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        火力發(fā)電廠石膏含水率高的原因分析及建議

        2015-11-28 08:03:06閆淑梅席朝輝孫冬冬
        吉林電力 2015年6期
        關(guān)鍵詞:脫水機旋流器旋流

        王 鑫,閆淑梅,席朝輝,孫冬冬

        (1.國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院,長春 130021;2.吉林省電力勘測設(shè)計院,長春 130022;3.安徽華電宿州發(fā)電有限公司,安徽 宿州 234101)

        目前,濕法脫硫裝置在火力發(fā)電廠煙氣脫硫中得到了廣泛應(yīng)用,其副產(chǎn)品石膏質(zhì)量對系統(tǒng)經(jīng)濟效益及系統(tǒng)運行穩(wěn)定性有直接影響。某電廠2×300 MW 機組,于2008年安裝2套德國LLAG 公司濕法石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng)。2015年4月2日石膏脫水效果逐漸變差,出現(xiàn)石膏表面看似很干,中間出現(xiàn)夾層水分脫不出去的現(xiàn)象,影響了脫硫系統(tǒng)的正常運行。以下通過對現(xiàn)場石膏脫水系統(tǒng)運行狀況、樣品實驗室分析,對石膏含水率高原因進行全面的分析并提出合理建議。

        1 設(shè)備運行狀況及調(diào)整

        1.1 設(shè)備運行狀況

        2015年4月2日現(xiàn)場樣品狀況:部分石膏旋流子脫水效果不好,石膏裂縫較多,石膏表面很干但中間水分較多,石膏拿起后呈流體狀。

        查看2015年3月10日~4月21日脫硫系統(tǒng)運行日志:1號吸收塔pH 值3月10日~4月16日為5.1~5.4,4月17~21日為4.6~5.0;2號吸收塔漿液3月10日~4月16日為5.0~5.7,4月17~21日為4.4~5.8。石灰石粉碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為86.44%~88.92%,未達到不小于90%的設(shè)計要求。1號吸收塔漿液密度為1 200~1 310kg/m3,2號吸收塔漿液密度為1 220~1 290kg/m3。3月16日停止2號塔1號漿液循環(huán)泵運行,之前2號塔1、2號2臺泵運行。4月2日皮帶脫水機脫水困難,1號塔漿液密度漲至1 300kg/m3,2號塔漲至1 268 kg/m3,且調(diào)整無效;啟動2號吸收塔1號漿液循環(huán)泵。4月8日1號塔進行漿液置換,4月12日石膏含水率增加,石膏成流體狀。

        查看2015年3月10日~4月21日相關(guān)參數(shù)運行曲線:3月10日~4月21日期間1、2號機組負荷、入口二氧化硫濃度基本一致;石灰石供漿流量2號脫硫塔大于1號脫硫塔;A、B 皮帶脫水機真空度于4月9日同時開始明顯下降,4月9~21日真空度(A:-55~-23kPa、B:-59~-22kPa)下降1/2。

        1.2 設(shè)備運行調(diào)整

        2015年4月15日開始采取少供漿、不排漿措施,促進塔內(nèi)反應(yīng)完全,延長石膏結(jié)晶時間;4月15~16日,1、2號脫硫塔分別添加石膏晶種15t;通過少供漿、不排漿、添加石膏晶種后,吸收塔漿液中碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)由20%下降到3%,石膏中碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)由16%下降到3%。

        4月20日對濾布進行連續(xù)清洗,4月21日分別對1、2號旋流站更換了2個新的旋流子,4月22日對皮帶脫水機真空系統(tǒng)進行詳細檢查,未發(fā)現(xiàn)明顯漏氣點。

        4月24日將1、2號吸收塔漿液逐漸倒換至事故漿液罐,同時運行真空皮帶脫水機,2 個吸收塔pH 值控制在5.0 左右,吸收塔漿液密度由1 220 kg/m3降至1 130kg/m3,真空由-25kPa 升 至-41kPa,4月26日石膏脫水出現(xiàn)好轉(zhuǎn)。

        4月27日由于真空皮帶脫水機下料調(diào)整門死行程過大,調(diào)整不靈活造成石膏脫水效果突然變差,真空由-41kPa升至-26kPa。采取啟動備用真空皮帶脫水機運行,開啟石膏給料泵再循環(huán)門對石膏漿液進行分流40min后,石膏脫水恢復(fù)正常。

        2 樣品實驗室分析

        2015年4月21日 取石灰石樣品進行檢測,結(jié)果見表1。

        表1 石灰石檢測結(jié)果

        4月21、27日取吸收塔漿液樣品進行檢測,結(jié)果見表2。

        表2 吸收塔漿液檢測結(jié)果

        2014年4月21日旋流器進出口漿液樣品檢測,含固量質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 號塔進口24.95%、出口36.39%,2號塔進口33.93%、出口39.22%。

        4月21、27日取石膏樣品進行檢測,結(jié)果見表3。

        表3 石膏檢測結(jié)果%

        化驗結(jié)果表明:石灰石純度85.73%未達到設(shè)計值要求(不小于90%);調(diào)整前后吸收塔漿液密度明顯下降,4月21日1、2號吸收塔分別為1 210kg/m3、1 250kg/m3,4月27日1、2號吸收塔分別為1 110kg/m3、1 120kg/m3;4月21日更換旋流子后1、2號石膏旋流器出口漿液含固量質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為36.39%、39.22%,均未達到設(shè)計要求(40%~60%);調(diào)整前后石膏含水率明顯下降,4月21日石膏含水率為51.94%、50.87%,4月27日下降到18.29%。

        3 原因分析

        影響石膏含水率的因素較多,如石膏在漿液中的含量、漿液的pH 值、氧化空氣量、石膏晶體的大小、石膏脫水設(shè)備的運行狀況等。在石膏的生成過程中,如果工藝條件控制不好,往往會生成層狀或針狀晶體,尤其是針狀晶體(CaSO3·1/2H2O),形成的石膏顆粒小,粘性大,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,所以,控制好吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)條件和結(jié)晶條件,使之生成粗顆粒和短柱狀的石膏晶體,同時調(diào)整好系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)是石膏正常脫水的保證。該電廠石膏含水率高的主要原因如下。

        a.漿液密度高,如果漿液中碳酸鈣含量過高,碳酸鈣顆粒易粘結(jié)在一起,導(dǎo)致發(fā)生脫水困難。該電廠漿液循環(huán)泵運行數(shù)量由2臺變?yōu)?臺,在運行工況變化不大的情況下,如要保持二氧化硫排放濃度不超標(biāo),就要增加供漿量;同時石灰石品質(zhì)差必然也直接影響塔內(nèi)的反應(yīng)效果,需加大石灰石用量,導(dǎo)致漿液密度高,漿液pH 值保持較高。以上情況均會導(dǎo)致漿液中碳酸鈣的含量增大。

        b.石膏旋流器出口固體含量設(shè)計為40%~60%,實測1、2號旋流站出口含固量質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于40%,旋流器分離效果較差,進入真空皮帶機含水量加大,導(dǎo)致脫水困難。

        c.脫水機真空度不足,不能將皮帶機上石膏濾餅中的游離水吸出,導(dǎo)致石膏含水率增加。

        4 建議

        保證石灰石品質(zhì)達到設(shè)計要求;合理控制漿液循環(huán)泵運行臺數(shù)、石灰石供漿量、漿液密度、pH 值;降低石膏中雜質(zhì)碳酸鈣的含量;提高吸收塔內(nèi)的液位,讓漿液達到脫水密度的時間變長,以延長石膏的結(jié)晶時間;更換運行效果不好的旋流子,保證石膏旋流器出口漿液中固體含量達到設(shè)計要求(40%~60%);加強石灰石、吸收塔漿液、旋流器出口固體、石膏成分的日常化驗分析,根據(jù)化驗結(jié)果指導(dǎo)脫硫系統(tǒng)的運行調(diào)整;控制皮帶脫水機真空度在-40 kPa以上;保證在線表計測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,對故障表計及時處理;加強設(shè)備日常維護,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

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