關于脫硫吸收塔脫硫效率低的原因分析

◎康寧

大唐鞏義發(fā)電有限責任公司1號機組為660MW超超臨界燃煤機組，煙氣脫硫裝置采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝（以下簡稱FGD），在設計煤種、鍋爐BMCR工況、處理100%煙氣量條件下保證脫硫裝置入口SO2濃度≤4098mg/m3（標態(tài)、干基、6%O2）時，脫硫裝置出口SO2濃度≤35mg/m3（標態(tài)、干基、6%O2），脫硫效率≥99.15%。

自2020年3月5號啟機以來，出現(xiàn)脫硫效率偏低的狀況，相比以往，相同的工況和入口SO2濃度下，需要多開兩臺漿液循環(huán)泵，使脫硫系統(tǒng)運行成本顯著增加，同時影響機組帶高負荷運行。

由于機組仍在運行中，主要從以下方面進行檢查分析：（1）二氧化硫在線測量儀表（CEMS）檢查，具體表現(xiàn)為在線測量儀表失真會使測量結果不真實，不能準確反映煙道內SO2濃度值，導致脫硫效率偏離正常值。檢查結果發(fā)現(xiàn)在線儀表實測凈煙氣中SO2含量為27 mg/m3，折算后上傳至國家環(huán)保中心的數(shù)值為29.6 mg/m3，現(xiàn)場實際測量發(fā)現(xiàn)凈煙氣中SO2含量為14 mg/m3，折算后為15.5 mg/m3，偏差14.1 mg/m3，誤差較大。（2）石灰石品質化驗分析，石灰石化驗結果如下：CaO含量為52.91%，MgO含量為0.45%，滿足石灰石CaO含量≥50.4%，MgO含量≤1.2%的要求。（3）濕磨機碾磨后石灰石漿液化驗分析，石灰石漿液中石灰石粒徑較大（過篩率31.34%，325目），遠小于90%通過325目篩的設計要求。石灰石粒徑越大，其表面積越小，吸收速率越慢，漿液活性降低。（4）液氣比/氣液流場對1號機脫硫效率影響分析。

5臺漿液循環(huán)泵運行電流和出口壓力與2019年12月份工況對比如下：

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循環(huán)泵電流和出口壓力均出現(xiàn)了不同程度的變化，電流下降則證明輸送至噴淋層的漿液流量下降，吸收塔的Ca/S和液氣比均有所下降。

由于機組在運行狀態(tài)，僅能對檢查出來問題的（1）、（3）項進行改進，第（4）項需待機組停運后開塔檢查。

2020年4月底，機組停運，對吸收塔進行開塔檢查，檢查情況如下：

1.吸收塔底部石膏淤積情況：A、D、E循環(huán)泵下部堆積石膏較少，堆積石膏未達到循環(huán)泵入口濾網(wǎng)底部；B、C循環(huán)泵入口濾網(wǎng)被石膏堵塞嚴重，B循環(huán)泵底部濾網(wǎng)已被全部堵死，C循環(huán)泵底部濾網(wǎng)及正面濾網(wǎng)均被堆積，正面濾網(wǎng)被堵塞有300mm高，堵塞最為嚴重。經(jīng)查詢設計資料并計算，循環(huán)泵濾網(wǎng)通流面積與循環(huán)泵入口管道橫截面積比值為3.5，通流面積比值應介于3.5-4之間，由于原始設計裕度太小，在循環(huán)泵濾網(wǎng)發(fā)生部分堵塞時，濾網(wǎng)通流面積已無法滿足循環(huán)泵需求，進而影響循環(huán)泵吸入流量。在底部石膏中同時發(fā)現(xiàn)了部分顆粒度在3mm左右未磨碎的石子，這部分石子既加速管道磨損，同時也容易堵塞管道，對設備危害極大，同時也容易在吸收塔塔底堆積。

2.湍流層檢查情況：吸收塔內原煙氣與噴淋層之間加裝一層湍流層，使進入塔內的原煙氣均勻進入噴淋層，可有效提升脫硫效率。湍流層檢查無問題，零部件無缺失。

3.噴淋層檢查情況：噴淋層管道及噴嘴未發(fā)生脫落及斷裂現(xiàn)象，在對管道及噴嘴是否堵塞進行檢查時，發(fā)現(xiàn)B、C、D層噴嘴及管道存在不同程度的堵塞現(xiàn)象，如下表：

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每層噴淋層共計216個噴嘴，B、C、D層堵塞比例已經(jīng)較大。對堵塞部位進行開天窗用水沖洗疏通，發(fā)現(xiàn)堵塞堵塞原因如下：1.塔壁防腐鱗片脫落，進入噴嘴和支管，造成噴淋支管和噴嘴堵塞。2.噴淋支管內殘留未磨碎的石灰石顆粒和石子，大顆粒石灰石和石子在管道內沉淀堵塞。

至此，吸收塔脫硫效率不合格的原因已徹底找到，主要原因為：（1）磨機制出漿液細度不合格；（2）CEMS在線監(jiān)測儀表有偏差；（3）漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)堵塞；（4）噴淋層管道及噴嘴堵塞。

下一步主要針對性改進措施：1.磨機電流長期偏低，磨機內部鋼球量不足，磨機內部大鋼球數(shù)量缺少，導致進入磨機內部石灰石研磨不足，石灰石漿液細度不滿足系統(tǒng)使用要求，按照每添加一噸鋼球，磨機電流升高1A的估算方法，逐步將磨機電流調整到設計值。2.由熱工人員對測量不準的CEMS在線監(jiān)測儀表進行校準，縮小測量誤差。3.加強漿液循環(huán)泵停泵后的反沖洗工作，利用泵內管道的壓力將循環(huán)泵濾網(wǎng)處的石膏沖走；加強吸收塔脫水工作，降低吸收塔運行密度，低密度運行，可有效降低石膏在吸收塔底部沉積量。4.吸收塔內防腐鱗片脫落后經(jīng)過漿液循環(huán)泵進入噴淋層，經(jīng)檢查，循環(huán)泵濾網(wǎng)四周與吸收塔塔壁之間有30mm寬的縫隙，噴淋層堵塞雜物大多從此部位進入，計劃采購與吸收塔濾網(wǎng)同材質的1.4529不銹鋼板材，焊接在濾網(wǎng)縫隙處。5.在吸收塔內壁每層噴淋層處增加一圈寬度為300mm的提效環(huán)，可有效減少煙氣在吸收塔塔壁部位的逃逸現(xiàn)象，增加煙氣與噴淋層漿液的接觸時間，有效降低吸收塔出口凈煙氣中SO2含量。