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(huán)流化床機組濕法脫硫系統運行狀態(tài)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(tài)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(fā)電廠的煙氣脫硫系統。近年來國家環(huán)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(fā)電廠的經濟效益,各發(fā)電企業(yè)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(tài)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(tài)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(huán)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(huán)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(fā)現,SO2排放濃度超標基本發(fā)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(fā)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(guī)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(huán)泵的流量不足。根據黃陵某電廠脫硫系統的設計規(guī)范,漿液循環(huán)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(huán)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(huán)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(huán)泵,運行人員應及時了解機組負荷變化情況,利用漿液循環(huán)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(huán)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(huán)泵入口壓力,對提升漿液循環(huán)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(huán)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(yōu)化提效改造,同時嚴格控制入爐煤硫分,才能做到萬無一失。
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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(yè)煤矸石發(fā)電有限公司發(fā)電二車間技術員。