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吸收塔溢流现象产生的原因及其控制措施

文章出处：未知责任编辑：作者：admin人气：发表时间：2018-10-16 08:39:19【大中小】

吸收塔溢流现象产生的原因及其控制措施

摘要:在湿式石灰石-石膏法脱硫的运行实践中,吸收塔溢流现象是许多火电厂经常出现的情况,浆液溢流不但易造成环境污染,还会对运行方式的控制产生不利的影响。为此结合 FGD系统吸收塔浆液溢流的情况,分析其溢流原因及其控制措施。

关键词:吸收塔;浆液溢流;原因;控制

引言

发电厂一期工程装有2台俄制容量 500MW的超临界机组,为了减少电力行业排污的负担,同时也为火电厂的可持续发展,公司采用脱硫效率高的石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置来减少二氧化硫的排放。由于其工艺技术成熟,湿法烟气脱硫装置已成为国内外火电厂烟气脱硫的主导装置。

在脱硫系统运行过程中,吸收塔浆液溢流现象是影响脱硫系统能否安全稳定运行的常见问题之一,并造成污染。当吸收塔浆液溢流严重时,可能溢入原烟气烟道中,造成浆液倒灌增压风机,造成增压风机严重损毁的恶性事件;溢流浆液也可能进入到GGH换热元件表面,造成换热元件结垢堵塞,加大增压风机出力,严重影响脱硫系统主体设备的正常运行,甚至会影响到锅炉的正常运行。本文结合公司脱硫系统吸收塔溢流的情况,分析了在湿法脱硫系统运行中吸收塔浆液溢流的各种原因,并提出相应的控制方法。

1　吸收塔系统概况

公司两台500 MW机组各安装一座吸收塔,单塔处理烟气量为2 011 212 m3/h,吸收塔直径为15 m,高度为40·52 m,钢结构圆柱体,内衬玻璃鳞片衬里;上部为吸收塔和除雾器两部分,底部为循环浆池。每座吸收塔采用4台浆液循环泵、4层喷淋层(每层

喷淋层由一台浆液循环泵单独供浆)、2台罗茨氧化风机、2台扰动泵、三层除雾器。正常情况下,在保证脱硫效率的前提下,通过维持吸收塔液位在一定的稳定范围调整吸收塔进水量和出水量平衡。按照设计,吸收塔正常液位为 14·8 m,液位控制在14·3~15·3 m。发生少量溢流时,吸收塔浆液溢流后通过在吸收塔16·15 m高的位置溢流管流入至吸收塔区排水坑,再经由地坑泵打回吸收塔循环使用,属于正常的运行状态。

2　吸收塔浆液溢流的危害

公司脱硫系统安装GGH,结合运行情况,吸收塔浆液发生少量溢流时,可以通过溢流管及时排走,不会造成其他影响。但是,当吸收塔浆液溢流较严重时,对脱硫系统的正常运行会造成下例影响:

1)当吸收塔浆液溢流严重时,进入到吸收塔地坑的浆液量大大增加,容易造成地坑浆液溢流至地面造成环境污染。

2)当吸收塔浆液溢流严重时,氧化风机出口压力随之大幅增加,氧化空气出口温度上升,氧化风机电流增加,造成氧化风机的出力增加,造成不必要的耗能。

3)观察石膏浆液排出泵的出口压力变化趋势, 当吸收塔浆液溢流严重时,意味着吸收塔内浆液的起泡程度加剧,由于汽蚀的原因对泵的叶片等转动设备和管道危害很大。

没有安装GGH的脱硫系统,当吸收塔浆液溢流进入烟道中时,烟道积灰结垢现象会逐渐加重,造成流经烟道烟气阻力增加,同时溢流浆液会对正在运行的增压风机叶片产生冲击,严重时会导致增压风机叶片断裂,致使增压风机停运,脱硫系统被迫退出运行[1];同时浆液还会沉积在未作防腐的原烟道中,对烟道造成结垢腐蚀,减短了烟道的使用寿命和检修周期,是脱硫系统稳定运行的严重安全隐患。

3　吸收塔浆液溢流的原因

吸收塔浆液间歇性溢流的根本原因在于气泡或泡沫的产生,引起的“虚假液位”远高于DCS所显示的液位[2];再加上底部浆液扰动泵脉冲扰动或搅拌器搅拌、氧化空气鼓入、浆液喷淋等因素的综合影响引起液位波动。结合公司脱硫系统吸塔浆液起泡的原因,分析如下:

1)杂质混入到吸收塔浆液中。吸收塔浆液中由于系统中进入了其他成分,增加了气泡液膜的机械强度,使得泡沫稳定性高,而纯净的液体由于起泡性只与其表面张力有关,液膜之间能相互连接,使形成的气泡不断扩大,最终破裂,不能形成稳定的泡沫[3], 杂质混入的可能性原因如下:

一是锅炉在运行过程中投油、燃烧不充分,未燃尽成分随锅炉尾部烟气进入吸收塔;二是脱硫吸收剂石灰石中含过量MgO(起泡剂),与硫酸根离子发生反应;三是经过除尘器的烟气粉尘浓度超标,含有过量的重金属。

2)脱硫用工艺水水质问题。公司脱硫系统工艺水用水为空压机冷却水回水,该水温度较高,夏天可达40℃左右。由于本身较高的浓缩倍率加之经过了各种药剂处理,使得工艺水水质极不稳定,且极易起泡。而且吸收塔在正常运行时考虑到水平衡的因素,大量的滤液水经常不间断地补充至吸收塔浆液中,由于滤液水为吸收塔排出浆液经石膏旋流站旋流后的溢流,其中含有大量的重金属离子也会促使泡沫的产生。

3)氧化风机风量及跳闸问题。氧化风机风量是根据设计煤种含硫量而确定的,针对不同煤种,风机没有风量调节功能,使得进入吸收塔的氧化风量大大超过实际需要,这些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,从而助长了浆液动态液位的虚假值,也导致吸收塔溢流[4]。另外运行过程中氧化风机突然跳闸现象的出现,使吸收塔浆液气液平衡被破坏,也会导致吸收塔浆液大量溢流。

4)浆液扰动泵、浆液喷淋的影响。公司每个吸收塔浆液循环系统有4台浆液循环泵,流量均在 7 600 m3/h,吸收塔浆液循环泵的大流量循环喷淋, 一定程度上加剧了吸收塔液位的波动。

4　吸收塔浆液溢流现象的控制措施

防止吸收塔浆液出现起泡溢流的现象,脱硫系统运行人员应当时刻提高运行能力,从浆液溢流的原因出发,做出适当的运行工况调整。

1)适当降低浆液静态液位。正常运行时将吸收塔液位控制在正常值的低限维持运行[5]。公司吸收塔实际控制液位在13·0~13·5 m,主要是防止高液位时吸收塔浆液溢流进入GGH换热元件表面造成结垢堵塞,坚持通过石膏浆液排出泵排出石膏浆液,降低吸收塔的密度,保持吸收塔浆液密度控制在1 110~1 130 kg/m3之间,减少吸收塔内杂质浓度, 提高浆液质量,避免因密度过高造成浆液起泡溢流。

2)脱硫废水的及时排放。公司废水处理系统,每天处理后向渣系统排放的废水为200 m3左右, 及时排放废水来降低吸收塔浆液中重金属离子、 Cl-、有机物、悬浮物及各种杂质的含量,避免因杂质逐渐累积导致吸收塔内浆液“中毒”,造成脱硫率下降、起泡溢流现象加剧。

3)在保证脱硫效率高于95%的前提下,保持2 台浆液循环泵运行。针对公司目前燃煤为低硫煤的特点,考虑到节能方面的因素,在保证脱硫效率的基础上,目前公司在正常运行时基本上保持两台浆液循环泵运行,由此可以减小吸收塔内部浆液的扰动,减轻吸收塔浆液的起泡程度。

4)严格执行目前脱硫专业运行规程和各项技术措施。与其他专业紧密配合,在主机投油或除尘装置出现故障时,可采用暂时打开旁路烟气挡板,调小增加风机叶片的运行方式,很大程度地减少进入到脱硫系统的杂质或粉尘。

5)加入消泡剂。加入消泡剂是直接的控制手段,定期把消泡剂加入到吸收塔地坑里通过排水坑泵打到吸收塔中,能快速解决起泡问题。但是,该方法不能从根本上解决问题,一旦停止加入消泡剂时间过长,吸收塔浆液可能再次出现起泡溢流的现象,而且消泡剂的大量使用在一定程度上增加了运行成本。

6)定期对吸收塔液位进行标定。公司脱硫系统吸收塔所采用液位计为压力变送器式液位计,取三次平均值,减小液位误差,并分析动态液位与静态液位之间关系及规律,确保DCS画面吸收塔液位显示值的正确性。

7)对于没有设置GGH的电厂脱硫系统,应定期打开烟道底部疏水阀疏水,防止浆液到达增压风机出口段。当溢流浆液进入烟道后,吸收塔入口处烟气温度突然大幅下降,必须及时停运增压风机[6-7]。

5　结语

公司脱硫系统运行实践经验表明,严格按照脱硫系统运行标准,通过采取上述措施,吸收塔浆液溢流的现象虽不可避免但是可以控制的,目前脱硫系统运行良好,严重的溢流现象已很少发生。吸收塔浆液溢流问题对脱硫系统的稳定运行仍存在很大危害,是脱硫系统运行长抓不懈的问题。脱硫运行人员需要长期摸索、积累经验,妥善及时处理, 才能保证脱硫系统安全稳定地运行。

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