脫硫運行中出現的問題及處理
摘要：本文簡要介紹中電國華北京熱電分公司（以下簡稱熱電分公司）煙氣脫硫裝置工藝系統及主要設備,結合幾年來的工作實踐，就運行中出現的一些問題及處理方法進行分析總結，對今后電廠脫硫裝置的設計和運行管理有一定的借鑒作用。
1、設備簡介
熱電分公司總裝機容量為400MW，安裝四臺哈鍋生產的410t/h燃煤鍋爐，2臺德國進口200MW雙抽汽式汽輪機，配套安裝2套濕法石灰石/石膏煙氣脫硫裝置（FGD）。一期（二單元）脫硫裝置全套設備由德國Steinmuller公司提供，由德國BBP環保公司承建，于2000年10月投入運行，脫硫效率設計值≥95.6%。二期（一單元）脫硫裝置由北京國電龍源環保工程公司承包建設，除關鍵設備進口外，其它均采用國產設備，國產化率達到60%以上，于2003年7月投入運行，脫硫效率設計值≥95%。
熱電分公司FGD系統如圖1所示。工藝系統主要包括：煙氣系統、SO2吸收系統、吸收劑制備系統、石膏脫水系統、工藝水系統、廢水處理系統、電氣及自動控制系統。主要設備包括：增壓風機、煙氣擋板門、回轉式換熱器（GGH）、吸收塔、除霧器、噴淋管、氧化風機、吸收塔循環泵、石灰石破碎機、濕式球磨機、石灰石漿液旋流器、石膏漿液旋流器、真空皮帶脫水機、石膏炒制及制板設備等。
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熱電分公司鍋爐原設計燃煤為大同混煤（含硫量1.04），后改為燃用神華煤（含硫量0.5%），根據含硫量降低的實際情況，通過反復論證，在籌建二期脫硫時充分利用一期FGD設施和設備的富裕容量，簡化了部分系統的重復設置。兩套脫硫裝置的公用設施及系統包括控制室、石灰石卸料、石灰石漿液制備、石膏二級脫水、事故漿液箱、GGH吹掃系統、廢水泥餅壓濾以及石膏炒制和制板等。
2、運行中存在的問題及處理措施
熱電分公司兩套脫硫裝置投入運行以來，設備整體運行比較穩定，但運行過程中也曾出現了一些問題，如：吸收塔入口積灰、真空泵內部結垢、石灰石給料機振動料槽溢石塊、一單元脫硫增壓風機出口圍帶處煙氣泄漏、一單元脫硫GGH清洗裝置漏煙氣、二單元脫硫擋板密封風加熱器不能正常投入等。為此，有針對性的進行了一些運行調整和設備改造，取得了較好的效果。
2.1二單元脫硫吸收塔入口積灰問題的解決
2001年4月，脫硫隨機組停運檢修，在對吸收塔入口檢查時發現有大量的積灰，積灰溢流進入GGH入口，將下部沖洗槽堵死。針對這一現象，進行了分析，認為煙氣在吸收塔內被石灰石漿液洗滌過程中產生大量的泡沫，吸收塔煙道入口設計標高為15.1m，坡度1000，而吸收塔液位標高控制在14.5±0.2 m，泡沫帶有部分石膏漿液流入煙道，造成入口積灰。
為消除吸收塔內泡沫，外方專家調試時規定在運行中應定期加入消泡劑，但加入消泡劑是以吸收塔煙溫下降為依據，沒有按手冊中的計算方法進行加藥。我們查閱資料對此進行了分析，發現吸收塔煙溫測點距吸收塔入口較遠，當吸收塔煙溫下降時在加入消泡劑，說明已經有泡沫帶有部分石膏漿液流入煙道，所以認為這種方法是不科學的。通過核對資料，并根據我公司脫硫系統運行的實際情況，核算了加入量及周期，按原設計值計算1.9m3/h（廢水處理量）×24h ×10g/ m3=0.456kg/h，實際運行約1.6 m3/h廢水量，每天約加入0.37 kg/d就可起到消泡作用，根據計算結果制定了加藥制度，并在不改變吸收塔煙道入口坡度的前提下，將原設計吸收塔液位由14.5ｍ改為14ｍ，經過這幾年的運行結果看，效果非常理想，在每年檢修期對吸收塔煙道入口檢查都未發現積灰。
2.2石灰石破碎系統缺陷的處理
石灰石破碎系統投運以來，石灰石給料機振動料槽經常向兩側溢出石塊，使設備間污染嚴重。曾因破碎機頻繁跳閘，造成部分未經過破碎的石塊落入斗式提升機，造成提升機及輸料絞龍堵塞，系統無法正常運行。通過認真的觀察分析，認為震蕩給料量與破碎機的破碎能力不匹配是造成上述缺陷的根本原因，因此，對3個震蕩器進行了拆檢，發現2個有偏轉角位移現象，角度減小，偏轉角減小后，震動頻率升高，給料量增大，而破碎機運行兩年后，由于內部破碎牙板磨損，出力降低，不能將進入破碎機的石塊及時破碎，造成破碎機過載，保護跳閘。通過分析計算，將震蕩器的偏轉角由300調整為450，投入運行后效果較好，徹底解決了石灰石給料機振動料槽溢石塊的問題。
2.3一單元脫硫增壓風機圍帶密封存在的問題
一單元脫硫投運以來，增壓風機出口圍帶處煙氣泄漏嚴重，從幾次的整改情況看，其圍帶密封存在以下主要的問題：
2.3.1風機圍帶密封結構設計不合理
風機圍帶密封結構從內到外，依次為襯帶—圍帶—鋼帶，襯帶的作用是為找平密封接口的表面而設計，圍帶起主要的密封作用，而鋼帶起緊固和固定圍帶的作用。但從檢查的情況看，襯帶、圍帶、鋼帶設計都比較窄，固定圍帶的鋼帶僅有一個緊固點（1個螺栓）且無限位裝置，再加上要密封煙道的接口直徑較大，不易擰緊，圍帶密封不嚴造成煙氣泄漏。
2.3.2襯帶、圍帶材料耐高溫性能差
脫硫增壓風機安裝在鍋爐吸風機后，煙氣溫度在130℃左右，隨鍋爐負荷的增大煙氣溫度升高，最高時可達150℃以上，而風機襯帶、圍帶材料選用了普通泡沫橡膠，耐溫性能較差，從檢查的情況看，圍帶發生了變黑、變硬以及分塊脫落的老化現象，圍帶質量差降低了圍帶的密封性能。
2.3.3風機機殼與擴壓器安裝工藝存在問題
風機本體與擴壓器對口煙道直徑為3700mm，而擴壓器采用6mm厚的薄鋼板制作，薄鋼板加工時容易變形，安裝時不易保證對口尺寸，從檢查的情況看風機本體與擴壓器對口錯位達20mm以上，對口尺寸誤差大，難以保證圍帶密封的性能。
由于該風機為成型產品，要改變其密封形式，從圖紙和現場的實際情況看，由于受風機結構和土建安裝條件的限制，改造的非金屬膨脹節寬度最大只有160mm-170mm，同時，由于風機加強筋等的限制，風道接口部位最小寬度只有280 mm，風機下部風道距土建水泥機座的高度僅為480 mm，改造施工的空間較小，施工難度非常大。因此，設備廠家一直堅持在原來的圍帶密封上進行改進，但我們認為從多次的整改情況看，圍帶密封難以解決該風機的泄漏問題。
為此，針對風機圍帶結構存在的問題，我們與設備廠家進行了多次溝通，最后確定了將圍帶密封改為非金屬膨脹節密封的改造方案。同時，為了保證改造效果和施工質量，我們選擇了具有生產和安裝經驗的上海發電設備成套研究所提供非金屬膨脹節的材料并負責現場安裝。在保留原有圍帶的基礎上在風機殼與整流導葉環之間的孔隙之上填充約75mm厚的隔熱保溫棉以防止煙氣外泄，并在巖棉外以非金屬膨脹節固定。
從改造后運行情況看，取得了良好的效果，徹底解決了二期脫硫增壓風機圍帶密封泄漏煙氣這一結構性基建遺留問題，為脫硫系統設備的安全可靠運行奠定了基礎，保證現場設備及環境的清潔。
2.4 一單元脫硫GGH清洗裝置漏煙氣治理
一單元脫硫GGH兩臺密封風機為GGH支撐軸、導向軸、GGH主驅動和兩臺GGH清洗裝置提供密封風，但投產后兩臺密封風機不能滿足設備要求，致使清洗裝置漏風嚴重，對設備產生腐蝕，經增容仍不能達到要求，后與廠家協商，為保證清洗裝置有良好的密封效果，將原通向清洗裝置的密封風管加死堵，為兩臺GGH清洗裝置各安裝一臺密封風機，提供密封風，風機型號為SE0300C、額定功率2.2kW、最大靜壓190mbar、最大風量320立方米每小時。加裝位置見圖2：
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按廠家原設計，每臺密封風機只為一部GGH清洗裝置提供密封風，但通過對以往增壓風機運行數據分析，得出一臺風機就可滿足兩部GGH清洗裝置的需要，所以我們提出在兩臺密封風機出口管之間加裝聯絡門，采取一運一備的運行方式，這樣既可以保證設備安全運行又方便檢修。這一建議在機組投運后所作測試（見表1）中得到論證。通過對三個月來的運行情況檢測，效果非常理想。
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2.5二單元脫硫擋板密封風加熱器不能正常投入問題
二單元擋板密封系統由兩臺密封風機、一套密封風加熱器、密封風機出口電動門、凈煙氣擋板密封門、旁路擋板密封門、原煙氣擋板密封門及管道組成。擋板密封風機的作用是將引出的經密封風加熱器加熱后的凈煙氣升壓作為擋板密封氣源，提供給原煙氣擋板、旁路擋板及凈煙氣擋板，待某擋板關閉后，與之對應的密封風擋板開啟，密封風進入擋板夾層通道，起到密封的作用，防止煙氣漏入腐蝕擋板。
二單元脫硫投入運行以來，出現了幾次密封風加熱器開關跳閘、密封擋板門故障及風機出力下降等問題，經分析認為與密封風機氣源（凈煙氣）有關。
a）由于凈煙氣濕度較大，冬季時會在擋板密封風機風箱處積水（風箱處未設計疏水口），造成對加熱器的低溫腐蝕，致使加熱器絕緣降低（低于1兆歐），開關跳閘，加熱器不能正常投入，同時造成風機出力降低。
b）由于密封風濕度較大，造成處于較低位置的原煙氣擋板密封門結露，腐蝕嚴重，使其不能正常操作。
找到問題的根源，決定對其進行改造，首先將二單元脫硫擋板密封風機氣源引出管由50煙道處割開，50煙道氣源引出管加封堵。其次將擋板密封風機氣源引出管引入＃3爐吸風機室，用空氣做為二單元脫硫擋板密封風機氣源，在管頭加裝鋼絲慮網（圖2）。改造后加熱器絕緣阻值上升至20兆歐以上，對擋板門也進行了更換，后續工作就是根據實際情況調整運行方式。
3、結論
熱電分公司特殊的地理位置和企業可持續發展的需要，使分公司的環保工作走在了全國的前列。脫硫運行幾年來，在系統運行和設備管理方面投入了大量的人力、物力、財力，對運行過程中出現的問題進行了積極的處理和深入的探索。隨著近幾年來國內脫硫項目的蓬勃發展，這些問題無論是個性還是共性，相信都將會對我國電廠煙氣脫硫事業的發展起到一定的積極作用。
參考文獻：
張連生 《脫硫運行規程》 中電國華北京熱電分公司 2000年
張連生 《二單元脫硫吸收塔入口積灰問題改造方案》 2001年
《一單元脫硫增壓風機圍帶密封改造備忘錄》 2005年
孫文明 《一單元脫硫GGH清洗裝置漏煙氣治理方案》 2006年
孫文明 《二單元脫硫擋板密封風機氣源改造方案》 2006年
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