呂 賽

（兗礦華聚能源趙樓電廠，山東 菏澤 274700）

0 引言

半干法脫硫脫硝因反應(yīng)快、效率高、副產(chǎn)物能被綜合利用等特點被廣泛用于大型機(jī)組中。 某電廠1號鍋爐采用循環(huán)流化床半干法脫硫脫硝一體化工藝。 系統(tǒng)投運以來，整體運行平穩(wěn)，但在停爐檢修中發(fā)現(xiàn)灰斗內(nèi)出現(xiàn)板結(jié)的情況，尤其以灰斗末端的1-3、2-3 最為嚴(yán)重。 在 2019 年 4 月檢修停爐后，通過氣力輸送系統(tǒng)輸至灰?guī)齑蠹s600 t，后期人工清理約200 t?；叶穬?nèi)板結(jié)的灰硬度較大，需進(jìn)入內(nèi)部使用電鎬破碎，并利用檢修人孔將灰運出，耗費大量人力物力。 在清理過程中易出現(xiàn)落灰、揚塵等情況，極為不便。 本文以該電廠為例介紹如何防止灰斗板結(jié)的問題。

1 概述

該電廠300 MW 機(jī)組采用亞臨界、 固態(tài)排渣循環(huán)流化床鍋爐，于2016 年進(jìn)行超低排改造，采用循環(huán)流化床脫硫除塵脫硝一體化工藝， 包括1 套煙氣脫硫系統(tǒng)， 采用一爐一塔方式布置， 主要由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、布袋除塵器清灰系統(tǒng)、消石灰制備及供應(yīng)系統(tǒng)、物料循環(huán)及流化系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)等組成。 圖1 為超低排放系統(tǒng)示意圖。

該電廠現(xiàn)脫硫采用爐內(nèi)噴鈣+爐外半干法的工藝；脫硝采用爐內(nèi)SNCR+脫硫塔噴入COA 脫硝劑的工藝。系統(tǒng)自投運來整體運行平穩(wěn)，能實現(xiàn)煙氣的超低排放，但出現(xiàn)了灰斗內(nèi)板結(jié)情況。

2 原因排查

為對灰斗板結(jié)原因進(jìn)行分析， 電廠進(jìn)行了多項常規(guī)檢查。

圖1 超低排放系統(tǒng)示意圖

1）對工藝水系統(tǒng)檢查，發(fā)現(xiàn)兩支工藝水噴槍槍體無磨損，霧化效果良好，未有滴水等情況，脫硫塔內(nèi)壁清潔無板結(jié)情況。

2）脫硫劑品質(zhì)。 超低排放系統(tǒng)脫硫劑采用消石灰，消石灰來源為通過消化器自制及外購，自制消石灰Ca（OH）2含量為 88%左右，水分為 0.2%左右；外購消石灰Ca（OH）2含量為95%以上，水分為0.3%左右。 兩種消石灰含量及水份均符合要求。

3）灰斗流化風(fēng)、斜槽流化風(fēng)溫度常年控制在120 ℃左右，且加熱器均定期進(jìn)行放水檢查，無泄漏情況，排除水份通過流化風(fēng)進(jìn)入系統(tǒng)的情況。

4） 超低排放6 個灰斗外壁均有蒸汽伴熱加熱，汽源來自汽機(jī)側(cè)的輔汽聯(lián)箱?；叶繁跍乜刂圃?00 ℃左右，且蒸汽與灰分離，不存在漏入灰斗的情況。

5）灰斗料位按照廠家提供的說明，保持在8～10 kPa（灰斗采用的振動式料位計），輸灰壓力0.5 MPa 左右，輸灰管路無堵塞情況，輸灰時間設(shè)置等也均無問題。

6）COA（Catalytic Oxidation Absorption，簡稱COA）噴槍霧化效果良好， 且氮氧化物控制主要依賴爐內(nèi)SNCR（Selective Non-Catalytic Reduction，簡稱SNCR），COA 僅為輔助手段，用量較低，影響較小。

3 原因分析

在對系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)并無異常后， 電廠又對參數(shù)、工藝等進(jìn)行了原因查找，發(fā)現(xiàn)在脫硫塔出口溫度控制、工藝水水質(zhì)、板結(jié)灰成分等存在問題。

3.1 脫硫塔出口溫度低

運行中脫硫塔出口煙氣溫度長期維持在72 ℃左右，即使在沒有消石灰投入的情況下，也保持此溫度。根據(jù)廠家提供的技術(shù)要求，脫硫塔出口溫度控制在69～75 ℃，為消石灰脫硫的最佳反應(yīng)窗口。 在未投入工藝水減溫的情況下， 脫硫塔出口的煙氣溫度在110～130 ℃， 長期控制較低的溫度使減溫水過量，增大了煙氣濕度，煙氣濕度為13.5%（設(shè)計要求不高于 12.5%）。

3.2 多用濃鹽水作為工藝水補(bǔ)水

工藝水箱水源設(shè)計有循環(huán)水、工業(yè)水、濃鹽水，因電廠內(nèi)無濃鹽水處理裝置， 故濃鹽水多作為工藝水進(jìn)入超低排放系統(tǒng)。 通過對灰斗內(nèi)板結(jié)的灰進(jìn)行化驗，氯離子的含量為2.64%，含量較高。 電廠濃鹽水產(chǎn)自反滲透，氯離子濃度高于1 000 mg／L，遠(yuǎn)高于HJ 178—2018 《煙氣循環(huán)流化床法脫硫工程通用技術(shù)規(guī)范》 中氯離子濃度不高于400 mg／L 的要求，濃鹽水進(jìn)入系統(tǒng)后易吸潮，在灰斗內(nèi)壁形成板結(jié)。

3.3 超低排放灰斗循環(huán)灰置換率差

板結(jié)灰化驗結(jié)果顯示，灰的含水率1.42%，半水亞硫酸鈣含量2.32%，硫酸鈣含量46.99%，氫氧化鈣含量2.07%，碳酸鈣含量34.69%。半水亞硫酸鈣含量低，硫酸鈣及碳酸鈣含量高，說明循環(huán)灰置換率差。

3.4 停運后灰斗無伴熱

因該電廠為單機(jī)運行，在機(jī)組停運后無熱源，灰斗蒸汽伴熱、流化風(fēng)加熱等均不能投入，灰溫下降較快，流動性變差。尤其是在冬季環(huán)境溫度較低的情況下，若不能及時將熱灰輸送至灰?guī)?，灰溫下降后極易板結(jié)。

4 采取措施

4.1 提高反應(yīng)塔出口的煙氣溫度

溫度的控制，實質(zhì)上是對煙氣濕度的控制。脫硫工藝中，煙氣的濕度對脫硫效率的影響很大［1］。 在負(fù)荷及二氧化硫排放穩(wěn)定期間， 減少脫硫塔消石灰的投入量，將煙氣溫度控制在85～90 ℃之間。 二氧化硫排放數(shù)值較高時再投入工藝水， 降低脫硫塔出口溫度至75 ℃以下后，投入消石灰，對脫硫塔出口煙氣溫度進(jìn)行勤調(diào)、細(xì)調(diào)，減少工藝水量，降低循環(huán)灰及煙氣水份。

4.2 更換工藝水水源

電廠已與周邊礦井合作進(jìn)行濃鹽水處理改造，可將濃鹽水回收利用。 將工藝水水源改為氯離子含量較低工業(yè)水（工業(yè)水氯離子含量僅為350 mg／L 左右），降低氯離子含量，減少循環(huán)灰吸濕。

4.3 新增超低排放循環(huán)灰置換系統(tǒng)

該電廠一級布袋除塵器及空預(yù)器的灰輸送至1 號、2 號灰?guī)?，超低排放的灰輸送?3 號灰?guī)欤? 號、2 號灰?guī)斓幕意}離子低于3 號灰?guī)臁?在1 號灰?guī)煜滦略鲆惶讉}泵輸灰， 定時向脫硫塔底部補(bǔ)充1 號灰?guī)斓幕?，同時加強(qiáng)超低排放6 個灰斗的輸灰，加強(qiáng)循環(huán)灰的置換，改善循環(huán)灰的品質(zhì)。

4.4 恢復(fù)一級布袋除塵器旁路系統(tǒng)

將已隔離的一級布袋除塵器旁路系統(tǒng)恢復(fù)。 在一級布袋除塵器差壓較高（即灰量較大）時打開此旁路， 未經(jīng)一級布袋過濾的熱灰直接進(jìn)入超低排放系統(tǒng)，增加超低排放系統(tǒng)循環(huán)灰的置換量。

4.5 利用啟動鍋爐向灰斗蒸汽伴熱供熱

電廠設(shè)置35 t／h 的燃油啟動鍋爐， 在機(jī)組啟動前加熱給水及供軸封用汽。 在機(jī)組停運后利用啟動鍋爐向灰斗提供蒸汽伴熱， 灰斗壁溫控制在80℃左右；同時對灰斗流化風(fēng)、斜槽流化風(fēng)加熱器供汽，使流化風(fēng)溫度達(dá)到100 ℃以上，加強(qiáng)灰的流動性，及時輸灰，防止灰溫降低板結(jié)。 啟動鍋爐不需長期運行，僅靠間斷供汽即可維持灰斗壁溫，用油量較小，經(jīng)濟(jì)實用。

4.6 在灰斗內(nèi)壁新增流化板及空氣炮

原廠家設(shè)計的灰斗僅在底部裝有流化板， 而板結(jié)多發(fā)生在側(cè)壁。 現(xiàn)在6 個灰斗兩側(cè)壁各增加面積約為6 m2流化板，加強(qiáng)側(cè)壁灰的流動性。原每個灰斗僅設(shè)置4 個容量為0.46 L 的氣動錘， 容量小， 效果差。 將每個灰斗新增4 個容量為100 L 的空氣炮，定時開啟，對灰斗內(nèi)壁進(jìn)行沖擊，防止板結(jié)。

4.7 計劃停爐前控制灰斗料位

1-3、2-3 灰斗位于煙氣最末端，溫度最低，板結(jié)現(xiàn)象最嚴(yán)重， 在停爐前每天輪流將1-3、2-3 灰斗放空一次，改善兩個灰斗內(nèi)的流動性［2］；在停爐前將兩個灰斗料位控制在2～4 kPa，負(fù)荷較低時直接將兩個灰斗放空，關(guān)閉進(jìn)氣擋板進(jìn)行隔離，通過控制灰量來減少板結(jié)的情況發(fā)生。

5 結(jié)語

某電廠在采取上述措施及參數(shù)調(diào)整后，2019 年10 月檢修時各灰斗內(nèi)基本無板結(jié)情況，尤其是1-3、2-3 灰斗，在停爐后僅靠氣力輸灰即可輸至灰?guī)?，大大減小了工作量及環(huán)保壓力。新增循環(huán)灰置換系統(tǒng)、一級布袋除塵器旁路均運行正常。 通過對超低排放循環(huán)灰取樣，化驗結(jié)果中灰的含水率1.02%，半水亞硫酸鈣含量6.42%，硫酸鈣含量38.45%，氫氧化鈣含量3.42%，碳酸鈣含量29.23%。電廠半干法脫硫工藝灰斗板結(jié)的原因查找及運行調(diào)整、 防范措施等也為出現(xiàn)相同問題的機(jī)組提供借鑒。