摘要：现代社会，科技正在迅速发展，人们的环保意识也在不断提高，而对环境造成重大污染的火力发电厂，其技术仍未得到实质性的进步，依然是环境污染的代名词。吸收塔是火力发电厂脱硫设备的重要组成部分，可有效地控制污染物的含量应保障设备安全稳定的运行，使脱硫机组的工作性能保持正常，提升脱硫系统运行及检修的效率。针对脱硫系统吸收塔的组成以及工作原理进行分析和研究，对脱硫系统吸收塔设备的问题及检修方面进行分析，并对设备运行检修提出建议。
关键词：脱硫系统；工艺；吸收；设备检修
1氨法脱硫现状
随着《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）自 2012年起逐步实施，燃煤电厂的 SO 2 排放有了更严格的要求，我国大多数火电机组的脱硫设施均不同程度的进行升级改造，氨法脱硫也取得了快速的发展，目前已有接近百家企业采用了该技术。其中，已经投运规模最大的是江南环保公司承建的广西田东电厂 2×135M W 机组的氨法脱硫装置。该装置采用二炉一塔配置，单塔的烟气处理量为 110×10 4 m3 /h。另外，2012 年 6 月，环保部将华能淮阴第二发电有限公司 4×330M W 机组氨法脱硫工程列为国家示范项目工程，这标志着氨法脱硫由中小机组向大型机组发展。
2氨法脱硫装置关键技术措施
2.1多功能脱硫塔全方位保证高脱硫效率
(1) 采用多功能综合型脱硫塔，将浓缩、脱硫吸收、洗涤、除雾等功能集于 1 台脱硫塔，脱硫塔采用独特的 “多级脱硫净化设计”，确保总脱硫效率达 96%以上。 “多级脱硫净化设计”即烟气在脱硫塔内逐级脱硫，每级脱硫均采用多层喷淋设计 (保证喷淋覆盖率达 200%)，循环脱硫液经高效喷嘴雾化，在高度叠加的喷淋区对烟气中的 SO 2 等酸性气进行吸收。(2) 脱硫塔内环境 “逐级”控制。脱硫塔内循环脱硫液的密度逐级降低，逐级脱硫，以保证较高的脱硫效率，并最终清洗掉残余的 SO 2 、NH 3 、亚硫酸铵气溶胶，减少雾沫夹带现象，尽可能避免氨逃逸。(3) 脱硫塔内设置独特的喷淋设施。设计中，加大了脱硫塔内循环脱硫液的喷淋密度，而非单纯地增大循环量和液气比，避免循环泵选型过大造成电耗过高; 保证塔内喷淋层喷淋覆盖率达 200%，使烟气在脱硫塔内与脱硫液充分接触(无死角)，保证 SO 2 能与脱硫循环液完全接触并反应。
2.2全方位控制氨逃逸
不同于一般的氨法脱硫工艺，本工艺采用独特的控制理念有效控制脱硫剂———氨的逃逸，使氨的利用率远超一般的氨法脱硫技术。主要控制措施如下。(1) 据脱硫泵出口 pH 在线监测仪的监控数据，采用独特的 “点式氨水补入方式”，即在脱硫泵进口补入氨水，使脱硫液呈微酸性，以降低气态氨产生的几率，避免其进入雾化喷淋系统。(2) 利用烟气热量对硫酸铵溶液进行浓缩，在浓缩段中完成对烟气的降温增湿，降低脱硫塔内脱硫段烟气的温度，同时控制脱硫循环液为弱酸性缓冲溶液，有效避免亚硫酸铵的分解。(3) 为降低脱硫液中氨的气相平衡浓度，控制脱硫液为低密度、非饱和状态，采用降低脱硫塔内烟气流速的方案有效破坏气溶胶的形成条件，减少气溶胶的产生。(4) 在脱硫塔上部设置脱硫洗涤段，清洗掉残余的 SO 2 、NH 3 和亚硫酸铵气溶胶，以尽可能减少氨逃逸。
2.3多项节能措施降低运行成本
(1) 工艺设计阶段即考虑如何降低循环泵的动力消耗。烟气脱硫系统主要动力消耗为各循环泵的电耗，本工艺在脱硫塔内部设计时加大了循环脱硫液的喷淋密度，而非单纯增加循环量和液气比，从而可避免脱硫循环泵选型过大致电耗过高，与一般湿式脱硫技术相比，脱硫循环泵的动力消耗可降低 40% ～60%。(2) 采用多级喷射循环氧化技术。引风机将烟气输送至多级喷雾高效吸收塔内，氧化剂经隔膜计量泵输送至脱硝循环箱，通过高效喷雾使氧化剂与塔内气体充分接触，对烟气中的污染物组分———NO 进行氧化，然后由碱性吸收剂对氮氧化物进行吸收，形成硫酸盐和硝酸盐浆液，浆液达到一定浓度后，排出吸收塔，降温而自然结晶形成沉淀，沉淀物经脱水、干燥排出系统; 净化后的烟气则经除雾器离开吸收塔，最后进入烟囱排放。多级喷射循环氧化工艺较普通风机氧化工艺可节电约 30%，同时避免了氧化风机运行时产生的较大噪声。
3燃煤电厂脱硫设备在运行过程中所存在的问题分析
3.1设备的腐蚀问题
在某种层面上腐蚀是相较于金属来说的，其可以分为下面几个腐蚀类型：第一是缝隙腐蚀，简单来说缝隙腐蚀是在金属焊接位置，螺钉连接处出现的细小缝隙，在电解质进入到电解池内所发生的电化学腐蚀现象。第二是点蚀，该现象主要说的是在设备金属的表面会出现很多的细微生锈的孔洞，其腐蚀情况大多数都是纵深的方向，长久以来会直接导致钢材料出现穿透的情况，其中氯离子对于钢材的影响是最为明显的。第三是应力腐蚀，应力腐蚀是氯离子和环境作用下所出现的，设备金属会出现大面积的裂痕。第四是设备磨损腐蚀，该现象主要说的就是腐蚀性流体和金属构件以较高的速度相对运动而所引起的金属损伤现象。
3.2再循环泵故障
再循环泵是吸收系统中的一个重要部分，若是这一重要部分无法正常工作，后续的各项工作也都无法顺利完成。目前，再循环泵故障问题的出现，主要是由于吸收塔液位不正常、电源终端、控制回路发生故障等等，这些原因都是导致再循环泵出现问题的重要因素。因此，技术人员在发现再循环泵发生故障以后，首先需要做得就是对连锁动作是否能够正常运行来进行检查，进而充分了解到跳闸产生的主要原因，然后结合实际情况对故障问题进行判断，然后严格上报给上级，并通知维修人员来对再循环泵进行修理。
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3.3冲洗水泵故障
CRT不仅是会在浆液泵出现故障时发出警告，同时也会在冲洗泵发生的故障时做出反映并发出警报，这是出口压力数值也会显示为0，而电机故障、保护动作、事故按钮动作都有可能导致冲水泵出现故障问题。其故障处理方式与石灰石浆液泵系故障问题相类似，首先是需要将备用水泵启动，来判断这两个水泵是否都无法正常运行，若是无法正常运行则是需要上报给值长，最大程度上减少故障所造成的经济损失，然后根据故障问题的实际情况来判断是否需要退出FGD运行系统。
3.4设备泄漏问题
在很大程度上设备的腐蚀与磨损等方面的问题都是会直接导致管道内部出现设备穿孔问题的，设备一旦出现了穿孔就会导致泄漏问题出现，泄漏问题所表现出来的问题通常包含了漏油、漏烟以及漏粉等现象。在我国现目前的燃煤电厂脱硫介质中有很多都是采用的石灰石浆液，这样的使用方法是能够在脱硫设备出现异常泄漏情况下，直接针对设备所要产生的污染进行规避，在脱硫设备采用耐腐蚀材料方面也需要相关人员去做好提前的试验措施，只有这样才能够保障设备的问题得到解决。
4燃煤电厂脱硫设备运行中的优化改进措施分析
4.1定期对设备除尘器进行维护
制粉系统在运行期间，应该对除尘器进行定期的检查，要查看电磁阀的实际运行情况，发现其运行异常时要对压缩空气系统，除尘器以及提升阀，通风机等相关联设备进行逐一的检查，要及时的给出应对措施，排除故障，在确保制粉系统的正常运转之后，检修人员还应该定期对第一油雾器中的动力源进行加油，操作人员要每天对油水分离器进行放水，要保证气缸的动作灵活以及压缩空气的干燥程度。
4.2循环泵检修方法
一般情况下循环泵的检修，同时凑是需要对叶轮、轴承、油室、内密封环等等部分进行检查，而根据不同部位的运行特点与差异性，检修的方法也存在着诸多的不同。对于轴承与油室的检查，主要是要充分利用煤油来进行清洗，然后用柔软棉纱将表面的煤油擦拭干净。叶轮检修主要是对污垢进行清洁，在此之后还需要测量密封环是否圆整、是否符合标准要求，而叶轮也需要依次进行检查，检查叶轮是否出现了裂纹、磨损的情况，避免因这些问题而影响到吸收系统设备的正常运行。除此之外，橡胶衬里也是需要做好一应的检查工作，若是出现磨损、漏油的情况应该及时进行更换，从而保证吸收系统的各个设备都可以处于一个正常运行的状态。
4.3检修吸收塔运行
对脱硫系统的脱硫来说非常重要的两点，就是能够保证其安全、高效的运行。为了让脱硫系统在运行中故障发生率减少，一定要检修脱硫系统的吸收塔。保证工质循环的主要动力是吸收塔内的循环泵。循环泵的检查项目最主要的部分是油及轴承部位。需要用膩子或面团进行黏净，然后用煤油清洗棉纱进行擦净，之后，再用泵壳叶轮应进行除垢。检查有无裂纹、磨损，并测量密封环处外圆度；检查橡胶衬里，观察有无裂缝、滲油或磨损情况；检查密封环的磨损以及不圆度；轴承清洗干净后观察铁架和内外图是否完整，转动时是否有松动或停止现象，对游隙测定不合格或有缺陷的予以更换；泵轴清洗完后，观察轴封处并对轴弯曲度及轴承处是否松动进行查看。检修完后加注润滑油。变速箱齿轮装配好后，用手盘动靠背轮，对齿轮进行观察，压铅丝或涂抹红丹粉测其齿轮配合情况。
4.4烟道蒸发技术
烟道蒸发技术最先在美国投入使用，其基本应用原理是将一定量的废水以较快的速度喷射到烟道中，在废水被喷射的过程中会产生雾化，之后受到烟道高温的影响，会在较短的时间内被迅速蒸发汽化，各种悬浮颗粒等在被蒸发之后会形成各种小颗粒，最终被带入到除尘器中，从而完成了脱硫废水的处理。这种方法在应用中有明显的优点，即设备在实际操作上非常简单，废水处理前后各种费用投入较小，实际占用的场地也有限，废水处理过程中出现的各种污染物会直接被除尘器处理掉，不需要对污泥进行再次处理。
4.5蒸发结晶技术
在当前脱硫废水处理中，蒸发结晶技术有着相对广泛的应用，该技术能够实现零排放的理想效果。（1）多效蒸发系统。这种系统让能量得到最大限度的利用，尤其是循环使用，一般是把新鲜蒸汽作为首先加热蒸汽，在经过一系列操作处理后，蒸汽实现冷凝，从而得到高质量的淡水，整个系统流程也就完成了。从理论上看，效数和蒸汽实际利用率呈正比例关系。（2）MVC系统。从基本原理上看，该系统是借助二次蒸汽的作用，将电能转化为热能，这样二次蒸汽的焓就会显著增加，最终在相关操作后，二次蒸汽既有的热能会被重复利用，减少对外部环境中新鲜蒸汽的实际利用量，依托于蒸发器自身的循环达到蒸发循环的基本目的。经压缩机增压升温后蒸汽，在作为再生热源而循环应用于对处理液的热传递和连续蒸发的同时，本身也得到迅速冷却，并最终成为可回用冷凝水。
结语
根据前文叙述可知，在不考虑脱硫系统运行过程中消耗的电力产生的 CO 2 时，氨法脱硫技术对 SO 2和 CO 2 协同减排方面具备正效应，可以同时为燃煤电厂污染物减排和温室气体减排做出贡献。但目前氨法脱硫相比石灰石 - 石膏法脱硫技术来说，应用范围没有其广泛，并且氨法脱硫应用于300M W 及以上机组也不是很多，同时氨法脱硫具体减排 CO 2 量也有待具体分析计算。尽管如此，氨法脱硫以其设备占地少、投资小、操作简单，整个过程不产生任何废水、废液和废渣，回收的 SO 2全部转化为硫酸铵化肥等特点，在燃煤电厂 SO 2 与 CO 2 协同减排方面具有良好的应用前景。
参考文献：
[1]王星久.大型燃煤机组石灰石———石膏湿法脱硫系统运行优化研究[D].华北电力大学，2012.
[2]黄蕴海.燃煤电厂湿法脱硫系统优化运行与对策[C]//全国煤电节能减排升级与改造环保技术交流研讨会，2015.
论文作者:蔡春晖
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
标签：设备论文; 系统论文; 烟气论文; 吸收塔论文; 故障论文; 塔内论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2019年第15期论文;