火电厂湿法烟气脱硫无旁路启动浆液起泡危害及应对措施

李启全

摘要：吸收塔浆液冒泡是石灰石-石膏法脱硫技术中比较常见的问题，本文主要针对在无旁路状态启机时浆液污染大量起泡，以河南某2×600MW机组电厂为研究对象，分析了形成气泡的原因和对脱硫系统的危害，并提出了相应对措施，对湿法脱硫系统在无旁路启机时大量起泡的特殊情况，具有一定的实际指导意义。

关键词：湿法脱硫；起泡；原因；危害；应对措施

一、引言

湿法脱硫技术是目前国内采用较多的脱硫技术，有技术成熟、效率高等一系列优点，伴随着烟道旁路的封堵和排放标准的降低、新《环保法》的实施，该脱硫技术在一定时间里面都是我国火电脱硫技术的首选技术。

浆液起泡是湿法脱硫技术中常见的问题，但是随着烟道旁路的封堵，在启机过程大量气泡给启机过程造成严重危害，如果处理不当，很有可能导致脱硫退出运行、而申请锅炉MFT、锅炉灭火；故此启机过程中的冒泡比正常稳定运行中浆液起泡危害更大，不能不引起重视。

二、起泡原因

在启机过程中，由于各个设备处于不稳定状态，导致进入吸收塔内的成分变多[1]，在多重化学反应作用下，吸收塔内浆液大量起泡，具体原因如下：

（一）油渍

由于机组启机过程中大量投油助燃，部分碳颗粒和燃油未能完全燃烧，导致焦油等有机物随烟气进入吸收塔内部，浆液品质下降。

（二）烟尘

同时由于在启机过程中除尘设备通常未100%出力（避免油渍粘贴除尘电极板、节能），导致大量惰性物质的杂质进入吸收塔[2]，使吸收塔浆液重金属含量增高；简介导致重金属离子增多引起浆液表面张力增加，从而使浆液大量起泡。

（三）废水

由于机组其中，吸收塔内浆液密度不高，暂未达到启动石膏脱水、同时外投废水的条件，导致废水一直在吸收塔内连续循环[3]，增大了浆液起泡的化学作用。

（四）吸收塔的补水

以河南省某2×600MW电厂为例；吸收塔补水和除雾器冲洗水同时采用主机循环水，直接导致吸收塔补水的化学需氧量和生化需氧量超标，增加了浆液起泡的初始因素。

三、起泡危害

（一）循环泵吸入气泡导致设备气蚀严重

1.气蚀危害：浆液内产生的大量气泡，在泵壳和叶轮的高速流动下，产生气蚀，损害设备，破坏了泵内液体的连续流，使泵的流量、效率明显下降，表现为金属表面出现麻点，继而表面呈现海绵状、蜂窝状、鱼鳞状等痕迹；严重时可造成设备穿孔、甚至叶轮破裂，酿成严重事故。

2.设备振动增大：由于浆液循环泵吸入浆液内含有大量泡沫成分，直接导致流体的不均匀分布[4]在泵体内部，使得泵处理不均匀，电机和泵的振动波动较大，安全可靠性急剧下降；如该电厂某次启机三台循环泵均出现电流波动5A的情况。

（二）循环泵吸入气泡导致液气比下降

液气比是湿法脱硫系统设计和运行的重要参数之一，它的大小反映了吸收塔过程推助理和吸收塔速率的大小，正常发现，液位同比下降约25%，若假设正常情况下液气比为16，而在浆液大量冒泡时实际的液气比只有12，远低于安全值，严重降低了单位时间内脱除硫份的能力。

（三）吸收塔液位显示偏差

该电厂2×600MW吸收塔液位计采用压差式液位计测量，DCS系统显示的液位是根据差压变送器测得的差压和设定的吸收塔内浆液密度计算得来的值，所以在起泡情况下，吸收塔真实液位是低于显示液位，循环浆液在吸收塔内实际液面在流动循环、搅拌、鼓入空气等多重作用下波动较大，从而导致吸收塔间歇性溢流。因此当吸收塔浆液起泡溢流严重时，对吸收塔实际液位的监测构成了很大的威胁。

（四）起泡对主机侧的危害

1.对烟道的危害：溢流浆液迚入烟道中，浆液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内，在高温原烟气蒸发作用中，浆液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出幵结晶，体积发生膨胀，使防腐内衬产生应力，在反复干湿交替的作用下，体积膨胀更大而产生的应力也随之变大；同时浆液还会沉积结垢原烟道中，减小了烟道横截面积的同时也缩短了烟道的使用寿命和检修周期，影响脱硫系统安全运行。

2.对引风机的危害：正常情况机组都在烟道侧设置紧急输水管道，使溢流浆液流至地坑仍打回吸收塔，但是在个别特殊情况下，若果溢流将液量较大，则可能导致浆液回流至引风机侧，顺坏引风机叶轮，增加引风机停运、燃烧不稳定的炉膛灭火的隐患。

（五）部分辅助仪表显示异常

1.密度计显示异常：因起泡导致浆液内部的介质不均匀，在通过密度计的时候，流体不均匀，使得密度显示忽高忽低，失去正常显示浆液密度的意义，只能凭经验粗略估计，不能有效准确的把握吸收塔内浆液的含固量。

2.PH值显示异常：由于飞灰和焦油燃烧对浆液的污染，导致测量PH值电极外部被油渍包裹，不能准确有效的测量出浆液PH值，失去对浆液PH值的掌握。

3.吸收塔地坑液位计异常：该电厂#3机组某次启机冒泡，循环浆液在流入吸收塔地坑再打至吸收塔的过程中，吸收塔地坑在浆液冒泡导致泡沫上升堵塞地坑液位计测量通道（超声波式），使得地坑泵连锁实效，出现浆液溢流但无法有效测量液位的情况。

四、应对措施

（一）吸收塔启机前后严控补水水质

以该电厂为例，二期工艺水有主机循环水和工业水两路（水质较好），在启机前后，可以优先采取用工业水补水为主，辅助以循环水，以减少化学需氧量和生化需氧量[5]不合格的水进入吸收塔。

（二）投加消泡剂

该方法最为直接和有效，能在较短时间达到消除泡沫的目的，实用效果较好；但是由于受添加频率和计量的要求，在浆液大量起泡的速度大于消泡剂消泡速度时，仍旧不能从根本上解决浆液冒泡的问题。

（三）保持最少浆液循环泵运行

尽可能少数浆液循环泵运行，增大吸收塔内浆液循环时间，减少浆液循环浆液分子间动能作用，抑制起泡的连续进行。

（四）保持低吸收塔液位

适当降低吸收塔工作液位，减小浆液溢流量，防止浆液倒灌至入吸收塔入口烟道。

（五）连续投运石膏脱水

降低吸收塔浆液重金属离子、氯离子、有机物、悬浮物及各种杂质的含量，保证吸收塔内浆液的品质。

五、结论

如上所述，启机过程中浆液起泡是石灰石-石膏法脱硫中常见的问题之一，对系统的稳定运行和主机顺利的并网有很大危害，必须引起重视，一旦出现起泡溢流，相关人员要及时采取妥善处理办法，保证系统安全、稳定运行和主机的顺利并网。

参考文献：

[1] 赵旭东. 湿法脱硫除尘一体化装置应用中的问题及解决措施[J].热能动力工程，2002，17（98）：186-188

[2] 苏大雄.钱枫.石灰石湿法脱硫过程中PH条件对结垢的影响研究[J].环境污染与防治，2005，27（3）：198-200

[3] 楊杨.樊保国.石灰石湿法脱硫过程中PH条件对结垢的影响研究[J].锅炉技术，2013，44（5）：71-74