论文部分内容阅读
摘要:华能新疆阜康热电有限责任公司2×135MW机组FGD装置石膏脱水系统运行困难，石膏含水量大，通过分析查找出导致石膏很难脱水的原因，提出建议和认真落实防范措施，杜绝在今后的工作中此类事件的再次发生，保证脱硫设施安全、连续、稳定运行。
关键词:脱硫效率；石膏；SO2浓度
中图分类号:TU834.6+34 文献标识码：A
引言:火电厂烟气湿法脱硫（FGD）对控制酸雨和 SO2污染起到了重大作用。迄今为止，国内外已开发出很多种烟气脱硫技术，大体可分为干法和湿法两大类。湿法脱硫技术具有脱硫与除尘可同时兼顾，机动灵活，适用性强等特点。但其也存在着脱硫系统效率不高，运行成本大，易堵塞、结垢、腐蚀、磨损、泄漏、维护困难、检修工作量大等问题。
华能阜康热电厂2×135MW机组锅炉烟气脱硫采用两炉一塔石灰石-石膏湿法气动工艺，2010年11月建成投运。脱硫系统有两级石膏脱水系统，吸收塔浆液经一级水力旋流器浓缩为40%-50%的石膏浆液，浓的石膏浆液被送至真空皮带脱水机进行二级脱水，脱水至含水率小于10%的湿石膏后进行储存；石灰石浆液通过两台浆液循环泵输送至吸收塔，喷嘴为径向螺旋形喷嘴，设计燃煤硫份0.68% ，设计脱硫效率不小于95%。
1. FGD装置石膏脱水系统运行现状
2011年12月份以来， FGD二级脱水系统运行困难，石膏含水量大，具体表现为：
（1）机组负荷为额定负荷的70～80%时，FGD装置进口SO2浓度较高，为了控制浆液PH值在5.0—5.8之间，加大石灰石浆液供给量，出口SO2浓度变化不大，脱硫效率较低，石膏脱水系统运行困难，石膏含水量大。
（2）为了使石膏浆液中CaSO3•1/2H2O充分氧化成CaSO4•2H2O，两台氧化风机并列运行，两天后，石膏含水量仍然较大。
（3）把吸收塔浆液外排，重新置换新石灰石浆液，运行一段时间后，石膏脱水系统运行时，石膏含水量大。
2.石膏含水量大原因分析
针对石膏脱水系统运行现状，我们联系电科院、脱硫总承包单位及兄弟电厂人员作了详细的原因分析，通过逐个排查影响石膏含水量大的因素后，现分析情况如下。
2.1 FGD进口SO2浓度突变
由于烟气量或FGD进口原烟气SO2浓度突变，造成吸收塔内反应加剧，CaCO3含量减少，PH值
下降，此时为保证脱硫效率而增加石灰石供浆量以提高吸收塔浆液的PH值，但由于反应加剧吸收塔浆液中的CaSO3•1/2H2O含量大量增加，若此时不增加氧量使CaSO3•1/2H2O迅速反应成CaSO4•2H2O，则由于CaSO3•1/2H2O可溶解性强先溶于水中，而CaCO3溶解较慢，过饱和后形成固体沉积。
2.2 吸收塔浆液密度高
吸收塔浆液密度高达1190㎏/ m3没有及时外排，浆液中的CaSO4•2H2O饱和会抑制CaCO3溶解反应，脱硫效率下降，石膏脱水困难。
2.3 烟气含尘浓度
电除尘后粉尘含量高或重金属成分高，在吸收塔浆液内形成一个稳定的化合物，附着在石灰石颗粒表面，影响石灰石颗粒的溶解反应，导致石灰石浆液对PH值的调解无效。
2.4 氧化不充分引起亚硫酸钙含量大
石灰石浆液通过循环泵经喷嘴喷入吸收塔内，石灰石浆液的液滴在气动脱硫单元内充分接触与烟气进行发生化学反应，把烟气中的SO2吸收，生成CaSO3•1/2H2O后汇入吸收塔下部浆液储存段。氧化风机向浆液储存段内鼓入氧气，将CaSO3•1/2H2O氧化成CaSO4•2H2O并最终形成石膏。当氧化风量不足时，浆液中亚硫酸钙质量浓度增高，影响石膏脱水系统的正常运行。
2.5 石膏旋流器顶部压力
水力旋流器是目前应用广泛的一种分离分级设备，它的工作原理是基于离心沉降作用：当待分级的细颗粒和粗颗粒随流体以一定的压力从水力旋流器上部周边切向进入器内之后，产生强烈的旋转运动，由于细颗粒和粗颗粒间存在粒度差异，所受的离心力和流体曳力的大小不同，在离心沉降作用下，大部分粗颗粒经水力旋流器底流口排出，而大部分细颗粒则由溢流口排出，从而达到分级的效果。
3.建议及防范措施
通过以上对影响石膏含水量大的因素分析，特做出如下建议及防范措施：
（1）吸收塔入口SO2浓度严重超过设计值时，受气/ 液接触面积和传质速率的限制，由于氧化速度跟不上，浆液中亚硫酸钙质量浓度增高，影响石膏脱水系统的正常运行。同时，进入浆液中的SO2摩爾数增加使得浆液池中的吸收反应和氧化结晶的时间和空间不足，浆液的pH值将下降，这时更要控制PH尽量在5.0左右（较正常低一些），盲目供浆只会加快吸收塔浆液品质变坏，造成石膏脱水系统运行困难，石膏含水量大。
（2）经常检查氧化风机电流和压力，流量在正常范围内，及时清扫氧化风机滤网、定期置换氧化风机的油，以确保氧化风机的正常出力。
（3）严格控制入炉煤含硫量，尽量采用与设计煤种相同的燃煤，保证进入脱硫的烟气品质符合设计参数要求，这是保证脱硫系统安全、稳定、达标、高效运行最简单可行的方法。
（4）通过调节旋流子的开度来控制石膏旋流器顶部压力（开度越大压力越小，反之），一般压力控制在0.15—0.22左右，充分的旋流效果也是决定是否能够正常出石膏的基本条件。
4.结束语
随着环保政策的严格要求，这就对脱硫设施的安全、连续、稳定运行提出更高的要求。在使用、维护和管理好脱硫设施的同时，不断坚持运行分析，才能不断的减少污染物的排放，降低对环境的污染，起到应有的作用。
参考文献:
[1]《火电厂湿法烟气脱硫技术手册》
[2]《火电厂烟气脱硫（石灰石－石膏湿法）调试导则》
[3]《石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置性能验收技术要求》
关键词:脱硫效率；石膏；SO2浓度
中图分类号:TU834.6+34 文献标识码：A
引言:火电厂烟气湿法脱硫（FGD）对控制酸雨和 SO2污染起到了重大作用。迄今为止，国内外已开发出很多种烟气脱硫技术，大体可分为干法和湿法两大类。湿法脱硫技术具有脱硫与除尘可同时兼顾，机动灵活，适用性强等特点。但其也存在着脱硫系统效率不高，运行成本大，易堵塞、结垢、腐蚀、磨损、泄漏、维护困难、检修工作量大等问题。
华能阜康热电厂2×135MW机组锅炉烟气脱硫采用两炉一塔石灰石-石膏湿法气动工艺，2010年11月建成投运。脱硫系统有两级石膏脱水系统，吸收塔浆液经一级水力旋流器浓缩为40%-50%的石膏浆液，浓的石膏浆液被送至真空皮带脱水机进行二级脱水，脱水至含水率小于10%的湿石膏后进行储存；石灰石浆液通过两台浆液循环泵输送至吸收塔，喷嘴为径向螺旋形喷嘴，设计燃煤硫份0.68% ，设计脱硫效率不小于95%。
1. FGD装置石膏脱水系统运行现状
2011年12月份以来， FGD二级脱水系统运行困难，石膏含水量大，具体表现为：
（1）机组负荷为额定负荷的70～80%时，FGD装置进口SO2浓度较高，为了控制浆液PH值在5.0—5.8之间，加大石灰石浆液供给量，出口SO2浓度变化不大，脱硫效率较低，石膏脱水系统运行困难，石膏含水量大。
（2）为了使石膏浆液中CaSO3•1/2H2O充分氧化成CaSO4•2H2O，两台氧化风机并列运行，两天后，石膏含水量仍然较大。
（3）把吸收塔浆液外排，重新置换新石灰石浆液，运行一段时间后，石膏脱水系统运行时，石膏含水量大。
2.石膏含水量大原因分析
针对石膏脱水系统运行现状，我们联系电科院、脱硫总承包单位及兄弟电厂人员作了详细的原因分析，通过逐个排查影响石膏含水量大的因素后，现分析情况如下。
2.1 FGD进口SO2浓度突变
由于烟气量或FGD进口原烟气SO2浓度突变，造成吸收塔内反应加剧，CaCO3含量减少，PH值
下降，此时为保证脱硫效率而增加石灰石供浆量以提高吸收塔浆液的PH值，但由于反应加剧吸收塔浆液中的CaSO3•1/2H2O含量大量增加，若此时不增加氧量使CaSO3•1/2H2O迅速反应成CaSO4•2H2O，则由于CaSO3•1/2H2O可溶解性强先溶于水中，而CaCO3溶解较慢，过饱和后形成固体沉积。
2.2 吸收塔浆液密度高
吸收塔浆液密度高达1190㎏/ m3没有及时外排，浆液中的CaSO4•2H2O饱和会抑制CaCO3溶解反应，脱硫效率下降，石膏脱水困难。
2.3 烟气含尘浓度
电除尘后粉尘含量高或重金属成分高，在吸收塔浆液内形成一个稳定的化合物，附着在石灰石颗粒表面，影响石灰石颗粒的溶解反应，导致石灰石浆液对PH值的调解无效。
2.4 氧化不充分引起亚硫酸钙含量大
石灰石浆液通过循环泵经喷嘴喷入吸收塔内，石灰石浆液的液滴在气动脱硫单元内充分接触与烟气进行发生化学反应，把烟气中的SO2吸收，生成CaSO3•1/2H2O后汇入吸收塔下部浆液储存段。氧化风机向浆液储存段内鼓入氧气，将CaSO3•1/2H2O氧化成CaSO4•2H2O并最终形成石膏。当氧化风量不足时，浆液中亚硫酸钙质量浓度增高，影响石膏脱水系统的正常运行。
2.5 石膏旋流器顶部压力
水力旋流器是目前应用广泛的一种分离分级设备，它的工作原理是基于离心沉降作用：当待分级的细颗粒和粗颗粒随流体以一定的压力从水力旋流器上部周边切向进入器内之后，产生强烈的旋转运动，由于细颗粒和粗颗粒间存在粒度差异，所受的离心力和流体曳力的大小不同，在离心沉降作用下，大部分粗颗粒经水力旋流器底流口排出，而大部分细颗粒则由溢流口排出，从而达到分级的效果。
3.建议及防范措施
通过以上对影响石膏含水量大的因素分析，特做出如下建议及防范措施：
（1）吸收塔入口SO2浓度严重超过设计值时，受气/ 液接触面积和传质速率的限制，由于氧化速度跟不上，浆液中亚硫酸钙质量浓度增高，影响石膏脱水系统的正常运行。同时，进入浆液中的SO2摩爾数增加使得浆液池中的吸收反应和氧化结晶的时间和空间不足，浆液的pH值将下降，这时更要控制PH尽量在5.0左右（较正常低一些），盲目供浆只会加快吸收塔浆液品质变坏，造成石膏脱水系统运行困难，石膏含水量大。
（2）经常检查氧化风机电流和压力，流量在正常范围内，及时清扫氧化风机滤网、定期置换氧化风机的油，以确保氧化风机的正常出力。
（3）严格控制入炉煤含硫量，尽量采用与设计煤种相同的燃煤，保证进入脱硫的烟气品质符合设计参数要求，这是保证脱硫系统安全、稳定、达标、高效运行最简单可行的方法。
（4）通过调节旋流子的开度来控制石膏旋流器顶部压力（开度越大压力越小，反之），一般压力控制在0.15—0.22左右，充分的旋流效果也是决定是否能够正常出石膏的基本条件。
4.结束语
随着环保政策的严格要求，这就对脱硫设施的安全、连续、稳定运行提出更高的要求。在使用、维护和管理好脱硫设施的同时，不断坚持运行分析，才能不断的减少污染物的排放，降低对环境的污染，起到应有的作用。
参考文献:
[1]《火电厂湿法烟气脱硫技术手册》
[2]《火电厂烟气脱硫（石灰石－石膏湿法）调试导则》
[3]《石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置性能验收技术要求》