石灰石-石膏濕法脫硫效率低的原因分析及預防措施

摘 要：針對石灰石-石膏濕法脫硫系統效率偏低的現象，對黃陵某電廠2×300MW循環流化床機組濕法脫硫系統運行狀態進行了分析，同時針對性的提出了相應的預防措施，對脫硫系統運行狀態進行了調整，取得了較好的效果。

關鍵詞：濕法脫硫;脫硫效率;運行分析;運行調整

引言

石灰石—石膏濕法脫硫是普遍應用于我國火力發電廠的煙氣脫硫系統。近年來國家環保要求不斷提高，煙氣污染物能否達標排放直接影響到一個發電廠的經濟效益，各發電企業對煙氣脫硫設備設施越來越重視。但石灰石—石膏濕法脫硫系統在長期運行中難免出現這樣那樣的問題，造成脫硫效率下降，嚴重者會直接造成機組降負荷運行，帶來巨大的經濟損失。本文對黃陵某電廠石灰石—石膏濕法脫硫系統的運行狀態進行了針對性的分析，解析了脫硫系統效率低的原因，并提出了運行調整的方式，取得了較好的效果，可作為今后脫硫系統運行狀態分析、調整的經驗、依據。

一、脫硫系統運行概況

黃陵某電廠2×300MW循環流化床機組采用石灰石—石膏濕法脫硫系統，一爐一塔單元式布置，吸收塔塔型為噴淋空塔，由上至下布置兩級屋脊式除霧器、一級管式除霧器、三層噴淋層、一層合金托盤，吸收塔配置三臺漿液循環泵，脫硫漿液采用強制氧化方式，屬于典型的石灰石—石膏濕法脫硫系統。

以黃陵某電廠#2機組為例，吸收塔入口SO2濃度為724mg/Nm3，出口SO2濃度為61mg/Nm3，吸收塔脫硫效率為91.55%，吸收塔液位6.8m，漿液pH值為5.5，漿液密度為896.87kg/m3，漿液氯離子濃度為50000mg/L，其余設備運行正常。從運行參數來看，吸收塔的脫硫效率偏低（設計值為大于95%），漿液氯離子濃度較高（正常運行要求低于20000mg/L）。另外，脫硫吸收塔入口粉塵濃度偏高。

去除不合理的數據，機組負荷與吸收塔出入口SO2濃度曲線來看，隨著機組負荷的升高，吸收塔入口SO2濃度急劇提升，吸收塔效率也隨之下降，如圖中取值所示，鍋爐負荷274.91MW時，吸收塔入口SO2濃度為891.14 mg/Nm3，出口SO2濃度為92.98 mg/Nm3，脫硫效率僅為89.5%，較設計值低了5%左右，此時SO2排放濃度超標。根據#2機組負荷與吸收塔出入口SO2濃度曲線可以發現，SO2排放濃度超標基本發生在機組高負荷時段。另外，在機組負荷變化率較大時，脫硫效率降低，SO2排放濃度出現短時超標現象。

二、脫硫系統效率低的原因分析

根據對黃陵某電廠脫硫系統運行狀況的調查分析，發現脫硫系統運行中存在以下問題：

1、吸收塔脫硫漿液氯離子濃度偏高。吸收塔脫硫漿液的氯離子濃度為50000mg/L左右，高于運行規定值一倍多。漿液中氯化物大多以氯化鈣的形式存在，鈣離子濃度的增大，在同離子效應（兩種含有相同離子的鹽或酸或堿，溶于水時，他們的溶解度或者酸度系數都會降低，這種現象叫做同離子效應）的作用下，將抑制石灰石的溶解，降低液相堿度，從而影響到吸收塔內的化學反應，降低了SO2的去除率。同時，氯離子濃度過高，代表著脫硫系統廢水排放量不足，脫硫漿液中富集的重金屬離子較多，重金屬離子如Hg、Cd、Cr、Pb、Ni、Zn、Cu、Mn等重金屬離子富集較多時，會形成金屬絡合物附著在脫硫漿液中的石灰石顆粒上，造成脫硫漿液中石灰石顆粒的反應活性下降，進而造成脫硫效率的降低。

2、吸收塔入口粉塵濃度過高。在鍋爐高負荷時，吸收塔入口粉塵濃度可達到100mg/Nm3左右，負荷低時約在45mg/Nm3左右，遠高于吸收塔入口粉塵濃度低于20mg/Nm3的設計值。進入吸收塔的粉塵過多，會加劇脫硫漿液品質的下降速度，并加速脫硫漿液中重金屬離子的富集，進而影響到脫硫效率。

3、#2吸收塔入口SO2濃度測點不準。黃陵某電廠的兩臺機組負荷接近、都在298MW左右時，#1吸收塔和#2吸收塔的入口SO2濃度有明顯的差距，#1吸收塔為1820.2mg/Nm3，#2吸收塔僅為479.8 g/Nm3。根據運行記錄，此時的入爐煤含硫量為0.68%，即使考慮到投用爐內石灰石脫硫系統，吸收塔入口SO2濃度也不會低至500mg/Nm3左右，因此，可以判定#2吸收塔入口SO2濃度測點存在較大誤差，影響#2脫硫系統效率的計算。假設#2吸收塔此時入口SO2濃度為1800 mg/Nm3接近#1吸收塔入口SO2濃度，則#2脫硫系統的實際脫硫效率應為97%左右。

4、漿液循環泵的流量不足。根據黃陵某電廠脫硫系統的設計規范，漿液循環泵運行額定電流值分別為：65.7A、73.8A、83.1A，但實際運行中，漿液循環泵的電流值為57.67A、59.86A、63.04A，較額定值低10A左右。這說明在脫硫系統長期運行中，漿液循環葉輪、蝸殼等通流部件產生了腐蝕，造成泵出力不足，漿液流量以及噴淋層噴嘴的入口壓力降低，噴淋層霧化效果下降，進而造成吸收塔脫硫效率降低。

三、運行調整措施

1、加大脫硫廢水的排放量，保證脫硫漿液品質。由于黃陵某電廠的電除塵系統效率較低，脫硫吸收塔入口粉塵濃度過高，脫硫漿液的品質會下降的更快，在無法停運機組排除電除塵故障的情況下，需加大脫硫廢水的排放量，如果通過正常脫硫廢水排放仍不能保證脫硫漿液品質，可以采取其他方式。比較快的方法是將吸收塔的漿液排入事故漿液箱中，再經過事故漿液箱導入另外一座吸收塔進行消耗，逐步將品質較差的吸收塔漿液置換完畢。兩座吸收塔在運行上互相調整，可以有效的保證脫硫漿液的品質。

2、排除吸收塔煙氣測點的故障，保證各煙氣測點測量值準確，為運行調整和分析提供準確、可靠的依據。

3、根據機組負荷曲線合理調整脫硫系統運行。黃陵某電廠在負荷低時，脫硫系統往往只運行兩臺漿液循環泵，運行人員應及時了解機組負荷變化情況，利用漿液循環泵的啟停，對吸收塔內部煙氣進行人為的擾動，減小吸收塔內煙氣走廊出現的概率。

4、適當提高吸收塔運行時的液位。在漿液循環泵流量不足的情況下，提高吸收塔液位相當于提升漿液循環泵入口壓力，對提升漿液循環泵的流量有一定幫助。在運行中，可將吸收塔液位提高1m。

四、結束語

本文針對黃陵某電廠石灰石—石膏濕法脫硫效率低的問題進行了分析，提出了相應的運行調整方式，并取得了較好的效果，脫硫效率保持在95%以上。在當前環保形勢下，想要徹底解決SO2排放問題，需要對脫硫系統進行深度優化提效改造，同時嚴格控制入爐煤硫分，才能做到萬無一失。

參考文獻：

[1]石灰石-石膏濕法脫硫裝置的運行維護分析[J].薛巨勇.江蘇電機工程.2012（06）

[2]廣東省燃煤機組環保設備故障分析及優化措施[J].盧偉輝，和識之，廖永進等.廣東電力，2016，（11）

[3] 脫硫吸收塔漿液品質惡化原因分析[J].況延良.東北電力技術，2013，（8）

[4]脫硫效率問題分析與整改[J].曹海祥.廣東化工，2014，（9）

[5]煙氣脫硫吸收塔漿液品質惡化的綜合治理[J].代依冉.中國科技縱橫，2015，（15）

[6]某火電廠FGD脫硫系統效率不高原因分析及處理[J].楊小玲，周艷明，曲立濤等.湖南電力，2013，（1）

作者簡介：

高磊（1984-）男，陜西渭南人，漢族，本科學歷，現為黃陵礦業煤矸石發電有限公司發電二車間技術員。