循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫与炉外石灰石—石膏湿法脱硫配合运行中出现的问题与应对措施

摘 要：循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫与炉外石灰石-石膏湿法脱硫配合运行，使得最终的SO2排放浓度完全能够达到环保要求的排放标准。但在运行中也出现了很多问题，需要逐一应对解决。

关键词：炉内喷钙脱硫；炉外石灰石-石膏湿法脱硫；脱硫效率；氯离子浓度

1 概况

神华乌海能源公司西来峰发电厂（以下简称“西来峰发电厂”）一期工程两台200MW超高压发电机组，锅炉采用循环流化床锅炉。为了满足环保对SO2排放浓度的要求，西来峰发电厂采用了循环流化床炉内喷钙脱硫（以下简称炉内脱硫）和炉外石灰石-石膏湿法脱硫（以下简称炉外脱硫）相结合的脱硫方式，其中炉内脱硫为第一级脱硫，炉外脱硫为第二级脱硫。炉内脱硫采用喷入石灰石粉的脱硫方式，每台锅炉均设置了单独的石灰石粉仓和石灰石输送系统，石灰石粉仓至石灰石输送系统采用可调频的星形给料机给料。炉外脱硫采用两炉一塔，带GGH、增压风机的设计方式，吸收塔采用逆流喷淋空塔，塔内设置三层喷淋层和二级除雾器，设计进口SO2浓度为1411mg/m3，设计脱硫效率95%。设计炉内脱硫脱除总含硫量的80%，剩余的20%由炉外脱硫进行处理，两级脱硫总的脱硫效率达到98%。在实际运行过程中，遇到了一些炉内脱硫与炉外脱硫配合运行方面的问题，文章将对遇到的问题逐一进行总结，同时根据日常的运行经验提出相应的应对措施。

2 遇到的问题与应对措施

2.1 炉外脱硫系统的脱硫效率波动大，不能很好的反应炉外脱硫系统的运行状况

2.1.1 问题情况介绍。由于炉内脱硫受到石灰石输送管路堵塞、给煤机断煤等因素的影响，导致炉外脱硫进口的SO2浓度变化较大，常规的波动范围在100mg/m3-400mg/m3之间，最大波动值可达600mg/m3（波动量达到炉外脱硫设计进口SO2浓度的42%），使得脱硫效率值难以稳定，分析如下：

首先，ηSO2=CSO2，in-CSO2，out/CSO2，in

其次，烟气流向决定了当炉外脱硫进口的SO2浓度发生变化时，炉外脱硫出口的SO2浓度数据晚于其进口SO2浓度数据的变化，此时脱硫效率计算值已经变化，但显示的脱硫效率却不能很好的反应出此时的脱硫效率。

2.1.2 应对措施。（1）以炉外脱硫出口SO2浓度作为炉内脱硫和炉外脱硫运行调整的共同指标，优先保证出口SO2浓度达标。（2）细化炉内脱硫的调整工作，尽量减小炉外脱硫进口SO2浓度波动的幅度。西来峰发电厂要求炉外脱硫进口的SO2浓度控制在800mg/m3-1200mg/m3之间，波动幅度在400mg/m3以内，在一定程度上降低了脱硫效率值的波动幅度。

2.2 炉内脱硫因故出力下降或故障退出時，炉外脱硫超负荷运行，且SO2排放浓度超标

2.2.1 问题情况介绍。由于炉内脱硫设计脱除80%的硫，因而当炉内脱硫因故出力下降或故障退出时，炉外脱硫进口的SO2浓度会迅速升高至炉外脱硫系统的设计处理能力以上。尤其是炉内脱硫故障退出时，炉外脱硫进口SO2浓度可达到3000mg/m3以上，超过设计处理能力1倍以上。无论炉内脱硫系统出力因故降低，或是故障退出，都将导致SO2排放浓度超标。如炉内脱硫不能迅速恢复，不仅造成SO2排放浓度超标，更加会使炉外脱硫系统因超负荷运行而出现加速结垢、浆液中毒等影响炉外脱硫正常运行的问题。

2.2.2 应对措施。（1）当炉内脱硫因故出力下降程度较小时（炉外脱硫进口SO2浓度约保持在1500mg/m3-2000mg/m3之间），可通过提高吸收塔浆液pH值来保证SO2排放浓度达标。西来峰发电厂炉外脱硫系统控制吸收塔浆液pH值在5.1-5.6之间，当炉内脱硫因故出力下降时，将吸收塔pH值提高至5.8。（2）当炉内脱硫因故出力下降程度太大或故障退出时（炉外脱硫进口SO2浓度达到3000mg/m3以上），炉外脱硫系统因迅速打开脱硫旁路，使烟气由旁路排放。如无脱硫旁路或脱硫旁路因故无法打开时，应降低吸收塔浆液pH值至最低，以使吸收塔浆液尽量少吸收SO2，延缓浆液中毒。西来峰发电厂根据炉外脱硫系统设计单位相关技术人员的要求，在系统超负荷运行时，保持吸收塔浆液pH值最低不低于4.5。（3）迅速处理炉内脱硫出现的故障，恢复炉内脱硫正常运行，尽量减少炉外脱硫超负荷运行的时间。（4）提高炉内脱硫的稳定性。为了提高炉内脱硫的稳定性，西来峰发电厂于2014年分别对1、2锅炉炉内脱硫进行了改造，由原来的每台锅炉一套石灰石输送系统（配2台石灰石输送风机、一条石灰石输送管、一台星形给料机），在未增加石灰石粉仓的前提下，增加了三套可单独实现向锅炉输送石灰石粉功能的石灰石输送系统。现每台锅炉配置有四套可单独向锅炉输送石灰石粉功能的石灰石输送系统（每套系统均配置了单独的石灰石输送风机、石灰石输送管和星形给料机），改造后的炉内脱硫系统稳定性大幅度提升，未出现因炉内脱硫出力下降或故障退出而导致炉外脱硫超负荷运行的事件。

3 炉外脱硫故障退出时，为保证SO2排放浓度合格，炉内脱硫超负荷运行

3.1 问题情况介绍

当炉外脱硫系统故障退出或进入检修期时，炉内脱硫系统将面临超负荷运行的情况，在此种情况下，炉内脱硫常出现石灰石粉输送管路堵塞、石灰石输送风机皮带断等故障。由于失去了炉外脱硫对SO2排放浓度的保障，炉内脱硫任何的故障都将可能导致SO2排放浓度超标。而SO2排放浓度的考核指标是以每小时的平均值来计算的，严重的SO2排放浓度超标在短时间内就会导致最终的小时平均值超标。

3.2 应对措施

（1）在炉外脱硫进入检修期前，储备足够数量的硫份远低于设计硫份的煤，在炉外脱硫检修期间，使用这部分煤可保证炉内脱硫不必超负荷运行，且SO2排放浓度能够达标。（2）提高炉内脱硫的稳定性。西来峰发电厂已于2014年分别对1、2锅炉炉内脱硫系统进行了改造，改造后的炉内脱硫系统在煤的硫份在设计值内时，能够使SO2排放浓度达标。

4 炉外脱硫吸收塔浆液氯离子浓度控制难度大，氯离子浓度偏高

4.1 问题情况介绍

西来峰发电厂炉外脱硫废水处理系统设计出力为2.5m3/h，吸收塔浆液氯离子浓度最高保持在20000mg/L以下，而内蒙电科院则建议保持在7000mg/L以下，以保证炉外脱硫能够保持良好的运行状态。实际运行过程中，吸收塔浆液氯离子浓度很难按照内蒙电科院的要求控制在7000mg/L以下，难点如下：（1）为保证炉外脱硫吸收塔浆液氯离子浓度合格，必须连续运行废水处理系统，当废水处理系统因故停运时，氯离子浓度上升速度很快。注：根据日常运行数据统计，在不投运废水处理系统，双机在70%-80%负荷之间运行时，吸收塔浆液氯离子浓度每天最高增幅约2000mg/L。（2）由于炉内脱硫调整为保证排至炉外脱硫进口的SO2浓度在要求的范围内波动，炉内脱硫需将数据控制在波动范围的下限附近，按照800mg/m3-1200mg/m3的要求，通畅控制在800mg/m3左右，如果维持在1200mg/m3左右，将出现波动值短时间内迅速增大而导致SO2排放浓度超标的问题。以上原因使得炉外脱硫不能在设计出力下运行，吸收塔浆液中形成的石膏量将大幅度减少。由于廢水处理系统的进口废水来自石膏旋流站的溢流，为保证废水处理系统能够不间断的处理废水，必须不间断运行石膏脱水系统，而吸收塔浆液中石膏含量的持续减少已影响到真空皮带机的脱水效果，石膏滤饼厚度不足（低于10mm）且含水率上升（超过10%）。这使得石膏脱水系统与废水处理系统的运行不能同时满足脱水效果和浆液氯离子浓度的要求，形成了恶性循环。

4.2 应对措施

（1）增加石膏旋流站底流至吸收塔的回流管路，在吸收塔浆液密度较低的情况下，将石膏旋流站的底流由去真空皮带机进行二级脱水改为回流至吸收塔，既保证了废水处理系统可以长时间运行，又能保证吸收塔浆液密度不降低。（2）适当提高废水处理系统的处理能力，以增加废水排放量，用尽量短的时间将吸收塔浆液氯离子浓度最大程度的降低，从而为废水处理系统的检修工作争取尽量多的时间，保证废水处理系统能够正常运行。

5 结束语

循环流化床炉内喷钙脱硫与炉外石灰石-石膏脱硫配合运行过程中，不易做到协调统一，需要不断的努力和尝试才能逐步做好现场的运行工作，文中提到的问题及其相应的应对措施仅为本人根据日常工作经验所作的分析和总结，欢迎各位同行共同探讨。

作者简介：薄学良（1984，5-），男，汉族，内蒙古乌兰察布人，毕业于内蒙古工业大学（电力学院，环境工程专业，学士学位），长期从事脱硫及气力输灰、布袋除尘的运行工作。