火電廠脫硫吸收塔漿液泡沫成因及應急處理

李秀忠

(華電國際電力股份有限公司萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100)

火電廠脫硫吸收塔漿液泡沫成因及應急處理

李秀忠

(華電國際電力股份有限公司萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100)

介紹了脫硫系統(tǒng)的工藝流程，指出脫硫系統(tǒng)吸收塔起泡的危害，分析泡沫形成原因并提出起泡前的預防措施及泡沫發(fā)生時的處理方法，以防吸收塔溢流，避免因吸收塔泡沫引起的脫硫系統(tǒng)停運。實踐證明：所提出的處理方法具有良好的效果，可確保脫硫系統(tǒng)的安全運行。

脫硫系統(tǒng)；吸收塔泡沫；消泡

1 脫硫系統(tǒng)簡介

某電廠4臺300 MW機組采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，為“一爐一塔”設計。自投運以來，脫硫設施投運率超過99.0 %、脫硫效率保持在95 %以上?，F(xiàn)通過改造，GGH(gas gas heater，煙氣換熱器)已經(jīng)拆除，增壓風機與引風機已經(jīng)合并，煙氣脫硫裝置(見圖1)運行穩(wěn)定。

2 吸收塔起泡的危害

吸收塔內的泡沫會形成虛假液位，給運行調節(jié)帶來不便，溢流漿液會通過煙道到達引風機出口。起泡嚴重時，溢流漿液將猛烈沖擊運行的風機葉片，甚至造成葉片損壞，致使引風機停運，脫硫系統(tǒng)被迫退出運行，主機也被迫停運。在不設GGH的脫硫系統(tǒng)中，上述情況發(fā)生的可能性更大。

圖1 脫硫工藝流程

一旦溢流漿液到達吸收塔入口煙道中，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入煙道防腐內襯及其毛細孔內；當水分蒸發(fā)后，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出并結晶，隨后體積發(fā)生膨脹，使防腐內襯產生應力(帶結晶水的鹽在干濕交替的作用下，體積膨脹高達幾十倍)，導致其嚴重的剝離損壞。漿液還會沉積在未作防腐處理的原煙道中，產生煙道垢下腐蝕，縮短煙道的使用壽命和檢修周期。

吸收塔出現(xiàn)起泡后，吸收塔運行液位被迫降低，氧化風機氧化效果變差，漿液中亞硫酸鹽含量逐漸增高，致使?jié){液品質逐漸惡化。當漿液起泡嚴重時，石膏排除泵入口漿液泡沫增加，泵出口壓力降低且異常波動，無法正常排出石膏，致使?jié){液濃度逐漸上升，液位難以控制。同時，循環(huán)漿液泵入口壓力下降、氣泡增多，導致循環(huán)漿液泵的出力降低，循環(huán)漿液量減少，脫硫效率降低，嚴重時可能導致漿液循環(huán)泵的氣蝕。

3 泡沫產生過程

3.1 運行工況

在吸收塔泡沫形成前，機組及脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定運行，鍋爐因調峰進行過一段時間的投油穩(wěn)燃。首先發(fā)現(xiàn)吸收塔液位異常波動，就地發(fā)現(xiàn)溢流管有少量泡沫溢出。啟動B脫水系統(tǒng)運行，以便降低吸收塔液位。其他項目運行參數(shù)如表1所示。

表1 脫硫系統(tǒng)運行工況及參數(shù)

3.2 泡沫產生時的現(xiàn)象

吸收塔內產生泡沫時，吸收塔液位異常波動。進行除霧器沖洗后，液位無明顯上升；這是因為除霧器沖洗時，通過噴淋系統(tǒng)能夠消除部分泡沫，因此液位無明顯上升。吸收塔攪拌器電流偏低，氧化風機出力因漿液密度整體相對減小而降低。脫水系統(tǒng)運行時，石膏呈黑色或有部分黑色泡沫。就地檢查吸收塔溢流口，有少量黑褐色泡沫溢出；泡沫較多時，吸收塔溢流管溢流量增大，或溢流至吸收塔出入口煙道，影響脫硫系統(tǒng)運行安全(見圖2)。

圖2 吸收塔泡沫溢流時的生產現(xiàn)場

4 泡沫產生原因

(1) 鍋爐投油后燃燒不充分，部分油污及未燃物質隨煙氣進入吸收塔，使得吸收塔漿液中有機物含量增加。

(2) 曾對鍋爐進行低氮燃燒器改造，造成飛灰可燃物稍有上升或鍋爐燃燒情況不好時，飛灰中部分碳顆?；蚪褂碗S煙氣進入吸收塔。

(3) 鍋爐后部除塵器運行狀況不佳。煙氣中粉塵濃度超標，粉塵進入吸收塔后致使吸收塔漿液中重金屬含量增高。

(4) 脫硫裝置使用的石灰石中含過量MgO(起泡劑)，石灰石漿液進入吸收塔后，與硫酸根離子發(fā)生反應產生大量泡沫。

(5) 該電廠制漿系統(tǒng)所用水源為機組用循環(huán)水，水質未達到設計要求，COD(化學需氧量)，BOD(生化需氧量)含量超標。另外，除霧器沖洗時，部分地面沖洗水通過地坑泵打至吸收塔。

(6) 脫硫裝置脫水系統(tǒng)或廢水處理系統(tǒng)運行可靠性較差，不能及時處理廢水和泡沫，致使吸收塔漿液品質逐漸惡化。

(7) 泡沫產生后，運行人員發(fā)現(xiàn)較晚或未及時采取措施，導致泡沫急劇增加。

5 吸收塔起泡的預防措施

5.1 定期進行除霧器沖洗

定期進行除霧器沖洗，控制吸收塔水平衡。嚴格控制吸收塔補充水水質(最好使用工業(yè)水)，并加強過濾和預處理流程，降低COD，BOD含量，使補充水的參數(shù)指標處于設計值范圍內。

5.2 調整吸收塔液位

確定合理的吸收塔運行液位，減小漿液溢流量，防止?jié){液進入吸收塔入口煙道。隨著吸收塔內化學反應的不斷進行，漿液濃度會不斷上升。因此，應定期校對液位計，根據(jù)吸收塔漿液濃度來調整DCS液位顯示值，保證脫硫控制系統(tǒng)顯示值的正確性。

5.3 嚴控石灰石驗收標準

將石灰石(如MgO，SiO2等)品質控制在要求范圍內，確保石灰石質量合格。同時，加強石灰石漿液、石灰石粉和石膏的化學檢驗工作，執(zhí)行石灰石成分“每日一報”，有效監(jiān)控脫硫系統(tǒng)運行狀況；發(fā)現(xiàn)漿液品質有惡化趨勢時，應及時采取處理措施。

6 起泡后的處理方法

吸收塔漿液一旦出現(xiàn)起泡溢流現(xiàn)象后，必須及時采取措施，以免造成嚴重事故。其處理方法步驟如下。

(1) 發(fā)現(xiàn)吸收塔大量起泡時，應第一時間降低吸收塔液位(可啟動脫水系統(tǒng))，并從吸收塔排水坑加入脫硫專用消泡劑。在起泡初期時，消泡劑加入量較大；連續(xù)加入一段時間后，泡沫層逐漸變薄，可減少消泡劑加入量，直至達到穩(wěn)定的加藥量。需要指出的是，消泡劑只能暫時緩解，卻不能根本解決吸收塔漿液的起泡問題；一旦停止加入消泡劑，吸收塔可能重新出現(xiàn)起泡溢流現(xiàn)象。

(2) 在確保SO2不超標的情況下，停運1臺漿液循環(huán)泵，以減小吸收塔內部漿液的擾動，同時減少漿液供給量。因為漿液循環(huán)量大時，每個分子所具有的動能變大，因而克服內部引力實現(xiàn)表面增大的可能性將增大，漿液的起泡性變強。

(3) 在保證氧化效果的前提下，適當降低吸收塔的工作液位，減小漿液溢流量(可從就地溢流口觀察)，防止?jié){液進入吸收塔連接的煙道。

(4) 制定嚴格的運行管理制度。在主機投油時，加強機組人員與脫硫運行人員的聯(lián)系，特別是機組低負荷投油穩(wěn)燃時，應及時通知脫硫運行人員，以便對吸收塔進行拋漿。

(5) 一旦發(fā)生漿液起泡溢流現(xiàn)象，可適當降低吸收塔液位，防止?jié){液溢流。應加大消泡劑投入量，同時打開地坑至灰漿池排放門。

7 結論

脫硫裝置的吸收塔漿液產生泡沫時，會形成吸收塔虛假液位，導致漿液品質迅速惡化，極易造成泡沫溢流，污染環(huán)境，甚至造成脫硫系統(tǒng)停運。通過分析相關數(shù)據(jù)查找吸收塔泡沫的成因，觀察產生泡沫時的現(xiàn)象，采取相應措施防止吸收塔漿液起泡和溢流，以避免因吸收塔泡沫引起脫硫系統(tǒng)停運，確保脫硫系統(tǒng)安全可靠運行、環(huán)保參數(shù)達標排放，達到安全生產標準。

1 郭東明．脫硫工程技術與設備[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2012.

2 張 磊，劉樹昌．大型電站煤粉鍋爐煙氣脫硫技術[M]．北京：中國電力出版社，2009.

2016-07-11。

李秀忠(1968-)，男，高級工程師，主要從事發(fā)電廠脫硫、脫硝環(huán)保技術工作，email：lwzjw529@163.com。