李秀忠

(華電國(guó)際萊城發(fā)電廠，山東萊蕪271113)

火電廠脫硫系統(tǒng)二級(jí)吸收塔的擴(kuò)建及運(yùn)行調(diào)整

李秀忠

(華電國(guó)際萊城發(fā)電廠，山東萊蕪271113)

隨著火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的逐漸提高，原脫硫系統(tǒng)的吸收塔處理容量已經(jīng)不能滿足環(huán)保參數(shù)的達(dá)標(biāo)排放要求。在脫硫系統(tǒng)中擴(kuò)建二級(jí)吸收塔，增加煙氣處理容量，并闡述新建吸收塔后的運(yùn)行操作及注意事項(xiàng)，確保一、二級(jí)吸收塔協(xié)調(diào)運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)煙氣達(dá)標(biāo)排放，爭(zhēng)做資源節(jié)約型、環(huán)保友好型發(fā)電企業(yè)。

脫硫系統(tǒng);二級(jí)吸收塔擴(kuò)建;運(yùn)行操作

1 萊城電廠脫硫系統(tǒng)概述

萊城電廠4臺(tái)300MW機(jī)組脫硫系統(tǒng)采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝，一爐一塔設(shè)計(jì)。自脫硫裝置投運(yùn)以來(lái)，設(shè)施投運(yùn)率超過99.0%、脫硫效率為95%。萊城電廠4套全煙氣量處理的濕式石灰石－石膏濕法煙氣脫硫裝置，運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)全煙氣量脫硫時(shí)，脫硫后凈煙氣溫度不低于80℃。校核煤種工況下確保FGD裝置排放的SO2濃度不超標(biāo);即使FGD入口煙氣SO2濃度比設(shè)計(jì)煤種增加25%時(shí)仍能安全穩(wěn)定運(yùn)行。整套系統(tǒng)于2008年12月底完成安裝調(diào)試。

吸收塔系統(tǒng)是影響脫硫效率的核心部件，自下而上可分為氧化結(jié)晶區(qū)、吸收區(qū)、除霧區(qū)三個(gè)主要的功能區(qū)［1］。煙氣通過吸收塔入口從漿液池上部進(jìn)入吸收區(qū)。在吸收塔內(nèi)，熱煙氣自下而上與漿液(三層噴淋層)接觸發(fā)生化學(xué)吸收反應(yīng)，并被冷卻。該漿液由各噴淋層多個(gè)噴嘴層噴出。漿液(含硫酸鈣、亞硫酸鈣、未反應(yīng)的碳酸鈣、惰性物質(zhì)、飛灰和各種溶質(zhì))從煙氣中吸收硫的氧化物以及其他酸性物質(zhì)。在液箱中，硫的氧化物與碳酸鈣反應(yīng)，形成亞硫酸鈣［2－3］。亞硫酸鈣由設(shè)置在漿液池中的氧化空氣分布系統(tǒng)強(qiáng)制氧化成石膏。

2 二級(jí)吸收塔擴(kuò)建的原因

根據(jù)新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，部分火電廠原運(yùn)行的脫硫系統(tǒng)SO2處理能力已經(jīng)不能滿足新的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)遇到燃燒高硫分的煤種時(shí)，則只能降低機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行。因此在“不環(huán)保、不發(fā)電”的形式下，重新建設(shè)新的二級(jí)吸收塔增加脫硫系統(tǒng)SO2處理能力，確保SO2達(dá)標(biāo)排放，是當(dāng)前環(huán)保新形式下的必由之路。

3 二級(jí)吸收塔擴(kuò)建的過程

3.1 新建吸收塔的情況介紹

萊城電廠1號(hào)機(jī)組在大修過程中，脫硫新建了二級(jí)串聯(lián)吸收塔，以增加脫硫系統(tǒng)整體煙氣處理能力，確保SO2排放濃度不大于50mg/m3(標(biāo)干態(tài)、6%O2)。塔設(shè)置3層噴淋層，塔頂設(shè)置2級(jí)除霧器。二級(jí)吸收塔設(shè)置3臺(tái)石膏漿液強(qiáng)制循環(huán)泵和1臺(tái)大容量氧化風(fēng)機(jī)，吸收塔漿池采用攪號(hào)拌器進(jìn)行攪拌，二級(jí)吸收塔設(shè)置了地坑泵及漿液攪拌器。

3.2煙氣系統(tǒng)

鍋爐引風(fēng)機(jī)出口的全部煙氣經(jīng)水平煙道匯流后進(jìn)入一級(jí)吸收塔系統(tǒng)，在塔內(nèi)初步洗滌脫硫后的凈煙氣經(jīng)除霧器除去部分霧滴，再進(jìn)入二級(jí)吸收塔系統(tǒng)，進(jìn)一步洗滌脫硫并經(jīng)除霧器除去霧滴后，再進(jìn)入濕式除塵器凈化后經(jīng)煙囪排入大氣。

3.3SO2吸收系統(tǒng)

SO2吸收系統(tǒng)包括:一二級(jí)吸收塔、吸收塔漿液循環(huán)及攪拌、石膏漿液排出、煙氣除霧、氧化空氣、放空、排空系統(tǒng)。

在二級(jí)吸收塔入口SO2濃度為1000mg/m3的設(shè)計(jì)條件下，一級(jí)吸收塔鈣硫比約為1.0317，二級(jí)吸收塔鈣硫比約為1.0322。當(dāng)一級(jí)吸收塔的脫硫效率達(dá)到原設(shè)計(jì)要求時(shí)，二級(jí)吸收塔入口SO2濃度為240mg/m3，在此設(shè)計(jì)條件下，一級(jí)吸收塔鈣硫比為1.031，二級(jí)吸收塔的鈣硫比為1.042。脫硫后的煙氣挾帶的液滴在吸收塔出口的除霧器中收集，使凈煙氣的液滴含量不超過保證值。吸收塔的亞硫酸鈣通過氧化，生成石膏，經(jīng)石膏排出泵輸送至真空皮帶脫水機(jī)進(jìn)行脫水，石膏外賣。

3.4 吸收塔系統(tǒng)

二級(jí)吸收塔與原一級(jí)吸收塔均為空塔結(jié)構(gòu)，為鋼結(jié)構(gòu)圓筒體，內(nèi)襯玻璃鱗片。一級(jí)吸收塔正常液位為12.2m，新建二級(jí)吸收塔正常液位9.0m左右。正常運(yùn)行時(shí)，石膏漿液強(qiáng)制循環(huán)泵的間斷運(yùn)行，一二級(jí)吸收塔的漿液濃度和pH值基本保持一致，漿液的pH值控制在5.2～5.6的范圍內(nèi)。新建二級(jí)吸收塔主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 新增脫硫二級(jí)吸收塔主要技術(shù)參數(shù)

二級(jí)吸收塔采用噴淋塔，漿液循環(huán)泵將吸收塔漿池內(nèi)的吸收劑漿液循環(huán)送至噴嘴，對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌凈化，吸收煙氣中的SO2。漿液循環(huán)泵按照單元制設(shè)置(每臺(tái)循環(huán)泵對(duì)應(yīng)一層噴淋層)，二級(jí)吸收塔設(shè)三層噴淋層，不設(shè)備用泵。循環(huán)泵及進(jìn)口閥門能夠在控制室進(jìn)行自動(dòng)開啟和關(guān)閉。漿液循環(huán)泵配有油位指示器、機(jī)械密封、聯(lián)軸器罩和泄漏液收集設(shè)備等其他附件。漿液循環(huán)泵機(jī)械密封采用SiC，并適應(yīng)沖洗水0.2～0.4MPa的要求。

新增1臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)作為備用，單臺(tái)流量6306m3/h，壓升137kPa。由于氧化空氣量的增加，需要對(duì)原有的氧化空氣管道進(jìn)行更換。氧化風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)備能由DCS實(shí)現(xiàn)順序控制。

4 擴(kuò)建吸收塔完成后的啟、停及運(yùn)行維護(hù)

4.1 擴(kuò)建完成后一二級(jí)吸收塔的聯(lián)合啟動(dòng)

(1)啟動(dòng)前的檢查。吸收塔系統(tǒng)聯(lián)合啟動(dòng)前檢查所有完成工作，一切準(zhǔn)備工作就緒，一、二級(jí)吸收塔漿液注至規(guī)定數(shù)值。

(2)輔助系統(tǒng)檢查啟動(dòng)。確認(rèn)儀表風(fēng)壓力工藝水正常;吸收塔區(qū)集水坑排漿泵置于“自動(dòng)”模式，以便根據(jù)液位信號(hào)進(jìn)行操作;集水坑攪拌器置于“啟動(dòng)”模式，當(dāng)液位上升到指定高度自動(dòng)啟動(dòng)。

(3)吸收塔區(qū)。將FGD工藝水泵置于“手動(dòng)”模式;啟動(dòng)石灰石供漿系統(tǒng)，石灰石漿液箱充滿漿液，并啟動(dòng)一臺(tái)供漿泵。將pH控制回路置于“自動(dòng)”位置，可根據(jù)一、二級(jí)吸收塔的pH值分別進(jìn)行補(bǔ)充漿液;校驗(yàn)其他pH控制的參數(shù);攪拌器應(yīng)至少運(yùn)行60min后［4］，循環(huán)泵才能啟動(dòng);前述步驟完成后，根據(jù)A、C、B、D的順序啟動(dòng)一、二級(jí)吸收塔系統(tǒng)的漿液循環(huán)泵。

(4)吸收塔投運(yùn)。吸收塔區(qū)的所有設(shè)備運(yùn)行(氧化風(fēng)機(jī)除外)，此時(shí)，吸收塔準(zhǔn)備接受鍋爐煙氣。吸收塔啟動(dòng)至少3個(gè)攪拌器運(yùn)行，但是當(dāng)吸收塔漿液循環(huán)泵穩(wěn)定運(yùn)行后，可以不嚴(yán)格要求，但是攪拌器最好連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)吸收塔液面低于“高－高”液位時(shí)，方可投入除霧器沖洗系統(tǒng)。吸收塔進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，脫硫劑供漿系統(tǒng)及脫水系統(tǒng)即可根據(jù)需要投入運(yùn)行。

(5)氧化風(fēng)系統(tǒng)投運(yùn)。確認(rèn)氧化風(fēng)管道上的手動(dòng)閥門打開;確認(rèn)工藝水已送到降溫閥處;確認(rèn)風(fēng)機(jī)出口閥門已打開;確認(rèn)氧化風(fēng)機(jī)已在遠(yuǎn)控運(yùn)行模式，將氧化風(fēng)機(jī)置于“自動(dòng)”啟動(dòng)模式;氧化風(fēng)機(jī)按程序自動(dòng)運(yùn)行，氧化風(fēng)機(jī)啟動(dòng);當(dāng)氧化風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，排空閥全開，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，排空閥在2分鐘內(nèi)慢慢關(guān)閉。一級(jí)吸收塔系統(tǒng)啟動(dòng)完畢，方可啟動(dòng)二級(jí)吸收塔系統(tǒng)的氧化風(fēng)機(jī);完成啟動(dòng)，此時(shí)整個(gè)FGD處于運(yùn)行狀態(tài)。

4.2 吸收塔運(yùn)行中的維護(hù)與檢查

吸收塔運(yùn)行中的維護(hù)與檢查具體措施:檢查一、二級(jí)吸收塔液位維持規(guī)程規(guī)定范圍;一、二級(jí)吸收塔漿液pH值維持在4.2～4.6范圍內(nèi);石膏漿液密度維持1100～1200kg/m3運(yùn)行［5］;吸收塔運(yùn)行時(shí)，除霧器沖洗應(yīng)投自動(dòng)。檢查除霧器沖洗就地壓力是否正常;每次吸收塔系統(tǒng)投入的初期，聯(lián)系化學(xué)及熱工、對(duì)照校驗(yàn)石膏密度計(jì)的正確性;對(duì)一、二級(jí)吸收塔系統(tǒng)的液位進(jìn)行協(xié)調(diào)，確保一、二級(jí)吸收塔之間的液位保持平衡。

4.3 一、二級(jí)吸收塔停運(yùn)

(1)氧化風(fēng)機(jī)的停運(yùn)。順序停止一、二級(jí)吸收塔的氧化風(fēng)機(jī)，打開氧化風(fēng)機(jī)排空門，停止氧化風(fēng)機(jī)，關(guān)閉氧化風(fēng)冷卻水門。

(2)循環(huán)泵停運(yùn)。漿液循環(huán)泵應(yīng)逐臺(tái)停止，完成1臺(tái)的沖洗操作，再進(jìn)行另1臺(tái)漿液循環(huán)泵的操作;循環(huán)泵停運(yùn)操作在DCS上發(fā)出“停機(jī)”命令，然后按照順序進(jìn)行關(guān)閉入口門，再進(jìn)行沖洗操作;也可手動(dòng)在DCS上開啟和關(guān)閉沖洗閥和排漿閥。

(3)除霧器沖洗。當(dāng)循環(huán)泵全部停運(yùn)后，再?zèng)_洗一次除霧器，以便清除除霧器和噴漿管上的固體顆粒［6］。

(4)吸收塔攪拌器。各吸收塔攪拌器只有吸收塔液位降至4.5m時(shí)，方可停止吸收塔系統(tǒng)攪拌器，過早停止，漿液不能充分?jǐn)嚢?，過晚停止，吸收塔液位降低至攪拌器中心軸位置，攪拌器葉片一半打空，因葉片處不平衡，引起攪拌器劇烈振動(dòng)。

(5)吸收塔工藝水。在其它機(jī)組的脫硫系統(tǒng)未停止時(shí)，工藝水系統(tǒng)禁止停運(yùn)，否則，可停止工藝水系統(tǒng)，停運(yùn)后北方電廠冬季應(yīng)注意防凍。

(6)排空吸收塔。在進(jìn)行吸收塔內(nèi)部檢查檢修時(shí)，應(yīng)將吸收塔系統(tǒng)排空。具體措施:檢查氧化風(fēng)機(jī)、循環(huán)泵、除霧器系統(tǒng)確已停運(yùn)，可通過石膏排漿泵、地坑泵進(jìn)行脫水排漿，液位將至低限時(shí)，可打開吸收塔人孔門進(jìn)行排漿。也可根據(jù)情況，手動(dòng)打開通向事故漿液罐的閥門，關(guān)閉脫水系統(tǒng)閥門，將漿液儲(chǔ)存至事故漿液箱［7］;利用石膏排出泵抽凈吸收塔內(nèi)的漿液后，停止石膏排出泵后，并完成規(guī)定的沖洗程序;剩余的漿液排至地坑，再由地坑排液泵輸送到事故漿液罐。

4.4 二級(jí)吸收塔擴(kuò)建后的運(yùn)行操作及注意事項(xiàng)

脫硫一二級(jí)吸收塔啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)聯(lián)合啟動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)投入煙氣系統(tǒng)，檢查啟動(dòng)后的一、二級(jí)吸收塔出口二氧化硫濃度符合吸收塔系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，觀察各吸收塔出口煙氣溫降在正常范圍，通過煙氣流速，核算煙氣阻力是否正常［8］。當(dāng)一、二級(jí)吸收塔系統(tǒng)液位偏離正常范圍時(shí)，應(yīng)通過一、二級(jí)吸收塔的聯(lián)通泵進(jìn)行液位平衡，另外，可以通過調(diào)節(jié)進(jìn)入各吸收塔的溢流水泵出口電動(dòng)門調(diào)整吸收塔液位，確保吸收塔液位在正常范圍［9－10］。

5 結(jié)語(yǔ)

二級(jí)吸收塔擴(kuò)建完成后，數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)結(jié)果表明，在機(jī)組最大負(fù)荷及高硫分煤種試驗(yàn)過程中，均能安全運(yùn)行，且有一定備用容量，滿足了各種運(yùn)行工況下的SO2達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)，總結(jié)出一整套一、二級(jí)吸收塔之間各種運(yùn)行參數(shù)的平衡調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)，為其他電廠吸收塔運(yùn)行調(diào)整提供參考。

［1］郭東明.脫硫工程技術(shù)與設(shè)備［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

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［3］盧嘯風(fēng)，饒思澤.石灰石濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行與事故處理［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2009.

［4］周菊華.火電廠燃煤機(jī)組脫硫技術(shù)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2010.

［5］楊旭中.燃煤電廠脫硫裝置［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2011.

［6］曾庭華，楊華，廖永進(jìn)，等.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)及運(yùn)行［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2008.

［7］周至祥，段建中，薛建明.火電廠濕法煙氣脫硫技術(shù)手冊(cè)(第二版)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2006.

［8］楊颺.煙氣脫硫脫硝凈化工程技術(shù)與設(shè)備［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

［9］薛建明，王小明，劉建民，等.濕法煙氣脫硫設(shè)計(jì)及設(shè)備選型手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2011.

［10］徐寶東.煙氣脫硫工藝手冊(cè)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

Desulphurization system in thermal power plant of two stage absorption tower expansion and operation adjustment

With the gradual increase in the standard emission standard of thermal power plant flue gas desulfurization system，the original absorption emission standard tower processing capacity has been unable to meet the requirements of environmental parameters.In the desulfurization system to expand the two stage absorption tower，flue gas treatment capacity increased，and expounds the new absorption tower after the operation and the matters needing attention，to ensure the coordinated operation of level one or two absorption tower，flue gas desulphurization system emissions standards，striving to be a resource－saving，environmental friendly power generation enterprises.

desulfurization system;two stage absorption tower extension;operation

X701.3

B

1674－8069(2015)06－048－03

2015-05-22;

2015-09-20

李秀忠(1968-)，男，山東省萊蕪市人，高級(jí)工程師，從事發(fā)電廠脫硫、脫硝環(huán)保技術(shù)工作。E－mail:lwzjw529@163.com