李菁

摘要：石灰石耗量是濕法煙氣脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟性分析的重要指標，它的高低將直接影響FGD運行的成本。根據(jù)石灰石耗量的測量結果，對運行中石灰石耗量的主要影響因素進行分析，并通過對姚孟發(fā)電脫硫系統(tǒng)運行參數(shù)的分析比較，采取相應措施，提出降低石灰石耗量的可行性方案，降低石灰石粉耗量，提高脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟性。

關鍵詞：石灰石粉耗量;脫硫漿液循環(huán)泵;非氧化型殺菌劑;

1 引言

姚孟發(fā)電有限責任公司#5、6機組為2×600MW機組脫硫系統(tǒng)，采用石灰石-石膏濕法，一爐一塔脫硫裝置，設計脫硫效率大于95%，Ca/ S≤1.03，外購石灰石粉。近年來公司大宗物料每年耗資兩千余萬，為有效降低大宗物料消耗，公司目標石灰石粉耗量應低于93 kg/萬kwh，而實際測算值為96.8 kg/萬kwh，提高脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟性，降低機組脫硫粉耗迫在眉睫。

2 石灰石耗量影響因素分析

2.1 石灰石粉品質(zhì)

石灰石來料品質(zhì)是影響石灰石耗量的重要因素，石灰石中存在的MgO、SiO2等氧化物雜質(zhì)，雜質(zhì)帶入脫硫系統(tǒng)中的可溶性鋁和漿液中的氟離子可以形成AlFx絡合物，當AlFx絡合物達到一定濃度時會降低石灰石反應活性，使石灰石漿液進入反應盲區(qū)。

2.2 機組投油量

鍋爐投油后，含有油份的煙氣進入吸收塔，油污在吸收塔內(nèi)與漿液的接觸中，會在CaO? CaSO3等固相顆粒的表面形成一層油膜，油膜將石灰石與漿液隔離，阻止了石灰石的溶解，從而導致了脫硫效率和PH的降低，可通過統(tǒng)計機組脫硫石灰石粉耗情況與機組投油情況進行數(shù)據(jù)對比。

2.3 吸收塔入口煙氣粉塵濃度

煙氣進入吸收塔后，煙塵中的鋁離子、鐵離子等與漿液中的氯離子、氟離子配對形成不溶解性氟化鋁膠狀絡合物，會包裹石灰石顆粒，影響吸收反應的進行。電除塵高壓電場停運或運行效率下降會直接導致粉塵含量增大，造成脫硫系統(tǒng)運行效率下降。

本廠電除塵器的設計出口粉塵濃度為18mg/Nm3。通過調(diào)取原煙氣入口粉塵歷史曲線，可以看出吸收塔入口粉塵濃度始終穩(wěn)定于15mg/Nm3左右。電廠除塵收塵效果穩(wěn)定，吸收塔入口粉塵無超標情況，并非造成石灰石粉耗增大的主要原因。

2.4 循環(huán)水殺菌劑使用情況

漿液起泡會造成漿液循環(huán)泵出力嚴重下降，工藝水水質(zhì)是影響漿液起泡的重要因素。漿液中氯離子濃度對漿液起泡性有很大影響，而氯離子主要來自于工藝水，一般要求工藝水中氯離子濃度<20mg/l。姚孟發(fā)電采用的殺菌劑為粘泥剝離劑（非氧化性殺菌劑：1227），該殺菌劑是一種季銨鹽與醇類復合殺菌劑，具有殺菌、粘泥剝離的功效，有良好的起泡性和吸附性。

為進一步確認循環(huán)水殺菌劑對工藝水氯離子濃度的影響，對循環(huán)水塔池加殺菌劑前后對工藝水分別取樣并檢測氯離子濃度。循環(huán)水添加非氧化型殺菌劑后，工藝水氯離子濃度大幅上升，將加劇漿液的虛化情況，可見是造成脫硫效率下降、石灰石粉耗量增大的重要原因。

2.5 脫硫輔助設備運行情況

脫硫系統(tǒng)為防止主要輔助設備如漿液循環(huán)泵、石膏排出泵管道堵塞，均在泵入口處裝設濾網(wǎng)。漿液循環(huán)泵及石膏排出泵入口濾網(wǎng)起到阻止大顆粒雜質(zhì)進入石膏旋流子并使其堵塞的作用;但其同時會阻止吸收塔內(nèi)大顆粒雜質(zhì)排出，進而可能造成循環(huán)泵噴嘴阻塞，循環(huán)泵出力下降，造成石灰石粉耗量增加。

#5機脫硫漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)細度為18mm 。同時對#5機脫硫吸收塔漿液循環(huán)泵出口噴嘴的堵塞雜質(zhì)粒徑進行了抽樣統(tǒng)計：超過80%的雜質(zhì)粒徑都分布在20mm以上范圍，而脫硫漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)細度僅為18mm ，漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)細度大并非造成噴嘴堵塞的重要原因。吸收塔石膏排出泵是塔內(nèi)雜質(zhì)排出的主要途徑，入口加裝濾網(wǎng)若細度過小，極有可能阻礙吸收塔內(nèi)異物排出。根據(jù)吸收塔雜質(zhì)粒度統(tǒng)計，排出泵濾網(wǎng)細度應至少大于30mm才能保證塔內(nèi)雜質(zhì)排出。查詢石膏排出泵濾網(wǎng)工藝說明，石膏排出泵入口濾網(wǎng)的細度為25mm。

可以看出，石膏排出泵濾網(wǎng)細度小于吸收塔內(nèi)主要雜質(zhì)粒度，會嚴重阻礙吸收塔內(nèi)雜質(zhì)排出。機組臨檢期間對吸收塔進行檢查，吸收塔底部積垢達300mm，大塊橡膠、玻璃鱗片等雜物集聚，造成無法排出。因此，石膏排出泵入口濾網(wǎng)細度小是導致循環(huán)泵噴嘴堵塞、石灰石粉耗量偏大的重要原因。

3.降低石灰石耗量措施

3.1 提高石灰石品質(zhì)

運行中，嚴格控制石灰石來料純度，保證Ca Co3> 91.05%， MgO<2%，嚴格控制石灰石來料粒徑< 20 mm，減少石灰石料中泥土、灰面的含量。

3.2 合理選擇循環(huán)水殺菌劑藥種

通過試驗驗證，優(yōu)化循環(huán)水殺菌劑藥種，通過技術改造更改脫硫工藝水取水管路。

3.3 合理選擇脫硫系統(tǒng)漿液循環(huán)泵及石膏排出泵入口濾網(wǎng)細度

在保證脫硫漿液及石膏品質(zhì)的前提下，適當選擇較大細度濾網(wǎng)，并對濾網(wǎng)進行檢修加固，封堵濾網(wǎng)間隙，選擇更牢固的安裝工藝，以減少雜質(zhì)進入。

4 實施效果

4.1 取樣結果

通過加強入廠石灰石粉管理和取樣調(diào)查，本廠#5/6機組用石灰石粉取樣分析合格率已接近100%。

4.2 原料改進措施

針對非氧化型殺菌劑影響脫硫工藝水水質(zhì)造成吸收塔漿液起泡的情況，選擇不易引發(fā)漿液起泡的氧化型塔池殺菌劑，向公司申請購入。考慮節(jié)約殺菌劑成本，采取氧化型殺菌劑與非氧化型殺菌劑配合使用的方式。當塔池加非氧化型（易起泡）殺菌劑時，改變工業(yè)水取水方式（#5塔池或#6塔池），使脫硫工藝水取水避開易起泡的水源。編制了塔池加藥情況記錄表，及時掌握加藥情況及對吸收塔起泡的影響?？梢钥闯觯瑢Σ邔嵤┖笪账{液虛化現(xiàn)象基本得到消除。針對吸收塔漿液虛化這一問題癥結的對策在實施后取得良好的效果。

4.3 設備改進措施

提請拆除吸收塔石膏輸送泵入口濾網(wǎng)，經(jīng)試驗驗證，將脫硫漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)細度提高至20mm。對檢查存在脫落的#3循環(huán)泵入口濾網(wǎng)進行重新安裝，將四臺漿液循環(huán)泵的入口濾網(wǎng)都進行了固定，并將其與塔壁貼合部位約20～30mm間隙利用不銹鋼板進行封堵。

漿液循環(huán)泵出口管道差壓是運行中反映噴淋層堵塞情況的主要參數(shù)依據(jù)，當噴淋層噴嘴發(fā)生堵塞，循環(huán)泵出口管道壓差會出現(xiàn)明顯增大。在對策實施后，小組對#5機組脫硫四臺漿液循環(huán)泵出口壓差進行了連續(xù)三個月的監(jiān)視記錄，并與修前壓差以及修后（噴淋層清理后）初始壓差對比：

可以看出，在對策實施后，漿液循環(huán)泵出口噴淋層堵塞情況得到明顯改善，且無快速發(fā)展趨勢。吸收塔漿液循環(huán)泵出口噴嘴堵塞這一問題癥結得到了解決。

4.4節(jié)粉方法

只有減少石灰石粉的消耗量，方能使脫硫系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性得到保障。燃煤含硫量是影響石灰石粉消耗量的主要因素之一。姚孟發(fā)電廠三期機組鍋爐設計應用神華低硫煤作為煤種，因而FGD系統(tǒng)入口SO2濃度偏低，有助于減少石灰石粉的耗用量。四期FGD系統(tǒng)擴容整改后能成功燃燒使用硫含量波動性較大的煤種，雖然其提高了實際脫硫成本，但結合機組運作的綜合發(fā)電成本，其是促進脫硫機組優(yōu)勢充分發(fā)揮的潛力型方法。

石灰石粉品質(zhì)、粒徑均對石灰石粉的實際利用效率起到?jīng)Q定性作用。石灰石粉內(nèi)CaC03含量偏低時，石灰石粉的使用量會相應增多。這就意味著當石灰石粉的品質(zhì)出現(xiàn)較大波動時，應盡早將其替換掉。尤其是規(guī)避發(fā)生摻雜沙子的狀況，沙子不僅會增加輸漿管道被阻塞的風險，還對泵體和管壁形成較大的磨損。伴隨石灰石粉粒徑的減小，制漿環(huán)節(jié)的溶解概率就越高，進而能更加有效的參與到反應過程。

噴淋塔中的脫硫反應情況也影響著石灰石粉的消耗量，若發(fā)生塔中漿液CaC03含量偏高的情況時，則提示脫硫反應欠佳，補漿過量。因為實際生產(chǎn)中是依照塔中漿液酸堿度去調(diào)整石灰石漿液供給量的，如果pH計呈現(xiàn)值較高時，石灰石漿液供給量便會相應較大。故而在這樣的工況下，應指派專人定時校驗與沖洗pH計。并依照實際運轉狀況科學設定pH值，達到減少石灰石漿液消耗量的目的。

5 結論

活動后根據(jù)姚孟發(fā)電#5機組脫硫石灰石粉耗統(tǒng)計情況，結合#5機組年發(fā)電量預期及石灰石粉價格，得出脫硫石灰石粉耗量效益表：

綜上，降低脫硫系統(tǒng)石灰石耗量可從脫硫系統(tǒng)內(nèi)部深挖潛力，控制石膏漿液品質(zhì)、優(yōu)化脫硫輔助設備工藝及配件選擇、優(yōu)化脫硫運行調(diào)整是解決該問題的關鍵。

參考文獻

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