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脱硫系统运行中常见问题及处理
吴 萍 邓月海 岳葆新
（华能杨柳青热电有限责任公司 天津 300380）

［摘 要］ 本文对石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行中经常会出现的吸收塔溢流、系统结垢堵塞、石膏脱水困难等一些问题进行分析，对问题产生的原因进行分析总结，并提出一些解决方案，指导脱硫系统正常运行。
［关键词］ 石灰石-石膏；脱硫；运行；问题；方案

1 引言
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前较为成熟的脱硫工艺，被广泛应用于火电厂烟气净化处理系统中，我公司三四期脱硫系统陆续投入运行，在调试及运行过程中出现了一些问题，也是其它电厂经常遇到的问题。
2 吸收塔溢流问题
2.1 吸收塔溢流现象
调试及运行中吸收塔会发生浆液溢流现象，而且此现象很普遍。溢流现象不是连续的，而且有一定的规律性，表面现象来看，很不好解释。例如我公司#5吸收塔溢流管线标高为11150mm，溢流排水管线位置13110mm，上面呼吸孔标高为14000mm。

系统停运时液位正常，运行中液位显示10000mm时溢流口开始间歇性溢流，并从呼吸孔排出泡沫。对液位计、溢流口几何高度进行校验，没有发现问题。当液位降低到8.5米左右，烟气会从塔体溢流口冒出，造成浆液从呼吸孔喷出。
2.2 原因分析
DCS显示的液位是根据差压变送器测得的差压与吸收塔内浆液密度计算得来的值，而不是吸收塔内真实液位。由于循环泵、氧化风机的运行，而且水中杂质（有机物，盐类等）、氧量较大，而引起浆液中含有大量气泡、或泡沫，从而造成吸收塔内浆液的不均匀性，由于浆液密度表计取样来自吸收塔底部，底部浆液密度大于氧化区上部浆液密度，造成仪表显示偏低。我公司脱硫用水采自机组循环水排污水，水质较差，有机物较高可达30～40，CL-含量超过1100 mg/l。此时吸收塔内液位超过了表计显示液位，此时塔内液位已经达到了溢流口的高度，再加上脉冲扰动、氧化空气鼓入、浆液的喷淋等因素的综合影响而引起的液位波动，并且浆液液面随时发生变化，导致吸收塔间歇性溢流。
2.3 处理方案
2.3.1 确定合理液位
调试期间确定合理的运行液位，根据现场运行条件，人为降低运行控制液位计显示液位，使塔内实际液位仅高于塔体溢流口高度，防止烟气泄露。修正吸收塔浆液密度来提高液位计显示液位，控制液位在塔体溢流口至溢流排水口标高之间。
2.3.2 加入消泡剂
尽管确定液位仅高于塔体溢流口高度，也难免吸收塔浆液泡沫从呼吸孔冒出。根据实际运行情况来看，吸收塔内泡沫会高于实际液位表面2—5米。防止吸收塔溢流及喷沫现象的有效手段是加入消泡剂。加入消泡剂的量按系统废水量计算：（废水处理量设计值）×24h ×10g/ m3=X kg/h，如实际运行约3m3/h废水量，每天约加入0.72 kg/d就可起到消泡作用。同时按照运行情况连续排出废水，控制浆液中的盐分，避免大量泡沫的形成。
2.3.3 核算氧化空气用量
核算氧化空气用量，避免浆液中有太多过剩空气，富余的空气都以气泡的形式从氧化区底部溢至浆液的表面，从而造成浆液动态液位的虚假，也导致吸收塔浆液泡沫的增加。
2.3.4 吸收塔补水控制
正常运行情况下吸收塔补水手段主要是通过除雾器冲洗，再有是搅拌器和浆液泵、循环泵等的机封冷却水及一些浆液管路的冲洗水。运行要确保除雾器冲洗水量按照规程进行，防止除雾器结垢，尽量降低机封冷却水量满足泵和搅拌器运行需要，严格控制浆液管线的冲洗水量，冲洗出水澄清就要停运，防止过多水量进入吸收塔。除雾器的冲洗水也是消除泡沫的有效手段，水喷淋可减少泡沫积累，所以除雾器冲洗要在保证液位前提下多次少量。或者在呼吸孔加装喷水打散泡沫，防止泡沫溢出。
2.3.5 废水量控制
吸收塔内要及时排出废水，降低浆液中的盐分，减少浆液泡沫。
3 结垢问题
3.1 结垢问题也是脱硫系统的常见问题
结垢后常常造成设备通流面积减小、堵塞，甚至发生沉积量过大造成设备坍塌等重大事故。常发生结垢堵塞的部位：除雾器、吸收塔烟气入口段水平烟道、旋流器、浆液管道、浆液箱及地坑、吸收塔、泵入口管线等。而且GGH堵塞也是脱硫运行中常常发生的问题。
由于石灰石浆液、石膏浆液密度较大，容易发生沉积，会造成浆液管线，及箱罐中浆液的沉积，造成堵塞。我厂石灰石浆液再循环箱、事故浆液箱、石膏管线、石灰石旋流器、废水处理管线均发生过堵塞现象，某电厂除雾器发生结垢造成了除雾器坍塌。GGH堵塞常常发生积灰堵塞，尤其是电除尘器不能正常运行的机组，当吸收塔液位过高时，浆液或者泡沫倒灌入GGH造成堵塞现象也时有发生。GGH也经常会发生堵塞现象造成GGH差压增大，系统阻力增加。另外，石灰石湿式磨进料口堵塞问题在运行中也经常会发生。
3.2 原因分析
3.2.1 FGD系统中的结垢，发生在吸收塔入口干湿交界处及进口水平烟道十分明显。高温烟气 中的灰分在遇到喷淋液的阻力后，与喷淋的石膏浆液一起堆积在入口，越积越多，造成水平烟道膨胀节排水的堵塞，从而使烟道膨胀节漏水现象发生。其主要成分是灰分和CaSO4。
FGD系统中的石膏垢是由于石膏浆液中的CaSO4过饱和度α大于或等于1.4时，溶液中的CaSO4就会在吸收塔内各组件表面析出结晶形成石膏垢。
石膏过饱和度
上式中［Ca2+］［SO42-］分别为溶液中Ca2+、SO42-离子的浓度（mol/L）；Ksp为CaSO4·2H2O的浓度积（mol2/L2）。过饱和度α越大，结垢形成的速度就越快，仅当α<1.4时才能不结垢。要使α<1.4，需适当地设计吸收塔内石膏浆液浓度、液气比和提高氧化率。一般情况下，认为液气比越小，α越高，使α<1.4的最低液气比为11。石膏浆液浓度与α的关系亦是如此，浓度越低，α越大。所以控制吸收塔内浆液浓度是十分关键的。
吸收塔壁面及循环泵入口、石膏泵入口滤网的两侧常会积石膏垢，吸收塔壁面在浆液层下会均匀地结了一层松散的垢层，可以很容易的剥落下来。另外，在上层除雾器的叶片上，由于冲洗不能完全彻底，都有明显的浆液黏积现象，主要是吸收塔液位泡沫和冲洗不当造成的。在吸收塔底沉积现象较严重，在循环泵入口，石膏沉积也较严重。浆液管道设计时已考虑自身循环和放尽坡度，停运后的放尽和冲洗是运行要高度重视的问题，例如石膏排出泵、石灰石浆液循环泵等一运一备设备，尤其要高度重视停备设备入口管线的冲洗排空。
3.2.2 当浆液中亚硫酸钙浓度偏高时就会与硫酸钙同时结晶析出，形成这两种物质的混合结晶［Ca(SO3)x·(SO4)x·1/2H2O］，即CSS垢（Calcium Sulfate and Sulfite），CSS在吸收塔内各组件表面逐渐长大形成片状的垢层，这种垢在氧化风量不足时会发生。除雾器上往往会形成这种垢。由于烟气携带大量的浆液液滴会在除雾器上析出，如果未及时冲洗，往往会造成除雾器结垢。
3.2.3 吸收液浆液低pH值时，亚硫酸盐溶解度急剧上升，硫酸盐溶解度略有下降，会有石膏在很短时间内产生并析出，产生硬垢。而高pH值亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出，产生软垢。
3.2.4 石灰石浆液容易沉积，沉积的垢不同于石膏垢，主要成分是碳酸钙垢。主要是石灰石的细小颗粒沉积。尤其是石灰石浆液再循环箱，石灰石颗粒不均匀，大小差别很大，大的颗粒容易在底部沉积。
3.2.5 GGH结垢的一个原因是原烟气灰含量大，因为如果FGD入口烟气中灰浓度过大，会造成GGH结垢堵塞。对于电除尘器不能正常运行的机组，常常会发生。对于电除尘器正常运行情况下，发生此类结垢很少。另一个原因是来自除雾器的问题。除雾器带水，使得GGH传热元件表面变湿容易粘灰。烟气中携带的大量液滴夹杂着石膏颗粒很容易在换热元件上淤积并结垢，吹灰器很难予以清除。除雾器带水的原因：设计和选型不当，除雾器平面上烟气分布不均匀，过高和过低的烟气流速都会使浆液从除雾器带出，除雾器带水的另外一个原因就是冲洗不及时。如果运行中除雾器运行不正常会造成除雾器结垢，局部除雾器区域流速过大，浆液会被带出到GGH，造成GGH堵塞。GGH堵塞后往往反映到增压风机震动增加。“液气比”过大会造成烟气带水增加1，增加GGH工作负担。
3.2.6 吹灰器吹灰及冲洗不正常，导致GGH堵塞。GGH正常运行的情况下，总有烟气携带的石膏浆液结晶沉积在GGH换热元件上，如果吹灰器不正常，会导致换热元件堵塞，压差升高。
3.2.7 非正常运行工况也是GGH堵塞的原因之一。吸收塔液位过高运行，烟气中携带浆液较多，而且液位高时使泡沫或浆液灌入原烟道，这是运行中的脱硫系统GGH堵塞的常见原因。
3.3 处理方案
3.3.1 严格按照规程操作，控制浆液管线冲洗，防止石膏、石灰石浆液沉积。
3.3.2 合理控制吸收塔浆液浓度在正常范围之内，防止塔内浆液浓度过高。合理控制浆液PH值，防止浆液PH的急剧变化，导致浆液成分的不稳定性，避免CaSO3、CaSO4成分急剧变化。
3.3.3 加强定期工作管理。尤其是除雾器冲洗，设备停运后的冲洗工作。
3.3.4 控制吸收塔液位在低位运行。
4 球磨机堵料问题
4.1 湿式球磨机运行中常会发生进料口堵塞问题
湿式球磨机进料口采用斜弯头形式，上部有进水及返浆管线。计量皮带给料机浆粒径20—30mm的石灰石送入斜弯头，进入给料机。运行过程中发现湿式球磨机给料口发生堵塞现象。堵塞后处理是很困难的。
4.2 原因分析
4.2.1 石灰石原因
石灰石中杂物会造成球磨机进料口堵塞；石灰石中常有塑料麻绳等，会导致下料口堵塞；石灰石给料量的增加过快会导致下料口堵塞，石料量突然增加由于出口变小，会拥堵在磨机进料口造成堵塞；石灰石不均匀性会增加堵料的机会；计量皮带给料量超出磨机出力，磨机中石料消耗不了造成石灰石进料口的堆积，是造成磨机进料口堵塞的常见原因；石灰石来料中的石灰石粉尘过多会造成磨机进料口堵塞。由于下料管上结有石灰石旋流器回液管，会在磨机入口产生水汽，石灰石粉尘遇到水汽会粘附在下料口管壁上，时间长了就会影响下料发生堵塞现象。
4.2.2 启停磨机及计量皮带顺序不当也是造成球磨机进料口堵塞的原因之一
磨机的启动顺序应该是先将磨机运转正常后，再启动计量皮带。停磨顺序要求先将计量皮带停运后，确保没有石灰石进入磨机后，才可停运球磨机。如果磨机停运后，计量皮带未及时停运，磨机进料口肯定堵塞。一些非正常情况下磨机的停运要十分注意。由于某个条件需要联锁保护跳闸球磨机，要先跳计量皮带，要确保计量皮带停运后，磨机停运。
4.3 处理方案
4.3.1 保证石灰石颗粒的均匀性，不能太大或者太小，石灰石粉尘不能太多，严格按照磨机设计参数选择石灰石料。
4.3.2 运行中避免计量皮带给料量大于磨机的最大出力。
4.3.3 运行中避免计量皮带处理的骤增，增加负荷要平稳缓慢。
4.3.4 严格按照磨机启停顺序操作；连锁跳磨机前先跳闸计量皮带，延时一两秒钟再停运磨机。
5 石膏脱水困难
5.1 脱硫石膏经过脱水之后的石膏含水率高于10％（12％以上）
真空皮带脱水效果差，常导致石膏下料斗侧壁石膏堆积，甚至堵塞。沉积在下料斗侧壁上的石膏不规则地落到石膏皮带上造成石膏皮带跑偏。
5.2 原因分析
5.2.1 一种可能的原因是原烟气中的飞灰含量影响，粉煤灰的粒径要比结晶石膏的粒径小得多，在真空皮带机上脱水时，细颗粒的粉煤灰很快通过石膏颗粒之间的间隙到达滤布表面，把滤布的细孔堵死，皮带上的真空度不能提高。
5.2.2 FGD废水排放过少造成石膏脱水困难。由于旋流器顶流排出的废水中含的细颗粒的比例高，因此加大废水排量可以减少浆液中细颗粒的比例。
5.2.3 真空度问题。真空度太低会造成石膏脱水困难。真空度低的原因很多，比如浆液分配器分配不均，造成真空度低、真空泵水密封不好水量不足、真空泵管线泵体结垢、真空罐下降管水封效果不好等原因。
5.3 处理方案
5.3.1 对除尘器进行改造降低入口烟气的粉尘浓度。
5.3.2 加大废水排放量，由于旋流器顶流排出的废水中含的细颗粒的比例高，因此加大废水排量可以减少浆液中细颗粒的比例。
5.3.3 严格真空泵运行管理，保证真空度，如果有结垢现象，可对真空泵系统进行清洗。
脱硫系统对于我们来说是新的一个专业，随着脱硫系统的运行，还会有许多问题会发生，我们将在不断学习中掌握，还要通过问题的处理积累经验教训，不断提高自身技术水平。
参 考 文 献
[1]火电厂湿法烟气脱硫装置运行特性及注意事项 金新荣 任建兴 《华东电力》

作者简介：
吴 萍 女 1972年9月出生，本科学历，1994毕业于武汉水利电力大学，工程师。主要从事化学环保工作。
邓月海 男 1972年2月出生，本科学历，1994毕业于武汉水利电力大学，高级工程师。主要从事化学环保工作。
岳葆新 男 1975年8月出生，本科学历，1997毕业于上海交通大学，工程师。主要从事锅炉专业工作。

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