火電廠脫硫吸收塔漿液泡沫成因及應急處理

李秀忠

(華電國際電力股份有限公司萊城發電廠，山東 萊蕪 271100)

火電廠脫硫吸收塔漿液泡沫成因及應急處理

李秀忠

(華電國際電力股份有限公司萊城發電廠，山東 萊蕪 271100)

介紹了脫硫系統的工藝流程，指出脫硫系統吸收塔起泡的危害，分析泡沫形成原因并提出起泡前的預防措施及泡沫發生時的處理方法，以防吸收塔溢流，避免因吸收塔泡沫引起的脫硫系統停運。實踐證明：所提出的處理方法具有良好的效果，可確保脫硫系統的安全運行。

脫硫系統；吸收塔泡沫；消泡

1 脫硫系統簡介

某電廠4臺300 MW機組采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，為“一爐一塔”設計。自投運以來，脫硫設施投運率超過99.0 %、脫硫效率保持在95 %以上。現通過改造，GGH(gas gas heater，煙氣換熱器)已經拆除，增壓風機與引風機已經合并，煙氣脫硫裝置(見圖1)運行穩定。

2 吸收塔起泡的危害

吸收塔內的泡沫會形成虛假液位，給運行調節帶來不便，溢流漿液會通過煙道到達引風機出口。起泡嚴重時，溢流漿液將猛烈沖擊運行的風機葉片，甚至造成葉片損壞，致使引風機停運，脫硫系統被迫退出運行，主機也被迫停運。在不設GGH的脫硫系統中，上述情況發生的可能性更大。

圖1 脫硫工藝流程

一旦溢流漿液到達吸收塔入口煙道中，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入煙道防腐內襯及其毛細孔內；當水分蒸發后，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出并結晶，隨后體積發生膨脹，使防腐內襯產生應力(帶結晶水的鹽在干濕交替的作用下，體積膨脹高達幾十倍)，導致其嚴重的剝離損壞。漿液還會沉積在未作防腐處理的原煙道中，產生煙道垢下腐蝕，縮短煙道的使用壽命和檢修周期。

吸收塔出現起泡后，吸收塔運行液位被迫降低，氧化風機氧化效果變差，漿液中亞硫酸鹽含量逐漸增高，致使漿液品質逐漸惡化。當漿液起泡嚴重時，石膏排除泵入口漿液泡沫增加，泵出口壓力降低且異常波動，無法正常排出石膏，致使漿液濃度逐漸上升，液位難以控制。同時，循環漿液泵入口壓力下降、氣泡增多，導致循環漿液泵的出力降低，循環漿液量減少，脫硫效率降低，嚴重時可能導致漿液循環泵的氣蝕。

3 泡沫產生過程

3.1 運行工況

在吸收塔泡沫形成前，機組及脫硫系統穩定運行，鍋爐因調峰進行過一段時間的投油穩燃。首先發現吸收塔液位異常波動，就地發現溢流管有少量泡沫溢出。啟動B脫水系統運行，以便降低吸收塔液位。其他項目運行參數如表1所示。

表1 脫硫系統運行工況及參數

3.2 泡沫產生時的現象

吸收塔內產生泡沫時，吸收塔液位異常波動。進行除霧器沖洗后，液位無明顯上升；這是因為除霧器沖洗時，通過噴淋系統能夠消除部分泡沫，因此液位無明顯上升。吸收塔攪拌器電流偏低，氧化風機出力因漿液密度整體相對減小而降低。脫水系統運行時，石膏呈黑色或有部分黑色泡沫。就地檢查吸收塔溢流口，有少量黑褐色泡沫溢出；泡沫較多時，吸收塔溢流管溢流量增大，或溢流至吸收塔出入口煙道，影響脫硫系統運行安全(見圖2)。

圖2 吸收塔泡沫溢流時的生產現場

4 泡沫產生原因

(1) 鍋爐投油后燃燒不充分，部分油污及未燃物質隨煙氣進入吸收塔，使得吸收塔漿液中有機物含量增加。

(2) 曾對鍋爐進行低氮燃燒器改造，造成飛灰可燃物稍有上升或鍋爐燃燒情況不好時，飛灰中部分碳顆粒或焦油隨煙氣進入吸收塔。

(3) 鍋爐后部除塵器運行狀況不佳。煙氣中粉塵濃度超標，粉塵進入吸收塔后致使吸收塔漿液中重金屬含量增高。

(4) 脫硫裝置使用的石灰石中含過量MgO(起泡劑)，石灰石漿液進入吸收塔后，與硫酸根離子發生反應產生大量泡沫。

(5) 該電廠制漿系統所用水源為機組用循環水，水質未達到設計要求，COD(化學需氧量)，BOD(生化需氧量)含量超標。另外，除霧器沖洗時，部分地面沖洗水通過地坑泵打至吸收塔。

(6) 脫硫裝置脫水系統或廢水處理系統運行可靠性較差，不能及時處理廢水和泡沫，致使吸收塔漿液品質逐漸惡化。

(7) 泡沫產生后，運行人員發現較晚或未及時采取措施，導致泡沫急劇增加。

5 吸收塔起泡的預防措施

5.1 定期進行除霧器沖洗

定期進行除霧器沖洗，控制吸收塔水平衡。嚴格控制吸收塔補充水水質(最好使用工業水)，并加強過濾和預處理流程，降低COD，BOD含量，使補充水的參數指標處于設計值范圍內。

5.2 調整吸收塔液位

確定合理的吸收塔運行液位，減小漿液溢流量，防止漿液進入吸收塔入口煙道。隨著吸收塔內化學反應的不斷進行，漿液濃度會不斷上升。因此，應定期校對液位計，根據吸收塔漿液濃度來調整DCS液位顯示值，保證脫硫控制系統顯示值的正確性。

5.3 嚴控石灰石驗收標準

將石灰石(如MgO，SiO2等)品質控制在要求范圍內，確保石灰石質量合格。同時，加強石灰石漿液、石灰石粉和石膏的化學檢驗工作，執行石灰石成分“每日一報”，有效監控脫硫系統運行狀況；發現漿液品質有惡化趨勢時，應及時采取處理措施。

6 起泡后的處理方法

吸收塔漿液一旦出現起泡溢流現象后，必須及時采取措施，以免造成嚴重事故。其處理方法步驟如下。

(1) 發現吸收塔大量起泡時，應第一時間降低吸收塔液位(可啟動脫水系統)，并從吸收塔排水坑加入脫硫專用消泡劑。在起泡初期時，消泡劑加入量較大；連續加入一段時間后，泡沫層逐漸變薄，可減少消泡劑加入量，直至達到穩定的加藥量。需要指出的是，消泡劑只能暫時緩解，卻不能根本解決吸收塔漿液的起泡問題；一旦停止加入消泡劑，吸收塔可能重新出現起泡溢流現象。

(2) 在確保SO2不超標的情況下，停運1臺漿液循環泵，以減小吸收塔內部漿液的擾動，同時減少漿液供給量。因為漿液循環量大時，每個分子所具有的動能變大，因而克服內部引力實現表面增大的可能性將增大，漿液的起泡性變強。

(3) 在保證氧化效果的前提下，適當降低吸收塔的工作液位，減小漿液溢流量(可從就地溢流口觀察)，防止漿液進入吸收塔連接的煙道。

(4) 制定嚴格的運行管理制度。在主機投油時，加強機組人員與脫硫運行人員的聯系，特別是機組低負荷投油穩燃時，應及時通知脫硫運行人員，以便對吸收塔進行拋漿。

(5) 一旦發生漿液起泡溢流現象，可適當降低吸收塔液位，防止漿液溢流。應加大消泡劑投入量，同時打開地坑至灰漿池排放門。

7 結論

脫硫裝置的吸收塔漿液產生泡沫時，會形成吸收塔虛假液位，導致漿液品質迅速惡化，極易造成泡沫溢流，污染環境，甚至造成脫硫系統停運。通過分析相關數據查找吸收塔泡沫的成因，觀察產生泡沫時的現象，采取相應措施防止吸收塔漿液起泡和溢流，以避免因吸收塔泡沫引起脫硫系統停運，確保脫硫系統安全可靠運行、環保參數達標排放，達到安全生產標準。

1 郭東明．脫硫工程技術與設備[M]．北京：化學工業出版社，2012.

2 張 磊，劉樹昌．大型電站煤粉鍋爐煙氣脫硫技術[M]．北京：中國電力出版社，2009.

2016-07-11。

李秀忠(1968-)，男，高級工程師，主要從事發電廠脫硫、脫硝環保技術工作，email：lwzjw529@163.com。