660MW機組脫硫出口煙塵異常變化的分析

楊永尚，趙紅文

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660MW機組脫硫出口煙塵異常變化的分析

楊永尚，趙紅文

（華電內蒙古能源有限公司土默特發電分公司，內蒙古 包頭 014100）

為解決華電蒙能土默特公司超低排放機組脫硫出口煙塵的特殊變化情況，分析同煙塵排放關系密切的噴淋層及除霧器等影響因素；同時結合吸收塔漿液起泡分析了泡沫對塔內流場及除霧器性能的影響，在機組停機時對分析進行了驗證；總結出了運行過程中控制泡沫影響因素是人工清理和停機置換漿液等，通過改變啟機煤種、增加泡沫收集池等的方法，有效解決了低負荷時煙塵排放高的特殊變化情況。

660MW機組；脫硫；超低排放

隨著火電廠煙氣超低排放機組的不斷投運，出現了一些達標排放時沒有碰到過的問題，如煙塵排放標準較高、個位數的變化都會對排放指標造成影響等。本文就土默特公司脫硫出口煙塵一次特殊異常進行了分析，并提出了相應措施。

華電蒙能土默特公司兩臺660 MW機組，安裝有低低溫五電場電除塵器；脫硫采用五層噴淋空塔技術，脫硫塔出口配一級管式＋兩層屋脊、一級煙道式除霧器，除霧器頂層設計有手動沖洗管道。脫硫塔設計協同除塵能力：吸收塔入口煙道20 mg/Nm3、出口煙塵不大于10 mg/Nm3。

1 脫硫出口煙塵隨負荷“倒掛”問題

1.1 煙塵隨負荷“倒掛”現象

2017年6月土默特公司#2脫硫出口煙塵出現異常變化，低負荷（330～450 MW）時6～7 mg/Nm3左右、高負荷（550～660 MW）時4～5 mg/Nm3左右。同正常運行時低負荷2～4 mg/Nm3左右、高負荷上升至4～5 mg/Nm3左右的常規不相符（有時候由于循環泵投運數量不同，高低負荷脫硫出口煙塵基本接近）。經對比6月10～28日負荷及脫硫出口煙塵運行曲線，這一趨勢還在加劇，低負荷時上升至7～8 mg/Nm3、高負荷時上升至6～7 mg/Nm3左右。同一時期發現石膏脫水機石膏表面黑色雜質量較多，在石膏庫可發現石膏總體顏色偏暗，中間夾有黑色物質。

經查#2脫硫運行曲線，脫硫出口煙塵變化情況如表1所示。

表1 #2機組脫硫出口煙塵變化表

1.2 異常原因排查

發現問題后，對系統作了以下調整：

（1）將低低溫電除塵入口煙溫從110℃調至95℃；

（2）優化電除塵振打程序，停運電除塵末電場振打；

（3）檢查吸收塔除霧器沖洗時間頻次，同時安排運行人員多次開啟除霧器上層沖洗水清洗除霧器；

（4）投運全部循環泵運行。按經驗，這些措施的執行會明顯降低出口煙塵排放指標。

但從煙氣自動監控系統CEMS（Continuous Emission Monitoring System，）觀察到這些措施未對脫硫出口煙塵產生影響。說明本次煙塵變化的影響因素與塔內設備關系較小。但煙塵在6月份的上升趨勢，又說明這些因素已逐漸影響到了塔內設備的性能。

1.3 原因分析

吸收塔內能影響到煙塵協同處理能力的因素有噴淋層、塔內流場及除霧器。噴淋層噴嘴噴霧的霧滴大小及覆蓋面，會影響到煙塵的洗劑能力，但檢查發現循環泵出口壓力、電流沒有變化，可以排除這方面的原因。本次對煙塵的影響因素可能是除霧器及塔內流場。

1.3.1 除霧器問題

脫硫出口煙塵低負荷時高、高負荷時低（高負荷接近長期運行正常值)，說明除霧器葉片還沒有被大量堵塞；出口煙塵逐漸上升趨勢又說明，堵塞面或影響除霧器效果的因素有擴大的趨勢。目前吸收塔內起泡嚴重，從吸收塔溢流管處可以看到起泡現象頻繁。

低負荷煙塵上升的原因分析：吸收塔內大量泡沫被煙氣帶到除霧器層，低負荷時煙氣流速較低，有可能部分泡沫在除霧器靠近塔壁流速更低的區域形成堆積，影響到除霧器的通流面積，進而影響到噴淋層的煙氣分布（影響噴淋層洗塵能力），最終使除霧器的效果降低。

高負荷時煙塵恢復正常的原因分析：在高負荷情況下，煙氣流量大、流速高，泡沫層不容易在除霧器表面堵積，低負荷時形成的泡沫被高流速煙氣清除，最終除霧器恢復處理霧滴的能力，塔內流場也恢復正常。

1.3.2 塔內流場影響

從流場方面看，塔內起泡嚴重、泡沫已超過吸收塔原煙氣入口煙道高度。在低負荷時，由于煙氣流量小流速低，不能完全將泡沫沖散，泡沫影響了煙氣在整個塔內的均勻性，導致塔內流場破壞，在泡沫堆積量較大的噴淋層洗塵能力下降。另一方面到達除霧器的泡沫可能在塔周邊形成堆積，影響了除霧器的除霧能力。這兩個方面引起脫硫出口煙塵異常變化。

1.4 采取的措施

（1）懷疑異常同起泡沫關系較大后，安排檢修人員不間斷清理吸收塔地溝，將從溢流管流出的泡沫用油桶拉到煤場。

（2）停機置換漿液的準備工作。要求在停機前將液位盡可能控制在低位，同時濃度控制在20%左右，在停機時停止除霧器沖洗等一切可能降低可吸收塔漿液密度的補水措施，在停機時用脫水的方法將塔內漿液完全脫水。

（3）停機時檢查吸收塔內部，包括噴淋層噴嘴、除霧器。

1.5 處理效果

檢修人員清理泡沫大約半個月時間，從吸收塔溢流出的黑色泡沫明顯減少；在機組停機前將吸收塔液位控制在12 m左右、濃度控制在20%；停機后由于水平衡問題，只將#2吸收塔漿液脫水至吸收塔液位5 m左右；

在停機時檢查了吸收塔噴淋層及除霧器，漿液噴嘴沒有堵塞情況，除霧器沖洗水管沒有斷裂現象；發現除霧器表面顏色較黑、板面沉積一薄層黑色物質，最下層的管式除霧器包括除霧器鋼梁也是黑色的，但沒有發現板間堵塞情況。正常情況下，除霧器應該是純白色、鋼梁應是防腐層顏色，這說明塔內漿液惡化，起泡現象嚴重。吸收塔液位運行時控制在15 m左右，吸收塔溢流管上部排汽口標高21 m，吸收塔入口煙道最底層標高20.95 m，兩臺塔都出現溢流管排汽口冒泡現象。說明內部泡沫高度最少6 m以上，超過了入口煙道的高度。在本次#2機組停機檢修時，發現脫硫出口煙塵儀檢測管上有類似泡沫的黑色物質，說明泡沫隨煙氣到達了凈煙道。

機組啟動前吸收塔漿液重新配制，機組啟動后觀察脫硫出口煙塵恢復了正常的變化趨勢。

2 塔內起泡問題

2.1 起泡原因

脫硫系統長時間運行后液位上層會積累一定量的“油質成份”，這些油質漂浮在吸收塔液位上部，石膏排出泵不能抽取這部漿液并將其引至廢水系統，長時間的積累會引起塔內起泡。每年脫硫塔安排1～2次清塔將漿液徹底的置換，可以解決“油質”積累問題。但由于土默特公司沒有灰場，自投產后一年時間都沒有安排清塔工作，這是引起漿液起泡的外部因素。

2.2 應對措施

（1）脫硫運行專業要制定啟機措施，啟機時要用什么煤種燃燒較充分，不易對吸收塔漿液造成重大污染。

（2）增加泡沫收集池。吸收塔漿液已起泡并從溢流管流出，就不應該讓泡沫返回吸收塔。在吸收塔周邊新增泡沫回收池，讓溢流黑色漿液收集在池內，然后人工轉運至煤場；同時設備小修時，在吸收塔壁14 m處開孔并裝手動閥門，并將開孔管道和溢流管連通，可以手動排出上部污染漿液。

（3）加強廢水系統的運行，將CL濃度控制在10000 ppm左右。

（4）監控除霧器沖洗水流量、壓力，加強除霧器上層次沖洗水的沖洗力度、頻度。

（5）化學廢水至脫硫系統補水。要求化學專業化驗化學廢水成份，嚴格執行文獻[1]對工藝水及除霧器沖洗水的要求。

3 小結

環保部門要求電廠廢水零排放，部分電廠將不能處理的化學廢水全部送入脫硫系統；同時由于點火過程不完全燃燒的影響及吸收塔液位上層的油質成份不易去除，會加劇吸收塔泡沫的產生，對脫硫系統液位控制、煙塵排放等造成一定影響，因此有效去除泡沫對脫硫系統的正常運行非常重要。

[1]DL/T 5196-2016, 火力發電廠石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統設計規程[S].

TK411+.5

B

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.06.016

1006－0316 (2018) 06－0078－03

2017－11－28

楊永尚（1972－），男，內蒙古包頭人，本科，工程師，主要從事發電廠機組管理工作；趙紅文（1971－），男，陜西澄城人，本科，高級工程師，主要從事發電廠環保方面技術工作。