Ａ丽 电力安全技术 第１５卷（２０１３年第５期） 脱硫系统运行中出现的问题及应对措施 马岩昕，马 越 （黑龙江华电齐齐哈尔热电有限公司，黑龙江齐齐哈尔 １６１０００） （摘要］针对某电厂３００ＭＷ机组脱硫系统运行中出现的管道磨损和腐蚀、吸收塔内浆液液 位显示异常、脱硫效率低等问题进行了分析，找出产生上述问题的主要原因，并采取有效的应对措施， 保证脱硫系统的安全、经济运行。 ［关键词］脱硫装置；浆液；脱硫效率 某电厂２台３００ ＭＷ机组，分别于２００７年１０ （２）为防止腐蚀，对烟道、吸收塔、浆液管道 月、ｕ月建成投产，其脱硫装置采用石灰石一石 内部采用合适的防腐材料进行防腐处理，金属部件 膏湿法烟气脱硫工艺，一炉一塔配置，脱硫效率不 采用防腐不锈钢材料；运行中，杜绝不补充脱硫剂 低于９５％。脱硫工艺主要是采用廉价易得的石灰 而长时间运行的情况，以免造成脱硫剂ｐＨ值过低； 石或石灰作为脱硫吸收剂，研磨成粉状的石灰石与 同时，严格控制系统的烟气温度，避免温度过高造 水混合、搅拌制成吸收浆液。将此吸收浆液用泵输 成系统的腐蚀。 入到吸收塔内，吸收浆液在塔内与烟气接触混合， （３）运行中严格执行操作规程，既要杜绝不加 烟气中的Ｓ０，与浆液中的ＣａＣＯ 以及鼓人的氧化 脱硫剂使浆液ｐＨ值过低造成腐蚀的情况，也要杜 空气进行化学反应生成ＣａＳＯ ，ＣａＳＯ 达到一定饱 绝加入过量脱硫剂而使浆液ｐＨ值过高造成系统结 和度后，结晶形成二水石膏。吸收塔排出的石膏浆 垢、堵塞的情况。另外，按规定定期对石灰石、石 液经浓缩、脱水，含水量小于ｌ０％，成为商品级 膏浆液系统，吸收塔除雾器和烟气换热器等设备进 石膏。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过 行彻底的冲洗，防止浆液、粉尘沉积等堵塞系统。 换热器加热升温后，由增压风机经烟囱排出。脱硫 洗涤时，适当控制洗涤液的ｐＩ－ｔ值，使净化器中洗 系统投运后出现了一些影响安全运行及脱硫效率的 涤液呈弱酸性，可防止结垢。严格执行设备定期切 问题。下面对这些问题及应对措施作一介绍。 换制度，对石灰石、石膏浆液泵等设备进行定期切 换，避免浆液长时间沉积造成无法启动。 １管道磨损、腐蚀、结垢 ２浆液液位未超溢流液位而溢流管有溢流 脱硫系统经过长期运行后，设备管道磨损较大， 且在浆液管道弯管处常有磨穿漏浆现象。为此，电 该电厂脱硫装置吸收塔内浆液正常液位在 厂采取了以下改进措施。 １１．３ ｍ上下，溢流口标高ｌ２．７５ ｍ，强制氧化的方 （１）根据脱硫磨制系统除尘器不同部位的特点 式为搅拌器加空气喷枪组合式。２００９－０９－１７，ｌ号 和要求，综合考虑成本、寿命等因素选择合适的防 吸收塔正常运行，液位在ｌ１．３１２２上下。启动备用 腐耐磨材料，如耐酸水泥、玻璃钢、不锈钢、防腐 浆液循环泵３ ｍｉｎ后，发现吸收塔溢流口有大量溢 耐磨衬里、麻石等。在原烟道弯头、吸收塔入口烟 流浆液，而液位计显示液位仍为ｌ１．３ ｍ上下，离 道等部位增加防腐层的厚度和强度；在石灰石浆 溢流液位还有１ ｍ多。停运备用浆液循环泵后，溢 液、石膏浆液的管道弯头加装有效的防腐耐磨材料 流现象消失。 衬里；对于设备易磨部件，如浆液循环泵、浆液输 １号吸收塔共有３个静压式液位计，均安装在 送泵的叶轮等，则采用优质防腐耐磨不锈钢材料。 吸收塔底部，吸收塔液位显示值按下式计算。 一 一 第１５卷（２０１３年第５期） 电力安全技术 Ａ Ｈ＝Ｐ２／Ｐ＋ｈｌ（ｍ）， 式中：Ｐ为吸收塔浆液密度，采用塔内浆液密 度计的测量值，ｋｇ／ｍ ；血 为吸收塔底部液位计 高度，ｍ； 为吸收塔底部液位计测量的静压值， ｋＰａ。 在启动备用浆液循环泵后，多一层喷淋不仅 使浆液表面泡沫加多，并且多一台浆液循环泵的抽 吸也使吸收塔液上面的泡沫更多地进入吸收塔中下 部，使整个塔内浆液的真实密度降低，体积增大， 导致溢流。由于计算中采用了密度计的测量值，而 密度计是安装在吸收塔浆液排出泵的出口支管上， 流经出口支管的浆液是从吸收塔最底部抽出的，且 支管直径也很小，所以，虽然整个吸收塔内浆液的 真实密度已降低，然而测出的密度却不会有什么变 化；同时，泡沫的产生对于底部液位计测量的静压 值也没有什么影响。因此，虽然吸收塔出现大量溢 流浆液，但液位显示值却离溢流溢位还有１ ｍ多， 即吸收塔内产生了“虚假液位”。 确认吸收塔大量溢流是由于浆液起泡产生的， 便对浆液进行取样，分析哪些杂质易使浆液起泡。 利用ＺＨＰ润滑油泡沫特性测定仪进行试验发现： 添加了ＣａＣ１：的浆液在进行吹泡试验时，所产生的 气泡比原来的细小，气泡的充满度也大，整个气泡 的高度也高。同时，对浆液进行化验分析后发现： 当塔内浆液的Ｃｌ浓度高于６ ０００ｍｇ／Ｌ时，易发 生溢流现象。 针对上述原因，电厂在脱硫运行中采取了以下 措施： （１）运行中严格控制浆液Ｃｌ含量指标，当 Ｃｒ浓度高于６ ０００ ｍｇ／Ｌ时，加大吸收塔排废量， 使之控制在６ ０００ｍｇ／Ｌ以内； （２）提高电除尘的除尘效率，使进入吸收塔的 烟尘尽量少； （３）定期加入消泡剂。如果已发生严重溢流， 则紧急停运ｌ台浆液循环泵，以减少浆液喷淋量和 浆液循环泵的抽吸，从而减少溢流。 ３ ｐＨ值控制范围偏大不利调整 浆液ｐＨ值是石灰石湿法烟气脱硫系统的重要 运行参数之一，其控制范围为５～６，在这一范围 外运行容易出现不稳定。 浆液ｐＨ值升高后，一方面，由于液相传质 系数增大，ＳＯ，的吸收速率增大；另一方面，由于 在ｐＨ值较高（大于６．２）情况下的脱硫产物主要是 ＣａＳＯ ・１／２Ｈ，Ｏ，其溶解度很低，极易达到过饱 和而结晶在塔壁和部件表面上，形成很厚的垢层， 造成系统严重结垢。浆液ｐＨ值降低，则ＳＯ：的吸 收速率减小，同时结垢倾向减弱。当ｐＨ值低于６时， ＳＯ，吸收速率的下降幅度减缓；当ｐＨ值降到４以 下时，浆液几乎不再吸收ＳＯ，。 由表１可以看出，浆液的ｐＨ值不仅影响ＳＯ， 的吸收，而且影响石灰石、ＣａＳＯ ・ｌ／２Ｈ，Ｏ以及 ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ的溶解度。随着浆液ｐＨ值的升 高，ＣａＳＯ ・１／２Ｈ Ｏ的溶解度会显著下降，而 ＣａＳＯ ・２Ｈ，Ｏ的溶解度增加，但增加的幅度 较小。因此，随着ＳＯ 的吸收，浆液ｐＨ值降 低，ＣａＳＯ ・１／２Ｈ，Ｏ的量增加，并在石灰石颗 粒表面形成一层液膜，而液膜内部ＣａＳＯ 的溶 解又使ｐＨ值升高，溶解度的变化使液膜中的 ＣａＳＯ ・１／２Ｈ Ｏ析出并沉积在石灰石颗粒表面， 形成一层外壳，使石灰石颗粒表面钝化。钝化的外 壳阻碍了石灰石的继续溶解，抑制了吸收反应的进 行，从而导致脱硫效率和石灰石利用率下降。 表１ ５Ｏ。Ｃ时不同ｐＨ值下石灰石、ＣａＳＯ。・１／２Ｈ ０和 ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ的溶解度 ｍｇ・Ｌ一 由此可见，低ｐＨ值有利于石灰石的溶解和 ＣａＳＯ３・１／２Ｈ２Ｏ的氧化，而高ｐＨ值则有利于 ＳＯ，的吸收，二者互相对立。因此，选择一合适的 ｐＨ值对烟气脱硫反应至关重要。 根据以上分析，综合考虑石灰石的利用率以及 脱硫效率，电厂对ｐＨ值的控制范围进行了调整： ｐＨ值为５．５～５．８时最为经济。另外，在吸收塔 内通人烟气后，宜及时投运氧化空气系统。 一９～ Ａ而 ４石灰石品质影响脱硫效率 电力安全技术 第ｌ５卷（２０１３年第５期） 过吸收塔洗涤后，烟气中的绝大部分飞灰留在了浆 液中。浆液中的飞灰在一定程度上阻碍了石灰石的 石灰石中的杂质对石灰石颗粒的消溶起阻碍 作用，杂质含量越高，阻碍作用越强。石灰石中 消溶，降低了石灰石的消溶速率，导致浆液ｐＨ值 降低，脱硫效率下降。飞灰中溶出的一些重金属如 Ｈｇ，Ｍｇ，Ｃｄ，Ｚｎ等离子还会抑制Ｃａ 与ＨＳＯ 一 的反应，进而影响脱硫效果。此外，飞灰还会降低 Ｍｇ ，Ａ１抖等杂质对提高脱硫效率虽有有利的一 面，但是，当吸收塔ｐＨ值降至５．１时（运行控 制要求在５．５左右），烟气中的Ｆ与Ａｌ抖化合 石膏的白度和纯度，增加脱水系统管路堵塞、结垢 的可能性。 成Ｆ～Ａｌ复合体，形成包膜覆盖在石灰石颗粒表 面。Ｍｇ抖的存在则对包膜的形成有很强的促进作 用。这种包膜的包裹降低了石灰石的活性，也就 降低了石灰石的利用率。另一方面，杂质ＭｇＣＯ ， 克服烟气中浓度增大的现象，可采用窄间 距（２ｂ＝３００ ｍｍ）以减少空间电荷量，并配置长 芒刺线以增强电风。电除尘器的进口含尘浓度由 ３００～６００ ｍｇ／ｍ 降到了１００～３００ ｍｇ／ｍ 。 Ｆｅ Ｏ ，Ａｌ Ｏ，均为酸易溶物，它们进入浆液后均能 生成易溶的镁、铁、铝盐类。由于浆液的循环，这 些盐类将会逐步富集，将弱化ＣａＣＯ，在溶液中的 ６烟气带水 由于烟气温度过低或烟气流速过大，在烟气流 经吸收塔经脱硫剂喷淋后，烟气中会带有水分，这 些水与烟气中的ＳＯ，反应，极易对烟道、烟囱系统 造成腐蚀。因此，运行中必须严格控制烟气中带水 的现象。 溶解和电离，影响脱硫效果。此外，石灰石中的 ＳｉＯ，难以研磨，其含量高会导致研磨设备功率消耗 大、系统磨损严重。同时，石灰石中的杂质含量高， 还将导致脱硫副产品——石膏品质的下降。因此， 石灰石的品质对脱硫效率也是至关重要的。 石灰石粉颗粒的粒度越小，其比表面积就越大。 由于石灰石的消溶反应是固一液两相反应，其反应 速率与石灰石粉颗粒比表面积成正相关，因此，较 细的石灰石颗粒的消溶性能较好，各种相关反应速 为解决烟气中带水的问题，电厂采取了以下措 施。 （１）运行中控制烟气在吸收塔内的流速，避免 烟气流速过陕造成烟气带水。 率较高，脱硫效率及石灰石利用率也就较高。同时， 石膏中的石灰石含量低，也有利于提高石膏的品质。 但是，石灰石的粒度越小，研磨所需的能耗越高。 通常要求的石灰石粉通过３２５目筛（４４ ｍ）的过筛 率达到９７％。 （２）制浆系统再循环出口的浆液密度应维持 在ｌ １９０～１ ２３０ｋｇ／ｍ ，通过调整旋流器压力 （０．０４５～０．０６５ ＭＰａ），就能得到密度合格的石灰 石浆液。 石灰石的质量达不到要求，也是造成脱硫效 率低的一个重要原因。目前所使用的脱硫石灰石 中ＣａＣＯ 的含量＜８０％，甚至更低，并且粉末多。 含量低、杂质多，除消耗量加大外，还使球磨机钢 耗、电耗增加，运行费用及脱硫电耗增加，直接影 响脱硫效率。 制定石灰石人厂质量检验规定，并将化验结果 ７石膏脱水后含水量高 （１）原烟气中飞灰含量高是造成脱水困难的一 个原因。粉煤灰的粒径要比结晶石膏的粒径小得多， 在真空皮带上脱水时，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 塞，致使石膏中的水分难以脱出。 通过对电除尘器的治理，使进入脱硫系统的烟 与原料石灰石的化验单进行对比，・检验不合格的坚 决予以退货，从根本上消除对脱硫效率的影响。 气烟尘含量大大减少，达到脱硫标准，减少了细小 ５烟气中飞灰浓度影响脱硫效率 锅炉烟气经过电除尘后，其中的飞灰浓度仍然 较高，一般在１００～３００ｍｇ／ｍ。（标准状态下）。经 一 一 粒径粉煤灰对滤布的堵塞。 （２）真空脱水皮带裙边漏气也是造成脱水困难 的一个原因。对真空脱水皮带裙边进行检查，发现 脱水皮带裙边多处开胶，造成大量漏气，使真空度 第ｌ５卷（２０１３年第５期） 电力安全技术 Ａ而 锅炉承压部件损伤的原因分析及预防措施 杨利民 （新疆奎屯热电厂，新疆奎屯８３３２００） ［摘要］从锅炉炉外承压部件损坏、承压部件磨损、管壁过热损坏、受热面疲劳损坏以及人 员责任引起的承压部件损坏等几个方面阐述了锅炉承压部件损伤的原因，并就此提出了预防措施。 ［关键词］承压部件磨损；管壁过热损坏；受热面疲劳损坏；人员责任；预防措施 锅炉承压部件的爆、漏是造成大型火电机组 力超过材料屈服极限时，其表面原有的磁性氧化铁 强迫停用的主要原因，占锅炉机组强迫停用次数的 保护膜会损坏，并在含氧水的作用下再次氧化造膜。 ８２％，强迫停用时间的７８％。因而，预防锅炉承 如此反复，形成应力腐蚀疲劳破坏。此类损坏因其 压部件损坏，有明显的经济效益。 发生在内壁，不易被发现，且因为有２个薄弱点， 一般爆破口较大。对于主蒸汽或再热器管道，因外 １ 防止锅炉炉外承压部件损坏 表的高应力区促进其高温蠕变的发展，会较早发生 蠕变孔洞或蠕变裂纹而提前损坏。 锅炉炉外承压部件损坏虽然为数不多，但因其 一些早期苏联和国内生产的平封头联箱及手孔 涉及人身安全，故必须引起电厂安全工作者的重视。 堵，不适当地在管端二次应力区采用未焊透的焊接 国内外事故统计表明，饱和汽水混合物管道、 结构，也容易发生应力腐蚀疲劳裂纹，从而构成了 主蒸汽管道及超临界压力锅炉下辐射区联络管弯头 炉外承压部件的薄弱环节。对此类运行年久的锅炉， 以及汽水联箱封头、手孔堵是锅炉炉外承压部件的 必须重视炉外承压部件的损坏问题。 薄弱环节。 防止炉外承压部件损坏，应采取如下防范措施。 就弯头而言，分析表明，在内压作用下弯头椭 （１）制作管道弯头时要严格控制弯头的不圆 圆断面上存在３个高应力区。汽水管道弯头内表的 度，必要时应增加壁厚，或采用回火工艺以消除冷 ２个高应力区，在锅炉启停、温度变化使其局部应 弯时引起的加工硬化与残余应力。 降低。重新对脱水皮带裙边进行粘接后，石膏脱水 大，在真空脱水皮带中脱水达不到效果。通过更换 效果有明显改善。 石膏旋流站旋流子，使一级脱水效果达标，进而使 （３）滤布过厚也会造成脱水困难。过厚的滤布 得进入真空脱水皮带机的石膏水分被充分脱去。 质地坚硬，与真空脱水皮带裙边之间不能很好地吸 附，产生很大的缝隙，造成大量漏气，使真空度降 参考文献： 低，脱水困难。将购买的国产脱硫滤布与厂家原配 １沈煜晖．脱硫添加剂对湿法脱硫系统的影响［Ｊ］．华电技 的进口滤布进行对比，发现国产滤布双面均为麻面， 术，２０１２（６）． 且质地坚硬，而进口滤布一面非常光滑，且非常薄， ２谭 忠．化学分析参数在石灰石一石膏湿法烟气脱硫运 脱水时滤布紧密地吸附在真空皮带上。因此，电厂 行中的应用［Ｊ】．华电技术，２０１０（３）． 更换了较为合适的脱硫滤布，使石膏脱水效果有了 ３汪 洋．一种新型的脱硫系统浆液密度测量装置【Ｊ１．华 明显提高。 电技术，２０１２（２）． （４）石膏脱水旋流站旋流子磨损严重，使一级 ４徐 斌．湿法烟气脱硫系统增容改造技术方案［Ｊ］．华电 脱水达不到效果，进入真空脱水皮带的石膏含水量 技术，２０１２（４）． （收稿日期：２０１２一ｌ１—２８） 一Ｏ一