石灰石-石膏湿法脱硫除雾器防堵技术

石灰石-石膏湿法脱硫除雾器防堵技术

霍延明

（华能巢湖发电有限责任公司安徽巢湖238015）

摘要：PPTV材质除雾器防堵技术

关键词：脱硫；除雾器；冲洗水；堵塞

1.基本概况

1.1脱硫系统概况

华能巢湖电厂一期建设2×600MW超临界燃煤机组；#1机组于2008年10月正式投产，#2机组于2008年11月正式投产。机组每套脱硫装置的烟气处理能力为一台锅炉100％BMCR工况时的烟气量，脱硫效率按不小于90％设计,烟气脱硫系统采用北京博奇电力科技有限公司的湿法脱硫技术。燃煤发电机组的锅炉形成对应布置（一炉一塔），FGD由北京博奇设计并配套提供设备。在机组锅炉BMCR工况下进行全烟气脱硫，脱硫工艺采用石灰石—石膏湿法，脱硫系统的设备配置按照收到基硫0.7％设计。FGD装置设计时应考虑脱硫量留有不小于25％的裕度，当煤质含硫量增加25％时，脱硫效率不低于90％。

1.2除雾器概况

每台脱硫吸收塔直径15米，除雾器采用一层管式+两层屋脊式除雾器，除雾器的材质为PPTV材质，吸收塔除雾器共4层冲洗，管式除雾器无冲洗水。除二级除雾器上部设置一层手动冲洗，其他三层为自动冲洗，DCS顺控自动冲洗。冲洗水管材质为PPTV，采用热焊接技术对接。冲洗水源为脱硫系统工艺水，由三台除雾器冲洗水泵提供。

除雾器参数见表1：

除雾器参数表

2.除雾器堵塞原因分析

吸收塔浆液中亚硫酸钙含量偏高，使烟气携带的浆液中亚硫酸钙含量也随之上升，烟硫酸钙随液滴进入除雾器后，在除雾器表面形成软垢，这部分软垢慢慢地被氧化，经过结晶，长大最终形成硬垢，逐渐堵塞除雾器。

2.1石膏浆液中亚硫酸钙含量偏高原因有2种

2.1.1pH值控制不当，亚硫酸钙难以被及时氧化

适当的浆液pH值既可以保证脱硫系统正常的脱硫效率，又能使石灰石浆液被充分利用。实践表明，吸收塔石膏浆液pH值维持在5.2～5.5时脱硫效率最理想。但由于电厂有时燃烧高硫煤，排出的烟气中二氧化硫含量较高，运行人员向吸收塔中补充大量的石灰石浆液，以保证吸收塔浆液pH值。浆液中亚硫酸钙盐类物质含量过大，在一定程度上抑制了亚硫酸钙氧化和碳酸钙的溶解，使浆液中的亚硫酸钙和碳酸钙的含量过高，随着含有亚硫酸钙和碳酸钙成分的液滴被烟气带走，除雾器的结垢与堵塞现象也不断加重。

2.1.2值液位控制不当，氧化不充分

湿法脱硫系统采用强制氧化方式来氧化脱硫过程中生成的亚硫酸盐，氧化风机出力正常。但由于吸收塔石膏浆液液位长期控制低于设计值，缩短了氧化空间，因此在原烟气中二氧化硫含量大幅增加时，浆液中生成的亚硫酸钙将大大增加。即使氧化空气能得到保证，因氧化空间被压缩，对二氧化硫的氧化效果也很难得到保证，尤其是在高pH值条件下。如果此时真空皮带脱水系统出现故障，则吸收塔石膏浆液浓度将持续增加。高浓度的石膏浆液会进一步压缩亚硫酸钙与氧气的接触机会，进而压缩氧化时间和空间，石膏浆液中亚硫酸钙含量大幅超标将难以避免。

2.2石膏吸收塔浆液过饱和

烟气含固量增加亚硫酸钙、硫酸钙在石膏浆液中的溶解度均较小，尤其在浆液pH值较高的情况下它们的溶解度就更小。当亚硫酸钙、硫酸钙的含量超过石膏浆液的吸收极限时，亚硫酸钙、硫酸钙就会以晶体的形式开始沉积。当浆液相对饱和浓度达到一定值时，亚硫酸钙、硫酸钙将按异相成核作用在浆液中已有的晶体表面上生长。当浆液相对饱和度大于引起均相成核作用的临界饱和度时，亚硫酸钙、硫酸钙就会在浆液中形成新的微小晶核，这些微小晶核将在容器表面上逐渐生长成坚硬垢物。因此，当浆液浓度达到1160kg/m3时，应启动真空皮带脱水系统。但实际操作中，真空皮带脱水系统启动时的浆液浓度往往比规定值高。此外，在真空皮带脱水系统因皮带跑偏、冲洗水压力低、旋流子堵塞等原因停运处理缺陷期间，吸收塔里的浆液浓度将不断增加，甚至高达1200kg/m3，远超1160kg/m3的控制标准，使得硫酸盐浓度超过临界饱和度而不断结晶沉积，烟气携带固体颗粒量也大大增加。若按正常的冲洗周期和冲洗水量，这些固体颗粒难以完全清除。未清除的颗粒黏附在除雾器表面，会逐渐长大，形成垢物。

2.3除雾器冲洗不能满足要求

除雾器冲洗周期长，效果不理想通过正常的除雾器冲洗，可将附着在除雾器表面的少量石膏颗粒、石灰石、飞灰冲走，但冲洗周期长短应适度。如果冲洗周期太长，烟气液滴中携带的固体会不断附着在除雾器表面，在高温烟气的不断冲刷下逐步硬化，直至形成厚实致密的硬垢；但如果冲洗过于频繁，又将导致烟气带水量加大。在脱硫系统的实际运行中，要求每个班组冲洗除雾器1次/2小时。但有的班组要么忘记了冲洗，要么与上个班组的冲洗时间相隔很长，要么未根据吸收塔浆液浓度和除雾器压差的实际情况调整冲洗频率。随着除雾器结垢量的增长，冲洗除雾器的效果大大减弱，最终造成除雾器的严重堵塞。

3.除雾器堵塞防范措施

3.1严格控制吸收塔浆液pH值在合格范围内

将吸收塔浆液pH值控制在5.0～5.8，在烟气中二氧化硫含量发生较大变化时，要及时调整石灰石浆液的加入量，控制pH值在5.4～5.8。

3.2控制吸收塔液位

吸收塔液位在适当液位运行，给亚硫酸钙的足够的氧化空间，同时，要控制好浆液浓度，定时启动脱水系统，防止浆液浓度过高导致浆液品质恶化，影响脱硫效率及造成其他附属设备的隐患。

3.3密切监视除雾器冲洗效果

根据吸收塔液位及除雾器压差，合理调整除雾器冲洗时间间隔至少为1次/2小时，发现系统水平衡无法满足时，及时查找系统漏水情况，恢复系统水平衡；除雾器冲洗水压力控制在0.2-0.3MPa之间，将除雾器冲洗水压力上传至DCS，运行人员实时监视每一个除雾器冲洗水管运行情况，每周二次除雾器冲洗水压力试验，确保及时发现系统问题；除雾器发现除雾器压差异常，应及时通知维护人员对除雾器压差表计进行维护作业。

3.4逢停必查

遇停机时应彻底检查除雾器堵塞情况、除雾器冲洗水管是否断裂，冲洗水喷嘴是否脱落，完成除雾器冲洗水管漏水试验；发现设备缺陷及时处理。

3.5加强管理

加强运行操作人员培训和考核力度，杜绝由于运行人员操作不当导致除雾器堵塞现象发生。

4.结束语

除雾器是湿法脱硫系统中的重要设备，其安全可靠运行直接影响脱硫系统及机组的安全，通过长期的运行摸索对脱硫系统中除雾器堵塞的原因及解决方法进行了研究，防止除雾器堵塞更需要运行人员精心的操作、密切观察，检修人员及时消除设备缺陷来解决，通过上述方法基本可以解决防止除雾器堵塞问题。

参考文献

[1]郝吉明,马广大,王书肖.大气污染控制工程（第三版）.高等教育出版社,2010年.

[2]郝吉明,郭东明.脱硫工程技术与设备（第二版）.化学工业出版社,2012年.