1000MW机组湿法脱硫系统安全运行与节能降耗.doc

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1、1000MW机组湿法脱硫系统安全运行与节能降耗本文在对1000MW机组湿法脱硫系统进行概述的基础上，提出了确保湿法脱硫系统的安全运行的有效途径和节能降耗的具体措施。期望通过本文的研究能够对提高脱硫系统的运行安全性以及降低系统整体运行能耗有所帮助。一、湿法脱硫系统概况石灰石石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种，是目前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，

2、烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。本文以铜山华润电力有限公司的5、6#炉为研究对象，该炉采用典型的石灰石-石膏湿法脱硫技术工艺，实际脱硫率不低于95%。每套烟气脱硫装置的出力全都是在锅炉BMCR工况的基础上进行设计的，其中最小出力与单台炉不投油最低稳定燃烧负荷相适应。（一）脱硫系统的构成及工艺流程图湿法脱硫系统又被称之为FGD系统，它是一个相对比较完整的系统，具体由以下几个部分组成：烟气系统、二

3、氧化硫吸收系统、石灰石磨制与浆液制备系统、石膏脱水及贮存系统、石膏浆液排空及回收系统、工艺水系统以及脱硫废水处理系统等等。（二）系统的主要原料及副产品石灰石是整个脱硫系统的吸收剂，系统要求石灰石粉的细度应当保证325目90%的过筛率，并将石灰石粉直接与清水进行混合后制备成浆液。湿法脱硫工艺的副产品为石膏，其品质应当达到综合利用的品质要求。(三)脱硫反应原理石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：（1）在脱硫吸收塔内，烟气中的SO2首先被浆液中的水吸收，形成亚硫酸，并部分电离：SO2H2OH2SO3HHSO32HSO32（2）与吸收塔浆液中的CaCO3细颗粒反应生成CaSO31/2H2O

4、细颗粒：CaCO32HCa2+H2OCO2Ca2+SO32-CaSO31/2H2OH（3）CaSO31/2H2O被鼓入的空气中的氧氧化，最终生成石膏CaSO42H2OHSO31/2O2H+SO42-Ca2+SO42-2H2OCaSO42H2O上述反应中第一步是较关键的一步，即SO2被浆液中的水吸收。根据SO2的化学特性，SO2在水中能发生电离反应，易溶于水，只要有足够的水，就能将烟气中绝大部分SO2吸收下来。但随着浆液中HSO3和SO32离子数量的增加，浆液的吸收能力不断下降，直至完全消失。因此要保证系统良好的吸收效率，不仅要有充分的浆液量和充分的气液接触面积，还要保证浆液的充分新鲜。上述反应

5、中第二步和第三步其实是更深一步的反应过程，目的就是不断地去掉浆液中的HSO3和SO32离子，以保持浆液有充分的吸收能力，以推动第一步反应的持续进行。二、确保湿法脱硫系统的安全运行的有效途径（一）做好检查工作1.脱硫装置启动前的检查。脱硫装置大小修后，设备异动应有设备异动技术报告，作为运行操作人员的技术依据。大小修后的设备，检修人员应将有关单位会签的试运行申请单提交运行，确认无误后，方可对设备进行试验和试转。运行人员对设备验收项目检查落实并签名。若发现设备存在缺陷，不能确保机组安全运行时，除及时做好记录外，还必须责成检修人员在投运前予以消除。检修工作结束后运行验收时，应“工完、料净、场地清”，照

6、明充足，才能终结工作票。2.烟气系统的安全检查要点。对增压风机的轴承进行全面检查，若发现润滑油脂存在硬化现象，则应当及时更换；对所有螺钉进行检查，看是否全部拧紧，若发现松动迹象，应及时进行紧固；对所有管路、法兰进行检查，看紧密型是否完好，同时对连轴器进行检查，看其是否完好，若发现问题应当及时处理；对进口导叶调节机构进行检查，可以采用手动操作的方式对导叶的执行装置进行操作，看其动作是否灵活；对温度监测仪器进行检查，看其功能是否正常。3.吸收塔的安全检查要点。对吸收塔、水箱进行检查，看其是否清洁，防腐层是否完好，如果有异物应当及时清除，防腐层若出现局部问题应当采取相应的措施进行处理；吸收塔浆液循环

7、泵、石膏排出泵、除雾器冲洗水泵及氧化风机地脚螺栓牢固，防护罩完好且安装牢固；吸收塔浆液循环泵、氧化风机润滑油位在油位计的中心线以上，无泄漏，油位计及油面镜刻度清晰完好；吸收塔浆液循环泵、石膏排出泵、除雾器冲洗水泵及氧化风机电机按电机检查通则检查良好，电机接地线完好，电机绝缘合格。（二）故障判断与处理方法为了确保系统安全、稳定、可靠运行，应当在故障发生后最短的时间内查明故障原因，并采取相应的措施加以解决处理，以最快的速度排除故障，从而使系统恢复正常运转。如果脱硫装置突然停运，应当在确保机组正常运行的前提下，快速查明故障并进行处理；若是吸收塔液位出现异常时，必须及时找出异常原因，采取有针对性的措施

8、进行解决处理；当离心泵启动之后不出水时，应当对吸水管和水封进行检查，并对泵入口和叶轮进行清理。三、湿法脱硫系统节能降耗的具体措施1、提高吸收塔PH值净烟气处理后的环保排放标准是：二氧化硫小于200mg/Nm3，粉尘浓度小于50mg/Nm3。在脱硫装置的运行中，要密切关注环保运行参数，及时调整运行工况，保证排放达标。若出现脱硫率下降，排放超标的情况时可以进行以下运行操作：提高吸收塔PH值，促进塔内氧化反应超正方向进行，增加反应效率。对于PH值调节，遵循先低后高原则，既在每次系统新投入的情况下（系统使用石灰石浆液全部为新鲜浆液），在短时间内保持PH在4.44.8运行，在这个过程中有利于石膏晶种的产

9、生，一般运行时间保持24h左右，此时脱硫效率可能不高，但是利于随后正常运行所需石膏晶体的产生。随后，升高PH值，加大进浆量，脱硫效率会随着反应时间的延续迅速提高，达到环保要求。2、若脱水系统故障，可将石膏浆液留在吸收塔中。石膏在塔中储存的最大时间取决于锅炉荷、SO2浓度和吸收塔的尺寸。若石膏浆液不能及时打出吸收塔，则塔内浆液浓度不断增大。其原因列于下表：3、从工艺选择实现节能降耗在工艺的选择上应当将二氧化硫污染现状及环境的可容纳性作为立足点，并充分结合国家和地方现行的环境法规和准则要求，提出科学合理、切实可行的控制目标，如脱硫效率、二氧化硫排放质量浓度以及实际排放量等等。同时，还应当结合机组的

10、具体运行情况，考虑当地的资源条件，通过技术经济性比选之后，提出技术先进可行、经济合理、易于操作，能被各方所接受的脱硫工艺，以此来降低脱硫过程的总体能耗。4、循环泵优化。在FGD系统当中，循环泵也是电能消耗较高的设备之一，通常情况下，它的耗电量约占厂用电率的0.4-0.5%左右。为此，对循环泵的运行进行优化可以起到节能降耗的作用。在实际生产过程中，可在控制液气比以及确保脱硫效率符合要求的前提下，停用1台循环泵，这样能够有效减少系统的电能消耗量。同时，在机组处于低负荷或是入口二氧化硫浓度相对较低时，通过调整浆液品质，并使用高低不同扬程的循环泵组合方式运行，也能达到降低系统能耗的目的。此外，循环泵在

11、正常运行一段时间之后，它的叶轮及端盖会出现不同程度的磨损和腐蚀情况，此时的压力输出会明显下降，这样一来便会导致泵的性呢降低，所以应当及时对磨损和腐蚀严重的部件进行更换，这样有助于提高运行经济性。5、氧化风机系统优化。在FGD系统当中，风机属于不间断连续运转的设备，其运行能耗主要受氧化空气系统的阻力与流量的影响，而吸收塔的液位又会对氧化空气系统阻力产生一定的影响，所以吸收塔设计的过程中，一般都要求将液位控制在一定的范围之内。通过降低吸收塔的液位，采取低液位运行的方式，可以起到降低阻力的作用，这样便可以实现节能降耗的目标。结论：总而言之，由于脱硫系统所处的运行环境相对比价特殊，为此，在系统实际运行中，必须采取科学合理、切实可行的措施确保其安全、稳定、可靠运行。同时，还应当采取有效的方法，进一步降低系统的总体能耗，这有助于经济效益的提升。4