鍋爐投油運行對環保設備的影響和對策

杜 博 ，張建軍 ，魯先超

（1.華能曲阜電廠，山東 曲阜 273100；2.華能嘉祥電廠，山東 嘉祥 272400）

0 引言

華能曲阜電廠位于曲阜市西郊開發區內，屬熱電聯供的2×220 MW雙抽式熱電機組，配套2×670 t/h超高壓煤粉爐。電除塵形式為雙室五電場，脫硫系統為石灰石—石膏濕法煙氣脫硫裝置。鍋爐油槍在脫硫系統投運年前改造為微油點火，改造前油槍噴油量約為500 kg/h，油槍改造后，小油槍噴油量約為30 kg/h，開停機過程中鍋爐點爐時一般投用4個小油槍，低負荷油煤混燒階段，一般投用3個小油槍以下。通過對電除塵器的運行程序和參數調整，投油運行對除塵效率和運行安全影響較小，但是對濕法脫硫系統及脫硫系統副產品有一定的影響，需通過一系列合理的措施加以消除和控制。

1 鍋爐投油過程

首先是鍋爐投油啟動，待穩定負荷后，改變燃料，進入煤油混合燃燒階段，之后逐步增大燃料的加入量，同時減少鍋爐投油。待鍋爐穩定后，進入燃煤階段，并逐步提升機組負荷，進入正常運行階段。

2 對電除塵的影響和解決方案

鍋爐投油時，最初投4個小油槍，總油量約為120 kg，改造前油量約為2 000 kg，較改造前油量大大減少。為驗證投油對電除塵運行影響程度，在點爐初期4個油槍全部投入的情況下，投運后級三、四、五電場，但限制運行電壓至30 kV左右，并提高振打控制系統的設定頻率，此時電除塵效率雖然不高，但是可以滿足環保要求，粉塵數值為40～50 mg/m3；在機組并網后負荷帶至100 MW及以上時，將一、二電場投運，此時鍋爐小油槍投運2～3個小油槍，運行電壓恢復為正常值，振打系統改為自動運行，確保粉塵不超標小于50 mg/m3以減少對環境污染。在鍋爐撤油正常運行后除塵效率達到正常。

在機組檢修時，檢查發現電除塵內部極板、極線和高壓瓷瓶油的污沾染較少，可以確定，鍋爐投油改為小油槍微油助燃后，電除塵按以上程序與鍋爐同步啟停，對其除塵效率也無明顯影響。

分析電除塵器的結構原理，在投油階段，電除塵極板、極線等內件上必然殘留有少量上一運行周期所收集的飛灰覆蓋薄層，投油時收集的油污沾染在此飛灰薄層上，而不會直接與金屬表面接觸，因此較高的振打頻率可以保證振打效果。在油煤混燒階段，飛灰量遠大于油污的量，雖然由于油污的存在，飛灰粘性增加，但在一定的振打加速度下，反而有利于極板上飛灰的成塊剝落，減少二次揚塵［1］。因此可以認為，鍋爐微油助燃時，只要按照合理的運行操作程序，電除塵器可以在保證自身安全的前提下，發揮盡可能高的除塵效率。

華能曲阜電廠規程中規定修改為：鍋爐啟停階段，全部4個油槍投運時，電除塵器三、四、五電場投運，采用低電壓、高頻振打模式；鍋爐低負荷投油助燃時（投運3個及以下油槍），全部5個電場投入運行，運行電壓和振打系切入或在“自動”運行。此種方式既維護了電除塵運行的安全，又最大限度減少了進入脫硫系統煙氣的粉塵和油污含量。

3 對濕法脫硫系統的影響

鍋爐在啟動及運行中需投油助燃時，電除塵雖然投運3組電場以上，但是仍有少量未燃盡的成分會隨煙氣進入FGD吸收塔，煙氣中的粉塵，尤其是油污被洗滌到吸收塔漿液中，使得吸收塔漿液的雜質尤其是有機物含量增加［2］。由此導致一系列影響FGD效率和安全性的問題。

3.1 吸收塔液位異常與溢流

漿液中油污的增加，影響吸收塔液位顯示，無法確保吸收塔內液位的真實性。油污在吸收塔循環泵、漿液噴淋裝置及強制氧化空氣的共同攪動下，容易形成大量泡沫。由于華能曲阜電廠吸收塔液位計采用的是壓差式液位計，在DCS上顯示的液位是根據測得的差壓與吸收塔漿液密度計算得來的數值，而吸收塔內真實液位則會由于氣泡或泡沫的原因而高于顯示液位，從而導致吸收塔漿液通過溢流管溢流，造成地面環境污染。在運行過程中出現過1號吸收塔漿液溢流情況。

3.2 脫硫效率降低

吸收塔漿液中含有的油污易在作為脫硫劑的石灰石、亞硫酸鈣等固相顆粒的表面形成一定的油膜薄層，油膜將石灰石與液相隔離，阻止了石灰石的溶解，從而導致漿液pH值的降低和脫硫效率降低。還阻礙了亞硫酸產物和氧氣的充分接觸和反應，此時亞硫酸鹽產物較多，即使氧化風機強制氧化，石膏的結晶和析出也受到了阻滯，吸收塔內密度升高。

3.3 對脫硫產物排放的影響

脫硫系統正常運行時，為使石膏漿液濃度保持在一定范圍內，將吸收塔內漿液通過石膏排出泵打入石膏旋流器進行一級脫水，使石膏的質量分數從10%～18%濃縮至50%左右，濃漿直接進入二級脫水裝置真空皮帶脫水機，經真空皮帶脫水機脫水后可獲得含自由水不大于10%的較純凈的白色脫硫石膏晶體。而在投油運行階段，由于油污以及未完全氧化的亞硫酸產物等得存在，對石膏脫水系統影響很大，旋流器和真空皮帶機的效率下降，脫水效果不理想，無法正常脫水，基本上脫水4 h左右，石膏含水仍很大，脫硫塔內密度也仍然很高。脫硫石膏顏色為暗黑色，石膏品質明顯大大降低，影響石膏的綜合利用。

4 油污對濕法脫硫系統影響的解決方案

油污污染如果得不到及時解決，不僅使漿液品質惡化，影響脫硫效率，還將影響脫硫設備和系統的穩定及運行的安全，嚴重時還會迫使主機停機，造成不可估量的損失。

4.1 消泡去污

在鍋爐投油后，在吸收塔地坑內加入消泡劑50 kg，通過吸收塔地坑泵打入吸收塔內，利用化學方法，使消泡劑與油污發生化學反應，將有機物質分解，去除脫硫塔內油污，加入消泡劑后，脫硫系統的各項運行參數有了明顯的改善，石膏品質即有所提高。

4.2 加大脫硫廢水的排放量

針對吸收塔油污富集，造成漿液品質惡化降低脫硫效率，影響石膏品質，將回流水箱廢水旋流泵啟動，通過廢水旋流器將脫硫廢水經廢水處理裝置處理后排入沉淀池內，將塔內油污強制排出系統。脫硫廢水經沉淀池沉淀后，清水通過清水泵打入煤場作為噴淋水。

4.3 改變石膏脫水運行方式

正常運行時，石膏脫水系統一般采用一條真空皮帶運行，一條真空皮帶備用［2］。在投油助燃后，脫硫塔漿液密度高時達到1 250 kg/m3，為降低漿液密度，采取了雙皮帶脫水運行方式，最大限度降低吸收塔密度，提高石膏品質。

4.4 控制石灰石漿液補充量

鍋爐投油后，吸收塔密度普遍比投油前高，即使采用雙真空皮帶脫水，漿液密度的降低仍不足。為進一步降低吸收塔漿液密度，華能曲阜電廠規定在保證吸收塔pH值和出口二氧化硫滿足排放標準的情況下，減少往吸收塔打入的補充石灰石漿液量，使用除霧器沖洗水、地坑水排水對脫硫塔液位進行補充，對脫硫塔漿液進行稀釋以降低吸收塔密度。

4.5 加強運行管理

增強運行人員責任心，督促運行人員經常檢查脫硫煙道排水口是否通暢，吸收塔溢流口是否經常有泡沫溢出，發現缺陷及時聯系檢修處理，確保脫硫煙道排水正常、吸收塔溢流口排水溝排水正常，防止吸收塔溢流后漿液淌到地面造成環境污染。

5 結語

小油槍微油助燃對電除塵器影響相對較小，根據投油情況合理調整電除塵運行狀態，可以在保證設備安全的前提下發揮最大的除塵效率，以盡量減少粉塵和未燃盡油污排入FGD系統。微油助燃對FGD系統影響較大，建議鍋爐低負荷時盡量減少投油次數，同時根據實際運行情況，可采取一系列綜合措施，確保脫硫系統高效安全穩定運行，并提高脫硫副產品品質，滿足石膏產品綜合利用要求。