液底部的氧化風管不斷向漿液內注入空氣，生成石膏晶體;最后，將石膏漿液全部注入旋流器中進行脫水處理，凈化后的煙氣會經除霧沖洗系統全部排入大氣中。

2 吸收塔設備簡介

脫硫吸收系統裝置主要包括脫硫漿液循環泵、漿液池、除霧器以及攪拌系統等。漿液循環泵在脫硫系統中的主要任務是對脫硫過程中的吸收劑進行有效控制。針對煙氣脫硫系統來說，煙氣脫硫技術對火力發電廠脫硫起著非常關鍵的作用，煙氣脫硫主要依靠石灰石或石膏來有效降低二氧化硫的排放量。煙氣脫硫系統設計充分利用這一原理，合理設置通風系統，當煤燃燒時盡可能將煙氣快速排出。同時，煙氣出口處安裝必要的吸收裝置，將煙氣全部集中于吸收塔內，通過定期化學反應和高溫冷卻煙氣，二氧化硫被固定吸收，脫硫任務完成。臥式離心泵是火力發電廠脫硫裝置中常用的一種漿液循環泵，具有大流量、低壓頭、性能可靠及能夠連續運行等優點，在實際應用中只要重視泵頭防腐與耐壓，則不會出現其他問題，脫硫效果非常好。

脫硫系統可以說是專門為二氧化硫設計的，當煙氣進入吸收塔內時，處理煙氣中的二氧化硫是脫硫系統的主要任務。吸收塔的煙氣吸收區安裝氧化風機、除霧器、增壓風機和相應的噴淋層，在脫硫過程中通過調節各種參數使吸收劑分布均勻，從而形成液滴。為了有效預防設備腐蝕，噴淋層多釆用玻璃鋼管，管道與管道之間通過法蘭進行有效連接。煤炭燃燒會產生大量煙氣，吸收塔安裝有吸收劑制備系統，該系統由石灰石破碎、粉碎及料漿制備三部分組成。除此以外，吸收塔頂部安裝有除霧器，可對凈化后煙氣進行水汽分離，以防煙氣漿液中的硫化物進入大氣中。除霧器由兩部分構成，即上部細除霧器、下部粗除霧器。由于石灰石或石膏是主要吸收二氧化硫的固化物質，脫硫系統另配有脫水機，固化反應產物進行脫水處理后，石膏可作為二次銷售產品，不僅能夠達到最佳脫硫效果，還可為火力發電廠增加經濟效益。另外，火力發電廠脫硫吸收塔有多種形式，如噴淋塔、填料塔及液柱塔等。

3 吸收系統常見故障及其處理

火力發電廠吸收系統在正常運行過程中往往會出現各種故障，其處理方法不盡不同。當脫硫吸收系統出現異常時，人們要分析故障原因，結合判斷結果，確定最終處理方案。

3.1 漿液循環泵故障

脫硫系統運行是否正常關系著整個吸收系統的后續工作。一旦漿液循環泵停止工作，將會阻礙吸收系統相關環節的正常運行。該故障的成因很多，其中包括電源終端、吸收塔液位異常以及控制回路故障等。實踐操作過程中，如漿液循環泵停止運行，首先檢查連鎖動作是否運行正常，并明確跳閘的主要原因，然后嚴格按照相關故障處理規范，及時向上級匯報，通知檢修人員進行處理。

3.2 沖洗水泵故障

通常，除霧器的沖洗水泵出現故障時，CRT會自動發出報警信號，出口壓力將顯示為零。導致沖洗泵發生故障的原因有很多，其中包括電機故障、事故按鈕動作以及保護動作等。該類故障處理方法與漿液泵故障處理方法相似，首先判斷備用除霧器水泵是否已經啟動，如兩臺除霧器水泵同時發生故障并出現停用狀況，應及時向值長匯報，然后根據沖洗泵的實際運行狀況進行判斷，最終決定是否有必要退出FCDI運行。

3.3 石灰石漿液泵故障

一般情況下，石灰石漿液泵出現故障時，CRT會發出報警信號，出口流量數顯示為零。該故障的主要原因是石灰石漿液泵的保護停機和事故按扭動作等。在石灰石漿液泵發生異常時，要及時檢查備用泵是否已經啟動，如兩臺石灰石漿液泵同時出現故障并且吸收塔內的pH一直處于降低狀態，為了避免給火力發電廠造成重大經濟損失，要立即上報并釆取相應的處理措施，繼續對吸收塔內的pH進行維護，也可根據實際情況，考慮是否有必要退出FCD運行。

3.4 石膏排出泵故障

當石膏排出泵出現故障時，CRT同樣會發出故障信號，并且石膏旋流器進口處的壓力顯示為0。產生該故障的原因可能是石膏排出泵發出事故按扭動作或者個別排出泵自身出現保護暫停等。檢修時，首先要確認備用泵是否已經啟動，同時向班長匯報，積極與檢修人員聯系。如果發現兩臺泵同時出現故障并停運，確認吸收塔內漿液濃度高于15%，應該立即向值長匯報，然后退出FCD運行。

3.5 吸收塔漿液濃度高

當吸收塔漿液池內漿液濃度過高時，技術人員要對出口壓力、漿液流量、密度測量儀器以及鍋爐負荷等進行逐一檢查，并啟動備用泵，以降低鍋爐的工作負荷，增加旋流器的運行數量，對石膏排出泵的流量和出口壓力進行檢查并給予適當控制，清洗石膏旋流器并檢查濃度測量儀的實際工作狀態。

4 吸收系統設備檢修

為了有效避免脫硫系統在運行過程中出現異常，有必要定期檢修脫硫系統的吸收塔。吸收塔中最關鍵的設備是漿液循環泵，它在整個系統運行過程中可以確保吸收塔的原動力。在脫硫系統中，吸收循環泵的檢查重點包括軸承、葉輪、油室及內密封環等。檢修人員需要針對不同部位，結合其運行特點和常見故障，制定科學的檢修方案與檢修方法。

軸承及油室部位應采用煤油進行仔細清洗，并將表層用棉紗擦凈，最后用面團粘凈。泵殼、葉輪等部位的檢修重點是除垢，除垢完畢后檢查該部位是否存在裂紋或磨損，同時應測量密封環的圓整度。檢查循環泵的橡膠襯里時，首先觀察表面是否有裂縫、滲漏或磨損等現象，如發現磨損較為嚴重，應及時更換。對密封環進行檢查時，務必要對其不圓度及磨損程度進行確認，并核實以往更換與檢修記錄，然后根據實際情況，及時更換。軸承清洗完后，應觀察軸承的內外圈和保持架是否完好無損，再仔細測量軸的彎曲度和軸承部位是否有松動跡象，如有松動或者游隙間存在缺陷，應及時更換。

在檢修石灰漿槽和攪拌器時，檢測人員首先需要明確地坑攪拌器和石灰漿槽的檢修重點。主要包括變速箱輸出端、攪拌器葉片、攪拌桿以及變速箱固定螺絲等。具體步驟為：首先，分離電機，將變速箱放油堵頭拆開，并將變速箱內的油放盡，拆下攪拌桿，再松開變速箱和支撐裝置之間的連接螺栓，拆下變速箱體;之后，拆開變速箱和電機對輪的螺絲，將電機抬起，使變速箱和電機分離;然后，拆開電機側三爪靠背輪，松開變速箱的靠背輪螺絲，將靠背輪取下。

值得注意的是，在檢修變速箱的過程中，不能用錘頭或者其他硬度過高的金屬敲打變速箱，拆卸完畢后應對軸、軸承以及齒輪等進行認真檢查，檢查是否存在軸承、齒輪損壞或者磨損現象，同時應測量軸承間隙是否符合要求，如有異常，要立即進行更換。檢修過程中，應對密封墊的厚度進行測量并做好相關記錄。在裝修配變速箱體及各零部件時，必須用煤油將其清洗，并用棉砂將其表面擦凈。變速箱和電機連接時需要找正，使兩者徑向偏差≤0.05 mm，端面偏差≤0.04 mm。變速箱齒輪裝配完畢后，應用手不斷盤動靠背輪，并觀察齒輪的實際嚙合情況，釆用圧鉛絲或抹紅丹粉等方法來檢測齒輪之間的配合度。

火力發電廠的設備檢修是吸收系統安全運行的有力保障，日常設備維護和定期設備檢修可有效降低故障發生率，更好地發揮吸收系統的脫硫作用。因此，火力發電廠脫硫工藝中吸收系統的設備檢修應注意以下幾點。一是做好設備檢修計劃。檢修人員應根據吸收系統的組織結構和各系統的特點，制定科學的設備檢修計劃，并通過定期培訓和開展不定期技術講座，不斷提高設備人員的檢修能力。在設備巡檢過程中，檢修人員一定要做好日常巡檢記錄，為日后設備問題提供一定的參考依據。二是做好吸收系統相關設備的零部件潤滑工作。設備潤滑是設備檢修工作中必不可少的環節，也是確保設備安全高效運行的關鍵措施。對軸承、齒輪以及零部件等潤滑是保證設備安全、高效運行的前提，所以在實際檢修過程中，一定要用規定牌號的潤滑油對設備進行潤滑，另外，對軸承及其他零部件進行潤滑時應做好清潔工作，保證設備有效運行。三是更換設備零部件。檢修人員應定期進行巡檢，根據日常記錄和相關設備零部件的使用壽命，定期做好更換工作，以免零部件更換不及時或者零件損壞而造成設備非正常運行，進而影響脫硫系統的二氧化硫吸收效果。

5 結語

作為傳統的發電技術，火力發電在電力能源生產中仍占據主導位置。在我國燃煤用量逐年上漲的狀況下，因煤炭燃燒而產生的污染物排量也隨之增高。為了有效控制二氧化硫的排放量，在傳統工藝的基礎上，火力發電廠燃煤機組可以釆用脫硫設備。吸收塔作為脫硫設備的重要組成部分，具有安全、高效等特點，人們要精心操作，加強維護和檢修，保障脫硫系統安全高效地運行。隨著科技的快速發展，人們一定會研發出更高效并適合我國火力發電廠的脫硫工藝。

參考文獻：

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