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摘 要:在电厂中,脱硫系统至关重要,直接关系着电厂的经济效益,在日常生产中,应该严格管理脱硫系统,尤其要重视煤的含硫量,严格监控主要的运行参数,分析常见的问题,做好预防措施。本文以某电厂为例,针对脱硫系统,分析了设备的常见问题,提出了相应的处理方案。
关键词:电厂;脱硫系统;问题;处理
中图分类号:X773 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)29-0109-02
本文以某电厂为例,总装机容量为104MW,从1号一直到4号的锅炉烟气脱硫工程属于主要的技术改造项目,运用先进的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术,不仅能起到脱硫效果,还能进行除尘。根据本厂的整体运行情况来看,虽然能够满足生产需求,不过,个别系统还具有很多不足之处,需要改进,相关负责人应该将问题汇总起来,针对系统运行的参数,提出有效的监控管理措施。
1 主系统设备问题与处理方法
1.1 石灰石-石膏系统吸收塔结垢
1.1.1 结垢机理
对于石膏,属于终产物,当悬浮液不能吸收时,就会出现石膏晶体,不断沉积,如果相对饱和度处于一定水平時,在悬浮液中,石膏晶体就会不断生长,如果饱和度处于最大时,晶核就会出现,而且,晶体也能生产在其他的物体表面,吸收塔内壁出现结垢现象。
1.1.2 处理办法
(1)在运行中,对于溶液石膏,要将过饱和度控制到130%以内。
(2)在吸收液中,注入碳酸钙,保证具有充足的沉积表面,这样可以减少结垢的沉积。
1.2 脱硫系统的腐蚀
1.2.1 腐蚀机理
(1)在烟气中,存在很多酸性气体,比如SO2,盐酸等气体,遇到液体时,会形成相应的酸性液体,其中,Cl-可以腐蚀金属,影响脱硫系统的安全运行。
(2)在金属的表面,可以与水、电解质等发生化学反应,进而出现腐蚀现象,尤其在焊缝处,存在很多铁锈等,腐蚀情况比较明显。
(3)在浆液中,存在很多的固态物,在下落的过程中,可以冲刷塔内的物质,尤其是凸出物区。
1.2.2 防腐技术
(1)在防腐内衬作业中,要加强施工质量管控。
(2)对于吸收塔,往往是现场制作,在制作的过程中,焊口应该满焊,对于焊缝,应该光滑、平整。对于内支撑件、框架等,应该使用圆钢、方钢,对于外接管,应通过法兰进行连接。
(3)应用适合的防腐材料。对于防腐内衬,以玻璃鳞片树脂、橡胶内衬、玻璃钢为主。玻璃鳞片具有较强的抗渗透能力,操作方便,且易修复。如果温度在80℃之内,可以应用玻璃钢,能够安全运行。如果温度大于80℃,无法确保安全运行,选择玻璃钢时,应该严格管理入口的烟温、塔内的温度。对于耐腐蚀合金材料,由于成本昂贵,在我国市场中,很难得到广泛的应用。对于静态设备进行防腐时,有两种方法:①在碳钢本体实施衬防腐材料;②选择具有耐腐蚀能力的合金材料。
1.3 磨机系统效率
在脱硫系统中,湿式球磨机是核心设备,应该给予高度重视,采取先进的技术,对其运行方式进行优化,让湿式球磨机处于满负荷状态,这样有助于提高脱硫效率,节约能源。
(1)为了保证球磨机的高效性,应该具备适合的级配,一旦级配错误,那么,球磨机无法处于额定的出力状态。这就需要定期检查,补充钢球,为磨机的研磨能力做好保障。
(2)对磨机的旋流子进行全面检查,疏通旋流子;若压力高,说明孔板磨损,应该更换;对于正常的旋流子,其底流为500~600锥形,而且,溢流正常,若无底流且有溢流,又或者是无底流且没有溢流,要关闭旋流子,及时排除杂物,在吸收塔系统中,要控制钙硫比,在石膏滤饼方面,要控制碳酸钙。若发现上述问题,要全面检查疏通磨机的排渣口。
(3)在每天的日常工作中,定期定量对钢球进行补充,每周都要检查,确保磨机电机的电流。从实际情况出发,对钢球数量进行调整。
(4)确保来料粒度。
(5)对于石灰石,在硬度、活性方面,要符合脱硫工艺的相关需求,不能存在不达标的脱硫介质,否则,无效的介质会磨损设备、管道等,提高了脱硫的耗电量,影响了石膏成品的质量。
(6)对斗提机的提升链条要每月查看一次,如有磨损情况,要及时处理。
2 运行中主要参数的监控
2.1 收液的pH
对于二氧化硫的吸收,如果pH较好,二氧化硫的吸收效果较好,不过,亚硫酸钙的氧化、石灰石的溶解均会被抑制,在产品中,会存在大量的亚硫酸钙、石灰石颗粒,由于石灰石无法得到充分利用率,不仅增加了运行成本,也无法有效使用石膏。如果pH较低,亚硫酸钙可以有效氧化,增加石灰石的溶解度,根据相应比例,充入空气,大部分的亚硫酸钙都会被氧化,有效提升了石灰石的利用率,节省原料成本,为石膏品质打下了基础。不过,在低pH的条件下,可以抑制二氧化硫的吸收,降低脱硫效率,如果pH是4,几乎不能吸收二氧化硫,吸收液处于酸性,会腐蚀脱硫设备。
2.2 液气比
在设计中,液气比是一个关键的参数,直接影响脱硫效率。在石灰石-石膏湿法脱硫中,对于二氧化硫的吸收,也就是液膜的控制过程,随着液气比的变化,也就说明气液接触在变化,脱硫效率也在改变。不过,如果液气比过大,就会增加耗电量,提升运行成本。可见,不仅要保证脱硫率,还应用减少液气比。
2.3 系统传质性能
对于系统的传质性能来说,如果能力越强,脱硫效率也就越高。对于系统的传质系数来说,与操作温度、溶质浓度,以及气液固的接触水平具有密切联系。应用适合的吸收塔,有效提升烟气的流速,可以提升系统的传质速率,降低传质阻力,脱硫效率也能得到进一步优化,节约投资成本。 2.4 石灰石粒度
对于石灰石,如果颗粒越细,其表面积也就会越大,会得到充分的反应,而且,吸收效果较好,能够使石灰石得到充分利用,不过,在相同的研磨系统中,如果石灰石的出料粒度越细,那么,研磨系统就会消耗更大的功率。可见,在确定石灰石时,要考虑反应效果以及电耗。在国外的电厂中,石灰石粒度往往为95%。
2.5 氯离子含量
虽然,氯离子的含量较小,不过,对脱硫系统有着很大的影响。在吸收塔中,因为存在酸性物质,能夠与碱性物进行中和,形成硫酸钙、氯化钙,对于硫酸钙来说,几乎是不溶水的,而硫酸根的浓度十分小,可忽略。对于氯化钙来说,是极易溶于水的,因此,氯离子的浓度比较大,造成的腐蚀也比较严重。这就需要及时排除氯离子,减小其浓度,进而减少腐蚀程度。在脱硫系统中,之所以造成金属腐蚀、应力腐蚀,主要就是以为存在大量的氯离子,浓度达到一定水平时,应该根据具体的pH,采用氯丁橡胶、玻璃鳞片等,以此做内衬,也可以选择高镍。
3 煤含硫量的管理措施
(1)对于燃煤,应该做好储备工作。根据来煤的结构,储备充足的燃煤,在该厂中,煤场主要划分为6个区域,采取分块储存的方式。
(2)对燃煤,应该做好混烧掺烧。在日常生产中,上煤时,往往混合使用含硫高、低的煤种,因为掺烧混烧不均匀,且入炉煤的含硫量容易超标,这就要每8h检验一次煤的煤质,一旦来煤的含硫量过高时,应该通知燃料负责人员,采取有效措施,控制来煤的含硫量。
(3)对于环保运行,应该根据在线实时监测,进而及时调整,对于浆液的浓度,应该科学配备。在烟气中,若含硫量较高时,应该及时控制石灰浆液,减小pH,添加一定的添加剂,保持6~8h,在这个时间内,联系燃料的管理人员,更换煤种,控制入炉煤的含硫量。
4 结 语
在环保排放标准日趋严格的大环境下,脱硫系统在运行的过程中,经常出现各种脱硫问题,也逐渐得到了厂里的重视。在日常工作中,相关管理人员应不断总结经验教训,制定完善的管理措施,分析常见的设备问题,做好预防措施,保证脱硫系统运行效率,切实做到无环保超标排放事件。
参考文献
[1]电力行业职业技能鉴定指导中心脱硫值班员——电力工程锅炉运行与检修专业[M].北京:中国电力出版社.
[2]周菊华.火电厂燃煤机组脱硫脱硝技术[M].北京:中国电力出版社,2016.
[3]张 磊,刘树昌.大型电站煤粉锅炉烟气脱硫技术[M].北京:中国电力出版社,2017.
收稿日期:2018-9-7
关键词:电厂;脱硫系统;问题;处理
中图分类号:X773 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)29-0109-02
本文以某电厂为例,总装机容量为104MW,从1号一直到4号的锅炉烟气脱硫工程属于主要的技术改造项目,运用先进的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术,不仅能起到脱硫效果,还能进行除尘。根据本厂的整体运行情况来看,虽然能够满足生产需求,不过,个别系统还具有很多不足之处,需要改进,相关负责人应该将问题汇总起来,针对系统运行的参数,提出有效的监控管理措施。
1 主系统设备问题与处理方法
1.1 石灰石-石膏系统吸收塔结垢
1.1.1 结垢机理
对于石膏,属于终产物,当悬浮液不能吸收时,就会出现石膏晶体,不断沉积,如果相对饱和度处于一定水平時,在悬浮液中,石膏晶体就会不断生长,如果饱和度处于最大时,晶核就会出现,而且,晶体也能生产在其他的物体表面,吸收塔内壁出现结垢现象。
1.1.2 处理办法
(1)在运行中,对于溶液石膏,要将过饱和度控制到130%以内。
(2)在吸收液中,注入碳酸钙,保证具有充足的沉积表面,这样可以减少结垢的沉积。
1.2 脱硫系统的腐蚀
1.2.1 腐蚀机理
(1)在烟气中,存在很多酸性气体,比如SO2,盐酸等气体,遇到液体时,会形成相应的酸性液体,其中,Cl-可以腐蚀金属,影响脱硫系统的安全运行。
(2)在金属的表面,可以与水、电解质等发生化学反应,进而出现腐蚀现象,尤其在焊缝处,存在很多铁锈等,腐蚀情况比较明显。
(3)在浆液中,存在很多的固态物,在下落的过程中,可以冲刷塔内的物质,尤其是凸出物区。
1.2.2 防腐技术
(1)在防腐内衬作业中,要加强施工质量管控。
(2)对于吸收塔,往往是现场制作,在制作的过程中,焊口应该满焊,对于焊缝,应该光滑、平整。对于内支撑件、框架等,应该使用圆钢、方钢,对于外接管,应通过法兰进行连接。
(3)应用适合的防腐材料。对于防腐内衬,以玻璃鳞片树脂、橡胶内衬、玻璃钢为主。玻璃鳞片具有较强的抗渗透能力,操作方便,且易修复。如果温度在80℃之内,可以应用玻璃钢,能够安全运行。如果温度大于80℃,无法确保安全运行,选择玻璃钢时,应该严格管理入口的烟温、塔内的温度。对于耐腐蚀合金材料,由于成本昂贵,在我国市场中,很难得到广泛的应用。对于静态设备进行防腐时,有两种方法:①在碳钢本体实施衬防腐材料;②选择具有耐腐蚀能力的合金材料。
1.3 磨机系统效率
在脱硫系统中,湿式球磨机是核心设备,应该给予高度重视,采取先进的技术,对其运行方式进行优化,让湿式球磨机处于满负荷状态,这样有助于提高脱硫效率,节约能源。
(1)为了保证球磨机的高效性,应该具备适合的级配,一旦级配错误,那么,球磨机无法处于额定的出力状态。这就需要定期检查,补充钢球,为磨机的研磨能力做好保障。
(2)对磨机的旋流子进行全面检查,疏通旋流子;若压力高,说明孔板磨损,应该更换;对于正常的旋流子,其底流为500~600锥形,而且,溢流正常,若无底流且有溢流,又或者是无底流且没有溢流,要关闭旋流子,及时排除杂物,在吸收塔系统中,要控制钙硫比,在石膏滤饼方面,要控制碳酸钙。若发现上述问题,要全面检查疏通磨机的排渣口。
(3)在每天的日常工作中,定期定量对钢球进行补充,每周都要检查,确保磨机电机的电流。从实际情况出发,对钢球数量进行调整。
(4)确保来料粒度。
(5)对于石灰石,在硬度、活性方面,要符合脱硫工艺的相关需求,不能存在不达标的脱硫介质,否则,无效的介质会磨损设备、管道等,提高了脱硫的耗电量,影响了石膏成品的质量。
(6)对斗提机的提升链条要每月查看一次,如有磨损情况,要及时处理。
2 运行中主要参数的监控
2.1 收液的pH
对于二氧化硫的吸收,如果pH较好,二氧化硫的吸收效果较好,不过,亚硫酸钙的氧化、石灰石的溶解均会被抑制,在产品中,会存在大量的亚硫酸钙、石灰石颗粒,由于石灰石无法得到充分利用率,不仅增加了运行成本,也无法有效使用石膏。如果pH较低,亚硫酸钙可以有效氧化,增加石灰石的溶解度,根据相应比例,充入空气,大部分的亚硫酸钙都会被氧化,有效提升了石灰石的利用率,节省原料成本,为石膏品质打下了基础。不过,在低pH的条件下,可以抑制二氧化硫的吸收,降低脱硫效率,如果pH是4,几乎不能吸收二氧化硫,吸收液处于酸性,会腐蚀脱硫设备。
2.2 液气比
在设计中,液气比是一个关键的参数,直接影响脱硫效率。在石灰石-石膏湿法脱硫中,对于二氧化硫的吸收,也就是液膜的控制过程,随着液气比的变化,也就说明气液接触在变化,脱硫效率也在改变。不过,如果液气比过大,就会增加耗电量,提升运行成本。可见,不仅要保证脱硫率,还应用减少液气比。
2.3 系统传质性能
对于系统的传质性能来说,如果能力越强,脱硫效率也就越高。对于系统的传质系数来说,与操作温度、溶质浓度,以及气液固的接触水平具有密切联系。应用适合的吸收塔,有效提升烟气的流速,可以提升系统的传质速率,降低传质阻力,脱硫效率也能得到进一步优化,节约投资成本。 2.4 石灰石粒度
对于石灰石,如果颗粒越细,其表面积也就会越大,会得到充分的反应,而且,吸收效果较好,能够使石灰石得到充分利用,不过,在相同的研磨系统中,如果石灰石的出料粒度越细,那么,研磨系统就会消耗更大的功率。可见,在确定石灰石时,要考虑反应效果以及电耗。在国外的电厂中,石灰石粒度往往为95%。
2.5 氯离子含量
虽然,氯离子的含量较小,不过,对脱硫系统有着很大的影响。在吸收塔中,因为存在酸性物质,能夠与碱性物进行中和,形成硫酸钙、氯化钙,对于硫酸钙来说,几乎是不溶水的,而硫酸根的浓度十分小,可忽略。对于氯化钙来说,是极易溶于水的,因此,氯离子的浓度比较大,造成的腐蚀也比较严重。这就需要及时排除氯离子,减小其浓度,进而减少腐蚀程度。在脱硫系统中,之所以造成金属腐蚀、应力腐蚀,主要就是以为存在大量的氯离子,浓度达到一定水平时,应该根据具体的pH,采用氯丁橡胶、玻璃鳞片等,以此做内衬,也可以选择高镍。
3 煤含硫量的管理措施
(1)对于燃煤,应该做好储备工作。根据来煤的结构,储备充足的燃煤,在该厂中,煤场主要划分为6个区域,采取分块储存的方式。
(2)对燃煤,应该做好混烧掺烧。在日常生产中,上煤时,往往混合使用含硫高、低的煤种,因为掺烧混烧不均匀,且入炉煤的含硫量容易超标,这就要每8h检验一次煤的煤质,一旦来煤的含硫量过高时,应该通知燃料负责人员,采取有效措施,控制来煤的含硫量。
(3)对于环保运行,应该根据在线实时监测,进而及时调整,对于浆液的浓度,应该科学配备。在烟气中,若含硫量较高时,应该及时控制石灰浆液,减小pH,添加一定的添加剂,保持6~8h,在这个时间内,联系燃料的管理人员,更换煤种,控制入炉煤的含硫量。
4 结 语
在环保排放标准日趋严格的大环境下,脱硫系统在运行的过程中,经常出现各种脱硫问题,也逐渐得到了厂里的重视。在日常工作中,相关管理人员应不断总结经验教训,制定完善的管理措施,分析常见的设备问题,做好预防措施,保证脱硫系统运行效率,切实做到无环保超标排放事件。
参考文献
[1]电力行业职业技能鉴定指导中心脱硫值班员——电力工程锅炉运行与检修专业[M].北京:中国电力出版社.
[2]周菊华.火电厂燃煤机组脱硫脱硝技术[M].北京:中国电力出版社,2016.
[3]张 磊,刘树昌.大型电站煤粉锅炉烟气脱硫技术[M].北京:中国电力出版社,2017.
收稿日期:2018-9-7