脫硫工藝流程簡介

1、濕法煙氣脫硫技術(shù)的應用 大港電廠脫硫工藝簡介張淑君1，2 田沛1 1. 華北電力大學 河北省保定市 0710032天津大港發(fā)電廠 天津市 300272【摘要】 本文詳細介紹了大港電廠脫硫系統(tǒng)工藝流程、主要設(shè)備以及敘述經(jīng)常發(fā)生故障的處理對策。【關(guān)鍵詞】 脫硫系統(tǒng) 煙氣 石灰石 石膏 隨著我國的快速發(fā)展，用電量大大增加，大型火電廠紛紛投產(chǎn)，而對于火電廠其主要燃料是煤。據(jù)統(tǒng)計，我國電廠用煤的平均含硫量在1.23%左右。煤中的硫在燃燒過程中，除少部分殘留在灰中外，絕大部分轉(zhuǎn)化為SO2，其主要危害是與水蒸汽分子結(jié)合，凝結(jié)在金屬表面，對金屬產(chǎn)生腐蝕；排入大氣污染周邊環(huán)境，危害人體健康；形成酸雨，造成生態(tài)公

2、害。因此，控制和消除電廠煙氣中二氧化硫的排放，對減少大氣污染，加強生態(tài)保護起到重要作用，這就需要火電廠加裝脫硫裝置。1 脫硫系統(tǒng)簡況大港發(fā)電廠一期為2×32.85MW燃煤火力發(fā)電機組，每臺機組建設(shè)一套石灰石石膏濕法煙氣脫硫裝置，用于處理該機組在BMCR工況下100%的煙氣，脫硫率大于等于95%。鍋爐引風機后的煙氣經(jīng)過脫硫增壓風機和氣氣換熱器，進入吸收塔脫硫。凈化后的煙氣經(jīng)過氣氣換熱器再熱，然后從現(xiàn)有煙囪中排入大氣。該工程由中國華電工程（集團）有限公司總承包，采用了日本三菱的脫硫技術(shù)。煙氣脫硫裝置(FGD)主要由6個部分組成: 煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、排

3、放系統(tǒng)和公用系統(tǒng)。其中石灰石制漿系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、事故漿液箱、工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)為兩套共用。濕法煙氣脫硫主要工藝流程為：鍋爐排出的煙氣經(jīng)引風機送入煙道，再從煙道引出經(jīng)過升壓風機升壓、進入GGH煙氣交換器，冷卻后進入吸收塔，吸收塔內(nèi)漿液（石灰石經(jīng)過破碎、研磨、制成漿液）經(jīng)循環(huán)泵送到噴淋裝置噴淋。煙氣在吸收塔中與噴淋的石灰石漿液接觸發(fā)生吸收反應，除掉煙氣中的SO2，潔凈煙氣從吸收塔排出后經(jīng)GGH煙氣交換器，加熱后排入煙道。吸收塔內(nèi)吸收SO2后生成的亞硫酸鈣，噴淋到吸收塔底部經(jīng)氧化處理生成硫酸鈣，由吸收塔排出經(jīng)脫水處理后，固體石膏再利用。吸收塔排出的凈煙氣，經(jīng)加熱后回到煙道，經(jīng)煙囪排向大氣。

4、大港脫硫工程為一爐一塔對稱布置。1.1煙氣系統(tǒng)從引風機出來的原煙氣通過增壓風機引導到GGH熱端，通過吸收塔被處理后的凈煙氣通過GGH后被加熱到80以上。GGH設(shè)置有低泄漏風機、密封風機、吹灰器。FGD設(shè)置入口、出口、旁路和排氣擋板，為防止入口、出口、旁路擋板結(jié)露，在擋板關(guān)閉時密封風機應運行并將密封風加熱到120。主要作用：提高煙氣壓頭克服系統(tǒng)阻力，將凈煙氣加熱。雙套：升壓風機、氣/氣換熱器、回轉(zhuǎn)式煙氣再熱器1.2吸收塔系統(tǒng)吸收塔是整個脫硫系統(tǒng)的主要設(shè)備，吸收劑（石灰石漿液）由制漿系統(tǒng)送至吸收塔，吸收塔底部為漿池，漿液由循環(huán)泵送至吸收塔頂部噴淋盤中，從噴淋盤的噴嘴中以極細小的霧滴形式噴下；含硫煙

5、氣由吸收塔中部進入，煙氣在上升過程中與吸收劑逆流接觸，并在塔內(nèi)進行吸收反應（吸收反應方程式見），煙氣中的SO2與石灰石漿液反應生成物沉積在吸收塔底部（氧化反應方程式見），經(jīng)脫硫的凈煙氣由吸收塔上部引出。原煙氣經(jīng)過GGH降溫后進入吸收塔，通過與吸收漿液的接觸，洗滌除去SO2，同時也除去煙氣中的部分飛灰。為了避免在煙氣與漿液接觸的接口面（干濕界面）發(fā)生沉積現(xiàn)象，在FGD運行時應定期進行沖洗。吸收塔漿池的設(shè)計考慮了石灰石漿液的可利用率、硫酸鈣的過飽和度以及亞硫酸鹽的足夠氧化空間。為了保證漿液不會沉積，吸收塔漿池設(shè)置了攪拌器。吸收塔漿池中的亞硫酸鈣被氧化風機提供的空氣完全氧化成石膏。工藝水、石灰石漿液

6、、石膏漿液經(jīng)脫水后的濾液被加入到吸收塔中，通過吸收塔補水門的控制來保持吸收塔液位在一個合適的范圍。通過石灰水漿液調(diào)節(jié)閥控制石灰石漿液的補給量，維持吸收塔漿池中漿液的PH值在5.06.0之間，以保證FGD的吸收效率。吸收塔漿液的濃度是通過真空皮帶給料泵至真空皮帶脫水機之間的調(diào)節(jié)閥控制石膏漿液的排出量，以維持吸收塔的漿液濃度大約在30%的范圍。離開吸收塔的吸收漿液洗滌區(qū)，煙氣流向除霧器。煙氣中攜帶的細小的石膏漿液液滴被分離，并在重力的作用返回到吸收塔漿池。除霧器采用兩級V型結(jié)構(gòu)。為了保證除霧器的除霧效果，應定期對除霧器進行清洗。自動沖洗噴嘴安裝在第一級除霧器的前、后側(cè)及第二級除霧器的前側(cè)。第二級除

7、霧器的后側(cè)清洗閥門采用手動閥，該閥門只在FGD停運時開啟對2級除霧器進行清洗。吸收塔一部分漿液通過廢水旋流器的溢流作為廢水流入廢水箱，廢水通過廢水泵排向電廠的廢水池。廢水中的固體含量應小于10%。（1） 吸收反應CaOH2OCa（OH）2Ca（OH）2SO2CaSO3·1/2H2O1/2H2OCaCO3SO21/2H2OCaSO3·1/2H2OCO2CaSO3·1/2H2OSO21/2H2OCa（HSO3）2（2） 氧化反應2CaSO3·1/2H2OO23H2O2 CaSO4·2H2OCa（HSO3）21/2O2H2OCaSO4·2H

8、2OSO2主要作用：吸收SO2凈化煙氣。設(shè)備包括：吸收塔、吸收塔放空擋板、吸收塔攪拌器、氧氣空氣壓縮機（4臺）、循環(huán)泵6臺、1.3石灰石漿液制備系統(tǒng)本工程采用濕式球磨系統(tǒng)制備石灰石漿液，制漿系統(tǒng)采用一用一備的方式。從廠外采購的石灰石通過運輸車輛運送到石灰石制備車間，倒入石灰石料斗。石灰石從料斗往下經(jīng)過石灰石給料機金屬分離器石灰石破碎機石灰石輸送帶斗式提升機石灰石倉皮帶輸送機石灰石倉存儲。安裝在石灰石料倉下的石灰石稱重給料機以定速給料的方式給濕磨提供粒徑小于10mm的石灰石顆粒。濕式臥式球磨采用工藝水制漿，從濕磨磨制出的大約濃度為50%石灰石漿液進入磨漿液箱。并通過磨漿液箱石灰石旋流器后，底流返

9、回到濕磨，溢流進入石灰石漿液箱，石灰石漿液箱存儲濃度為30%的石灰石漿液，以供吸收SO2用。石灰石漿液由石灰石漿液泵加壓后送入石灰石漿液循環(huán)母管中，通過靠近吸收塔的石灰石漿液調(diào)節(jié)閥控制到吸收塔的供給量。主要作用：將石灰石制成漿液。設(shè)備包括：石灰石卸料間除塵器、石灰石卸料斗、除鐵器、皮帶輸送機、錘式破碎機、振動給料機、斗式提升機、刮板輸送機、石灰石倉頂除塵器、石灰石倉、石灰石漿液箱、石灰石漿池攪拌器、石灰石漿泵（3臺）、給料稱重機、水力旋流器、濕式球磨機、磨機漿池、磨機漿池泵（4臺）1.4石膏脫水系統(tǒng)石膏漿液由真空皮帶脫水機給料泵加壓送至循環(huán)母管，通過靠近真空皮帶脫水機的石膏漿液控制閥控制真空皮

10、帶機的給料。濃度為30%的石膏漿液通過真空皮帶機過濾后，生成含水量小于10%的石膏餅。用溫度為70的熱水沖洗石膏，以保證石膏餅中的氯離子含量小于100ppm，石膏沖洗水采用電廠提供的蒸汽進行加熱。真空皮帶過濾機的濾布用工藝水進行沖洗。真空泵的密封水被收集到石膏沖洗水箱，每臺真空皮帶機配有一臺水環(huán)式真空泵。濾液分離器中的濾液由重力返回的濾液箱，通過控制返回到#1、#2吸收塔的濾液量來維持濾液箱的液位。正常一臺真空皮帶脫水機對應一臺機組BMCR工況下的150%石膏漿液量，兩臺真空皮帶脫水機可以自由接受任意一臺機組的石膏漿液。從真空皮帶過濾機排出的石膏餅經(jīng)石膏運輸皮帶輸送到石膏庫。主要作用：回收吸收

11、劑，再利用。設(shè)備包括：旋流器進料泵、廢水旋流站、石膏脫水旋流站、石膏漿轉(zhuǎn)運泵（4臺）、真空皮帶過濾機、濾餅沖洗水泵、濾液罐、真空泵、濾布沖洗水箱、濾布沖洗水泵、漿液泵4臺、石膏漿緩沖罐、石膏脫水排水坑攪拌器、石膏脫水排水坑泵、吸收塔排水坑泵、吸收塔排水攪拌器、事故漿液泵、事故漿液攪拌器、濾液水箱、濾液水箱泵2臺1.5排放系統(tǒng)每個機組設(shè)置一個吸收塔區(qū)排水坑。當吸收塔故障需要排液時，將塔中的漿液排到事故漿液箱。事故漿液箱設(shè)計時已經(jīng)考慮能完全容納一臺機組吸收塔及其漿液管道的漿液。由于吸收塔漿池設(shè)計在地面，通過吸收塔排出泵不能排出的漿液通過重力自流到吸收塔區(qū)排水坑，通過吸收塔區(qū)排水坑的排漿泵將該部分漿

12、液排到事故漿液箱。在吸收塔檢修完畢后，可以通過事故漿液箱排出泵將漿液送回到吸收塔。石灰石制備區(qū)地坑用來收集石灰石制備區(qū)的溢流漿液以及排污。收集到的漿液將返回磨漿液箱。脫水區(qū)地坑用來收集脫水區(qū)的溢流以及排污。收集到的漿液將返回濾液箱。廢水旋流器溢流的漿液進入廢水箱，由廢水泵將廢水排放至電廠渣池。吸收塔通過吸收塔排漿泵排放漿液的目的是來降低吸收塔內(nèi)石膏漿液中的CL離子的含量。1.6公用系統(tǒng)工藝水用于吸收塔的補水、吸收塔設(shè)備沖洗、石灰石漿液的制備、真空皮帶脫水機的沖洗及石膏餅的沖洗等。儀表空氣用于氣動執(zhí)行器、儀表吹掃、真空皮帶脫水機。雜用空氣用于GGH吹灰。冷卻水由鍋爐閉式冷卻水提供，冷卻水用于增壓

13、風機、濕磨、氧化風機、真空泵等設(shè)備的軸承、油、空氣的冷卻。蒸汽由電廠提供，用于加熱石膏沖洗水，減少石膏中CL離子含量。設(shè)備包括：工藝水箱、工藝水泵3臺2 常見故障及處理對策2.1 增壓風機跳閘現(xiàn)象：1）鍋爐負壓瞬間上升。2）旁路擋板自動開啟，鍋爐負壓波動逐漸平穩(wěn)。3）吸收塔排氣擋板自動開啟，F(xiàn)GD入口壓力、溫度急速降低。增壓風機的動葉自動關(guān)閉至0。主要原因：1）6KV母線失電。2）增壓風機電氣故障等。3）增壓風機聯(lián)鎖保護動作。處理方法：1）若是因6KV母線失電造成，若6KV電源短時間不能恢復，按停機相關(guān)規(guī)定，并盡快將管道和泵體內(nèi)的漿液排出以免沉積。2）將增壓風機動葉關(guān)至最小位置，做好重新啟動脫

14、硫裝置的準備。3）增壓風機跳閘后處理原因過程中，應嚴格控制吸收塔液位，以備脫硫隨時恢復啟動。4）若造成380V電源中斷，按相應規(guī)定處理。若較長時間不能處理增壓風機跳閘原因，應將脫硫系統(tǒng)轉(zhuǎn)至停備狀態(tài)。2.2脫硫效率低序號影響因素具體原因解決方法1SO2測量測量不準校準SO2的測量2PH測量測量不準校準PH的測量3煙氣煙氣流量增大煙氣中SO2濃度增大適當調(diào)整PH設(shè)定值適當調(diào)整吸收塔液位設(shè)定值4吸收塔漿液的PH值PH值太低檢查石灰石的投入；增加石灰石的投入；檢查石灰石的反應性能檢查石灰石漿液供給是否正常檢查石灰石漿液濃度是否正常5吸收塔內(nèi)O2不足氧化風機入口慮網(wǎng)臟切換氧化風機運行2.3工藝水中斷現(xiàn)象

15、:1）工藝水壓力低報警信號發(fā)出。2）生產(chǎn)現(xiàn)場各處用水中斷。3）相關(guān)漿液位下降。主要原因：1）運行工藝水泵故障,備用水泵聯(lián)動不成功。2）工藝水泵箱液位太低，工藝水泵跳閘。3）工藝水管破裂。處理方法：1）查明工藝水中斷原因，及時匯報值長，及時恢復供水。2）在處理中，密切監(jiān)視吸收塔溫度、液位及石灰石漿液位變化情況，必要時短時停機規(guī)定處理。2.4濕磨入口堵料現(xiàn)象：濕磨入口進料管法蘭連接處有漿液流出，堵料嚴重時稱重給料機前后蓋板也有漿液流出，濕磨循環(huán)箱液位會降低。原因：濕磨入口給料量過大或濕磨入口進水量不足或停磨過程中濕磨入口沖洗不凈。處理：立即停止稱重給料機、濕磨及濕磨循環(huán)泵。謹慎沖洗管道，防止沖洗水

16、進入稱重給料機，并聯(lián)系檢修人員處理。2.5 真空皮帶機急?，F(xiàn)象：1）真空皮帶機急停時，就地控制柜均發(fā)出報警信號。2）吸收塔內(nèi)漿液濃度逐漸增大。主要原因：保護停、系統(tǒng)故障或事故按鈕動作。處理方法：1）確認真空皮帶機急停后聯(lián)鎖動作正常，并確認吸收塔至真空皮帶皮帶漿液電動門和氣動調(diào)節(jié)門自動回零。2）立即就地查看急停原因，必要時聯(lián)系檢修人員處理。注意在啟動真空皮帶機前，應先將真空皮帶機上石膏漿液脫水，以防石膏含水量過大堵塞落料口。3）若短時間內(nèi)不能恢復運行，則應密切監(jiān)視吸收塔液位、濃度和吸收塔循環(huán)泵電流變化情況，并適當降低增壓風機動葉開度和石灰石漿液給料量，發(fā)現(xiàn)濃度上升至35wt%或者循環(huán)泵電流上升至影響循環(huán)泵安全運行時應考慮停止FGD運行。結(jié)束語大港電廠脫硫系統(tǒng)采用了較為成熟的濕法脫硫工藝，系統(tǒng)的可用率達到98%以上，并可以擁有95