李菁

摘要：石灰石耗量是濕法煙氣脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析的重要指標(biāo)，它的高低將直接影響FGD運(yùn)行的成本。根據(jù)石灰石耗量的測(cè)量結(jié)果，對(duì)運(yùn)行中石灰石耗量的主要影響因素進(jìn)行分析，并通過(guò)對(duì)姚孟發(fā)電脫硫系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的分析比較，采取相應(yīng)措施，提出降低石灰石耗量的可行性方案，降低石灰石粉耗量，提高脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：石灰石粉耗量;脫硫漿液循環(huán)泵;非氧化型殺菌劑;

1 引言

姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司#5、6機(jī)組為2×600MW機(jī)組脫硫系統(tǒng)，采用石灰石-石膏濕法，一爐一塔脫硫裝置，設(shè)計(jì)脫硫效率大于95%，Ca/ S≤1.03，外購(gòu)石灰石粉。近年來(lái)公司大宗物料每年耗資兩千余萬(wàn)，為有效降低大宗物料消耗，公司目標(biāo)石灰石粉耗量應(yīng)低于93 kg/萬(wàn)kwh，而實(shí)際測(cè)算值為96.8 kg/萬(wàn)kwh，提高脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性，降低機(jī)組脫硫粉耗迫在眉睫。

2 石灰石耗量影響因素分析

2.1 石灰石粉品質(zhì)

石灰石來(lái)料品質(zhì)是影響石灰石耗量的重要因素，石灰石中存在的MgO、SiO2等氧化物雜質(zhì)，雜質(zhì)帶入脫硫系統(tǒng)中的可溶性鋁和漿液中的氟離子可以形成AlFx絡(luò)合物，當(dāng)AlFx絡(luò)合物達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)降低石灰石反應(yīng)活性，使石灰石漿液進(jìn)入反應(yīng)盲區(qū)。

2.2 機(jī)組投油量

鍋爐投油后，含有油份的煙氣進(jìn)入吸收塔，油污在吸收塔內(nèi)與漿液的接觸中，會(huì)在CaO? CaSO3等固相顆粒的表面形成一層油膜，油膜將石灰石與漿液隔離，阻止了石灰石的溶解，從而導(dǎo)致了脫硫效率和PH的降低，可通過(guò)統(tǒng)計(jì)機(jī)組脫硫石灰石粉耗情況與機(jī)組投油情況進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。

2.3 吸收塔入口煙氣粉塵濃度

煙氣進(jìn)入吸收塔后，煙塵中的鋁離子、鐵離子等與漿液中的氯離子、氟離子配對(duì)形成不溶解性氟化鋁膠狀絡(luò)合物，會(huì)包裹石灰石顆粒，影響吸收反應(yīng)的進(jìn)行。電除塵高壓電場(chǎng)停運(yùn)或運(yùn)行效率下降會(huì)直接導(dǎo)致粉塵含量增大，造成脫硫系統(tǒng)運(yùn)行效率下降。

本廠電除塵器的設(shè)計(jì)出口粉塵濃度為18mg/Nm3。通過(guò)調(diào)取原煙氣入口粉塵歷史曲線，可以看出吸收塔入口粉塵濃度始終穩(wěn)定于15mg/Nm3左右。電廠除塵收塵效果穩(wěn)定，吸收塔入口粉塵無(wú)超標(biāo)情況，并非造成石灰石粉耗增大的主要原因。

2.4 循環(huán)水殺菌劑使用情況

漿液起泡會(huì)造成漿液循環(huán)泵出力嚴(yán)重下降，工藝水水質(zhì)是影響漿液起泡的重要因素。漿液中氯離子濃度對(duì)漿液起泡性有很大影響，而氯離子主要來(lái)自于工藝水，一般要求工藝水中氯離子濃度<20mg/l。姚孟發(fā)電采用的殺菌劑為粘泥剝離劑（非氧化性殺菌劑：1227），該殺菌劑是一種季銨鹽與醇類復(fù)合殺菌劑，具有殺菌、粘泥剝離的功效，有良好的起泡性和吸附性。

為進(jìn)一步確認(rèn)循環(huán)水殺菌劑對(duì)工藝水氯離子濃度的影響，對(duì)循環(huán)水塔池加殺菌劑前后對(duì)工藝水分別取樣并檢測(cè)氯離子濃度。循環(huán)水添加非氧化型殺菌劑后，工藝水氯離子濃度大幅上升，將加劇漿液的虛化情況，可見(jiàn)是造成脫硫效率下降、石灰石粉耗量增大的重要原因。

2.5 脫硫輔助設(shè)備運(yùn)行情況

脫硫系統(tǒng)為防止主要輔助設(shè)備如漿液循環(huán)泵、石膏排出泵管道堵塞，均在泵入口處裝設(shè)濾網(wǎng)。漿液循環(huán)泵及石膏排出泵入口濾網(wǎng)起到阻止大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入石膏旋流子并使其堵塞的作用;但其同時(shí)會(huì)阻止吸收塔內(nèi)大顆粒雜質(zhì)排出，進(jìn)而可能造成循環(huán)泵噴嘴阻塞，循環(huán)泵出力下降，造成石灰石粉耗量增加。

#5機(jī)脫硫漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)細(xì)度為18mm 。同時(shí)對(duì)#5機(jī)脫硫吸收塔漿液循環(huán)泵出口噴嘴的堵塞雜質(zhì)粒徑進(jìn)行了抽樣統(tǒng)計(jì)：超過(guò)80%的雜質(zhì)粒徑都分布在20mm以上范圍，而脫硫漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)細(xì)度僅為18mm ，漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)細(xì)度大并非造成噴嘴堵塞的重要原因。吸收塔石膏排出泵是塔內(nèi)雜質(zhì)排出的主要途徑，入口加裝濾網(wǎng)若細(xì)度過(guò)小，極有可能阻礙吸收塔內(nèi)異物排出。根據(jù)吸收塔雜質(zhì)粒度統(tǒng)計(jì)，排出泵濾網(wǎng)細(xì)度應(yīng)至少大于30mm才能保證塔內(nèi)雜質(zhì)排出。查詢石膏排出泵濾網(wǎng)工藝說(shuō)明，石膏排出泵入口濾網(wǎng)的細(xì)度為25mm。

可以看出，石膏排出泵濾網(wǎng)細(xì)度小于吸收塔內(nèi)主要雜質(zhì)粒度，會(huì)嚴(yán)重阻礙吸收塔內(nèi)雜質(zhì)排出。機(jī)組臨檢期間對(duì)吸收塔進(jìn)行檢查，吸收塔底部積垢達(dá)300mm，大塊橡膠、玻璃鱗片等雜物集聚，造成無(wú)法排出。因此，石膏排出泵入口濾網(wǎng)細(xì)度小是導(dǎo)致循環(huán)泵噴嘴堵塞、石灰石粉耗量偏大的重要原因。

3.降低石灰石耗量措施

3.1 提高石灰石品質(zhì)

運(yùn)行中，嚴(yán)格控制石灰石來(lái)料純度，保證Ca Co3> 91.05%， MgO<2%，嚴(yán)格控制石灰石來(lái)料粒徑< 20 mm，減少石灰石料中泥土、灰面的含量。

3.2 合理選擇循環(huán)水殺菌劑藥種

通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化循環(huán)水殺菌劑藥種，通過(guò)技術(shù)改造更改脫硫工藝水取水管路。

3.3 合理選擇脫硫系統(tǒng)漿液循環(huán)泵及石膏排出泵入口濾網(wǎng)細(xì)度

在保證脫硫漿液及石膏品質(zhì)的前提下，適當(dāng)選擇較大細(xì)度濾網(wǎng)，并對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行檢修加固，封堵濾網(wǎng)間隙，選擇更牢固的安裝工藝，以減少雜質(zhì)進(jìn)入。

4 實(shí)施效果

4.1 取樣結(jié)果

通過(guò)加強(qiáng)入廠石灰石粉管理和取樣調(diào)查，本廠#5/6機(jī)組用石灰石粉取樣分析合格率已接近100%。

4.2 原料改進(jìn)措施

針對(duì)非氧化型殺菌劑影響脫硫工藝水水質(zhì)造成吸收塔漿液起泡的情況，選擇不易引發(fā)漿液起泡的氧化型塔池殺菌劑，向公司申請(qǐng)購(gòu)入?？紤]節(jié)約殺菌劑成本，采取氧化型殺菌劑與非氧化型殺菌劑配合使用的方式。當(dāng)塔池加非氧化型（易起泡）殺菌劑時(shí)，改變工業(yè)水取水方式（#5塔池或#6塔池），使脫硫工藝水取水避開(kāi)易起泡的水源。編制了塔池加藥情況記錄表，及時(shí)掌握加藥情況及對(duì)吸收塔起泡的影響?？梢钥闯觯瑢?duì)策實(shí)施后吸收塔漿液虛化現(xiàn)象基本得到消除。針對(duì)吸收塔漿液虛化這一問(wèn)題癥結(jié)的對(duì)策在實(shí)施后取得良好的效果。

4.3 設(shè)備改進(jìn)措施

提請(qǐng)拆除吸收塔石膏輸送泵入口濾網(wǎng)，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，將脫硫漿液循環(huán)泵入口濾網(wǎng)細(xì)度提高至20mm。對(duì)檢查存在脫落的#3循環(huán)泵入口濾網(wǎng)進(jìn)行重新安裝，將四臺(tái)漿液循環(huán)泵的入口濾網(wǎng)都進(jìn)行了固定，并將其與塔壁貼合部位約20～30mm間隙利用不銹鋼板進(jìn)行封堵。

漿液循環(huán)泵出口管道差壓是運(yùn)行中反映噴淋層堵塞情況的主要參數(shù)依據(jù)，當(dāng)噴淋層噴嘴發(fā)生堵塞，循環(huán)泵出口管道壓差會(huì)出現(xiàn)明顯增大。在對(duì)策實(shí)施后，小組對(duì)#5機(jī)組脫硫四臺(tái)漿液循環(huán)泵出口壓差進(jìn)行了連續(xù)三個(gè)月的監(jiān)視記錄，并與修前壓差以及修后（噴淋層清理后）初始?jí)翰顚?duì)比：

可以看出，在對(duì)策實(shí)施后，漿液循環(huán)泵出口噴淋層堵塞情況得到明顯改善，且無(wú)快速發(fā)展趨勢(shì)。吸收塔漿液循環(huán)泵出口噴嘴堵塞這一問(wèn)題癥結(jié)得到了解決。

4.4節(jié)粉方法

只有減少石灰石粉的消耗量，方能使脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性得到保障。燃煤含硫量是影響石灰石粉消耗量的主要因素之一。姚孟發(fā)電廠三期機(jī)組鍋爐設(shè)計(jì)應(yīng)用神華低硫煤作為煤種，因而FGD系統(tǒng)入口SO2濃度偏低，有助于減少石灰石粉的耗用量。四期FGD系統(tǒng)擴(kuò)容整改后能成功燃燒使用硫含量波動(dòng)性較大的煤種，雖然其提高了實(shí)際脫硫成本，但結(jié)合機(jī)組運(yùn)作的綜合發(fā)電成本，其是促進(jìn)脫硫機(jī)組優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮的潛力型方法。

石灰石粉品質(zhì)、粒徑均對(duì)石灰石粉的實(shí)際利用效率起到?jīng)Q定性作用。石灰石粉內(nèi)CaC03含量偏低時(shí)，石灰石粉的使用量會(huì)相應(yīng)增多。這就意味著當(dāng)石灰石粉的品質(zhì)出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，應(yīng)盡早將其替換掉。尤其是規(guī)避發(fā)生摻雜沙子的狀況，沙子不僅會(huì)增加輸漿管道被阻塞的風(fēng)險(xiǎn)，還對(duì)泵體和管壁形成較大的磨損。伴隨石灰石粉粒徑的減小，制漿環(huán)節(jié)的溶解概率就越高，進(jìn)而能更加有效的參與到反應(yīng)過(guò)程。

噴淋塔中的脫硫反應(yīng)情況也影響著石灰石粉的消耗量，若發(fā)生塔中漿液CaC03含量偏高的情況時(shí)，則提示脫硫反應(yīng)欠佳，補(bǔ)漿過(guò)量。因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)中是依照塔中漿液酸堿度去調(diào)整石灰石漿液供給量的，如果pH計(jì)呈現(xiàn)值較高時(shí)，石灰石漿液供給量便會(huì)相應(yīng)較大。故而在這樣的工況下，應(yīng)指派專人定時(shí)校驗(yàn)與沖洗pH計(jì)。并依照實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況科學(xué)設(shè)定pH值，達(dá)到減少石灰石漿液消耗量的目的。

5 結(jié)論

活動(dòng)后根據(jù)姚孟發(fā)電#5機(jī)組脫硫石灰石粉耗統(tǒng)計(jì)情況，結(jié)合#5機(jī)組年發(fā)電量預(yù)期及石灰石粉價(jià)格，得出脫硫石灰石粉耗量效益表：

綜上，降低脫硫系統(tǒng)石灰石耗量可從脫硫系統(tǒng)內(nèi)部深挖潛力，控制石膏漿液品質(zhì)、優(yōu)化脫硫輔助設(shè)備工藝及配件選擇、優(yōu)化脫硫運(yùn)行調(diào)整是解決該問(wèn)題的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

[1]《濕法脫硫系統(tǒng)安全運(yùn)行與節(jié)能降耗》

[2]《濕法脫硫中石灰石耗量的經(jīng)濟(jì)性分析》.環(huán)境工程.邢長(zhǎng)城.2010：08 6-9

[3]《姚孟#5、6機(jī)組脫硫運(yùn)行規(guī)程》姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司

[4]DL/T986-2005，濕法煙氣脫硫工藝性能檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（S）