堿法脫硫在鍋爐吹管階段的運行技術

謝治國　劉朋

摘 要：首次運行的鍋爐必須進行蒸汽吹管，一是防止鍋爐投入運行后影響蒸汽品質，二是提高鍋爐的安全性和經濟性。濕法脫硫系統(tǒng)（FGD）作為爐后煙氣排放的最后一道工序就顯得尤為重要。為了確保FGD系統(tǒng)的安全，針對鍋爐吹管階段石灰石制漿系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)及廢水處理系統(tǒng)未具備投運條件的情況，文章對采用堿法脫硫的運行技術進行了闡述。

關鍵詞：鍋爐吹管；堿法；脫硫；運行研究

引言

近年來隨著大氣污染受到重視，國家頒布了嚴苛的大氣污染物排放標準，超低排放已成為未來電廠環(huán)保的趨勢。燃煤電廠作為大氣污染物的排放大戶，從施工建設到吹管調試再到投產運行，都受到環(huán)保部門的時刻監(jiān)督。

本文結合建投承德上板城2×350MW熱電聯(lián)產工程鍋爐吹管期間，在石灰石制漿系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)未具備投運條件的情況下，采用堿法脫硫的現場運行經驗，闡述了各個系統(tǒng)在運行中的注意事項以確保鍋爐順利吹管。

1 堿法脫硫的吸收原理

堿法脫硫是用NaOH堿液來吸收煙氣中的SO2。由于煙氣中含有大量的CO2，用NaOH堿液洗滌煙氣時，首先CO2與NaOH發(fā)生反應，導致pH降低。隨著反應的繼續(xù)，pH降到7.6以下時，發(fā)生吸收SO2的反應，隨著吸收劑Na2SO3的不斷生成，脫硫效率也不斷提高。當吸收液中的Na2SO3全部轉變成NaHSO3時，吸收反應停止，此時pH值降至4.4。但隨著煙氣中SO2在溶液中進行物理溶解，pH值仍持續(xù)下降。因此在實際運行時，要將吸收液的pH控制在有效吸收范圍4.4-7.6。

1.1 吸收過程

在吸收塔中，煙氣與噴嘴噴出的堿液逆流接觸，發(fā)生如下反應：

（1）2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O；（2）Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3；以上兩式總反應為：NaOH+SO2→NaHSO3；可以看出，Na2SO3仍具有脫除SO2的能力，是煙氣脫硫的主要物質。

1.2 循環(huán)過程

脫硫后的NaHSO3經循環(huán)泵入口管道放凈口排入吸收區(qū)地坑，與堿液發(fā)生中和反應。目的是將吸收液中的NaHSO3中和為Na2SO3，通過地坑泵再打回吸收塔繼續(xù)參與反應。即：NaHSO3+NaOH →Na2SO3+H2O

2 運行前的準備工作

2.1 工藝水系統(tǒng)

工藝水系統(tǒng)的作用為：吸收塔補水、循環(huán)泵機封水、減速機冷卻水、各系統(tǒng)沖洗水等。該系統(tǒng)應確保以下試車條件：（1）工藝水箱補水電動閥就地及遠控開關正常，液位計遠控顯示正常；（2）工藝水泵（一用一備）遠控啟動及電機連續(xù)運轉正常，并能互為切換；（3）工藝水泵出口電動閥就地及遠控開關正常，出口管道壓力變送器及流量計遠控顯示正常；（4）吸收塔補水電動閥就地及遠控開關正常；（5）循環(huán)泵機封水、減速機冷卻水、各系統(tǒng)沖洗水及地坑補水終端閥門

均處于關閉狀態(tài)。

2.2 漿液循環(huán)系統(tǒng)

漿液循環(huán)系統(tǒng)的作用是將吸收塔反應區(qū)的吸收液通過循環(huán)泵提升到噴淋層，經噴嘴后霧化。該系統(tǒng)應確保以下試車條件：（1）循環(huán)泵入口電動閥就地及遠控開關正常；（2）循環(huán)泵（兩用一備）就地事故按鈕、遠控啟動及電機連續(xù)運轉正常。

2.3 除霧器沖洗水系統(tǒng)

除霧器沖洗水系統(tǒng)的作用主要是沖洗除霧器，防止除霧器積灰致使除霧器壓降過大。該系統(tǒng)應確保以下試車條件：（1）除霧器沖洗水泵（一用一備）就地事故按鈕、遠控啟動及電機連續(xù)運轉正常，并能互為切換；（2）除霧器沖洗水泵出口電動閥就地及遠控開關正常，出口管道壓力變送器及流量計遠控顯示正常；（3）塔上除霧器沖洗電動閥就地及遠控開關正常，沖洗總管手動閥為全開。

2.4 事故噴淋系統(tǒng)

事故噴淋系統(tǒng)的作用是當吸收塔進口煙氣溫度超設定值后，自動打開噴淋閥門進行降溫。該系統(tǒng)應確保以下試車條件：事故噴淋氣動閥氣源正常、遠控開關正常，手動閥為全開。

2.5 吸收區(qū)地坑系統(tǒng)

吸收區(qū)地坑系統(tǒng)的作用是當吸收塔pH值降低時，將循環(huán)泵入口排空閥打開，吸收液流入地坑，人工向地坑中加入堿片，將吸收液中和后重新打回吸收塔內參與反應。該系統(tǒng)應確保以下試車條件：（1）地坑液位計就地及遠控顯示正常；（2）地坑泵（一用一備）遠控啟動及電機連續(xù)運轉正常；（3）地坑至吸收塔手動閥為全開。

2.6 吸收塔系統(tǒng)

吸收塔是煙氣與脫硫劑進行反應的場所。該系統(tǒng)應確保以下試車條件：（1）煙道入口熱電偶遠控畫面顯示正常；（2）攪拌器電機連續(xù)運轉正常；（3）液位計、PH計遠控畫面顯示正常。

2.7 其他

備足量的堿片（純度99%）用于運行時調節(jié)吸收塔內反應區(qū)的pH值。同時，要配備檢測設備，如：測溫槍、測振儀等。

3 啟動及運行中的注意要素

3.1 工藝水供應

工藝水的消耗主要是隨煙氣蒸發(fā)，同時為各運轉設備機械密封提供水源。是整個脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵，為確保工藝水的不間斷運行應注意以下幾點：（1）采用兩路不同水源給工藝水箱供水，如：電廠服務水、工業(yè)水；（2）啟泵前，提前5分鐘打開機封水；（3）運行中電機軸承溫度不得超過80℃，并做好記錄；（4）給吸收塔補水時，確保補水電動閥全開，工藝水箱回流閥半開，水箱液位低于2/3要及時補水。

3.2 漿液循環(huán)泵運行

噴淋的漿液不僅吸收煙氣中的SO2，同時也起到煙氣降溫的作用，保護吸收塔內的防腐材料。應注意以下幾點：（1）啟泵前，提前5分鐘打開機封水及減速機冷卻水；（2）運行中電機軸承溫度不得超過80℃，并做好記錄；（3）停泵后，嚴禁馬上再啟動，啟動間隔30分鐘；（4）停泵后，打開入口排凈閥排凈泵殼內的吸收液，并對管道進行沖洗。

3.3 吸收塔運行

吸收塔運行時最重要的兩個因素是液位和pH值。吸收塔液位必須高于溢流管的安裝口，防止吸收液從溢流管的放氣口噴出。pH值過低不但不利于脫硫，同時會對設備造成腐蝕，影響設備使用壽命。應注意以下幾點：（1）一小時測一次pH值，及時加堿，控制在4.5以上；（2）注意吸收塔的液位，及時向塔內補水；（3）塔內除霧器每兩小時沖洗一次，防止除霧器堵塞。

3.4 廢水處理

吹管結束后向廢水中加石灰以調節(jié)廢水的pH值，處理后的廢水可以作為鍋爐沖灰水、灰?guī)旒訚袼⒚簣鰢娏芩约霸鼈}加濕水等。

4 結束語

運行時，運行人員要嚴格按工藝要求控制運行條件，嚴格按操作規(guī)程和設備說明書進行操作，做好脫硫運行記錄，同時要注意防水、防觸電、防腐蝕等事故的發(fā)生。