脱硫系统运行中常见问题的分析

文_韩静 徐彪 李长青 天津军粮城发电有限公司

近几年来，随着国家对环保要求的提高，特别是对燃煤电厂的烟气排放指标要求越来越严格，排放出口数值越来越低，限制的污染物种类也越来越多，排污超标的处罚也越来越严重。锅炉烟气处理系统不再是附属设备，成为电厂的第四个主系统。2014年的超净排放改造，出口烟尘浓度达到5mg/m3。2019年的烟羽脱白改造，排烟温度在采暖期/非采暖季控制在45℃/48℃。目前废水零排放改造也陆续进行，水质的改变给脱硫设备带来很大的挑战。吸收塔内的化学反应受多种因素的制约：烟气成分、石灰石中各成分及使用的工艺水水质；相互影响、相互制约。

1 吸收塔浆液倒灌

五期和六期的吸收塔都出现浆液倒灌，严重的浆液倒灌会造成机组的非计停。吸收塔中的浆液为酸性，pH值低。如果倒灌的浆液不多，会沉积在烟道中，引起引风机出口至吸收塔入口处烟道的低温腐蚀，造成烟道渗漏。同时浆液中含有石膏固体，沉积在烟道上。大量的石膏淤积在吸收塔入口处影响烟气的流场，增加系统阻力。但是当大量的浆液进入引风机后，引风机的叶片会严重损坏造成风机停运，引起锅炉的主燃料跳闸。

军粮城发电有限公司五期两台机组的烟道长，浆液倒灌的现象不明显，且布袋除尘器对细小尘粒的捕集效果好，对油污也有一定的捕集能力，在点炉初期锅炉投油助燃时未产生大量的浆液倒灌。但是在每次停机时检查一级吸收塔入口烟道时会发现，靠近脱硫段的低温省煤器受热面有浆液沉积，大大影响换热效率。在吸收塔入口处烟道有石膏的淤积，造成事故喷淋喷嘴的堵塞，紧急情况下事故喷淋不能正常使用，达不到降低烟温的作用。六期11#机组引风机出口至吸收塔入口位置较近，且除尘方式为电除尘器，电除尘器对微小颗粒和油污的捕集能力不如布袋除尘器。在点炉初期投油助燃时，吸收塔内产生的小空气泡被油污包围后稳定性高，不易破碎。如果塔内浆液置换不及时，大量的气泡聚集在上部，造成液位计失真误以为塔内液位低，容易发生浆液倒灌情况。

为解决此问题，要求运行人员平时加强吸收塔溢流管的巡视检查，合理控制液位。特别是在点炉初期，增加消泡剂的投放次数。另外研究表明：消泡剂对气泡具有选择性，每种消泡剂只针对一类气泡有较好的去除作用。五期、六期的除尘方式不同，粉尘随着烟气进入吸收塔中会导致吸收塔内气泡的化学性质也不同，因此在选择消泡剂时应考虑此因素。

2 脱硫废水、污泥量大，压滤机使用频繁

吸收塔中的浆液经石膏排出泵输送至一次旋流站后开始产生脱硫废水，含大颗粒的浆液下沉至脱水皮带机，抽真空后变成含水率＜10%的石膏。含小颗粒物质的浆液进入溢流箱后再经过废水旋流站后进入废水处理系统。另一路废水的产生是滤布滤饼冲洗水及汽液分离器产生的水进入滤液箱不回收利用变成脱硫废水，即：

石膏排出泵→一次旋流站→一次旋流站溢流部分→溢流箱→废水旋流站→废水箱→三联箱加药处理→絮凝下来的污泥→压滤机。

石膏排出泵→一次旋流站→底流至真空皮带机→滤布滤饼冲洗水及气液分离器产生的水→滤液箱→通过滤液泵至废水。

控制废水量的解决需要借助化学监督。在脱硫系统的实际运行中，化学监督是必不可少的监测手段，能够从脱硫反应的化学过程方面提供依据和指导，对实际运行中存在的问题进行分析和判断，进而找出有效的应对措施。化学监督的目的通常分为3个方面内容：①在线仪表校验；②日常性能监测；③环保验收试验。

其中日常性能检测对运行的调整具有很大的指导。如检测吸收塔浆液的pH值、温度、密度、浓度、亚硫酸根、镁离子、铝离子、氯离子、氟离子等。工艺水成分：密度、悬浮物、钙离子、氯离子等；外排废水成分：重金属、pH、COD、SS等。化学检测的周期在《燃煤电厂烟气脱硫装置运行导则》中给出以下建议，详见表1。

表1

针对减少脱硫废水量及污泥量，需要从废水产生的源头进行控制。通过监测吸收塔浆液的石灰石、二水石膏及亚硫酸钙、氯离子的浓度，合理控制出石膏的频率来减小石膏废水的产生量。如果浆液中的石灰石和亚硫酸钙的含量高，说明吸收塔中的反应不充分，应减少石灰石浆液的供应，延长浆液在吸收塔中的停留时间，产生更多的大颗粒石膏。大颗粒的石膏不仅易脱水，而且不易堵塞真空皮带机滤布的孔隙，延长滤布的使用寿命，同时减小废水的产生。

在现有系统中，收集的滤液通过滤液泵回吸收塔、去石灰石浆液箱作为制浆用水、直接去脱硫废水三联箱处理。滤液的回收再利用可以减小脱硫废水量。通过化学监督，监测滤液中的氯离子、铁离子、镁离子的浓度。若氯离子浓度不高，可以回收重复利用，作为吸收塔补给水或者作为石灰石制浆用水。这样不仅减少了去废水系统的水量，达到废水、污泥的减排作用；还减小了工艺水的用水量。

3 脱硫废水污泥粘稠

脱硫废水污泥粘稠也是一直难解决的问题。经过压滤机挤压后的污泥粘在滤布上，脱水后的污泥可自行掉入污泥运输车中，但如果污泥粘稠不能完全脱落下来，粘在滤布上的污泥使得滤布之间会存在间隙影响下次挤压污泥。

造成污泥粘稠的原因，目前有两种主流的解释：一是由于三联箱中的絮凝箱加入过多的絮凝剂、助凝剂造成污泥粘稠；二是由于浆液中亚硫酸钙的含量高，造成污泥粘稠。

脱硫废水进入三联箱先进入CaO进行碱性调节，碱性调节的目的是为了使废水中的重金属离子进行络合沉淀，然后再加入絮凝剂使小颗粒的沉淀变成大颗粒。如果是第一种原因，解决方法为增加中和箱的pH值，有助于重金属离子的沉淀，根据废水的浓度调整加药量。如果是由于废水中亚硫酸根较高，监测吸收塔浆液中亚硫酸钙的含量，如果浓度大，查找氧化风机的问题或者是延长吸收塔置换浆液的时间。

通过大量的经验数据，找出废水浓度与加药量之间的关系、吸收塔浆液中亚硫酸根的浓度与污泥粘稠的关系，为今后的运行调整提供参考。

4 结语

石灰石-石膏湿法脱硫系统在燃煤电厂广泛应用。吸收塔内的化学反应是复杂的，受多种因素的制约，相互影响、相互促进。某种离子在一定浓度范围内会促进反应的发生，当达到一定量时又有可能产生预制作用。吸收塔浆液倒灌、脱硫废水污泥量大、压滤机使用频次高及污泥粘稠这些问题还需要专业人员作进一步的研究。在化学监督大量数据的统计下指导运行操作，减少设备的缺陷率。

目前为了满足国家对燃煤电厂污染物浓度及总量控制的排放要求，降低排烟温度的烟羽消白工程、废水零排放系统也在大力推广中，很多电厂都已经成熟运行。在废水零排放系统中，脱硫工艺水水质的改变、新增系统的产物回到已有的脱硫系统中，对现有脱硫系统吸收塔中的反应、脱硫设备、管道的影响也需要做更深研究。