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电力检修|石灰石—石膏湿法脱硫装置存在的主要问题及对策(1)
2017-02-13  浏览:64
安防之家讯:摘要:本文介绍了目前大型火电机组普遍采用的石灰石石膏湿法脱硫装在的问题,并对问题进行了分析,提出了相应的解决办法。

1 前言

燃煤发电厂是二氧化硫的排放大户。近年来,为了保护环境、减少二氧化硫的排放量,国内大量的燃煤发电机组安装了烟气脱硫装置,主要采用了石灰石-石 膏湿法脱硫工艺。国家在发电量上对脱硫机组出台了一些优惠政策,在上网电价上也对脱硫机组提供一定的电价补贴,要求对脱硫装置实行连续监控、严格考核,脱硫装置运行的好坏不紧是能否拿到脱硫电价的问题,而且会导致高额的环保罚款甚至影响机组的发电量,但目前脱硫装置的运行状况仍不是很好。

2 目前脱硫装置存在的主要问题

2.1 工程质量存在问题较多

新建电厂要同时建设脱硫设施,已建电厂也要完成脱硫设施改造,逐步形成很大的脱硫市场,为了争夺市场份额,也逐渐发展到无序竞争。开始时技术到设备 几乎全部从国外引进,造价较高;经逐步国产化后,2006 年4 台600MW 机组造价低到100 元/kW,为了中标价格低到了不可思议的地步,能否保证工程质量令人担忧。短时间内大量电厂要建设脱硫设施,使承包工程的公司同时开工的工程多达八九个,战线拉得很长,工程完成时间短到半年,很难保证工程质量。

工程造价低,完成时间又短,使得不少电厂脱硫装置投运后需要不断完善和优化改造;不少设备损坏过快提前更换、脱硫系统维护工作量大是造成目前脱硫装 置投用率不高的主要原因。突出表现在浆液泵和搅拌器机械密封损坏,浆液泵和搅拌器叶轮、叶片腐蚀和磨损,阀门等的磨损和腐蚀,各测量仪表故障,烟道防腐脱落,膨胀节腐蚀,管道堵塞或腐蚀,烟气挡板泄漏等。

2.2 设计参数选择不合理,系统很难满足正常稳定运行

在烟气量、灰份、含硫量往往选择过小。脱硫装置设计不合理主要体现在脱硫装置入口二氧化硫浓度、烟尘浓度、烟气量超出设计值较多,脱硫装置的脱硫能 力不能满足实际需要,系统不能连续、稳定运行;其主要原因是发电企业向脱硫公司提供的煤质和烟气参数较实际相差甚远,导致脱硫装置无法处理全部烟气。目前已知多个电厂脱硫塔不能满足实际运行的要求,需要对脱硫塔和系统进行整体改造,造成资源很大的浪费。

2.3 脱硫塔当做除尘器使用[1]使系统不能稳定运行

脱硫塔的确有除尘作用,所以设计单位往往考虑将脱硫塔设计除尘效率为50%,有些设计单位甚至考虑除尘效率达到80%。而且脱硫塔前电除尘大都为双 室四电场,由于电除尘对粉尘物化特性敏感,大都除尘效率运行在96%~99.5%之间,所以脱硫塔入口粉尘浓度约200mg/m3 左右,将有100mg/m3 的粉尘不断加入石灰石粉脱硫剂中参与循环,使脱硫效率降低;影响石膏结晶和品质,不利于石膏的综合利用;造成滤布堵塞,出现石膏脱水困难现象;加速循环系统的磨损,如浆液循环泵、搅拌器、风机等转动机械。所以,在系统设计时,脱硫塔入口粉尘浓度要小于50mg/m3,才能保证脱硫系统长期稳定运行。特别是当前烟尘排放浓度要小于50mg/m3 更严的情况下,许多电厂正在由四电场改为六电场电除尘或袋式除尘器。

在河南省某电厂2×600MW 机组,就因为实际燃用煤质与设计值出入较大,四电场电除尘器效率为 98.8%,烟尘排放量平均为487.88kg/h,超标排放直接导致脱硫系统磨损严重、浆液中毒、除雾器积尘严重坍塌等一系列事故,严重影响到脱硫装置的连续稳定运行;脱硫停运检查时发现塔内部分地方的积灰达到四米多高,目前计划将电除尘改为电加袋除尘器。

2.4 管理重视程度不够、运行监督不力

目前国内脱硫装置普遍存在着重建设、轻运行和维护的倾向,对已建成脱硫装置的重视程度不够,很多电厂的脱硫装置经脱硫公司移交后趋于停运、半停运状 态。对大部分发电企业来说,烟气脱硫还是一个新项目,对脱硫装置的监督体制不健全,很多电厂对脱硫装置的运行参数化验项目不全,部分电厂还没有对脱硫装置的运行参数进行监督化验,部分电厂甚至没有脱硫实验室。

2.5 火电厂脱硫设备当前运行中存在的主要问题

2.5.1 转动机械的磨损、腐蚀严重

因浆液泵、搅拌器等长期在具有一定含固量的石灰石粉、烟尘以及石膏等混合浆液中连续运行,且浆液中含有浓度较高的氯离子,在对脱硫装置的运行参数没 有进行深入研究和日常监督不力时,这些转动机械的磨损、腐蚀较严重;下图是某电厂#3 浆液循环泵运行10 个月后磨损的图1、图2。

2.5.2 GGH 堵塞、腐蚀严重

GGH 是脱硫装置的重要组成部分,其性能及运行的好坏直接影响整个脱硫系统的稳定和经济运行,为了保持GGH 的清洁,设计了在线空气吹扫和高压水冲洗,但大部分GGH 设备运行一定时间后都会因为煤质、除尘器运行以及在线空气吹扫效果不好和除雾器达不到设计要求等GGH 的堵塞情况相当普遍,造成系统阻力增大,能耗增加;严重时导致增压风机过载跳闸或旁路挡板门自行打开[2],脱硫系统无法正常运行;而频繁的高压水冲洗使 GGH 表面防腐层脱落,导致GGH 腐蚀严重。目前GGH 的吹扫方式已明显不能满足系统长期经济、稳定运行的要求。下图是某电厂运行一段时间后GGH 堵塞和腐蚀的图3、图4。

2.5.3 脱硫塔水平衡和除雾器的冲洗频率难控制

吸收塔水平衡是脱硫装置长期稳定运行的基础,除雾器的定期冲洗是保证除雾器长期、高效运行的保障。实际运行中很多电厂由于无法使补充进入脱硫塔的水 量和流出脱硫塔的水量保持平衡出现脱硫塔浆液溢流的现象,竟而长期对除雾器不进行冲洗,使除雾器堵塞严重,甚至出现过除雾器坍塌的现象,下图是除雾器严重堵塞的图5、图6:

2.5.4 制浆系统运行出力不足

制浆系统主要功能是制备合格的吸收剂浆液,并根据吸收塔系统的需要为其提供足够的流量,达到合适的脱硫效率。制浆通常分为2种系统:干式制浆系统和湿式制浆系统;湿式制浆系统因占地面积小、噪音低、环境污染小、电耗低等优点被电厂广为使用。目前湿式制浆系统存在的主要问题是达不到额定的出力,石灰石 粉细度达不到设计要求,对脱硫装置的高效、稳定运行造成一定的影响。

2.5. 5 运行成本高

脱硫装置的运行成本主要由脱硫装置的电耗、水耗、石灰石粉耗量、脱硫废水药剂等及部分组成。据统计,某电厂2×600MW机组的天运行成本达到10万元,如何对脱硫装置的运行进行优化调整,降低脱硫装置的运行成本是一个值得探讨的新课题。

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