優化運行 降低脫硫石膏水份

上海理工大學 上海外高橋發電有限責任公司 朱文彬

前言：

外高橋發電有限責任公司共4臺300MW燃煤機組，均采用石灰石—石膏濕法煙氣脫硫，其中1號和2號機組脫硫系統2005年正式投產，3號和4號機組脫硫系統2008年正式投產。石膏脫水系統采用日本IHI公司二級脫水工藝，石膏漿液先經過旋流分離器進行一級脫水，經過一級脫水后漿液石膏濃度由20%濃縮至40%～50%。然后石膏漿液由石膏旋流器底部落入真空脫水皮帶機再進行二級脫水，從而得到含水率較低的石膏。但脫水系統運行以來石膏含水率長期居高不下，達到20%左右，超過銷售合同規定（<10%），導致石膏銷售不暢。相當一部分石膏以堆儲為主，已成為火電廠繼粉煤灰后的第二大固體廢物，不僅影響脫硫設備正常運行，而且占用土地并對環境不利，因此，如何有效降低石膏含水率，是確保火電廠脫硫設備安全和經濟運行的關鍵所在。

1 濕法脫硫石膏水分超標原因

石灰石—石膏濕法脫硫在實際運行中影響石膏含水率的因素較多，如在吸收塔內，石膏漿液中的過飽和度、漿液的PH值、氧化空氣用量等化學反應條件控制不合理，都將影響石膏晶體的形成（包括石膏晶粒的大小和形狀）。如果形成針狀晶體（CaSO3·1/2H2O），則其晶粒度過細就難以脫水，而理想的石膏晶體(CaSO4·2H2O)應是短柱狀，比前者顆粒大，易于脫水。

在脫硫石膏二級脫水工藝運行過程中控制不合理，是造成石膏含水率超標的重要因素之一。一是如一次脫水過程中石膏旋流器效率低，會導致石膏旋流器底流出的石膏漿液含固率偏低，將直接影響石膏二次脫水效果。二是二次脫水中石膏真空脫水皮帶機效率低，也會對石膏含水率產生很大的影響。

通過對外高橋電廠脫硫石膏不間斷的分析和統計，查找出石膏含水率超標的原因并進行分類，詳見表1。

表1 石膏品質不合格調整表

由表1可以看出，導致外高橋電廠脫硫石膏含水率長期居高不下的主要原因是石膏脫水真空皮帶機效率低。

2 石膏真空脫水皮帶機工作原理及效率低的原因

2.1 石膏真空脫水皮帶機工作原理。

真空脫水皮帶機主要由橡膠輸送帶、真空箱、濾布、洗滌裝置、驅動滾筒和自動糾偏裝置構成。經過初級脫水的石膏漿液引至濾布上，形成固定厚度的一層漿液，以保證參數恒定和脫水性能穩定。濾布鋪敷橡膠皮帶上，由其拖動同步運行。橡膠皮帶下面即是真空箱，真空箱與真空泵相連，箱內始終保持一定的真空度，在膠帶上形成抽濾區。在真空的抽吸作用下，濾液穿過濾布經橡膠帶上的溝槽和小孔進入真空室，固體顆粒則被截留在濾布上，形成一層濾餅。真空箱內的濾液繼續流動進入汽水分離器排出，而濾餅繼續隨濾布前行至洗滌區,受到新鮮工藝水沖洗，以使氯離子含量達到要求的水平。再經吸干區抽吸水分達到工藝要求后，在濾布平臺盡頭處自動卸出，降落至下方的石膏儲倉，然后進行綜合利用。

2.2 影響真空脫水皮帶機效率的原因。

通過對外高橋電廠真空脫水皮帶機現場運行狀況調查分析，得知影響真空脫水皮帶機效率的原因有三大類。

1）設備因素。

⑴真空系統泄漏。在實際運行中發現真空箱與皮帶間存有間隙；

⑵真空管道堵塞。運行中發現氣液分離罐與真空泵之間的管道堵塞；

⑶濾布孔徑堵塞。運行中由于石膏漿液中雜質增多或濾布沖洗不干凈極易造成濾布孔徑堵塞；

⑷真空吸收器水位失控，造成真空脫水效率下降。

2）運行方式不合理。

⑴石膏濾餅厚度不達標。由于運行調節不合理，運行中石膏濾餅的厚度超出標準范圍20～25mm。當石膏濾餅厚度超過30mm時，雖然真空度隨之增加，但由于石膏濾餅太厚，影響石膏濾餅中水分的脫除，石膏含水率呈上升趨勢；

⑵真空吸水閥開度不合理，影響真空脫水效率。

3）人員因素。主要是運行人員操作技能水平有差異和巡回檢查不規范，造成脫硫運行參數沒有控制在合理范圍內；設備缺陷未能及時發現和消除，影響真空皮帶機脫水效率。

3 提高真空脫水皮帶機效率措施

3.1 制定規范的運行規程和維護流程，確保脫硫設備的正常投運。

1）消除真空箱與皮帶間存在的間隙，減少真空泄漏現象；

2）運行人員加強真空皮帶機運行參數的監視和分析。正常運行中真空泵電流維持在170A左右，真空度維持在-70kPa左右，發現系統有真空泄漏現象及時聯系檢修維護；

3）利用設備停役期間，對氣液分離罐到真空泵的管道內襯板進行更換，防止管道內襯板脫落導致管道結垢堵塞；

4）采用程控沖洗法，同時對沖洗孔加強檢查，維持一定沖洗水量，防止濾布孔徑被雜質堵塞。3.2優化真空脫水皮帶機運行方式。

1）調節石膏漿液泵壓力，控制進入旋流器的石膏流量；

2）調節旋流子運行個數，控制進入真空脫水皮帶機的石膏流量及石膏漿液含固率；

3）手動調節真空吸水閥門開度，使閥門開度控制在最佳范圍內。

通過反復試驗，發現石膏漿液輸送泵壓力控制在130～180kPa、旋流子運行個數控制在3～4個，此時石膏漿液濾餅厚度恰好維持在20mm左右，同時改變真空系統吸水閥以往開度一致的運行方式，而是按皮帶機運行方向逐步開大，該方式下脫水效果最佳。

4 結論

外高橋電廠通過對石膏脫水影響比較大的幾個因素進行了調整，提高了真空脫水皮帶機的效率，基本解決了脫硫石膏含水率經常超標的問題。但要把石膏含水率長期控制在10%以下，接下來的矛盾主要集中以下兩個方面：

1）保持系統中雜質及石膏中的雜質不超標，盡量減少雜質對石膏結晶及脫水性能的影響，要求廢水系統正常投用；

2）煤種含硫量控制在設計范圍內，保證CaSO3·1/2H2O能夠充分氧化生成石膏，以及石膏體能夠正常結晶。

[1]蔣延華.排煙脫硫石膏的應用歐洲石膏工業的任務[J].建筑人造板,1997(4).

[2]胡秀麗.脫硫石膏含水率超標原因分析及控制措施[J].電力設備,2005(7).