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吸收塔溢流現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及其控制措施

文章出處：未知責(zé)任編輯：作者：admin人氣：發(fā)表時間：2018-10-16 08:39:19【大中小】

摘要:在濕式石灰石-石膏法脫硫的運行實踐中,吸收塔溢流現(xiàn)象是許多火電廠經(jīng)常出現(xiàn)的情況,漿液溢流不但易造成環(huán)境污染,還會對運行方式的控制產(chǎn)生不利的影響。為此結(jié)合 FGD系統(tǒng)吸收塔漿液溢流的情況,分析其溢流原因及其控制措施。

關(guān)鍵詞:吸收塔;漿液溢流;原因;控制

引言

發(fā)電廠一期工程裝有2臺俄制容量 500MW的超臨界機(jī)組,為了減少電力行業(yè)排污的負(fù)擔(dān),同時也為火電廠的可持續(xù)發(fā)展,公司采用脫硫效率高的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置來減少二氧化硫的排放。由于其工藝技術(shù)成熟,濕法煙氣脫硫裝置已成為國內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的主導(dǎo)裝置。

在脫硫系統(tǒng)運行過程中,吸收塔漿液溢流現(xiàn)象是影響脫硫系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運行的常見問題之一,并造成污染。當(dāng)吸收塔漿液溢流嚴(yán)重時,可能溢入原煙氣煙道中,造成漿液倒灌增壓風(fēng)機(jī),造成增壓風(fēng)機(jī)嚴(yán) 重?fù)p毀的惡性事件;溢流漿液也可能進(jìn)入到GGH換熱元件表面,造成換熱元件結(jié)垢堵塞,加大增壓風(fēng)機(jī) 出力,嚴(yán)重影響脫硫系統(tǒng)主體設(shè)備的正常運行,甚至會影響到鍋爐的正常運行。本文結(jié)合公司脫硫系統(tǒng)吸收塔溢流的情況,分析了在濕法脫硫系統(tǒng) 運行中吸收塔漿液溢流的各種原因,并提出相應(yīng)的控制方法。

1　吸收塔系統(tǒng)概況

公司兩臺500 MW機(jī)組各安裝一座吸收塔,單塔處理煙氣量為2 011 212 m3/h,吸收塔直徑為15 m,高度為40·52 m,鋼結(jié)構(gòu)圓柱體,內(nèi)襯玻璃鱗片襯里;上部為吸收塔和除霧器兩部分,底部為循環(huán)漿池。每座吸收塔采用4臺漿液循環(huán)泵、4層噴淋層(每層

噴淋層由一臺漿液循環(huán)泵單獨供漿)、2臺羅茨氧化風(fēng)機(jī)、2臺擾動泵、三層除霧器。正常情況下,在保證脫硫效率的前提下,通過維持吸收塔液位在一定的穩(wěn)定范圍調(diào)整吸收塔進(jìn)水量和出水量平衡。按照設(shè)計,吸收塔正常液位為 14·8 m,液位控制在14·3~15·3 m。發(fā)生少量溢流時,吸收塔漿液溢流后通過在吸收塔16·15 m高的位置溢流管流入至吸收塔區(qū)排水坑,再經(jīng)由地坑泵打回吸收塔循環(huán)使用,屬于正常的運行狀態(tài)。

2　吸收塔漿液溢流的危害

公司脫硫系統(tǒng)安裝GGH,結(jié)合運行情況,吸收塔漿液發(fā)生少量溢流時,可以通過溢流管及時排走,不會造成其他影響。但是,當(dāng)吸收塔漿液溢流較嚴(yán)重時,對脫硫系統(tǒng)的正常運行會造成下例影響:

1)當(dāng)吸收塔漿液溢流嚴(yán)重時,進(jìn)入到吸收塔地坑的漿液量大大增加,容易造成地坑漿液溢流至地面造成環(huán)境污染。

2)當(dāng)吸收塔漿液溢流嚴(yán)重時,氧化風(fēng)機(jī)出口壓力隨之大幅增加,氧化空氣出口溫度上升,氧化風(fēng)機(jī) 電流增加,造成氧化風(fēng)機(jī)的出力增加,造成不必要的耗能。

3)觀察石膏漿液排出泵的出口壓力變化趨勢, 當(dāng)吸收塔漿液溢流嚴(yán)重時,意味著吸收塔內(nèi)漿液的起泡程度加劇,由于汽蝕的原因?qū)Ρ玫娜~片等轉(zhuǎn)動設(shè)備和管道危害很大。

沒有安裝GGH的脫硫系統(tǒng),當(dāng)吸收塔漿液溢流進(jìn)入煙道中時,煙道積灰結(jié)垢現(xiàn)象會逐漸加重,造成流經(jīng)煙道煙氣阻力增加,同時溢流漿液會對正在運行的增壓風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)生沖擊,嚴(yán)重時會導(dǎo)致增壓風(fēng)機(jī)葉片斷裂,致使增壓風(fēng)機(jī)停運,脫硫系統(tǒng)被迫退出運行[1];同時漿液還會沉積在未作防腐的原煙道中,對煙道造成結(jié)垢腐蝕,減短了煙道的使用壽命和檢修周期,是脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定運行的嚴(yán)重安全隱患。

3　吸收塔漿液溢流的原因

吸收塔漿液間歇性溢流的根本原因在于氣泡或泡沫的產(chǎn)生,引起的“虛假液位”遠(yuǎn)高于DCS所顯示的液位[2];再加上底部漿液擾動泵脈沖擾動或攪拌器攪拌、氧化空氣鼓入、漿液噴淋等因素的綜合影響引起液位波動。結(jié)合公司脫硫系統(tǒng)吸塔漿液起泡的原因,分析如下:

1)雜質(zhì)混入到吸收塔漿液中。吸收塔漿液中由于系統(tǒng)中進(jìn)入了其他成分,增加了氣泡液膜的機(jī)械強(qiáng) 度,使得泡沫穩(wěn)定性高,而純凈的液體由于起泡性只與其表面張力有關(guān),液膜之間能相互連接,使形成的氣泡不斷擴(kuò)大,最終破裂,不能形成穩(wěn)定的泡沫[3], 雜質(zhì)混入的可能性原因如下:

一是鍋爐在運行過程中投油、燃燒不充分,未燃盡成分隨鍋爐尾部煙氣進(jìn)入吸收塔;二是脫硫吸收劑石灰石中含過量MgO(起泡劑),與硫酸根離子發(fā)生反應(yīng);三是經(jīng)過除塵器的煙氣粉塵濃度超標(biāo),含有過量的重金屬。

2)脫硫用工藝水水質(zhì)問題。公司脫硫系統(tǒng)工藝水用水為空壓機(jī)冷卻水回水,該水溫度較高,夏天可達(dá)40℃左右。由于本身較高的濃縮倍率加之經(jīng)過了各種藥劑處理,使得工藝水水質(zhì)極不穩(wěn) 定,且極易起泡。而且吸收塔在正常運行時考慮到水平衡的因素,大量的濾液水經(jīng)常不間斷地補(bǔ)充至吸收塔漿液中,由于濾液水為吸收塔排出漿液經(jīng)石膏旋流站旋流后的溢流,其中含有大量的重金屬離子也會促使泡沫的產(chǎn)生。

3)氧化風(fēng)機(jī)風(fēng)量及跳閘問題。氧化風(fēng)機(jī)風(fēng)量是根據(jù)設(shè)計煤種含硫量而確定的,針對不同煤種,風(fēng)機(jī) 沒有風(fēng)量調(diào)節(jié)功能,使得進(jìn)入吸收塔的氧化風(fēng)量大大超過實際需要,這些富余的空氣都以氣泡的形式從氧化區(qū)底部溢至漿液的表面,從而助長了漿液動態(tài)液位的虛假值,也導(dǎo)致吸收塔溢流[4]。另外運行過程中氧化風(fēng)機(jī)突然跳閘現(xiàn)象的出現(xiàn),使吸收塔漿液氣液平衡被破壞,也會導(dǎo)致吸收塔漿液大量溢流。

4)漿液擾動泵、漿液噴淋的影響。公司每個吸收塔漿液循環(huán)系統(tǒng)有4臺漿液循環(huán)泵,流量均在 7 600 m3/h,吸收塔漿液循環(huán)泵的大流量循環(huán)噴淋, 一定程度上加劇了吸收塔液位的波動。

4　吸收塔漿液溢流現(xiàn)象的控制措施

防止吸收塔漿液出現(xiàn)起泡溢流的現(xiàn)象,脫硫系統(tǒng) 運行人員應(yīng)當(dāng)時刻提高運行能力,從漿液溢流的原因出發(fā),做出適當(dāng)?shù)倪\行工況調(diào)整。

1)適當(dāng)降低漿液靜態(tài)液位。正常運行時將吸收塔液位控制在正常值的低限維持運行[5]。公司吸收塔實際控制液位在13·0~13·5 m,主要是防止高液位時吸收塔漿液溢流進(jìn)入GGH換熱元件表面造成結(jié)垢堵塞,堅持通過石膏漿液排出泵排出石膏漿液,降低吸收塔的密度,保持吸收塔漿液密度控制在1 110~1 130 kg/m3之間,減少吸收塔內(nèi)雜質(zhì)濃度, 提高漿液質(zhì)量,避免因密度過高造成漿液起泡溢流。

2)脫硫廢水的及時排放。公司廢水處理系統(tǒng),每天處理后向渣系統(tǒng)排放的廢水為200 m3左右, 及時排放廢水來降低吸收塔漿液中重金屬離子、 Cl-、有機(jī)物、懸浮物及各種雜質(zhì)的含量,避免因雜質(zhì) 逐漸累積導(dǎo)致吸收塔內(nèi)漿液“中毒”,造成脫硫率下降、起泡溢流現(xiàn)象加劇。

3)在保證脫硫效率高于95%的前提下,保持2 臺漿液循環(huán)泵運行。針對公司目前燃煤為低硫煤的特點,考慮到節(jié)能方面的因素,在保證脫硫效率的基礎(chǔ)上,目前公司在正常運行時基本上保持兩臺漿液循環(huán)泵運行,由此可以減小吸收塔內(nèi)部漿液的擾動,減輕吸收塔漿液的起泡程度。

4)嚴(yán)格執(zhí)行目前脫硫?qū)I(yè)運行規(guī)程和各項技術(shù) 措施。與其他專業(yè)緊密配合,在主機(jī)投油或除塵裝置出現(xiàn)故障時,可采用暫時打開旁路煙氣擋板,調(diào)小增加風(fēng)機(jī)葉片的運行方式,很大程度地減少進(jìn)入到脫硫系統(tǒng)的雜質(zhì)或粉塵。

5)加入消泡劑。加入消泡劑是直接的控制手段,定期把消泡劑加入到吸收塔地坑里通過排水坑泵打到吸收塔中,能快速解決起泡問題。但是,該方法不能從根本上解決問題,一旦停止加入消泡劑時間過長,吸收塔漿液可能再次出現(xiàn)起泡溢流的現(xiàn)象,而且消泡劑的大量使用在一定程度上增加了運行成本。

6)定期對吸收塔液位進(jìn)行標(biāo)定。公司脫硫系統(tǒng)吸收塔所采用液位計為壓力變送器式液位計,取三次平均值,減小液位誤差,并分析動態(tài)液位與靜態(tài) 液位之間關(guān)系及規(guī)律,確保DCS畫面吸收塔液位顯示值的正確性。

7)對于沒有設(shè)置GGH的電廠脫硫系統(tǒng),應(yīng)定期打開煙道底部疏水閥疏水,防止?jié){液到達(dá)增壓風(fēng)機(jī)出口段。當(dāng)溢流漿液進(jìn)入煙道后,吸收塔入口處煙氣溫度突然大幅下降,必須及時停運增壓風(fēng)機(jī)[6-7]。

5　結(jié)語

公司脫硫系統(tǒng)運行實踐經(jīng)驗表明,嚴(yán)格按照脫硫系統(tǒng)運行標(biāo)準(zhǔn),通過采取上述措施,吸收塔漿液溢流的現(xiàn)象雖不可避免但是可以控制的,目前脫硫系統(tǒng)運行良好,嚴(yán)重的溢流現(xiàn)象已很少發(fā)生。吸收塔漿液溢流問題對脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行仍存在很大危害,是脫硫系統(tǒng)運行長抓不懈的問題。脫硫運行人員需要長期摸索、積累經(jīng)驗,妥善及時處理, 才能保證脫硫系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。

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