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摘要:针对石灰石-石膏湿法脱硫中,除雾器堵塞的现象,对华电新疆发电有限公司红雁池电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统进行分析,提出解决除雾器堵塞的措施及预防方法。
关键词:脱硫;除雾器;差压;堵塞
在我国, 80%以上的煤都是以直接燃烧的方式转化为其他形式的能源, 煤燃烧所产生的SO2是大气污染的主要来源。烟气脱硫是控制SO2污染的主要措施, 石灰石-石膏湿法脱硫技术是世界范围烟气脱硫的主流技术之一。除雾器是烟气脱硫系统中非常重要的核心装置, 用于经吸收塔洗涤后分离烟气携带的液滴, 除雾器除雾效率的高低和压降的大小直接影响到脱硫后烟气的 “干净” 程度。烟气通过除雾后, 携带液滴含量一般要求低于(75 mg/Nm3干基)。
1 除雾器堵塞情况
新疆华电红雁池发电厂4×200MW机组烟气脱硫工程,采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置。整个脱硫系统采用一炉一塔的布置方式,每个吸收塔均布置有3级除雾器,除雾器的冲洗水由3台除雾器冲洗水泵专门提供。
2010年1号脱硫系统大修期间,打开除雾器人孔打开后,发现一、二级除雾器均有50%以上发生堵塞,并且部分除雾器坍塌,因除雾器表面及内部都有严重的结垢现象,除雾器冲洗水也无法将积垢冲洗干净,严重影响了除雾器的正常运行。在后续检查发现,二级除雾器出口水平净烟道积垢厚达20~30cm。2011年4号吸收塔大修期间,打出除雾器人孔打开后,同样发现一、二级除雾器均有大面积发生堵塞,在后续检查发现,烟道冷凝水管道膨胀节刺漏大量浆液。2012年4号吸收塔小修期间,一、二级除雾器均有大面积堵塞现象,塔底部沉积浆液达1cm左右。
2除雾器堵塞的原因
2.1由于机组负荷大,煤质差,致使气力输灰系统运行不正常,导致电除尘器部分电场不能投入, 电除尘器出口即脱硫入口粉尘浓度严重超标,烟气携带大量粉尘经过吸收塔后, 粉尘与石膏混合物在除雾器叶片之间板结,使除雾器堵塞。
2.2液位控制不当,氧化不充分。致使在原烟气中SO2含量大幅增加时,浆液中生成的亚硫酸钙将大大增加。即使氧化空气能得到保证,因氧化空间被压缩,对SO2的氧化效果也很难得到保证,尤其是在高 p H值条件下。
2.3 吸收塔浆液过饱和。吸收塔浆液过饱和,烟气含固量增加亚硫酸钙、硫酸钙在石膏浆液中的溶解度均较小,尤其在浆液 p H值较高的情况下它们的溶解度就更小。当亚硫酸钙、硫酸钙的含量超过石膏浆液的吸收极限时,亚硫酸钙、硫酸钙就会以晶体的形式开始沉积。当浆液相对饱和度大于引起均相成核作用的临界饱和度时,亚硫酸钙、硫酸钙就会在浆液中形成新的微小晶核,这些微小晶核将在容器表面上逐渐生长成坚硬垢物。我厂规程规定,当浆液浓度超过 l 180 k g / m时,应启动脱水系统运行。但实际操作中,脱水系统启动时的浆液浓度往往比规定值高。此外,在脱水系统设备因皮带跑偏、冲洗水压力低、旋流子堵塞等原因停运处理缺陷期间,吸收塔里的浆液浓度将不断增加,甚至高达 l320k g / m ,远超 l180k g / m 的控制标准,使得硫酸盐浓度超过临界饱和度而不断结晶沉积,烟气携带固体颗粒量也大大增加。
2 .4 除雾器冲洗周期长,效果不理想。通过正常的除雾器冲洗,可将附着在除雾器表面的少量石膏颗粒、石灰石、飞灰冲走,但冲洗周期长短应适度。如果冲洗周期太长,烟气液滴中携带的固体会不断附着在除雾器表面,在高温烟气的不断冲刷下逐步硬化,直至形成厚实致密的硬垢;但如果冲洗过于频繁,又将导致烟气带水量加大。
3 预防除雾器堵塞的措施和对策
3.1 除雾器检查。在机组大小修或脱硫系统停运时都应对除雾器进行检查,保证除雾器芯体无杂物堵塞,表面光洁,无变形、损坏,连接紧固件完好、牢固,喷嘴及管道畅通。
3.2 除雾器差压报警。除雾器差压报警必须在DCS组态, 并在显示器上有报警提示。运行人员每班监视压降的变化,有效地撑握系统的运行状态,发现问题及时处理。
3.3 保证电除尘器投入正常。1-4号炉气力输灰系统改造正常后,加强仓泵系统及电除尘器的检查维护,保证每个电场全部正常投入运行,若电除尘器电场有异常现象时,应及时处理, 使脱硫系统入口烟气粉尘浓度在设计范围内。
3.4 合理选择除雾器的冲洗周期。脱硫系统在正常运行时, 除雾器的冲洗周期应按照规定程序循环地进行冲洗。如果吸收塔为高水位, 则冲洗频率就按较长时间间隔进行,并且投入脱水系统运行。
3.5 合理选择除雾器冲洗水压。除雾器在冲洗时, 冲洗水水压应按照规定的程序进行调整。根据设计要求, 在冲洗期间, 冲洗水的压力应为0.2MPa~0.25 MPa,以保证冲洗效果。若水压过低,除雾器的冲洗效果就差,除雾器叶片易产生结垢现象。
3.6 合理选择除雾器冲洗水量。除雾器冲洗水量一方面应满足除雾器自身冲洗效果的要求, 另一方面还需考虑脱硫系统水平衡的要求。有时需要采用大水量短时间冲洗,有时则要小水量长时间冲洗, 具体冲水量应由运行工况条件确定。
3.7严格控制吸收塔浆液 p H值。将吸收塔浆液 p H值控制在 5 . 2~5 . 8 ,在烟气中SO2含量 发生较大变化时,要及时调整石灰石浆液的加入量,防止浆液 p H值超标运行。因为当 p H值大于 5. 8后,脱硫系统的脱硫率不但不会继续升高,反而会降低;而当p H值等于 5 .9时,浆液中的碳酸钙含量会由于其自身的包裹作用而达 到 2 .9 8%,造成石灰石浆液的浪费,而且亚硫酸钙的含量也将超出控制标准。 尤其当p H值大于6. 2 时, 浆液中反应生成的二分之一水亚硫酸钙在水中的溶解度只有 0. 0 4‰左右,极易达到过饱和而结晶在吸收塔壁和部件表面上,形成很厚的垢层,并很快造成设备堵塞而停运。
3.8 遇停机时应彻底清理除雾器 。即使采取了适当的措施,除雾器长期运行后仍会结垢堵塞。特别是形成硬垢后,晶核不断长大,单靠冲洗难以去除,因此必须在脱硫系统大小修期间进行彻底地清理,以保证除雾器正常投运。
3.9 加强对脱硫运行值班人的培训。我国越来越重视环境保护,这就需要加大对脱硫运行值班人员的培训力度,尤其是对新上岗人员和习惯性违章人员的培训力度,讲清控制吸收塔相关参数的道理,以及控制好这些参数的方法。
4 结束语
对石灰石 一石膏湿法脱硫系统而言,除雾器堵塞与否,对整个脱硫系统的安全、经济、稳定运行至关重要。在新型除雾器面世之前,加强运行管理和运行控制,是延长除雾器堵塞周期最有效的办法,应引起脱硫相关人员足够的重视。
参考文献 :
[l]禾志强,马表树 .石灰石 一石膏法脱硫系统除雾器堵塞研究 [J] .锅炉技术,2010 .10 .
[2]林建峰, 脱硫除雾器堵塞故障分析. 电力安全技术[J] .2008.7.
(作者单位:华电新疆公司红雁池分公司)
作者简介:陈艳,女,1975年生,助理工程師,毕业于新疆大学,现在华电新疆公司红雁池分公司运行部;邮箱:178747360@qq.com。
关键词:脱硫;除雾器;差压;堵塞
在我国, 80%以上的煤都是以直接燃烧的方式转化为其他形式的能源, 煤燃烧所产生的SO2是大气污染的主要来源。烟气脱硫是控制SO2污染的主要措施, 石灰石-石膏湿法脱硫技术是世界范围烟气脱硫的主流技术之一。除雾器是烟气脱硫系统中非常重要的核心装置, 用于经吸收塔洗涤后分离烟气携带的液滴, 除雾器除雾效率的高低和压降的大小直接影响到脱硫后烟气的 “干净” 程度。烟气通过除雾后, 携带液滴含量一般要求低于(75 mg/Nm3干基)。
1 除雾器堵塞情况
新疆华电红雁池发电厂4×200MW机组烟气脱硫工程,采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置。整个脱硫系统采用一炉一塔的布置方式,每个吸收塔均布置有3级除雾器,除雾器的冲洗水由3台除雾器冲洗水泵专门提供。
2010年1号脱硫系统大修期间,打开除雾器人孔打开后,发现一、二级除雾器均有50%以上发生堵塞,并且部分除雾器坍塌,因除雾器表面及内部都有严重的结垢现象,除雾器冲洗水也无法将积垢冲洗干净,严重影响了除雾器的正常运行。在后续检查发现,二级除雾器出口水平净烟道积垢厚达20~30cm。2011年4号吸收塔大修期间,打出除雾器人孔打开后,同样发现一、二级除雾器均有大面积发生堵塞,在后续检查发现,烟道冷凝水管道膨胀节刺漏大量浆液。2012年4号吸收塔小修期间,一、二级除雾器均有大面积堵塞现象,塔底部沉积浆液达1cm左右。
2除雾器堵塞的原因
2.1由于机组负荷大,煤质差,致使气力输灰系统运行不正常,导致电除尘器部分电场不能投入, 电除尘器出口即脱硫入口粉尘浓度严重超标,烟气携带大量粉尘经过吸收塔后, 粉尘与石膏混合物在除雾器叶片之间板结,使除雾器堵塞。
2.2液位控制不当,氧化不充分。致使在原烟气中SO2含量大幅增加时,浆液中生成的亚硫酸钙将大大增加。即使氧化空气能得到保证,因氧化空间被压缩,对SO2的氧化效果也很难得到保证,尤其是在高 p H值条件下。
2.3 吸收塔浆液过饱和。吸收塔浆液过饱和,烟气含固量增加亚硫酸钙、硫酸钙在石膏浆液中的溶解度均较小,尤其在浆液 p H值较高的情况下它们的溶解度就更小。当亚硫酸钙、硫酸钙的含量超过石膏浆液的吸收极限时,亚硫酸钙、硫酸钙就会以晶体的形式开始沉积。当浆液相对饱和度大于引起均相成核作用的临界饱和度时,亚硫酸钙、硫酸钙就会在浆液中形成新的微小晶核,这些微小晶核将在容器表面上逐渐生长成坚硬垢物。我厂规程规定,当浆液浓度超过 l 180 k g / m时,应启动脱水系统运行。但实际操作中,脱水系统启动时的浆液浓度往往比规定值高。此外,在脱水系统设备因皮带跑偏、冲洗水压力低、旋流子堵塞等原因停运处理缺陷期间,吸收塔里的浆液浓度将不断增加,甚至高达 l320k g / m ,远超 l180k g / m 的控制标准,使得硫酸盐浓度超过临界饱和度而不断结晶沉积,烟气携带固体颗粒量也大大增加。
2 .4 除雾器冲洗周期长,效果不理想。通过正常的除雾器冲洗,可将附着在除雾器表面的少量石膏颗粒、石灰石、飞灰冲走,但冲洗周期长短应适度。如果冲洗周期太长,烟气液滴中携带的固体会不断附着在除雾器表面,在高温烟气的不断冲刷下逐步硬化,直至形成厚实致密的硬垢;但如果冲洗过于频繁,又将导致烟气带水量加大。
3 预防除雾器堵塞的措施和对策
3.1 除雾器检查。在机组大小修或脱硫系统停运时都应对除雾器进行检查,保证除雾器芯体无杂物堵塞,表面光洁,无变形、损坏,连接紧固件完好、牢固,喷嘴及管道畅通。
3.2 除雾器差压报警。除雾器差压报警必须在DCS组态, 并在显示器上有报警提示。运行人员每班监视压降的变化,有效地撑握系统的运行状态,发现问题及时处理。
3.3 保证电除尘器投入正常。1-4号炉气力输灰系统改造正常后,加强仓泵系统及电除尘器的检查维护,保证每个电场全部正常投入运行,若电除尘器电场有异常现象时,应及时处理, 使脱硫系统入口烟气粉尘浓度在设计范围内。
3.4 合理选择除雾器的冲洗周期。脱硫系统在正常运行时, 除雾器的冲洗周期应按照规定程序循环地进行冲洗。如果吸收塔为高水位, 则冲洗频率就按较长时间间隔进行,并且投入脱水系统运行。
3.5 合理选择除雾器冲洗水压。除雾器在冲洗时, 冲洗水水压应按照规定的程序进行调整。根据设计要求, 在冲洗期间, 冲洗水的压力应为0.2MPa~0.25 MPa,以保证冲洗效果。若水压过低,除雾器的冲洗效果就差,除雾器叶片易产生结垢现象。
3.6 合理选择除雾器冲洗水量。除雾器冲洗水量一方面应满足除雾器自身冲洗效果的要求, 另一方面还需考虑脱硫系统水平衡的要求。有时需要采用大水量短时间冲洗,有时则要小水量长时间冲洗, 具体冲水量应由运行工况条件确定。
3.7严格控制吸收塔浆液 p H值。将吸收塔浆液 p H值控制在 5 . 2~5 . 8 ,在烟气中SO2含量 发生较大变化时,要及时调整石灰石浆液的加入量,防止浆液 p H值超标运行。因为当 p H值大于 5. 8后,脱硫系统的脱硫率不但不会继续升高,反而会降低;而当p H值等于 5 .9时,浆液中的碳酸钙含量会由于其自身的包裹作用而达 到 2 .9 8%,造成石灰石浆液的浪费,而且亚硫酸钙的含量也将超出控制标准。 尤其当p H值大于6. 2 时, 浆液中反应生成的二分之一水亚硫酸钙在水中的溶解度只有 0. 0 4‰左右,极易达到过饱和而结晶在吸收塔壁和部件表面上,形成很厚的垢层,并很快造成设备堵塞而停运。
3.8 遇停机时应彻底清理除雾器 。即使采取了适当的措施,除雾器长期运行后仍会结垢堵塞。特别是形成硬垢后,晶核不断长大,单靠冲洗难以去除,因此必须在脱硫系统大小修期间进行彻底地清理,以保证除雾器正常投运。
3.9 加强对脱硫运行值班人的培训。我国越来越重视环境保护,这就需要加大对脱硫运行值班人员的培训力度,尤其是对新上岗人员和习惯性违章人员的培训力度,讲清控制吸收塔相关参数的道理,以及控制好这些参数的方法。
4 结束语
对石灰石 一石膏湿法脱硫系统而言,除雾器堵塞与否,对整个脱硫系统的安全、经济、稳定运行至关重要。在新型除雾器面世之前,加强运行管理和运行控制,是延长除雾器堵塞周期最有效的办法,应引起脱硫相关人员足够的重视。
参考文献 :
[l]禾志强,马表树 .石灰石 一石膏法脱硫系统除雾器堵塞研究 [J] .锅炉技术,2010 .10 .
[2]林建峰, 脱硫除雾器堵塞故障分析. 电力安全技术[J] .2008.7.
(作者单位:华电新疆公司红雁池分公司)
作者简介:陈艳,女,1975年生,助理工程師,毕业于新疆大学,现在华电新疆公司红雁池分公司运行部;邮箱:178747360@qq.com。