火电厂脱硫系统浆液起泡原因分析及治理.pdf

8 4 内 蒙 古 电 力 技 术 N N E R M N l T A E 1 E t I { I 【 P O WE R 2 0 1 2f 卜 第 3 巷 I j 9 J 火 电厂脱硫 系统 浆液起 泡原 因分 析及 治理 冯恩民， 朝格其乐图 内蒙古国华准格尔发电有限责任公 司， 内蒙古 准格 尔0 1 0 3 0 0 摘要 针对 内蒙古国华准格 尔发 电有限责任公 司4 x 3 3 0 M W 火电机组 4 号脱硫 系统频繁 出现吸收塔浆液起泡溢流 、 脱硫效率降低的 问题 ， 通过对吸收塔 内Mg 元素 、 烟 尘、 工艺水水 源、 脱硫废水、 氧化风量等 因素进行排 查、 分析 ， 确定原 因为炉膛氧量表计 出现偏 差造成锅炉 燃烧不充分， 未完全燃烧的煤尘进入脱硫吸收塔 ， 导致浆液污染， 出现起泡溢流现 象。对氧量 表计进行校正后 ， 锅炉燃烧稳定， 吸收塔浆液起泡溢流现象得到有效解决。 关键词 火电厂脱硫 系统 ； 起泡溢流 ； 脱硫效率 ； 氧量 ； 不完全燃烧 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 86 2 1 8 2 0 1 2 0 1 0 0 8 40 3 C a u s e An a l y s i s a n d I t s T r e a t me n t o n S e r u m F r o t h i n g i n P o we r P l a n t De s u 1 p h u r i z a ￡ i 0 n S y s t e m F e n g E n mi n ，C h a o g e q i l e t u I n n e r Mo n g o l i a G u o h u a Z h u n g e e r P o w e r G e n e r a t i o n C o ． ， L t d ． ， I n n e r M o n g o l i a Z h u n g e e r 0 1 0 3 0 0 Ab s t r a c t On i s s u e s o f f r e q u e n t s e F u m f r o t h i n g a n d fl o o d i n g f r o m a b s o r p t i o n t o w e r i n NO． 4 d e s ul ph u r i z a t i o n s y s t e m a n d l o w d e s u l f ur i z a t i o n e f f i c i e n c y o f 433 0 MW t h e r ma l p o we r u n i t s ，I n n e r Mo n g o l i a Gu o h u a Z h u n g e e r P o we r Ge n e r a t i o n Co ． ， L t d ． ，t h r o u g h d e t e c t i o n a n d a n a l y s i s t o s o me f a c t o r s O i l Mg e l e me n t ，s o o t ，p r o c e s s w a t e r ，d e s u l f t Ir i z a t i o n wa s t e w a t e r a n d o x i d i z e d i n p u t a i r ，a s c e r t a i n s t h a t s e r u m p o l l u t e d a n d f r o t h i n g fl o o d e d ，i s c a u s e d b y s mu t g o t i n t o d e s u l f u r i z a t i o n a b s o r b e r ， wh i c h i s i n s u f f i c i e n t b u r n e d a n d i mp e rf e c t c o mb u s t e d i n b o i l e r d e v i a t i o n o f o x y g e n me t e r i n g ． Af t e r c a l i b r a t i o n o f o x y g e n me t e rin g ， b o i l e r c o mb u s t i o n i s s t a b l e ，a n d s e l q l m f r o t h i n g i n a b s o r p t i o n t o w e r i s e f f e c t i v e l y s o l v e d ． Ke y wo r d s d e s u l p h u r i z a t i o n s y s t e m； s e r u m f r o t h i n g ； d e s u l f u r i z a t i o n e f f i c i e n c y ； Ox y g e n d e ma n d ；i mp e rf e c t c o mb u s t i o n 1 脱硫系统概况 内蒙古 国华准格尔发电有限责任公司 以下简 称准电 4 x 3 3 0 MW火 电机组采用石灰石一石膏湿 法烟气脱硫工艺。3 号 、 4 号脱硫系统于2 0 0 7 年9 月 底与主机同步投运，1 号、 2 号脱硫系统改造于2 0 0 7 年 1 2 月底完成并投运。按照“ 一炉一塔” 的设计原 则， 设置了4 套脱硫系统， 引进德国鲁奇公司的比晓 夫湿法烟气脱硫技术 ， 采用石灰石作为吸收剂。石 灰石经湿式球磨机磨制成吸收剂浆液后送人吸收 塔， 电除尘器除去飞灰的烟气经脱硫系统烟气换热 器降温后进人吸收塔 ， 在吸收塔 内， 烟气 中的 S O 与 吸收剂浆液 中的 C a C O ， 进行化学反应后 生成硫酸 钙 ， 经脱水系统脱水后生产石膏 ， 脱硫后的洁净烟 气经烟气换热器升温后通过2 4 0 m高的烟囱排人大 气 f 收稿日期j 2 0 1 1 0 9 2 7 I 作者简介j冯恩民 1 9 7 7 一 ， 男， 内蒙I 入， 学。 - ， I 程师， 从事电力环保 作 ， 火I u fj 5 2 疏系统浆澉 泡 ⋯分析 』 支 脱硫系统主要包括 增压风机、 烟气挡板门、 回 转式 换热器 G G H 、 吸收塔 、 氧化风 机 、 浆液循 环 泵 、 湿式球磨机 、 真空皮带脱水机等 。其 中石灰石 制浆系统按 4台脱硫 系统合设 1 套公用石灰石浆液 制备系统 ， 配 2 台湿式球磨机 ； 石膏脱水 系统 4台脱 硫 系统合设 1 套公 用石膏脱水 系统 ， 配 2台真空皮 带脱水机 ； 吸收塔采用逆流喷淋型吸收塔” 。脱硫 系统工艺流程见 图 1 。 2 存在的问题 2 0 1 1 0 1 0 6 开始 ， 公司 4 号脱硫 系统频繁 出现 吸收塔浆液起泡溢流 、 脱硫效率降低 的现象 ， 对此 采取 了添加 消泡剂 、 通过事故浆液箱置换浆液 、 调 整吸收塔运行液位等处理方式 ， 在一定程度上缓和 了起泡溢流现象 ， 但未得到彻底 、 有效的解决 。 3 原因分析 吸收塔起 泡主要 与吸收塔 内浆液 的几种成分 有关 M g 元素 主要来 自石灰石 中的 M g O 、 杂质 主 要来 自烟气粉尘 、 石灰石 和油分 主要来 自锅炉的 燃油 。当上述物质在 吸收塔 内的富集 到一定程度 时 ， 在循 环浆液泵作用 下 ， 吸收塔 内液 面容易产生 泡沫 。同时吸收塔浆液起泡还和工艺水水质恶化 、 脱硫废水品质恶化和氧化风量不足等因素有关 。 3 ． 1 原 因 排查 3 ． 1 ． 1 石灰石 中Mg O质量分数 石灰石 品质设计指标为 石灰石 中氧化钙质量 分数 ≥5 0 ％、 氧化镁质量分数 ≤5 ％ 。2 0 1 1 年 1 月 准 电石灰石中氧化钙质量分数平均为 5 0 ． 5 5 ％、 氧化 镁质量分数平均为 2 ． 2 ％ 符合设计要求 、 石灰石 品 质稳定 。由于 1 号至 4号脱硫 系统所用石灰石浆 液相 同 ， 其他 3 个 吸收塔 未发生浆液起泡 、 溢流现 象 ， 从而排除石灰石浆液带人起泡物质的可能 。 3 ． 1 ． 2进入 吸 收塔 的烟 尘 准电4 x 3 3 0 MW火电机组均采用高效静 电除尘 器 ， 设计 除尘效率不低于9 9 ． 7 ％， 除尘器 出口烟尘排 放质量浓 度低 于 2 0 0 m g ／ m 。准电4号脱硫吸收塔 入 口粉尘质量浓度为 6 O ～ 7 0 mg ／ m ， 维持稳定 ， 从而 排除粉尘浓度超标造成浆液起泡溢流的可能。 3 ． 1 - 3工艺水 水 源 1 号至4 号脱硫塔采用 同一工艺水水源 ， 且水质 符合设计要求 ，1 号 、 2 号 、 3 号吸收塔并无起泡溢流 现象 ， 可以初步排除工艺水带人起泡物质的可能。 3 ． 1 ．4脱硫废 水 脱 硫废水一直稳 定排出 ， 用 于干灰拌湿 ， 化验 记录显示 ， 氯离子质 量浓度稳定控制 在 6 0 0 0 ～ 8 0 0 0 m g ／ L ， 远低 于设计值 2 0 0 0 0 m g ／ L的要求 ； 同时石膏 排出正常 ， 可排除起泡物质在 吸收塔 内沉积造成起 泡的可能。 3 ． 1 ． 5氧化 风 查看氧化风出 口母管压力 ， 发现在相近的负荷 和吸收塔液位条件下 ， 压力无 明显变化 ， 可排 除氧 化风系统故障造成起泡溢流的可能 。 3 ． 1 ． 6机 组启 停投 油 出现起泡溢流故障期间 ， 4 号机组无启停投油 记 录， 可排除机组投油导致浆液起泡溢流的可能。 吸收剂浆液 图 l 石灰石一石膏法脱硫工艺流程 8 6 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 2 年第3 0 眷第1 期 3 ． 1 ． 7浆液 中可燃物 通过对 4 号脱硫系统溢流 口观察发现 吸收塔 内浆液处于正常工作液位 时 ， 溢流 口有 浆液溢 出 ， 吸收塔起泡现象明显， 石膏脱水皮带上的石膏饼表 面亦附着一层黑色物质 ， 同时石膏排出泵出口压力 出现明显波动 ， 进一步证实了浆液起泡溢流现象的 存在。现场沉积溢流物 的上层呈黑色泡沫状 ， 浮于 溢流浆液上部 ， 干燥后为黑色颗粒粉末 。对 2 号 、 4 号吸收塔浆液进行取样化验 ， 发现 4 号吸收塔溢流 浆液水中油的质量浓度为5 ．3 9 m g ／ L ， 远高于2 号吸 收塔 内浆液水中油 的质量浓度 0 ． 2 5 6 mg ／ L ； 同时 ， 对吸收塔溢流浆液黑色泡沫干燥后 ， 进行 了可燃物 分析 ， 发现 4 号吸收塔浆液中含有 l 7 ％的可燃物 ， 检 测记录见表 1 。 表 1 2 号、 4 号吸收 塔浆液取样检测记录 3 ． 2 原 因确定 综合分析后认 为，4 号脱硫系统浆液起泡溢流 现象 ， 可能是由烟气带人 的未燃尽物质进入脱硫吸 收塔 ， 其有机成分产生表 面活性作用 ， 致使浆液起 泡溢流， 浆液品质逐渐恶化 ， 脱硫效率下降。 根据上述分析 ， 对起泡溢流期间机组锅炉燃烧 情况进行调查 ， 发现从 2 0 1 0 1 2 2 5 开始 ， 4 号机组炉 内A 、 B 两侧氧气体积分数存在明显偏差 ， 部分时段 偏差大于 1 ．0 ， 且B 侧氧气体积分数偏低 部分时段 低至 1 ． 2 ％～ 1 ． 4 ％ 。氧气体积分数偏差可能致使锅 炉燃烧效果不佳 ， 烟气 中未燃尽有机物成分增加 ， 进入脱硫 吸收塔 内且不断沉积 ， 导致浆液起 泡溢 流 ， 且此状况维持时 间较长 ， 因此短 时问无法消除 其不利影响 ， 影响了置换浆液等措施的效果。从化 验结果得 出4 号吸收塔浆液已受到未燃尽煤焦油污 染， 导致吸收塔内浆液频繁起泡溢流， 另外浆液中 的油污会封闭石灰石颗粒的表面 ， 阻止石灰石颗粒 的溶解， 因此脱硫效率大大下降。 4 解决措施 针对 4 号吸收塔浆液起泡溢流原 因 ， 采取了以 下措施。 1 对 4号机组炉 内氧量表进行标定 ， 确定其 显示数据的准确性， 根据氧气质量分数标定结果调 整机组燃烧 ； 加强燃烧调整 ， 减少两侧氧气体积分 数偏差 ， 尽量保证煤粉 的充分燃烧 ， 以减 少进人吸 收塔 内的未燃尽有机物。 2 对 4 号炉氧气体积分数最低运行曲线进行 修改 ， 从 2 ． 5 ％调整至 3 ％。 3 置换浆液 ， 并加入消泡剂。 4 适 当降低 吸收塔工作液位 ； 若短时问内出 现浆液溢流现象 ， 停运 1 台浆液循环泵 。 5 加大脱硫废水排放量 ， 保证脱硫废水品质。 通过采取 以上措施 ，4 号吸收塔浆液逐步恢复 正常 。4 号炉氧气体积分数调整前后 ， 吸收塔溢流 浆液水 中油质量浓度和脱硫效率对 比见表 2 。 表 2 氧量调整前后水中油分析 和脱硫效 率对 比 4 号吸收塔溢流浆 4 号吸收塔满负荷 日期 液水中油质量 期间平均脱硫 备注 浓度／ m g L 效率／ ％ 从表 中可知 ， 氧气体积分数调整后 ， 4 号脱硫系 统溢流浆液水中油降低 ，脱硫效率达到正常水平。 5 建议 脱硫 吸收塔起泡往往是吸收塔浆液恶化的表 征 ， 起泡越多浆液恶化情况越严重 ， 脱硫效率 、 p H值 下降越快。所以脱硫吸收塔浆液起泡时应及早发 现 、 及早处理。 5 ． 1 应急处理方法 1 根据起泡程度加入适量的消泡剂或加大 对除雾器 的冲洗 ， 加消泡剂前应注意先根据起泡程 度控制好液位 ， 避免吸收塔上层搅拌器跳闸； 2 在F G D 烟气量较少、 脱硫效率较高时可暂 时停运 l 台 最好是上层的 循环浆液泵 ； 3 可从 事故 浆 液罐 置 换部 分 浆液 至 吸收 塔 。 5 ． 2 起泡的治理方法 1 更换品质好的石灰石， 降低吸收塔浆液中 Mg 元素质量分数； 2 改善电除尘器 的运行工况 ， 减少吸收塔浆 液内的灰尘含量 ； 3 锅炉长时间投油时， 脱硫系统宜退出运行； 4 加大脱硫废水的排放 ， 减少 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 2 年 3 绉 1 期 不够而平移管道， 势必会造成预 留的孔洞偏离。 另外， 当管径大于5 0 0 m m时， 弯头的弯曲半径 大， 很容易出现拐弯时空间不够的现象， 布置时一定 要从整体考虑 ， 提前将这些大直径管道布置好 ， 避免 其受约束而出现焊缝不满足规定的情况。 8 结束语 强条 是工程建设过程 中必须严格执行 的规 定 。本文通过对 以往工程设计 中暴露 出的一些与 强条 不符 的问题进行分析 ，以供同行参考 ， 望在 以后的工程设计中能够充分重视 强条 要求， 确保 工程质量和杜绝安全事故的发生。 f 参考文献】 ⋯ 中华人 民共和国建设部． 工程建设标准强制性条文 电 力工程部分 【 s 】 ． 北京 中国电力出版社， 2 0 0 6 ． [ 2 ]中华人民共和国建设部． 建设工程质量管理条例[ S ] ． 北 京 中国法制出版社， 2 0 0 0 ． 『 3 J3 中华人民共和国建设部． 实施工程建设强制性标准监督 规定【 s 】 ． 北京 中国建筑工业出版社， 2 0 0 2 ． 中国电力规划设计协会． D L／ T 5 0 0 0 - - - 2 0 0 0 火力发 电厂 设计技术规程【 s 】 ．北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 0 ． 【 5 ]电力行业电力规划设计委员会． D I M 5 2 0 4 --2 0 0 5 火力发 电厂油气管道设计规程【 S ] ．北京 中国电力出版社， 2 0 0 5 ． f 6 1 电力行业电力规划设计标准化技术委员会． D IJI 5 0 5 4 1 9 9 6 火力发电厂汽水管道设计技术规定[ s 】 ． 北京 中国电 力出版社 ， 1 9 9 6 ． 【 7 】中国电力企业联合会标准化部．D L ／ T 5 0 4 7 --1 9 9 5电力建 设施工及验收技术规范 锅炉机组篇 【 S ] ． 北京 中国电 力出版社 ， 1 9 9 5 ． 【 8 】电力行业电站焊接标准化技术委员会． D I f I “ 8 6 9 --2 0 0 4 火力发电厂焊接技术规程【 s 】 ． 北京 中国电力 出版社 ， 2 0 0 4 ． 编辑 张俊 英 ◇ ◇ ⋯ 一一 ⋯ ⋯ ⋯ t ⋯ ⋯一 一 一 ， ◇ 杂质在吸收塔 内的富集 ； 5 在处理吸收塔起泡过程中应注意吸收塔 溢 流管状况 ， 如果溢流管上 的透气 15 1 堵塞 ， 溢流将 源源不绝 ， 吸收塔液位将不断降低 ， 造成严重的后 果 。此时应尽早疏通透气 15， 破坏虹吸作用。 f 参考文献J 【 1 ]国华荏原环境工程有限责任公司． 国华准格尔发电厂三 期扩建炯气脱硫工程基本设计[ M] ．北京 国华荏原环境工 程有限责任公司， 2 0 0 6 2 - 3 6 ． f 2 12 北京巴布科克 威尔科克斯有限公司． 锅炉说明书[ MI ． 北 京 北京巴布科克 威尔科克斯有限公司， 2 0 0 6 3 0 ， 4 0 ． 『 3 】杨元君 ， 刘尚伟， 杨凯． 石灰石一石膏湿法脱硫系统运行 存在的问题及 调查I J 1 ． 内蒙古电力技术 ， 2 0 0 9 ， 2 6 5 1 5-l 7． 实 习编辑 王红 内蒙古电力公司举办智能小区及智能电网技术交流会