（国电康平发电有限公司 辽宁省沈阳市 110500）
摘要：石灰石-石膏湿法脱硫工艺是火电厂脱硫中最常用的一种，由于涉及的系统多、设备多，运行中设备缺陷、性能降低的情况时有发生，石膏脱水效果差是较为典型的一种。本文针对某2×600MW火电厂脱硫系统石膏脱水效果差展开分析，提出解决措施。
关键词：石膏脱水；火电厂；脱硫
在当前的环保形势下，为满足达标排放要求，火电厂普遍安装了脱硫设施，石灰石-石膏湿法脱硫工艺以适用煤种范围广、脱硫效率高、吸收剂利用率高、设备运转率高、脱硫剂来源丰富且廉价等优点成为火电厂脱硫中最常用的一种。石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺一般包括烟气系统、吸收系统、制浆系统、工艺水系统、脱水系统等，由于涉及的系统多、设备多，运行中设备缺陷、性能降低的情况时有发生，石膏脱水效果差是较为典型的一种。本文针对某2×600MW火电厂脱硫系统石膏脱水效果差展开分析，提出解决措施。
1 事件经过
该电厂2号机组于4月6日20：10并网发电，脱硫设施同步投运。4月7日9：50，启动2号脱硫石膏脱水，期间石膏排出泵滤网压差大，旋流站旋流子堵塞严重，石膏浆液发黏，脱水效果差，脱水后石膏呈泥状而无法成型。此后采取调整氧化风机开度至最大氧化风量、将一级塔的浆液进行置换等手段，均无明显效果。4月13日，事故浆液罐液位过高，将其中少部分浆液排到1号脱硫一级塔。4月14日，1号脱硫石膏品质也受到影响，出现相同情况。在此期间，脱水机真空度达到-70kPa，偏离了正常运行时的40~60 kPa，脱水阻力增大较多。石膏脱水后效果如图1所示。
图1 脱水效果差的石膏
2 设备概况
2.1 锅炉
机组配备哈尔滨锅炉厂生产的超临界直流锅炉，一次再热、前后墙对冲燃烧单炉膛、尾部双烟道结构，采用挡板、喷水调节再热气温，固态排渣、平衡通风、紧身封闭、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，型号为：HG-1900/25.4-YM3。30只低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB）采用前后墙布置、对冲燃烧，6台HP1063中速磨煤机配正压直吹制粉系统。锅炉主要热力参数见表1。
表1 锅炉主要热力参数表
2.2 燃煤
锅炉设计煤种为在铁煤中掺烧褐煤或烟煤，设计煤质资料见表2。
表3 设计煤质资料
2.3 脱硫
国电康平发电有限公司2×600MW机组同步建设了烟气脱硫（FGD）装置，采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺对#1、#2炉全部烟气进行脱硫处理，脱硫效率不小于95%。公用部分主要包括石灰石浆液制备系统、事故浆液系统、石膏脱水系统、废水处理系统、工艺水系统及气源、水源等引接系统。脱硫系统先后经过了增容提效改造和超低排放改造后，目前工艺采用双塔双循环，脱硫后设有湿式电除尘器，二氧化硫排放浓度低于35mg/Nm3，烟粉尘排放浓度低于10mg/Nm3。
吸收塔系统是FGD装置中最重要的设备，整个脱硫工艺的所有化学反应都在吸收塔内完成。内部除喷淋层、除雾器外，不再装设填料，一级、二级吸收塔各设3台浆液循环泵，每台浆液循环泵对应一层喷淋装置，从喷淋装置喷嘴喷出的浆液沿吸收塔截面均匀向下喷淋，向上流动的烟气与之逆流接触，发生传质与吸收反应，经过脱硫的清洁烟气，向上流经除雾器除去雾滴，由吸收塔上侧排出，为确保除雾器正常运行。在除雾器下部和上部设置工艺水冲洗，一级塔保留一级除雾器，二级塔为两级除雾器。
石膏浆液脱水系统共设有一台石膏溢流浆液箱，容积为170 m3，两台石膏旋流器，底流分配箱和底流缓冲箱，还设有二台真空皮带脱水机，每台容量为两台炉脱硫时100%的石膏量，出力约20m3/h。每台真空皮带脱水机包括水环真空泵、滤布冲洗水箱、水泵、滤饼冲洗水箱、水泵、气水分离器等。脱水后的石膏含水量＜10%。脱水石膏自然落料堆积在石膏堆料间。改造后将石膏旋流器、废水旋流器和真空皮带机的原设备拆除，加大了新设备的容量。更换原有的2套石膏脱水皮带机及其配套设备等，新建2套石膏脱水皮带机（总能力按本机组BMCR工况下200%设计）。
煤质及烟气量
3 原因分析
将本次缺陷出现前、后的运行工况进行对比，脱硫用水、入炉煤质、燃烧方式、电除尘运行等基本未发生变化，初步排除水质、飞灰等影响，可能原因是石灰石出现问题。该厂的石灰石供货方主要是博龙公司和康环公司，近期的采购量见表4。
表4 近两月石灰石粉采购量
表4中数据显示，石灰石配比发生较大变化，康环公司石灰石使用量大幅增加。为进一步分析原因，将两个供货单位的石灰石进行实验室化验，分析数据见表5。
表5 石灰石粉分析结果
表5中数据显示，康环公司提供的石灰石纯度、粒径与脱硫用石灰石设计要求有轻微偏差，活性则与正常值相差较大，不利于脱硫使用。
石灰石活性差代表反应速率慢，影响脱硫效果，为维持脱硫效率，只能对吸收塔增加石灰石浆液的补给量，从而导致石膏浆液的石灰石含量过盛，所占份额越来越大。由此带来两方面影响，一是过量的石灰石对石膏晶体进行包裹，使其无法进一步生长。另一方面，在石膏中，60μm以上的大颗粒通常占60％以上，10μm以下的小颗粒占5％以下，大颗粒占有很大比例，这样的颗粒分布所构成的石膏滤饼结构有利于脱水机进行脱水。而石灰石的粒径则较小，44μm以下的小颗粒占90％以上，过多的小颗粒堵塞了石膏滤饼空隙，使脱水阻力增加。
4 处理措施及效果
根据上述分析，4月21日，运行人员开始停用康环公司石灰石，但两个石灰石粉仓内仍有大量存留，需一定时间逐步消耗。另一方面，降低一级塔pH值至5以下，以便加快石灰石的溶解速率，消耗塔内残留的石灰石。运行方式调整后，石膏脱水效果逐步好转，至4月27日，两台脱硫的脱水效果基本恢复正常，如图2所示。
图2 脱水效果恢复后的石膏
5 结论和建议
影响石膏脱水的因素比较多，如浆液中粉尘、氯离子、有机物等，含量过多都不利于石膏脱水效果，虽然本次缺陷是由于石灰石活性差引起，但其它因素对此也有一定程度的贡献，因此，进一步改善运行条件，保证石膏脱水效果稳定可靠，要注重以下工作：
1、今后使用的石灰石，除保证纯度外，也需关注活性，不使用或少量使用活性差的石灰石。
2、适当加大脱硫废水排放量，以降低浆液中的氯离子含量。
3、由于脱硫用水采用中水，水中氯离子、有机物等含量偏高，建议更换水源。
4、提高锅炉燃烧效果，避免未燃尽的煤粉进入塔内；保证电除尘效率，降低进入塔内的飞灰量。
5、定期检查氧化风系统，保证吸收塔浆液充分氧化。
论文作者:张长生
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
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