燃煤电厂脱硫主塔氧化风完全失去的影响和预控措施

杨俊强，杨晓飞

(国电驻马店热电有限公司，河南 驻马店 463000)

1 机组概况

某热电厂为2×330 MW亚临界燃煤供热机组,每台机组各配置1套脱硫装置，采用单塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。脱硫装置的烟气处理能力为相应锅炉设计最大连续蒸发量(BMCR)工况下的100%烟气量，石灰石制浆系统、石膏脱水系统为2套脱硫装置公用。在进行单塔双循环超净排放改造后，吸收塔有4台浆液循环泵，吸收区加料槽(AFT)塔有2台浆液循环泵，吸收塔和AFT塔均采用2台氧化风机(1运1备)，加快吸收塔内的氧化反应[1]，达到高效脱硫的目的，保证燃煤机组出口烟气SO2质量浓度达标。

2 工艺简介

烟气经布袋除尘器处理后通过引风机进入烟气脱硫(FGD)装置中的吸收塔逆流向上，与喷淋下来的浆液充分接触，烟气被浆液冷却并达到饱和，烟气中的 SO2，SO3，HCl，HF 等酸性成分被吸收。烟气进入吸收塔首先与下循环喷淋出的浆液接触，经洗涤冷却后去除一部分 SO2，反应后的烟气经过收集碗导流叶片进入上级循环区进一步反应，SO2几乎全部去除，最后再连续流经3层(1层平板式、2级屋脊式)除雾器除去所含雾滴排入烟囱。整个脱硫过程分2级完成，收集碗将脱硫区分为上下2个循环回路，下循环为吸收塔、下循环泵、喷淋层，上循环分为收集碗(集液斗)、AFT、上循环泵、喷淋管。

该工艺系统特点如下[2-5]。

表1 脱硫装置主要设计参数Tab.1 Main design parameters of the desulfurization device

(1)FGD烟气入口与烟囱之间未设置旁路烟道。

(2)SO2吸收系统包括原吸收塔4层喷淋装置、AFT塔2层喷淋装置和1套二级除雾器，每层喷淋装置对应1台浆液循环泵。

(3)石灰石浆液制备系统主要是将石灰石粉溶解成固体物质量分数为20%左右的石灰石浆液，然后送往吸收塔及AFT塔。通过调节进入吸收塔的石灰石浆液量或吸收塔排出浆液的质量浓度，控制吸收塔浆池的pH值(吸收塔pH值为4.60～5.20，AFT塔pH值为5.60～6.00)，以保证石灰石的溶解及SO2的吸收。

(4)当浆液通过喷嘴雾化喷入吸收塔后，浆液分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面，这些液滴与逆流而上的烟气接触时发生吸收反应，生成物在向下流动过程中与浆液、送入系统的氧化空气充分接触，发生氧化和中和反应。烟气脱硫装置在利用石灰石浆液吸附原烟气中SO2的同时，为了使亚硫酸钙浆液充分氧化成硫酸钙，特在机组的吸收塔(AFT塔)设置脱硫氧化风机，将空气导入吸收塔(AFT塔)，吸收塔与AFT塔之间有联络门，可提供充足的氧气。

3 煤质设计参数及脱硫装置主要参数

FGD入口SO2质量浓度为3 800 mg/m3(标态，下同)，脱硫效率>99.2%，SO2排放质量浓度全负荷全时段不高于35 mg/m3，脱硫装置钙硫比≤1.03，每套烟气脱硫装置的出力在锅炉BMCR工况的基础上设计，与锅炉全程运行相适应。脱硫装置主要设计参数见表1，设计煤种参数见表2。

4 脱硫主塔氧化风完全失去的经过

2017年6月9日16：00至次日01：00，#1机组负荷200 MW，FGD入口SO2质量浓度为3 850 mg/m3。#1吸收塔#1氧化风机出口温度偏高，达114 ℃，经检查是#1氧化风机内杨絮及灰尘积累堵塞滤网引起的，需要停运#1氧化风机清理滤网，启启动备用#2氧化风机。启动#2氧化风机后，就地运行监护人员发现因#1氧化风机出口逆止门关闭不严，#2氧化风机往#1氧化风机串气，导致#1氧化风机倒转严重，及时联系运行监盘人员停运#2氧化风机。检修人员加紧清理#1氧化风机滤网后，联系启动#1氧化风机。18:32，#1氧化风机启动时出现电气故障。此时，因#1氧化风机倒转严重，#2氧化风机不能备用；同时，#1吸收塔与AFT塔氧化风联络门也因倒转而不能打开。汇报值长并联系电气检修人员和机务检修人员到场配合处理，电气检修人员检查后回复，#1氧化风机框架断路器机构烧毁，需要更换。

表2 设计煤种参数Tab.2 Design coal parameters

#1吸收塔2台氧化风机完全失去备用，吸收塔与AFT塔联络门也不能打开，吸收塔完全失去氧化风。此时，#1吸收塔浆液pH值由原来的5.67降至5.11(见表3)，#1机组净烟气出口SO2质量浓度由原来的17 mg/m3上涨至31 mg/m3。运行监盘人员及时联系就地运行监护人员，启动单塔双循环中AFT塔备用的#1浆液循环泵，适当加大#1塔石灰石供浆量以提升#1吸收塔浆液pH值，调整#1机组脱硫系统参数至正常值，保证#1机组环保指标正常。

更换#1氧化风机框架断路器机构后，#1氧化风机启动正常。检修人员更换#1氧化风机逆止门后，启动#2氧化风机，#1氧化风机不再倒转。保持#2氧化风机运行，#1氧化风机投备用。

表3 氧化风完全失去后脱硫系统各参数变化Tab.3 Changes of various parameters of the desulfurization system after the total loss of oxidizing air

5 脱硫主塔氧化风完全失去的预控措施

在吸收塔2台氧化风机完全失去备用且吸收塔与AFT塔联络门不能打开的情况下，若不及时调整运行方式并进行检修处理，吸收塔浆液pH值将迅速下降，脱硫效果变差，最终会导致机组环保指标超限。pH值迅速下降至4.40左右时，很容易导致吸收塔浆液恶化，最终导致机组系统瘫痪，同时也将影响机组接带高负荷，影响发电量。

2017年6月10日，该公司组织技术人员召开了现场专题会议，针对#1脱硫系统吸收塔氧化风机完全失去备用，导致氧化风完全失去的异常情况 ，提出了现场预控措施[6-8]。

(1)#1氧化风机逆止门需要检修，且#2氧化风机启动后#1氧化风机倒转，为保证检修顺利进行，应同时停运#1，#2氧化风机并关闭#1吸收塔与AFT塔氧化风联络门，完全隔断吸收塔氧化风。

(2)检修开始前，运行值班人员通过增加供浆量的方式保持吸收塔浆液pH值在4.65以上，最高不超过5.20，在遇到机组加负荷时应提前30 min调整供浆量，吸收塔的供浆量应逐步缓慢增加。

(3)运行监盘人员应密切监视吸收塔pH计的自动冲洗(每小时冲洗1次)，如pH计冲洗不彻底或冲洗没反应，应及时联系检修人员进行处理，确保pH计的实时准确性；pH计异常期间，运行人员利用pH试纸或便携式pH计对浆液进行测量，并将测量结果记录在交接班日志上。

(4)运行人员应保持吸收塔浆液质量浓度在1 120～1 160 kg/m3，湿磨机制浆质量浓度在1 200～1 260 kg/m3，吸收塔浆液质量浓度过低时务必停止脱水。

(5)正常运行期间，保持主塔2台浆液循环泵及AFT塔2台浆液循环泵运行，需要启动吸收塔浆液循环泵时，必须提前将主塔浆液pH值提高至4.80以上。

(6)机组高负荷运行时，将吸收塔液位提高至9.0 m以上，增大氧化空间，防止吸收塔浆液出现石灰石屏蔽现象。

(7)检修过程中，当脱硫入口含硫量持续升高时，运行人员应及时汇报值长，采取增加供浆量以及启动备用浆液循环泵等措施，增大脱硫系统出力，保证脱硫出口达标排放。若采取措施后仍不能满足出口达标排放，值长应采取降负荷、调整煤种等措施，保证脱硫系统各项指标恢复正常。

6 结束语

本文通过对电厂出现的氧化风完全失去的异常进行全面诊断，提出了现场预控措施。采取预控措施后，该热电厂#1脱硫氧化风机正常运行，吸收塔浆液pH值以及各项环保指标趋于正常。结合运行人员现场的处置全过程以及生产经验，提出了合理的、适合生产运行的调整措施，对保障燃煤电厂脱硫系统设备可靠、经济运行以及系统缺陷的快速处理都有深远的意义。