脫硫系統運行中常見問題的分析

文_韓靜 徐彪 李長青 天津軍糧城發電有限公司

近幾年來，隨著國家對環保要求的提高，特別是對燃煤電廠的煙氣排放指標要求越來越嚴格，排放出口數值越來越低，限制的污染物種類也越來越多，排污超標的處罰也越來越嚴重。鍋爐煙氣處理系統不再是附屬設備，成為電廠的第四個主系統。2014年的超凈排放改造，出口煙塵濃度達到5mg/m3。2019年的煙羽脫白改造，排煙溫度在采暖期/非采暖季控制在45℃/48℃。目前廢水零排放改造也陸續進行，水質的改變給脫硫設備帶來很大的挑戰。吸收塔內的化學反應受多種因素的制約：煙氣成分、石灰石中各成分及使用的工藝水水質；相互影響、相互制約。

1 吸收塔漿液倒灌

五期和六期的吸收塔都出現漿液倒灌，嚴重的漿液倒灌會造成機組的非計停。吸收塔中的漿液為酸性，pH值低。如果倒灌的漿液不多，會沉積在煙道中，引起引風機出口至吸收塔入口處煙道的低溫腐蝕，造成煙道滲漏。同時漿液中含有石膏固體，沉積在煙道上。大量的石膏淤積在吸收塔入口處影響煙氣的流場，增加系統阻力。但是當大量的漿液進入引風機后，引風機的葉片會嚴重損壞造成風機停運，引起鍋爐的主燃料跳閘。

軍糧城發電有限公司五期兩臺機組的煙道長，漿液倒灌的現象不明顯，且布袋除塵器對細小塵粒的捕集效果好，對油污也有一定的捕集能力，在點爐初期鍋爐投油助燃時未產生大量的漿液倒灌。但是在每次停機時檢查一級吸收塔入口煙道時會發現，靠近脫硫段的低溫省煤器受熱面有漿液沉積，大大影響換熱效率。在吸收塔入口處煙道有石膏的淤積，造成事故噴淋噴嘴的堵塞，緊急情況下事故噴淋不能正常使用，達不到降低煙溫的作用。六期11#機組引風機出口至吸收塔入口位置較近，且除塵方式為電除塵器，電除塵器對微小顆粒和油污的捕集能力不如布袋除塵器。在點爐初期投油助燃時，吸收塔內產生的小空氣泡被油污包圍后穩定性高，不易破碎。如果塔內漿液置換不及時，大量的氣泡聚集在上部，造成液位計失真誤以為塔內液位低，容易發生漿液倒灌情況。

為解決此問題，要求運行人員平時加強吸收塔溢流管的巡視檢查，合理控制液位。特別是在點爐初期，增加消泡劑的投放次數。另外研究表明：消泡劑對氣泡具有選擇性，每種消泡劑只針對一類氣泡有較好的去除作用。五期、六期的除塵方式不同，粉塵隨著煙氣進入吸收塔中會導致吸收塔內氣泡的化學性質也不同，因此在選擇消泡劑時應考慮此因素。

2 脫硫廢水、污泥量大，壓濾機使用頻繁

吸收塔中的漿液經石膏排出泵輸送至一次旋流站后開始產生脫硫廢水，含大顆粒的漿液下沉至脫水皮帶機，抽真空后變成含水率＜10%的石膏。含小顆粒物質的漿液進入溢流箱后再經過廢水旋流站后進入廢水處理系統。另一路廢水的產生是濾布濾餅沖洗水及汽液分離器產生的水進入濾液箱不回收利用變成脫硫廢水，即：

石膏排出泵→一次旋流站→一次旋流站溢流部分→溢流箱→廢水旋流站→廢水箱→三聯箱加藥處理→絮凝下來的污泥→壓濾機。

石膏排出泵→一次旋流站→底流至真空皮帶機→濾布濾餅沖洗水及氣液分離器產生的水→濾液箱→通過濾液泵至廢水。

控制廢水量的解決需要借助化學監督。在脫硫系統的實際運行中，化學監督是必不可少的監測手段，能夠從脫硫反應的化學過程方面提供依據和指導，對實際運行中存在的問題進行分析和判斷，進而找出有效的應對措施。化學監督的目的通常分為3個方面內容：①在線儀表校驗；②日常性能監測；③環保驗收試驗。

其中日常性能檢測對運行的調整具有很大的指導。如檢測吸收塔漿液的pH值、溫度、密度、濃度、亞硫酸根、鎂離子、鋁離子、氯離子、氟離子等。工藝水成分：密度、懸浮物、鈣離子、氯離子等；外排廢水成分：重金屬、pH、COD、SS等。化學檢測的周期在《燃煤電廠煙氣脫硫裝置運行導則》中給出以下建議，詳見表1。

表1

針對減少脫硫廢水量及污泥量，需要從廢水產生的源頭進行控制。通過監測吸收塔漿液的石灰石、二水石膏及亞硫酸鈣、氯離子的濃度，合理控制出石膏的頻率來減小石膏廢水的產生量。如果漿液中的石灰石和亞硫酸鈣的含量高，說明吸收塔中的反應不充分，應減少石灰石漿液的供應，延長漿液在吸收塔中的停留時間，產生更多的大顆粒石膏。大顆粒的石膏不僅易脫水，而且不易堵塞真空皮帶機濾布的孔隙，延長濾布的使用壽命，同時減小廢水的產生。

在現有系統中，收集的濾液通過濾液泵回吸收塔、去石灰石漿液箱作為制漿用水、直接去脫硫廢水三聯箱處理。濾液的回收再利用可以減小脫硫廢水量。通過化學監督，監測濾液中的氯離子、鐵離子、鎂離子的濃度。若氯離子濃度不高，可以回收重復利用，作為吸收塔補給水或者作為石灰石制漿用水。這樣不僅減少了去廢水系統的水量，達到廢水、污泥的減排作用；還減小了工藝水的用水量。

3 脫硫廢水污泥粘稠

脫硫廢水污泥粘稠也是一直難解決的問題。經過壓濾機擠壓后的污泥粘在濾布上，脫水后的污泥可自行掉入污泥運輸車中，但如果污泥粘稠不能完全脫落下來，粘在濾布上的污泥使得濾布之間會存在間隙影響下次擠壓污泥。

造成污泥粘稠的原因，目前有兩種主流的解釋：一是由于三聯箱中的絮凝箱加入過多的絮凝劑、助凝劑造成污泥粘稠；二是由于漿液中亞硫酸鈣的含量高，造成污泥粘稠。

脫硫廢水進入三聯箱先進入CaO進行堿性調節，堿性調節的目的是為了使廢水中的重金屬離子進行絡合沉淀，然后再加入絮凝劑使小顆粒的沉淀變成大顆粒。如果是第一種原因，解決方法為增加中和箱的pH值，有助于重金屬離子的沉淀，根據廢水的濃度調整加藥量。如果是由于廢水中亞硫酸根較高，監測吸收塔漿液中亞硫酸鈣的含量，如果濃度大，查找氧化風機的問題或者是延長吸收塔置換漿液的時間。

通過大量的經驗數據，找出廢水濃度與加藥量之間的關系、吸收塔漿液中亞硫酸根的濃度與污泥粘稠的關系，為今后的運行調整提供參考。

4 結語

石灰石-石膏濕法脫硫系統在燃煤電廠廣泛應用。吸收塔內的化學反應是復雜的，受多種因素的制約，相互影響、相互促進。某種離子在一定濃度范圍內會促進反應的發生，當達到一定量時又有可能產生預制作用。吸收塔漿液倒灌、脫硫廢水污泥量大、壓濾機使用頻次高及污泥粘稠這些問題還需要專業人員作進一步的研究。在化學監督大量數據的統計下指導運行操作，減少設備的缺陷率。

目前為了滿足國家對燃煤電廠污染物濃度及總量控制的排放要求，降低排煙溫度的煙羽消白工程、廢水零排放系統也在大力推廣中，很多電廠都已經成熟運行。在廢水零排放系統中，脫硫工藝水水質的改變、新增系統的產物回到已有的脫硫系統中，對現有脫硫系統吸收塔中的反應、脫硫設備、管道的影響也需要做更深研究。