1000MW机组湿法烟气脱硫系统调试

梁 川，孙 昕

(东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006)

国华绥中发电厂3号机组为东北地区首台1 000 MW机组，烟气脱硫工程采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺。机组于2010年2月与主机同步通过168 h试运。石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺是目前世界上采用最多、最成熟的一项脱硫技术。主要特点是脱硫率高、烟气处理能力强、煤质适应面宽，且吸收剂石灰石价廉易得。近几年，我国越来越多的电厂脱硫装置投入运行，在湿法脱硫方面的技术总结及消化上取得了长足的进步，并已在1 000 MW发电机组脱硫项目上成功应用。本文主要通过对绥中电厂3号机组脱硫项目的调试过程中发现的问题进行初步分析和探讨。

1 脱硫系统

1.1 脱硫系统主要设计参数

脱硫系统主要设计参数见表1。

表1 脱硫系统主要设计参数

1.2 石灰石浆液制备系统

主要由石灰石卸料斗、电磁振动给料机、波纹挡边皮带机、石灰石储仓、皮带称重给料机、湿式球磨机、磨机浆液泵、磨机旋流站、石灰石浆液箱、石灰石浆液泵、搅拌器等设备组成。

1.3 烟气系统

脱硫系统配2台静叶可调轴流风机。风机布置在每座吸收塔前的烟道上，不设GGH。在引风机出口水平烟道上设置了旁路挡板门。配备6套“0”泄漏烟气挡板，所有挡板都均有密封空气系统。密封空气系统将密封空气导入关闭挡板的叶片间，阻断挡板两侧烟气流通，保证“0”泄漏。

1.4 SO2吸收系统

SO2吸收系统采用单元制设置。主要设备包括吸收塔 (包含喷淋层、除雾器)、浆液循环泵、氧化风机、石膏排出泵等。每座吸收塔内设四层喷淋层，每座吸收塔配4台循环浆液泵，上部由4层喷淋层和两级除雾器组成。吸收塔直径为19.5 m，总高度约为40 m。每套FGD装置的吸收塔设3台氧化风机，2运1备。

1.5 石膏脱水系统

脱硫系统额定工况下的石膏产量为16.5 t/h。每台脱硫设备设置1台石膏旋流站。每台石膏脱水机出力按2台机组石膏总产量的75%考虑。2台石膏脱水机互为备用。

1.6 性能保证值

额定工况下燃烧设计煤种时SO2脱除率不低于95%;石灰石消耗不超过9.35 t/h;石灰石粒径要求 (湿磨出口)90%通过325目;石膏品质要求游离水不高于10%;石膏纯度不低于90%;Ca-CO3含量低于3%;CaSO3·1/2H2O含量低于1%。

2 脱硫系统调试

通过调试，绥中电厂3号机组脱硫装置各设备均能正常运行，系统各性能参数基本达到设计要求。下面就脱硫系统168 h整套启动前调试中的一些问题进行探讨。

2.1 旁路挡板关闭

脱硫烟气系统的启停及运行控制对发电机组锅炉的炉膛压力有直接影响，控制不当可能造成主机的事故跳闸，国内曾出现过类似事故。在调试过程中一定要将FGD烟气系统的顺启与顺停步序设定得当，调整好增压风机入口导叶的闭环控制特性，并进行冷态调整试验，避免在热态运行过程中影响发电机组的运行安全性。

3号机组脱硫烟气系统正常运行的操作:2台增压风机启动后，静叶开度30%左右，保持增压风机入口负压－200 Pa，投入风机自动，关闭旁路挡板，维持风机入口压力和锅炉压力稳定。

调试中发现3号机组烟囱的自拔力较大，在增压风机停运时，烟气全部通过旁路时引风机出口的风压为－500～600 Pa。如果此时增压风机投入自动，将导致静叶自动关闭。因此，在关旁路挡板时增压风机导叶入口压力调整到－500 Pa，维持风机入口压力，增压风机抽力在旁路挡板关闭的过程中维持在一个平衡状态，尽量保证入口风压与增压风机启动前一致，这样不会对锅炉运行造成影响，也不会使引风机随同调整，增压风机的导叶以此为依据自动调整开度。旁路关闭后保持增压风机入口负压－200 Pa。旁路挡板关闭的速度应缓慢进行 (尤其是关最后20%)，目的是避免增压风机入口风压出现急剧变化，同时给增压风机留足够时间调整导叶开度。如果关闭速度过快可能造成增压风机导叶开度调整跟不上入口风压的变化，对锅炉炉膛压力产生扰动。

当系统出现问题旁路快开时，应立即将增压风机自动退出，手动调整静叶开度30%保持稳定运行，否则由于风机入口压力为－500 Pa导致风机静叶将完全关闭。

2.2 吸收塔溢流

脱硫装置运行过程中吸收塔溢流为较为普遍的问题。在3号机组脱硫系统试运行期间，也曾发生过吸收塔浆液大量溢流的现象，现场查看时发现吸收塔溢流管大量流出浆液，地沟也充满浆液，溢流时地坑液位迅速上升，2台地坑泵启动仍无法及时排出溢流浆液。

出现溢流的主要原因为虹吸和虚假液位。虹吸是由于大气压的作用，液体从液面较高的容器通过曲管越过高处而流入液面较低容器。虚假液位是吸收塔静态液位并未达到溢流口位置，而由于吸收塔内浆液起泡形成了一段主要由浆液泡沫组成的虚假液位造成溢流。产生虚假液位的原因:烟气含尘量偏高;石灰石MgO、有机物、Cl－含量过高;烟气中有燃油产生的灰尘进入吸收塔;浆液Cl－含量高。

经调试人员现场勘察、分析认为，吸收塔溢流是由于发生泡沫溢流及虹吸所致。后经查阅设计图纸和现场检查后发现溢流管呼吸管的安装存在缺陷，3号吸收塔溢流管呼吸管尺寸选择大小无法破坏真空，不能有效破坏虹吸，使溢流无法停止，直至液位降到溢流口以下造成大量跑浆。为防止类似情况的发生，应采取以下措施。

a. 适当控制吸收塔液位，正常液位为8～10 m，维持在8 m运行，避免高液位造成浆液高过溢流管高点。

b. 改造溢流管呼吸管，选用比较大口径管道。

c. 加强运行监视，FGD无论停止还是运行都应该认真监视吸收塔液位，发现问题及时解决，防止问题扩大。

预防收塔浆液起泡措施如下。

a. 加强废水处理，降低浆液中Cl－含量。

b. 保障静电除尘各电场正常投入，提高除尘效率。

c. 锅炉投油运行时及时停止FGD系统运行，防止燃油产生的灰尘进入吸收塔。

d. 加强石灰石粉化验及验收，避免石灰石粉中MgO、有机物，Cl－含量过高。

e. 在浆液泡沫含量大时及时加入消泡剂。

2.3 磨机循环箱浆液泵机封磨损严重

石灰石浆液制备系统为全厂4台机组脱硫公用系统，在3号脱硫投运前已经运行一段时间，在停运检查时发现，磨机循环箱浆液泵机封磨损很严重。图1为磨机循环箱浆液泵机封使用2个月后磨损情况。因为运行工况较为恶劣，石灰石浆液浓度大等造成磨损;磨机石灰石制备系统达不到最佳出力，钢球消耗量大造成磨损;石灰石的品质较差、杂质较多，使浆液中的SiO2含量偏高，加剧了磨机循环箱浆液泵的磨损。图2为磨机浆液循环箱中掏出的沙子。

预防措施:严格控制石灰石来料品质，减少石灰石带入杂物;石灰石制备系统要按额定工况运行(最佳出力);按照实际钢球装载量的最大出力给料，切忌为平衡脱硫系统用浆量而减少球磨机给料量，如发现球磨机电流有下降趋势及时检查或加装钢球;调整磨机沉砂嘴尺寸使磨机循环量达到要求。

2.4 浆液循环泵停运后冲洗

由于石膏浆液具有易沉淀、易粘结的特性，容易造成管路堵塞，在调试过程中浆液循环泵停止后要及时冲洗。冲洗一般由顺控实现，冲洗时间设定合理，冲洗时间过短达不到冲洗效果;冲洗时间过长浪费水资源。根据实际测定和分析，浆液循环泵停运后冲洗时间设定为60 s。

在调试期间出现过吸收塔浆液循环泵停止后因冲洗造成地沟浆液溢流现象。主要原因为浆液循环泵出口管较高，排浆出口管垂直于地沟且排量很大，造成循环泵地沟排放不及时而从地沟溢出。排浆门全开后浆液流至吸收塔地沟时液位接近上限2 m，吸收塔地坑泵无法将其快速排出可能造成地坑溢流。停止浆液泵时采用手动方式，将排浆电动门改为中间停止电动门。停循环泵后采取就地方式排浆，以便控制排浆流量，避免地沟溢流。

2.5 脱硫系统部分管路结冻

脱硫系统的管路只设计有管路保温 (无管路伴热)，由于脱硫系统的浆液管路、水管路都存在间歇运行，达到一定时间时将导致管路完全冻实。

对此，根据北方地区的气候条件，所有户外浆液管路、水管部均应管路伴热。在长时间停运时，有排空门的管路排空管路中的液体，无排空门应定时手动开启管路运行，防止管路结冻。

3 结束语

脱硫系统的启停及运行控制对发电机组锅炉炉膛压力影响很大，控制不当可能造成锅炉跳闸。在调试过程中一定要将FGD烟气系统的顺启与顺停步序设定得当，调整好增压风机入口导叶的闭环控制。吸收塔发生溢流是一个较为普遍问题，减少溢流发生的最主要办法是采取预防措施。浆液输送管路停运后的冲洗很关键，在调试过程中应注意保持各系统管道的清洁。烟气脱硫系统中常见的问题是设备和管路堵塞、磨损和腐蚀泄漏，在工程设计时要充分考虑所用材料材质特性，保证所用材料材质满足系统运行要求。

[1]杨立君，郝云飞.600 MW机组湿法烟气脱硫系统调试及优化 [J].电力科学与工程，2008，(7):65－69.

[2]许明峰等.石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统调试出现的问题及分析 [J].河南电力，2008，(3):61－64.