上海理工大學(xué) 上海外高橋發(fā)電有限責(zé)任公司 朱文彬

前言：

外高橋發(fā)電有限責(zé)任公司共4臺(tái)300MW燃煤機(jī)組，均采用石灰石—石膏濕法煙氣脫硫，其中1號(hào)和2號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)2005年正式投產(chǎn)，3號(hào)和4號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)2008年正式投產(chǎn)。石膏脫水系統(tǒng)采用日本IHI公司二級(jí)脫水工藝，石膏漿液先經(jīng)過旋流分離器進(jìn)行一級(jí)脫水，經(jīng)過一級(jí)脫水后漿液石膏濃度由20%濃縮至40%～50%。然后石膏漿液由石膏旋流器底部落入真空脫水皮帶機(jī)再進(jìn)行二級(jí)脫水，從而得到含水率較低的石膏。但脫水系統(tǒng)運(yùn)行以來石膏含水率長期居高不下，達(dá)到20%左右，超過銷售合同規(guī)定（<10%），導(dǎo)致石膏銷售不暢。相當(dāng)一部分石膏以堆儲(chǔ)為主，已成為火電廠繼粉煤灰后的第二大固體廢物，不僅影響脫硫設(shè)備正常運(yùn)行，而且占用土地并對(duì)環(huán)境不利，因此，如何有效降低石膏含水率，是確?；痣姀S脫硫設(shè)備安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

1 濕法脫硫石膏水分超標(biāo)原因

石灰石—石膏濕法脫硫在實(shí)際運(yùn)行中影響石膏含水率的因素較多，如在吸收塔內(nèi)，石膏漿液中的過飽和度、漿液的PH值、氧化空氣用量等化學(xué)反應(yīng)條件控制不合理，都將影響石膏晶體的形成（包括石膏晶粒的大小和形狀）。如果形成針狀晶體（CaSO3·1/2H2O），則其晶粒度過細(xì)就難以脫水，而理想的石膏晶體(CaSO4·2H2O)應(yīng)是短柱狀，比前者顆粒大，易于脫水。

在脫硫石膏二級(jí)脫水工藝運(yùn)行過程中控制不合理，是造成石膏含水率超標(biāo)的重要因素之一。一是如一次脫水過程中石膏旋流器效率低，會(huì)導(dǎo)致石膏旋流器底流出的石膏漿液含固率偏低，將直接影響石膏二次脫水效果。二是二次脫水中石膏真空脫水皮帶機(jī)效率低，也會(huì)對(duì)石膏含水率產(chǎn)生很大的影響。

通過對(duì)外高橋電廠脫硫石膏不間斷的分析和統(tǒng)計(jì)，查找出石膏含水率超標(biāo)的原因并進(jìn)行分類，詳見表1。

表1 石膏品質(zhì)不合格調(diào)整表

由表1可以看出，導(dǎo)致外高橋電廠脫硫石膏含水率長期居高不下的主要原因是石膏脫水真空皮帶機(jī)效率低。

2 石膏真空脫水皮帶機(jī)工作原理及效率低的原因

2.1 石膏真空脫水皮帶機(jī)工作原理。

真空脫水皮帶機(jī)主要由橡膠輸送帶、真空箱、濾布、洗滌裝置、驅(qū)動(dòng)滾筒和自動(dòng)糾偏裝置構(gòu)成。經(jīng)過初級(jí)脫水的石膏漿液引至濾布上，形成固定厚度的一層漿液，以保證參數(shù)恒定和脫水性能穩(wěn)定。濾布鋪敷橡膠皮帶上，由其拖動(dòng)同步運(yùn)行。橡膠皮帶下面即是真空箱，真空箱與真空泵相連，箱內(nèi)始終保持一定的真空度，在膠帶上形成抽濾區(qū)。在真空的抽吸作用下，濾液穿過濾布經(jīng)橡膠帶上的溝槽和小孔進(jìn)入真空室，固體顆粒則被截留在濾布上，形成一層濾餅。真空箱內(nèi)的濾液繼續(xù)流動(dòng)進(jìn)入汽水分離器排出，而濾餅繼續(xù)隨濾布前行至洗滌區(qū),受到新鮮工藝水沖洗，以使氯離子含量達(dá)到要求的水平。再經(jīng)吸干區(qū)抽吸水分達(dá)到工藝要求后，在濾布平臺(tái)盡頭處自動(dòng)卸出，降落至下方的石膏儲(chǔ)倉，然后進(jìn)行綜合利用。

2.2 影響真空脫水皮帶機(jī)效率的原因。

通過對(duì)外高橋電廠真空脫水皮帶機(jī)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況調(diào)查分析，得知影響真空脫水皮帶機(jī)效率的原因有三大類。

1）設(shè)備因素。

⑴真空系統(tǒng)泄漏。在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)真空箱與皮帶間存有間隙；

⑵真空管道堵塞。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)氣液分離罐與真空泵之間的管道堵塞；

⑶濾布孔徑堵塞。運(yùn)行中由于石膏漿液中雜質(zhì)增多或?yàn)V布沖洗不干凈極易造成濾布孔徑堵塞；

⑷真空吸收器水位失控，造成真空脫水效率下降。

2）運(yùn)行方式不合理。

⑴石膏濾餅厚度不達(dá)標(biāo)。由于運(yùn)行調(diào)節(jié)不合理，運(yùn)行中石膏濾餅的厚度超出標(biāo)準(zhǔn)范圍20～25mm。當(dāng)石膏濾餅厚度超過30mm時(shí)，雖然真空度隨之增加，但由于石膏濾餅太厚，影響石膏濾餅中水分的脫除，石膏含水率呈上升趨勢(shì)；

⑵真空吸水閥開度不合理，影響真空脫水效率。

3）人員因素。主要是運(yùn)行人員操作技能水平有差異和巡回檢查不規(guī)范，造成脫硫運(yùn)行參數(shù)沒有控制在合理范圍內(nèi)；設(shè)備缺陷未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除，影響真空皮帶機(jī)脫水效率。

3 提高真空脫水皮帶機(jī)效率措施

3.1 制定規(guī)范的運(yùn)行規(guī)程和維護(hù)流程，確保脫硫設(shè)備的正常投運(yùn)。

1）消除真空箱與皮帶間存在的間隙，減少真空泄漏現(xiàn)象；

2）運(yùn)行人員加強(qiáng)真空皮帶機(jī)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視和分析。正常運(yùn)行中真空泵電流維持在170A左右，真空度維持在-70kPa左右，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有真空泄漏現(xiàn)象及時(shí)聯(lián)系檢修維護(hù)；

3）利用設(shè)備停役期間，對(duì)氣液分離罐到真空泵的管道內(nèi)襯板進(jìn)行更換，防止管道內(nèi)襯板脫落導(dǎo)致管道結(jié)垢堵塞；

4）采用程控沖洗法，同時(shí)對(duì)沖洗孔加強(qiáng)檢查，維持一定沖洗水量，防止濾布孔徑被雜質(zhì)堵塞。3.2優(yōu)化真空脫水皮帶機(jī)運(yùn)行方式。

1）調(diào)節(jié)石膏漿液泵壓力，控制進(jìn)入旋流器的石膏流量；

2）調(diào)節(jié)旋流子運(yùn)行個(gè)數(shù)，控制進(jìn)入真空脫水皮帶機(jī)的石膏流量及石膏漿液含固率；

3）手動(dòng)調(diào)節(jié)真空吸水閥門開度，使閥門開度控制在最佳范圍內(nèi)。

通過反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)石膏漿液輸送泵壓力控制在130～180kPa、旋流子運(yùn)行個(gè)數(shù)控制在3～4個(gè)，此時(shí)石膏漿液濾餅厚度恰好維持在20mm左右，同時(shí)改變真空系統(tǒng)吸水閥以往開度一致的運(yùn)行方式，而是按皮帶機(jī)運(yùn)行方向逐步開大，該方式下脫水效果最佳。

4 結(jié)論

外高橋電廠通過對(duì)石膏脫水影響比較大的幾個(gè)因素進(jìn)行了調(diào)整，提高了真空脫水皮帶機(jī)的效率，基本解決了脫硫石膏含水率經(jīng)常超標(biāo)的問題。但要把石膏含水率長期控制在10%以下，接下來的矛盾主要集中以下兩個(gè)方面：

1）保持系統(tǒng)中雜質(zhì)及石膏中的雜質(zhì)不超標(biāo)，盡量減少雜質(zhì)對(duì)石膏結(jié)晶及脫水性能的影響，要求廢水系統(tǒng)正常投用；

2）煤種含硫量控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，保證CaSO3·1/2H2O能夠充分氧化生成石膏，以及石膏體能夠正常結(jié)晶。

[1]蔣延華.排煙脫硫石膏的應(yīng)用歐洲石膏工業(yè)的任務(wù)[J].建筑人造板,1997(4).

[2]胡秀麗.脫硫石膏含水率超標(biāo)原因分析及控制措施[J].電力設(shè)備,2005(7).