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[摘 要]近年来，湿法脱硫系统结垢及防治问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了塔体结垢的类型及其产因，在探讨石灰-石膏湿法烟气脱硫设备配置技术改造的同时，就确保湿法脱硫系统的安全运行的有效途径展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]湿法脱硫系统；结垢；防治；措施
中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0046-01
1 前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，湿法脱硫系统结垢的防治有着其自身的特殊性。该项课题的研究，将会更好地提升对湿法脱硫系统结垢原因的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2 塔体结垢的类型及其产因
石灰-石膏湿法烟气脱硫是采用石灰浆液吸收烟气中SO2而将其从烟气中脱除，最后将反应产物氧化结晶成副产品石膏并加以回收利用的脱除原理。这一工艺主要涉及两个过程，一是SO2的吸收，二是反应产物的结晶氧化。在氧化结晶阶段，若各参数如液气比、浆液的pH值等控制不当，会引起塔底浆液的溶解性降低，造成系统结垢。脱硫系统的结垢会增加系统阻力、降低脱硫效率，典型的石灰-石膏湿法烟气脱硫结垢主要有以下两种类型：
第一：石膏垢，当吸收塔的石膏浆液中CaSO4过饱和度≥1.4[1]时，溶液中的CaSO4就会在吸收塔内各组件表面析出结晶形成石膏垢。石膏垢分布在吸收塔壁面及循环泵入口、喷淋管网母管支管喷嘴等、石膏泵入口滤网的两侧，以及在水力旋流器溢流的盖子和底部分流器管子上。另外，在上层除雾器的叶片上，由于冲洗不彻底，也有明显的浆液黏积现象。CaSO4·2H2O的结垢非常坚硬，这种硬垢不能用降低pH值的方法溶解掉，必须用机械方法清除。更为严重的是，CaSO4·2H2O结垢一旦形成，将以此结垢处为“据点”，继续扩大，即使将相对饱和度降至正常工况也无法避免。要是过饱和对小于1.4，运行人员要严格控制吸收塔内石膏浆液浓度、液气比，并提高氧化率。
当系统的氧化程度低时，生成的CaSO3·1/2H2O的溶解度较低，仅为0.0043g/100mL，（18°C），极易达到饱和而结晶在塔壁和部件表面，随着晶核增大，形成很厚的垢层，如若氧化彻底，将CaSO3·1/2H2O氧化成CaSO4，CaSO4的溶解度0.24g/100mL（20°C），較CaSO3·1/2H2O大很多，在相同条件下不会很快达到饱和程度，不易结晶而结垢。
第二：CSS垢，它是CaSO3·1/2H2O和CaSO4·2H2O两种物质的混合结晶[1]。CSS垢在吸收塔内各组件表面逐渐长大形成片状的垢层，生长速度低于石膏垢。CSS垢主要分布在吸收塔底数台搅拌器的死区内。CaSO3·1/2H2O未及时清理，也会逐渐氧化为CaSO4·2H2O，由软垢变成硬垢。
关于以上两种垢体形成原因的分析，可知石膏垢主要是浆液饱和度过大，氧化不彻底所致，CSS垢体主要是主要在吸收塔底部存在搅拌器死区所致，因此为了防止以上两种结垢现象的出现，可通过加大塔底氧化系统的氧化力度，和提高搅拌器的性能，或者是通过对原有设备进行技术改造，采用新的技术，以防止结垢的出现。
3 石灰-石膏湿法烟气脱硫设备配置技术改造
由以上塔体结垢的成因分析，主要是由于塔底氧化系统氧化不彻底以及塔底搅拌器搅拌不全面，存在大面积的搅拌死区所致。所以，为了避免塔体结垢现象的出现，减少结垢对脱硫系统的影响，需要提高氧化系统的氧化效果以及改善搅拌器的搅拌性能。
3.1 氧化系统的改造
原脱硫塔的氧化系统是采用氧气曝气管放置在搅拌器前端，利用搅拌器的搅拌性将曝气管的氧气带入到塔底浆液内部，使得氧气与CaSO3·1/2H2O进行反应生成CaSO4·2H2O，但是该方法反应不均匀，不能使O2与CaSO3·1/2H2O充分反应，尤其是在搅拌器的搅拌死区，吸收塔的中间部位，搅拌器搅拌不到，自然不能将氧气带入到该部位，造成氧化风机氧化不彻底，容易阻塞塔底。
为改善原有氧化系统反应不均匀，采用均匀布置氧气曝气管，在吸收塔内均匀布置曝气管，该氧化系统产生的气泡相对较大，且有一定的浸没深度，可使O2与CaSO3·1/2H2O充分反应，生成CaSO4·2H2O，在减少塔底结垢堵塞的前提下，还可保证石膏质量，以利于副产品的二次回收利用。
3.2 搅拌系统的改造
塔底结垢的第二个原因主要是搅拌系统存在搅拌死区所致。原搅拌系统采用在脱硫塔周围安装有若干台侧进式搅拌器的方式，对塔底浆液进行搅拌，以防止浆液沉淀。这种系统只能保证塔底周边的浆液不发生沉淀，而处于吸收塔中间的部分，搅拌器无法触及的部位易发生沉淀，严重时，会使沉淀堆积如山，影响脱硫系统的安全运行。
为了改善原搅拌系统存在的搅拌死区现象，防止浆液沉淀，在吸收塔底部采用多效紊动做法，即采用扰动泵，利用吸收塔浆液，输入塔底布置管道，管道设计多个喷嘴进行浆液扰动，保证脱硫浆液不沉淀。在吸收塔内采用几根带有朝向吸收塔底的喷嘴的管子，通过扰动泵将液体从吸收塔反应池上部抽出，经管路重新打回反应池内，当液体从喷嘴中喷出时就产生了扰动作用，依靠这种扰动作用可以搅起塔底的固体物，进而防止沉淀。
4 确保湿法脱硫系统的安全运行的有效途径
4.1 脱硫装置启动前的检查。脱硫装置大小修后，设备异动应有设备异动技术报告，作为运行操作人员的技术依据。大小修后的设备，检修人员应将有关单位会签的试运行申请单提交运行，确认无误后，方可对设备进行试验和试转。运行人员对设备验收项目检查落实并签名。若发现设备存在缺陷，不能确保机组安全运行时，除及时做好记录外，还必须责成检修人员在投运前予以消除。检修工作结束后运行验收时，应“工完、料净、场地清”，照明充足，才能终结工作票。
4.2 烟气系统的安全检查要点。对增压风机的轴承进行全面检查，若发现润滑油脂存在硬化现象，则应当及时更换；对所有螺钉进行检查，看是否全部拧紧，若发现松动迹象，应及时进行紧固；对所有管路、法兰进行检查，看紧密型是否完好，同时对连轴器进行检查，看其是否完好，若发现问题应当及时处理；对进口导叶调节机构进行检查，可以采用手动操作的方式对导叶的执行装置进行操作，看其动作是否灵活；对温度监测仪器进行检查，看其功能是否正常。
4.3 吸收塔的安全检查要点。对吸收塔、水箱进行检查，看其是否清洁，防腐层是否完好，如果有异物应当及时清除，防腐层若出现局部问题应当采取相应的措施进行处理；吸收塔浆液循环泵、石膏排出泵、除雾器冲洗水泵及氧化风机地脚螺栓牢固，防护罩完好且安装牢固；吸收塔浆液循环泵、氧化风机润滑油位在油位计的中心线以上，无泄漏，油位计及油面镜刻度清晰完好；吸收塔浆液循环泵、石膏排出泵、除雾器冲洗水泵及氧化风机电机按电机检查通则检查良好，电机接地线完好，电机绝缘合格。
5 结束语
综上所述，加强对湿法脱硫系统结垢及防治的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的湿法脱硫系统结垢防治过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1] 杜谦.石灰石/石灰湿法烟气脱硫系统的结垢问题[J].电站系统工程.2016（10）：60-62.
[2] 周至祥，段建中，薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京：中国电力出版社.2017（01）：115-116.
[3] 曾庭华，杨华，廖永进，等.湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行[M].北京：中国电力出版社.2016（09）：88-89.
[关键词]湿法脱硫系统；结垢；防治；措施
中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0046-01
1 前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，湿法脱硫系统结垢的防治有着其自身的特殊性。该项课题的研究，将会更好地提升对湿法脱硫系统结垢原因的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2 塔体结垢的类型及其产因
石灰-石膏湿法烟气脱硫是采用石灰浆液吸收烟气中SO2而将其从烟气中脱除，最后将反应产物氧化结晶成副产品石膏并加以回收利用的脱除原理。这一工艺主要涉及两个过程，一是SO2的吸收，二是反应产物的结晶氧化。在氧化结晶阶段，若各参数如液气比、浆液的pH值等控制不当，会引起塔底浆液的溶解性降低，造成系统结垢。脱硫系统的结垢会增加系统阻力、降低脱硫效率，典型的石灰-石膏湿法烟气脱硫结垢主要有以下两种类型：
第一：石膏垢，当吸收塔的石膏浆液中CaSO4过饱和度≥1.4[1]时，溶液中的CaSO4就会在吸收塔内各组件表面析出结晶形成石膏垢。石膏垢分布在吸收塔壁面及循环泵入口、喷淋管网母管支管喷嘴等、石膏泵入口滤网的两侧，以及在水力旋流器溢流的盖子和底部分流器管子上。另外，在上层除雾器的叶片上，由于冲洗不彻底，也有明显的浆液黏积现象。CaSO4·2H2O的结垢非常坚硬，这种硬垢不能用降低pH值的方法溶解掉，必须用机械方法清除。更为严重的是，CaSO4·2H2O结垢一旦形成，将以此结垢处为“据点”，继续扩大，即使将相对饱和度降至正常工况也无法避免。要是过饱和对小于1.4，运行人员要严格控制吸收塔内石膏浆液浓度、液气比，并提高氧化率。
当系统的氧化程度低时，生成的CaSO3·1/2H2O的溶解度较低，仅为0.0043g/100mL，（18°C），极易达到饱和而结晶在塔壁和部件表面，随着晶核增大，形成很厚的垢层，如若氧化彻底，将CaSO3·1/2H2O氧化成CaSO4，CaSO4的溶解度0.24g/100mL（20°C），較CaSO3·1/2H2O大很多，在相同条件下不会很快达到饱和程度，不易结晶而结垢。
第二：CSS垢，它是CaSO3·1/2H2O和CaSO4·2H2O两种物质的混合结晶[1]。CSS垢在吸收塔内各组件表面逐渐长大形成片状的垢层，生长速度低于石膏垢。CSS垢主要分布在吸收塔底数台搅拌器的死区内。CaSO3·1/2H2O未及时清理，也会逐渐氧化为CaSO4·2H2O，由软垢变成硬垢。
关于以上两种垢体形成原因的分析，可知石膏垢主要是浆液饱和度过大，氧化不彻底所致，CSS垢体主要是主要在吸收塔底部存在搅拌器死区所致，因此为了防止以上两种结垢现象的出现，可通过加大塔底氧化系统的氧化力度，和提高搅拌器的性能，或者是通过对原有设备进行技术改造，采用新的技术，以防止结垢的出现。
3 石灰-石膏湿法烟气脱硫设备配置技术改造
由以上塔体结垢的成因分析，主要是由于塔底氧化系统氧化不彻底以及塔底搅拌器搅拌不全面，存在大面积的搅拌死区所致。所以，为了避免塔体结垢现象的出现，减少结垢对脱硫系统的影响，需要提高氧化系统的氧化效果以及改善搅拌器的搅拌性能。
3.1 氧化系统的改造
原脱硫塔的氧化系统是采用氧气曝气管放置在搅拌器前端，利用搅拌器的搅拌性将曝气管的氧气带入到塔底浆液内部，使得氧气与CaSO3·1/2H2O进行反应生成CaSO4·2H2O，但是该方法反应不均匀，不能使O2与CaSO3·1/2H2O充分反应，尤其是在搅拌器的搅拌死区，吸收塔的中间部位，搅拌器搅拌不到，自然不能将氧气带入到该部位，造成氧化风机氧化不彻底，容易阻塞塔底。
为改善原有氧化系统反应不均匀，采用均匀布置氧气曝气管，在吸收塔内均匀布置曝气管，该氧化系统产生的气泡相对较大，且有一定的浸没深度，可使O2与CaSO3·1/2H2O充分反应，生成CaSO4·2H2O，在减少塔底结垢堵塞的前提下，还可保证石膏质量，以利于副产品的二次回收利用。
3.2 搅拌系统的改造
塔底结垢的第二个原因主要是搅拌系统存在搅拌死区所致。原搅拌系统采用在脱硫塔周围安装有若干台侧进式搅拌器的方式，对塔底浆液进行搅拌，以防止浆液沉淀。这种系统只能保证塔底周边的浆液不发生沉淀，而处于吸收塔中间的部分，搅拌器无法触及的部位易发生沉淀，严重时，会使沉淀堆积如山，影响脱硫系统的安全运行。
为了改善原搅拌系统存在的搅拌死区现象，防止浆液沉淀，在吸收塔底部采用多效紊动做法，即采用扰动泵，利用吸收塔浆液，输入塔底布置管道，管道设计多个喷嘴进行浆液扰动，保证脱硫浆液不沉淀。在吸收塔内采用几根带有朝向吸收塔底的喷嘴的管子，通过扰动泵将液体从吸收塔反应池上部抽出，经管路重新打回反应池内，当液体从喷嘴中喷出时就产生了扰动作用，依靠这种扰动作用可以搅起塔底的固体物，进而防止沉淀。
4 确保湿法脱硫系统的安全运行的有效途径
4.1 脱硫装置启动前的检查。脱硫装置大小修后，设备异动应有设备异动技术报告，作为运行操作人员的技术依据。大小修后的设备，检修人员应将有关单位会签的试运行申请单提交运行，确认无误后，方可对设备进行试验和试转。运行人员对设备验收项目检查落实并签名。若发现设备存在缺陷，不能确保机组安全运行时，除及时做好记录外，还必须责成检修人员在投运前予以消除。检修工作结束后运行验收时，应“工完、料净、场地清”，照明充足，才能终结工作票。
4.2 烟气系统的安全检查要点。对增压风机的轴承进行全面检查，若发现润滑油脂存在硬化现象，则应当及时更换；对所有螺钉进行检查，看是否全部拧紧，若发现松动迹象，应及时进行紧固；对所有管路、法兰进行检查，看紧密型是否完好，同时对连轴器进行检查，看其是否完好，若发现问题应当及时处理；对进口导叶调节机构进行检查，可以采用手动操作的方式对导叶的执行装置进行操作，看其动作是否灵活；对温度监测仪器进行检查，看其功能是否正常。
4.3 吸收塔的安全检查要点。对吸收塔、水箱进行检查，看其是否清洁，防腐层是否完好，如果有异物应当及时清除，防腐层若出现局部问题应当采取相应的措施进行处理；吸收塔浆液循环泵、石膏排出泵、除雾器冲洗水泵及氧化风机地脚螺栓牢固，防护罩完好且安装牢固；吸收塔浆液循环泵、氧化风机润滑油位在油位计的中心线以上，无泄漏，油位计及油面镜刻度清晰完好；吸收塔浆液循环泵、石膏排出泵、除雾器冲洗水泵及氧化风机电机按电机检查通则检查良好，电机接地线完好，电机绝缘合格。
5 结束语
综上所述，加强对湿法脱硫系统结垢及防治的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的湿法脱硫系统结垢防治过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1] 杜谦.石灰石/石灰湿法烟气脱硫系统的结垢问题[J].电站系统工程.2016（10）：60-62.
[2] 周至祥，段建中，薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京：中国电力出版社.2017（01）：115-116.
[3] 曾庭华，杨华，廖永进，等.湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行[M].北京：中国电力出版社.2016（09）：88-89.