２０１ １年１２月 电 力 科技 与 环 保 第２７卷第６期 ６００ ＭＷ机组湿法脱硫吸收塔溢流原因分析及对策 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃａｕｓｅ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ ｏｆ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｏｖｅｒｆｌｏｗｉｎｇ ｉｎ ＷＦＧＤ ｆｏｒ ６００ ＭＷ ｕｎｉｔｓ 聂鹏飞，边东升，王洋，张宏宇 （河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北唐山０６３６１１） 摘要：阐述了火电厂６００ＭＷ机组石灰石一石膏湿法脱硫系统吸收塔浆液溢流的危害，分析了吸收塔浆液溢流的原 因，主要是石膏浆液品质差、氧化风量不舍理、浆液循环泵、浆液喷淋的影响，溢流管接口位置布置不合理等。通过 适当降低运行液位、合理布置吸收塔溢流管道等措施解决了吸收塔浆液溢流问题，确保脱硫系统稳定运行。 关键词：湿法烟气脱硫；吸收塔；溢流；措施 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ｏｆ ｓｌｕ ｒｒｙ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ—ｇｙｐｓｕｍ ｗｅｔ ｄｅｓｕｌｆｕ ｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓ－ ｔｅｒｎ ｉｎ ｔｈｅｒｍａ Ｊ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｒＯｍ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｓｌｕｒｒｙ ｂｕｂｂｌｅ．ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ．ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｌｕｒｒｙ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｆｒＯｍ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｐｏｏｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｇｙｐｓｕｍ ｓｌｕｒｒｙ，ｕｎｓｕｉｔａｂｌｅ ｓｕｄｄｅｎ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ａｉｒ，ｆｏｕｒ ｓｌｕ ｒｒｙ ｃｙｃｌｅ ｓｐｒａｙ ｐｕｍｐ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｐｉｐｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｅｔｔｉｎｇｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｓｌｕ ｒｒｙ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｆｒＯｍ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｉｎ ｗｅｔ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ．ｓｏｍｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｔａｋｅｎ ｂｙ ｗａｙ ｏｆ ｌｏｗ・ ｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｐｒｏｐｅｒｌｙ，ａｒｒａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｐｉｐｅ ｏｆ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ ａｎｄ ｏｔｈｅｒｓ．Ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒｔｉｏｎ ｏｆ ＷＦＧＤ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｅｎｓｕｒｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＷＦＧＤ；ａｂｓｏｒｂｅ；ｏｖｅｒｆｌｏｗ；ｍｅａｓｕ ｒｅｍｅｎｔ 中图分类号：ＸＴＯＩ．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：ｌ６７４—８０６９（２０１１）０６—０２１—０３ ０ 引言 组为６００ＭＷ燃煤发电机组，各采用１套石灰石一 石膏湿法烟气脱硫装置，无ＧＧＨ及球磨机系统，外 目前，石灰石一石膏湿法脱硫技术在燃煤电厂 购石灰粉。其中工艺水系统、石灰石制浆系统、石膏 烟气脱硫中广泛应用，具有技术成熟、运行可靠、脱 脱水系统、事故浆液罐、压缩空气系统为公用系统。 硫效率高等优点。但在湿法脱硫系统运行过程中， 每座吸收塔设４台浆液循环泵及配套喷淋层，２套 吸收塔浆液溢流是困扰石灰石一石膏湿法脱硫稳定 脱硫系统共设３台氧化风机（二用一备），吸收塔底 运行的常见问题之一。由于吸收塔液位多采用装在 部均布４台搅拌器。２套脱硫系统于２００６年６月 吸收塔底部的压差式液位计测量，脱硫ＤＣＳ控制系 投入运行，脱硫系统主要参数见表１。 统显示的液位是根据差压变送器测得的压力与吸收 塔内浆液密度计算得来的值，而吸收塔内真实液位 表１ 王滩电厂脱硫系统主要设计参数 由于泡沫引起的“虚假液位”远高于显示液位，再加 上吸收塔底部浆液循环泵扰动、搅拌器搅拌、氧化空 气鼓人等因素的综合影响而引起液位波动，从而导 致吸收塔间歇性溢流。这在很大程度上影响着脱硫 系统的安全、稳定运行。河北大唐国际王滩发电有 限责任公司针对脱硫系统吸收塔溢流的情况，分析 了湿法脱硫系统运行中吸收塔浆液溢流的各种原 因，并提出相应的运行方式和改进措施。 １ 概况 ． 河北大唐国际王滩发电公司２×６００Ｍｗ机组 河北大唐国际王滩发电有限责任公司１、２号机 １００％负荷下，脱硫系统设计脱硫效率为９５％。 ２ｌ ２０１１年１２月 电 力 科技 与 环 保 第２７卷 第６期 ２ 吸收塔浆液溢流的危害 正常情况下，吸收塔浆液溢流后通过溢流管进 入吸收塔区排水坑，再经由地坑泵打回吸收塔重复 使用。但是，当吸收塔浆液溢流量较大时，浆液通过 溢流管时就会形成“虹吸”现象，造成吸收塔浆液瞬 间外溢。其主要危害总结如下： （１）当吸收塔浆液溢流严重时，进入到吸收塔 地坑的浆液量急剧增加，容易造成地坑浆液溢流至 周围地面，从而造成环境污染。 （２）吸收塔溢流浆液进入原烟道中，会对原烟 道产生严重的腐蚀，在干、湿交替的作用下，腐蚀加 剧，缩短了烟道的使用寿命，影响脱硫烟气系统的安 全运行。其次，如果吸收塔溢流浆液到达增压风机， 将会对正在运行的风机叶片造成严重的损害，甚至 是叶片断裂，致使增压风机停运，严重影响了脱硫系 统的安全、稳定运行。 （３）吸收塔浆液出现起泡溢流后，吸收塔的运 行液位瞬间降低，浆池的容积也急剧缩小，脱硫吸收 塔内浆液氧化效果不能保证，浆液中亚硫酸盐的含 量逐渐增高，致使浆液品质恶化，甚至会影响系统的 脱硫效率。同时，浆液溢流对循环泵的运行也形成 一定程度的冲击。 （ｇ）浆液起泡严重时，循环泵人口浆液泡沫增 加，由于汽蚀原因对泵的叶轮等设备危害较大。 ３ 吸收塔浆液溢流原因分析 吸收塔浆液间歇性溢流的根本原因在于气泡或 泡沫的产生，引起的“虚假液位”远高于ＤＣＳ所显示 的液位。再加上吸收塔底部浆液循环泵扰动、搅拌 器搅拌、氧化空气鼓入、浆液喷淋等因素的综合影响 引起液位波动，运行人员一般很难及时发现，甚至对 “虚假液位”反向操作，造成严重后果。河北大唐国 际王滩发电有限责任公司脱硫系统吸收塔浆液起泡 的原因主要有吸收塔浆液中含有过量杂质、氧化风 量不合理、浆液循环泵及浆液喷淋的影响、吸收塔溢 流管接口位置布置不合理等。 ３．１ 吸收塔浆液中含有过量杂质 纯净的液体由于起泡性只与其表面张力有关， 液膜之间能相互连接，使形成的气泡不断扩大，最终 破裂，不能形成稳定的泡沫。吸收塔浆液中由于系 统中进入了其他成分，增加了气泡液膜的机械强度， ２２ 使得泡沫稳定性高，不易破裂。 有害物质进入吸收塔浆液的可能性原因如下： 一是锅炉在运行过程中投油、燃烧不充分，未燃尽成 分随锅炉尾部烟气进入吸收塔，造成吸收塔浆液有 机物含量增加；二是脱硫吸收剂石灰石中含过量 ＭｇＣＯ （有起泡作用），与硫酸根离子发生反应产生 大量的ＣＯ 气体；三是电除尘器运行效果不佳，烟 气中粉尘浓度超标；四是脱硫废水处理系统不能正 常投入，吸收塔浆液中重金属离子、ｃｌ一含量超标， 不能及时外排致使吸收塔浆液品质逐渐恶化。 ３．２氧化风量不合理 氧化风量是根据设计煤种硫分加一定的裕量而 确定的。氧化风机本身没有风量调节功能，这使得 在机组低负荷时或者达不到设计工况时进入吸收塔 的氧化风量大大超过实际需要，这些富余的空气均 以气泡的形式从氧化区底部溢至浆液的表面，助长 了浆液动态液位的虚假值，导致吸收塔溢流。另外， 运行过程中氧化风机、浆液循环泵的跳闸，或者氧化 风机、浆液循环泵运行过程中的停运倒换，都会破坏 吸收塔浆液气液平衡，导致吸收塔浆液大量溢流。 ３．３浆液循环泵、浆液喷淋的影响 河北大唐国际王滩发电有限责任公司脱硫系统 每个吸收塔浆液循环系统配４台浆液循环泵，流量 均在９０００ｍ ／ｈ，浆液循环泵的大流量循环喷淋，在 一定程度上加剧了吸收塔液位的波动。 ３．４ 吸收塔溢流管接口位置布置不合理 改造前吸收塔溢流管布置见图１ａ。虹吸现象 是液态分子间引力与位差造成的，利用液柱压力差， 使液体上升再流到低处。由于管口液面承受不同的 大气压力，液体会由压力大的一边流向压力小的一 边，直到两边的大气压力相等，容器内的液面变成相 同高度，液体才会停止流动。 （ａ）改造前 （ｂ）改造后 图１ 吸收塔溢流管改造前后布置示意 ２０１１年 聂鹏飞等：６００ＭＷ机组湿法脱硫吸收塔溢流原因分析及对策 第６期 如图１ａ所示，河北大唐国际王滩发电有限责任 公司吸收塔正常工作液位是ｌ１．７ ｍ，原设计吸收塔 浆液溢流管与吸收塔接口的位置是ｌ０．７ ｍ，溢流管 最高处标高１２．７ｍ。这种情况下，溢流接口位置恰 好位于吸收塔内部浆液与泡沫的临界区，泡沫与浆 液混合后很容易顺着溢流管道外溢，轻而易举就形 成虹吸。为此，我们对吸收塔溢流管进行了改造。 如图１ｂ，降低溢流接口后，接口位置由原来的 １Ｏ．７ ｍ降至６．７ ｍ，这样就可以使溢流口完全埋没 在浆液中，避免泡沫进入溢流管道，溢流管顶部采用 开口设计，这样即使吸收塔发生溢流也很难形成虹 吸。而且改造后的溢流管道仍然保持连通功能，并 不影响溢流管的溢流功能。 ４ 防止吸收塔浆液溢流的措施 为了防止吸收塔浆液出现起泡溢流的现象，河 北大唐国际王滩发电有限责任公司从运行调整、设 备改造等方面采取了一系列措施。具体包括： （１）适当降低浆液运行液位。正常运行时将吸 收塔液位控制在正常值的低限维持运行。目前，河 北大唐国际王滩发电有限责任公司吸收塔实际控制 液位在１０—１１ ｍ，主要是防止高液位时浆液起泡通 过溢流管形成虹吸，并且严格按照规程要求，定期排 出石膏浆液，降低吸收塔的密度，保持吸收塔浆液密 度控制在１ ０８０—１ １３０ｋｇ／ｍ 之间，减少吸收塔内杂 质浓度，提高浆液品质。 （２）实现机组的无油启动。目前河北大唐国际 王滩发电有限责任公司１、２号６００ＭＷ机组已经成 功实现无油启动，彻底杜绝了因燃油不充分给吸收 塔运行带来的负面影响。 （３）加强脱硫废水的排放。确保废水处理系统 正常投运，及时排放废水以降低吸收塔浆液中重金 属离子、ｃｌ一、有机物、悬浮物、粉煤灰等各种有害物 质的含量，避免因有害物质逐渐累积导致吸收塔内 浆液“中毒”，造成脱硫率下降、起泡溢流现象。 （４）在保证系统脱硫效率达到设计值的前提 下，尽量减少浆液循环泵的运行数量，同时避免频繁 启、停浆液循环泵，减小吸收塔内部浆液的扰动，减 轻吸收塔浆液的起泡程度。 （５）加强电除尘器的运行调整。保证电除尘器 能够可靠、高效地运行，确保电除尘出口的粉尘浓度 达到设计要求，最大程度地减少进入到脱硫系统的 烟气中粉尘含量。 （６）定期加入消泡剂。加入消泡剂是最直接的 控制手段，定期把消泡剂通过吸收塔地坑排水坑泵 打到吸收塔中，可以在一定程度上缓解吸收塔浆液 的起泡现象。但是，该方法不能从根本上解决问题， 一旦停止加入消泡剂的时间过长，吸收塔浆液可能 再次出现起泡溢流的现象，而且消泡剂的大量使用 在一定程度上增加了运行成本。 （７）定期对吸收塔液位计进行冲洗和标定。河 北大唐国际王滩发电有限责任公司脱硫系统吸收塔 所采用液位计为压力变送器式液位计，取三者之平 均值以减小液位误差，同时设定控制程序自动对液 位计进行反冲洗，定期对压力变送器进行校对，确保 液位显示的准确性。 （８）严格控制外购石灰粉品质，保证其中各种 成分（如ＭｇＣＯ，、ＳｉＯ：等）含量满足设计要求。 （９）重新布置吸收塔溢流管道，降低溢流管与 吸收塔的接口位置。 ５ 结语 河北大唐国际王滩发电有限责任公司脱硫系统 投产之初吸收塔多次发生溢流。在总结经验和规律 的基础上，从运行调整下手，以设备改造为辅，采取 了多种措施保证吸收塔系统的稳定运行。自２００８ 年通过采取上述措施实施改造后，运行３年来，基本 杜绝了吸收塔浆液溢流的现象，确保湿法脱硫系统 正常安全、稳定运行。 参考文献： ［１］吕宏俊．石灰石／石灰一石膏湿法脱硫浆液溢流问题研究［Ｊ］．电 力环境保护，２００９，２５（６）：２２—２４． ［２］禾志强，田雁冰，沈建军，等．石灰石一石膏法脱硫浆液起泡研究 ［Ｊ］．电力环境保护，２００８，２４（４）：１１—１３． ［３］聂鹏飞．王滩电厂脱硫系统经济运行初探［Ｊ］．电力科技与环保， ２０１０，２６（４）：５７—５９． ［４］周至祥，段建中，薛建明．火电厂湿法烟气脱硫技术手册［Ｍ］．北 京：化学工业出版社，２００６． ［５］赵玉索．有机硅消泡剂的研究及发展［Ｊ］．浙江化工，２００７，３８ （３）：１２—１５． 收稿日期：２０１１－０７．２０；修回日期：２０１１．１０．２１ 作者简介：聂鹏飞（１９８３－），男，河南新乡人．主要从事火电厂脱 硫技术监督与设备点检工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｄａｎｉａｏ４３３＠１６３．ｃ０ｍ ２３