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（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系統的安全，針對鍋爐吹管階段石灰石制漿系統、脫水系統及廢水處理系統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，都受到環保部門的時刻監督。

本文結合建投承德上板城2×350MW熱電聯產工程鍋爐吹管期間，在石灰石制漿系統、脫水系統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發生反應，導致pH降低。隨著反應的繼續，pH降到7.6以下時，發生吸收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 循環過程

脫硫后的NaHSO3經循環泵入口管道放凈口排入吸收區地坑，與堿液發生中和反應。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

工藝水系統的作用為：吸收塔補水、循環泵機封水、減速機冷卻水、各系統沖洗水等。該系統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）循環泵機封水、減速機冷卻水、各系統沖洗水及地坑補水終端閥門

均處于關閉狀態。

2.2 漿液循環系統

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

2.3 除霧器沖洗水系統

除霧器沖洗水系統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

事故噴淋系統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 吸收區地坑系統

吸收區地坑系統的作用是當吸收塔pH值降低時，將循環泵入口排空閥打開，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運轉正常；（3）地坑至吸收塔手動閥為全開。

2.6 吸收塔系統

吸收塔是煙氣與脫硫劑進行反應的場所。該系統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%）用于運行時調節吸收塔內反應區的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，同時為各運轉設備機械密封提供水源。是整個脫硫系統穩定運行的關鍵，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廢水的pH值，處理后的廢水可以作為鍋爐沖灰水、灰庫加濕水、煤場噴淋水以及渣倉加濕水等。

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、防腐蝕等事故的發生。