火电厂脱硫系统二级吸收塔的扩建及运行调整

李秀忠

(华电国际莱城发电厂，山东莱芜271113)

火电厂脱硫系统二级吸收塔的扩建及运行调整

李秀忠

(华电国际莱城发电厂，山东莱芜271113)

随着火电厂大气污染物排放标准的逐渐提高，原脱硫系统的吸收塔处理容量已经不能满足环保参数的达标排放要求。在脱硫系统中扩建二级吸收塔，增加烟气处理容量，并阐述新建吸收塔后的运行操作及注意事项，确保一、二级吸收塔协调运行，脱硫系统烟气达标排放，争做资源节约型、环保友好型发电企业。

脱硫系统;二级吸收塔扩建;运行操作

1 莱城电厂脱硫系统概述

莱城电厂4台300MW机组脱硫系统采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺，一炉一塔设计。自脱硫装置投运以来，设施投运率超过99.0%、脱硫效率为95%。莱城电厂4套全烟气量处理的湿式石灰石－石膏湿法烟气脱硫装置，运行稳定。系统全烟气量脱硫时，脱硫后净烟气温度不低于80℃。校核煤种工况下确保FGD装置排放的SO2浓度不超标;即使FGD入口烟气SO2浓度比设计煤种增加25%时仍能安全稳定运行。整套系统于2008年12月底完成安装调试。

吸收塔系统是影响脱硫效率的核心部件，自下而上可分为氧化结晶区、吸收区、除雾区三个主要的功能区［1］。烟气通过吸收塔入口从浆液池上部进入吸收区。在吸收塔内，热烟气自下而上与浆液(三层喷淋层)接触发生化学吸收反应，并被冷却。该浆液由各喷淋层多个喷嘴层喷出。浆液(含硫酸钙、亚硫酸钙、未反应的碳酸钙、惰性物质、飞灰和各种溶质)从烟气中吸收硫的氧化物以及其他酸性物质。在液箱中，硫的氧化物与碳酸钙反应，形成亚硫酸钙［2－3］。亚硫酸钙由设置在浆液池中的氧化空气分布系统强制氧化成石膏。

2 二级吸收塔扩建的原因

根据新的《火电厂大气污染物排放标准》要求，部分火电厂原运行的脱硫系统SO2处理能力已经不能满足新的环保排放标准，当遇到燃烧高硫分的煤种时，则只能降低机组负荷运行。因此在“不环保、不发电”的形式下，重新建设新的二级吸收塔增加脱硫系统SO2处理能力，确保SO2达标排放，是当前环保新形式下的必由之路。

3 二级吸收塔扩建的过程

3.1 新建吸收塔的情况介绍

莱城电厂1号机组在大修过程中，脱硫新建了二级串联吸收塔，以增加脱硫系统整体烟气处理能力，确保SO2排放浓度不大于50mg/m3(标干态、6%O2)。塔设置3层喷淋层，塔顶设置2级除雾器。二级吸收塔设置3台石膏浆液强制循环泵和1台大容量氧化风机，吸收塔浆池采用搅号拌器进行搅拌，二级吸收塔设置了地坑泵及浆液搅拌器。

3.2烟气系统

锅炉引风机出口的全部烟气经水平烟道汇流后进入一级吸收塔系统，在塔内初步洗涤脱硫后的净烟气经除雾器除去部分雾滴，再进入二级吸收塔系统，进一步洗涤脱硫并经除雾器除去雾滴后，再进入湿式除尘器净化后经烟囱排入大气。

3.3SO2吸收系统

SO2吸收系统包括:一二级吸收塔、吸收塔浆液循环及搅拌、石膏浆液排出、烟气除雾、氧化空气、放空、排空系统。

在二级吸收塔入口SO2浓度为1000mg/m3的设计条件下，一级吸收塔钙硫比约为1.0317，二级吸收塔钙硫比约为1.0322。当一级吸收塔的脱硫效率达到原设计要求时，二级吸收塔入口SO2浓度为240mg/m3，在此设计条件下，一级吸收塔钙硫比为1.031，二级吸收塔的钙硫比为1.042。脱硫后的烟气挟带的液滴在吸收塔出口的除雾器中收集，使净烟气的液滴含量不超过保证值。吸收塔的亚硫酸钙通过氧化，生成石膏，经石膏排出泵输送至真空皮带脱水机进行脱水，石膏外卖。

3.4 吸收塔系统

二级吸收塔与原一级吸收塔均为空塔结构，为钢结构圆筒体，内衬玻璃鳞片。一级吸收塔正常液位为12.2m，新建二级吸收塔正常液位9.0m左右。正常运行时，石膏浆液强制循环泵的间断运行，一二级吸收塔的浆液浓度和pH值基本保持一致，浆液的pH值控制在5.2～5.6的范围内。新建二级吸收塔主要技术参数见表1。

表1 新增脱硫二级吸收塔主要技术参数

二级吸收塔采用喷淋塔，浆液循环泵将吸收塔浆池内的吸收剂浆液循环送至喷嘴，对烟气进行洗涤净化，吸收烟气中的SO2。浆液循环泵按照单元制设置(每台循环泵对应一层喷淋层)，二级吸收塔设三层喷淋层，不设备用泵。循环泵及进口阀门能够在控制室进行自动开启和关闭。浆液循环泵配有油位指示器、机械密封、联轴器罩和泄漏液收集设备等其他附件。浆液循环泵机械密封采用SiC，并适应冲洗水0.2～0.4MPa的要求。

新增1台氧化风机作为备用，单台流量6306m3/h，压升137kPa。由于氧化空气量的增加，需要对原有的氧化空气管道进行更换。氧化风机及其附属设备能由DCS实现顺序控制。

4 扩建吸收塔完成后的启、停及运行维护

4.1 扩建完成后一二级吸收塔的联合启动

(1)启动前的检查。吸收塔系统联合启动前检查所有完成工作，一切准备工作就绪，一、二级吸收塔浆液注至规定数值。

(2)辅助系统检查启动。确认仪表风压力工艺水正常;吸收塔区集水坑排浆泵置于“自动”模式，以便根据液位信号进行操作;集水坑搅拌器置于“启动”模式，当液位上升到指定高度自动启动。

(3)吸收塔区。将FGD工艺水泵置于“手动”模式;启动石灰石供浆系统，石灰石浆液箱充满浆液，并启动一台供浆泵。将pH控制回路置于“自动”位置，可根据一、二级吸收塔的pH值分别进行补充浆液;校验其他pH控制的参数;搅拌器应至少运行60min后［4］，循环泵才能启动;前述步骤完成后，根据A、C、B、D的顺序启动一、二级吸收塔系统的浆液循环泵。

(4)吸收塔投运。吸收塔区的所有设备运行(氧化风机除外)，此时，吸收塔准备接受锅炉烟气。吸收塔启动至少3个搅拌器运行，但是当吸收塔浆液循环泵稳定运行后，可以不严格要求，但是搅拌器最好连续运行。当吸收塔液面低于“高－高”液位时，方可投入除雾器冲洗系统。吸收塔进入运行状态，脱硫剂供浆系统及脱水系统即可根据需要投入运行。

(5)氧化风系统投运。确认氧化风管道上的手动阀门打开;确认工艺水已送到降温阀处;确认风机出口阀门已打开;确认氧化风机已在远控运行模式，将氧化风机置于“自动”启动模式;氧化风机按程序自动运行，氧化风机启动;当氧化风机启动时，排空阀全开，风机启动后，排空阀在2分钟内慢慢关闭。一级吸收塔系统启动完毕，方可启动二级吸收塔系统的氧化风机;完成启动，此时整个FGD处于运行状态。

4.2 吸收塔运行中的维护与检查

吸收塔运行中的维护与检查具体措施:检查一、二级吸收塔液位维持规程规定范围;一、二级吸收塔浆液pH值维持在4.2～4.6范围内;石膏浆液密度维持1100～1200kg/m3运行［5］;吸收塔运行时，除雾器冲洗应投自动。检查除雾器冲洗就地压力是否正常;每次吸收塔系统投入的初期，联系化学及热工、对照校验石膏密度计的正确性;对一、二级吸收塔系统的液位进行协调，确保一、二级吸收塔之间的液位保持平衡。

4.3 一、二级吸收塔停运

(1)氧化风机的停运。顺序停止一、二级吸收塔的氧化风机，打开氧化风机排空门，停止氧化风机，关闭氧化风冷却水门。

(2)循环泵停运。浆液循环泵应逐台停止，完成1台的冲洗操作，再进行另1台浆液循环泵的操作;循环泵停运操作在DCS上发出“停机”命令，然后按照顺序进行关闭入口门，再进行冲洗操作;也可手动在DCS上开启和关闭冲洗阀和排浆阀。

(3)除雾器冲洗。当循环泵全部停运后，再冲洗一次除雾器，以便清除除雾器和喷浆管上的固体颗粒［6］。

(4)吸收塔搅拌器。各吸收塔搅拌器只有吸收塔液位降至4.5m时，方可停止吸收塔系统搅拌器，过早停止，浆液不能充分搅拌，过晚停止，吸收塔液位降低至搅拌器中心轴位置，搅拌器叶片一半打空，因叶片处不平衡，引起搅拌器剧烈振动。

(5)吸收塔工艺水。在其它机组的脱硫系统未停止时，工艺水系统禁止停运，否则，可停止工艺水系统，停运后北方电厂冬季应注意防冻。

(6)排空吸收塔。在进行吸收塔内部检查检修时，应将吸收塔系统排空。具体措施:检查氧化风机、循环泵、除雾器系统确已停运，可通过石膏排浆泵、地坑泵进行脱水排浆，液位将至低限时，可打开吸收塔人孔门进行排浆。也可根据情况，手动打开通向事故浆液罐的阀门，关闭脱水系统阀门，将浆液储存至事故浆液箱［7］;利用石膏排出泵抽净吸收塔内的浆液后，停止石膏排出泵后，并完成规定的冲洗程序;剩余的浆液排至地坑，再由地坑排液泵输送到事故浆液罐。

4.4 二级吸收塔扩建后的运行操作及注意事项

脱硫一二级吸收塔启动时，应联合启动运行，同时投入烟气系统，检查启动后的一、二级吸收塔出口二氧化硫浓度符合吸收塔系统设计要求，观察各吸收塔出口烟气温降在正常范围，通过烟气流速，核算烟气阻力是否正常［8］。当一、二级吸收塔系统液位偏离正常范围时，应通过一、二级吸收塔的联通泵进行液位平衡，另外，可以通过调节进入各吸收塔的溢流水泵出口电动门调整吸收塔液位，确保吸收塔液位在正常范围［9－10］。

5 结语

二级吸收塔扩建完成后，数据分析试验结果表明，在机组最大负荷及高硫分煤种试验过程中，均能安全运行，且有一定备用容量，满足了各种运行工况下的SO2达标排放。同时，总结出一整套一、二级吸收塔之间各种运行参数的平衡调节经验，为其他电厂吸收塔运行调整提供参考。

［1］郭东明.脱硫工程技术与设备［M］.北京:化学工业出版社，2012.

［2］张磊，刘树昌.大型电站煤粉锅炉烟气脱硫技术［M］.北京:中国电力出版社，2009.

［3］卢啸风，饶思泽.石灰石湿法烟气脱硫系统设备运行与事故处理［M］.北京:中国电力出版社，2009.

［4］周菊华.火电厂燃煤机组脱硫技术［M］.北京:中国电力出版社，2010.

［5］杨旭中.燃煤电厂脱硫装置［M］.北京:中国电力出版社，2011.

［6］曾庭华，杨华，廖永进，等.湿法烟气脱硫系统的调试试验及运行［M］.北京:中国电力出版社，2008.

［7］周至祥，段建中，薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册(第二版)［M］.北京:中国电力出版社，2006.

［8］杨颺.烟气脱硫脱硝净化工程技术与设备［M］.北京:化学工业出版社，2013.

［9］薛建明，王小明，刘建民，等.湿法烟气脱硫设计及设备选型手册［M］.北京:中国电力出版社，2011.

［10］徐宝东.烟气脱硫工艺手册［M］.北京:化学工业出版社，2012.

Desulphurization system in thermal power plant of two stage absorption tower expansion and operation adjustment

With the gradual increase in the standard emission standard of thermal power plant flue gas desulfurization system，the original absorption emission standard tower processing capacity has been unable to meet the requirements of environmental parameters.In the desulfurization system to expand the two stage absorption tower，flue gas treatment capacity increased，and expounds the new absorption tower after the operation and the matters needing attention，to ensure the coordinated operation of level one or two absorption tower，flue gas desulphurization system emissions standards，striving to be a resource－saving，environmental friendly power generation enterprises.

desulfurization system;two stage absorption tower extension;operation

X701.3

B

1674－8069(2015)06－048－03

2015-05-22;

2015-09-20

李秀忠(1968-)，男，山东省莱芜市人，高级工程师，从事发电厂脱硫、脱硝环保技术工作。E－mail:lwzjw529@163.com