1.导言:
1.1规划规划
同煤大唐塔山发电有限责任公司2?600MW火力发电机组烟气脱硫体系选用典型的石灰石-石膏湿法FGD脱硫工艺技能,首要是选用石灰石(CaCO3)作为脱硫吸收剂,石灰石通过破碎磨细制成吸收浆液,在吸收塔内吸收浆液与烟气触摸混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙发生化学反响,二氧化硫从烟气中去除,终究产品为石膏,脱硫后的烟气顺次通过除雾器除掉雾滴,经GGH换热升温后,经烟囱排放。
1.2前期运转状况
同煤大唐塔山烟气脱硫工程由北京博奇电力科技有限公司规划承建,于2008年7月今后连续投产运转。截止到2011年2月的两年半中,体系运转工况及各项运转参数一向契合规划要求,脱硫功率到达了95%以上的杰出状况,仅存在着电厂改为燃用残次煤后,因为灰分过高常常引起电除尘电场跳闸、导致脱硫体系GGH严峻阻塞、影响机组长周期安全运转的问题。
1.3添加烟气调制体系
为了习惯燃用残次煤,能够坚持电除尘的正常运转,不使脱硫体系工况恶化,塔山电厂在电除尘前添加了烟气调质体系,来改进进步电除尘功率。这是因为大型燃煤锅炉遍及选用电除尘器作为烟气除尘设备,当燃用灰分高的煤时,常常会遇到粉尘高比电阻问题。高比电阻粉尘不简单荷电或开释荷电,积聚在极板上的高比电阻灰层会按捺电晕电流的发生,并简单引起火花乃至反电晕,严峻恶化电除尘器各电场的供电质量,下降电晕密度。供电质量恶化会使电除尘器作业困难,除尘功率下降,粉尘排放超支。传统处理高比电阻的问题是用混媒或操控电流的办法,不能从根本上处理问题,添加烟气调质是在锅炉烟气进入电除尘前喷入特别的调制剂,来进步电除尘功率。
1.4 改动调整手法确保正常运转
塔山电厂烟气调质体系投入运转后,呈现了石膏脱水不干含水量大的问题,运维业务部和塔山项目部进行了活跃调整剖析,运用扫除法手法,逐项寻觅和改进影响石膏质量的不利要素,终究采纳脱硫体系抛浆从头注浆,进行运转试验调查的办法,逐渐知道到添加烟气调质体系后对脱硫体系的影响,提出和采纳了相应的处理办法和办法,加大废水外排力度,改动了传统的运转调整手法,通过3个月的不懈努力,确保了脱硫体系的正常运转。
2.脱硫体系运转呈现反常现象
2.1直接现象。2011年3月21日塔山运维项目两套脱硫体系相继呈现了石膏脱水作用较差的现象,石膏从皮带机下料口落至石膏库许多游离水分出,导致石膏库内积水较多,因为石膏质量过差,拉运进程中需求拌入许多的粉煤灰,给运送带来极大不方便,一同对石膏库周围的环境污染严峻。
2.2运转参数反响。因为本次呈现的状况在以往的运转进程中未曾遇到,且两套体系的PH和功率均正常,首要的问题在于石膏浆液经石膏旋流器底流至皮带脱水机后,石膏滤饼呈现大面积裂缝,导致真空度许多走漏,正常运转真空度保持在-40- -60KPa,滤饼呈现裂缝时真空度保持在-30KPa左右。依照运转经历,石膏滤饼略有裂缝是石膏脱水质量较好的一个旁边面反响,一同石膏作为脱硫体系的标志性产品,质量越差直接反映体系的运转状况(PH值和功率反常),比方浆液中毒后PH值很难保持在5.2-5.6之间,下降至4.0乃至更低,脱硫功率相应下降,而本次呈现的问题都与常理不符(PH和功率正常,石膏滤饼裂缝,石膏黏度很大,含水量严峻超支)给调整作业带来很大不方便,此问题保持了近3个月。
3.反常现象的运转剖析及处理办法
为了处理石膏脱水的问题,咱们一方面从构成石膏化学反响进程上寻觅原因,一方面从设备上寻觅原因。
3.1改进影响石膏化学反响的要素:
1因为石膏浆液黏度过大,考虑为氧化风量不行引起,加开一台氧化风机运转,将氧化风量添加之前的两倍到达10000m3/h,试运转一段时间作用欠安。
2考虑到低PH值利于石膏的氧化结晶,试着下降PH值运转一段时间作用亦欠安。
3为了确保将体系内的有害离子最大极限的排出体系,加大了废水体系的外排水量,中止工业废水收回运用,转而加大新工艺水补水量,对体系浆液进行稀释处理。
3.2查看设备出力是否契合规划要求。
1查看石膏脱水皮带机的真空度,现场用塑料布铺满滤饼皮带机的真空度能上升至-40KPa左右,承认体系真空无走漏,能够扫除皮带机的问题。
2联络石膏脱水皮带机制作厂家到现场查看皮带机和石膏旋流器均未发现问题。
3.3体系抛浆从头发动进行试验调查
脱硫工艺体系杂乱,影响石膏含水率的要素比较多,各要素之间又相互影响。导致石膏质量较差的原因归结究竟便是体系树立的反响平衡被损坏,而往往损坏体系平衡的多为一种或多种化学物质直接参与反响或长时间离子富集导致某种离子超支所引起。
为了找出问题的焦点完全扫除离子的搅扰,咱们决议首要对#2脱硫体系进行抛浆处理,查看吸收塔内部设备,从头对体系进水、进浆、加石膏晶种,树立体系新的平衡。
2011年5月19日至2011年5月23日请求停运#2脱硫体系对#2体系进行了抛浆处理,体系停运后进行查看,翻开除雾器人孔门看到一级除雾器阻塞比平常严峻许多,翻开吸收塔人孔门看到塔内浆液堆积很是严峻,石膏黏度相当大。5月23日对体系进水、进石灰石浆液、参加80吨石膏晶种后从头发动体系,发动体系后8小时测验第一次脱水,石膏现已能够脱干,皮带机真空度上升至-56KPa,24日测验第2次脱水能够脱干,27日#2脱硫体系密度上升至1160Kg/m3,发动脱水体系石膏质量很好,28、29日均正常,30日早#2脱硫体系石膏脱水康复到曾经的状况,滤饼裂缝严峻,真空度降至-30KPa。
2011年5月25日至2011年5月29日咱们相同对#1脱硫体系进行了抛浆处理,敞开除雾器和吸收塔人孔门查看看到的状况和#2体系相同。向#1塔注浆时,为了节约水和下降事端浆液箱的液位咱们将#2体系和事端浆液箱的部分浆液返至#1塔,体系整套发动后发现浆液沉积很慢,发动脱水体系后滤饼裂缝严峻,真空度降至-30KPa。
通过对两套脱硫体系抛浆从头树立平衡能够看出,设备自身不存在问题,短期能使两套体系浆液呈现相同问题的要素归根究竟必定是两套体系所共用的三个方面:烟气、水、石灰石。
4. 树立脱硫体系正确的调整思路及进程
4.1 #1脱硫体系调整通过
树立在两套体系抛浆从头树立平衡能够使石膏脱干的基础上,通过对前期脱硫体系运转的比照和现在存在的问题剖析,咱们以为短期内离子的富集不可能导致浆液很快发生问题,必定是一种物质直接参与了化学反响,对#2体系的化验数据进行了剖析,抛浆后7天内的化验数据均正常,只要Mg2 从开始的700mg/L,5天内上升至3000mg/L,考虑到现在烟气成分改变新添加进入脱硫体系的化学物质就SO3一种,很快将此问题和前面烟气调制发生的SO3联络在了一同,为了验证问题存在的可能性,2011年5月30日下午咱们请求#1烟气调制体系退出运转,将#2烟气调制的硫磺量减为一半,使用化验室现有的化验条件,咱们对#1脱硫体系的Mg2 进行盯梢化验,使用外排废水和外排浆液将Mg2 降至1500mg/L时#1脱硫体系石膏康复正常,随后咱们试着将Mg2 含量试着升高,一旦Mg2 含量升高石膏质量当即变差。现在将Mg2 保持1500mg/L以下运转,#1体系根本正常。
4.2 #2脱硫体系调整通过
因为#2烟气调制一向未能退出运转,且二期场所缺乏不能外排浆液,#2脱硫体系Mg2 从5月30日至6月27日一向未降至1500mg/L以下,石膏质量一向未能改观,6月27日#2脱硫体系进行离线冲刷,方案使用此次时机将Mg2 降至1500mg/L以下。2011年6月27日至2011年6月30日因为#2GGH和除雾器阻塞严峻,#2脱硫体系停运冲刷,此刻旁路全开(等于将烟气调制中的SO3扫除)使用此次时机加大浆液外排终究将#2脱硫体系的Mg2 降至1500mg/L以下,2011年7月3日#2脱硫体系第一次脱水石膏脱干。
至此两套脱硫体系通过近三个月的调整,两套悉数康复正常!
5.定论
5.1通过对两套体系抛浆从头树立体系内平衡来看构成石膏质量差的问题归结于两套体系的一起质料:水、烟气、石灰石。
5.2作为烟气调制和脱硫体系两个体系来讲,独自的运转都不存在任何问题,前期脱硫体系石灰石含量较低,Mg2 含量高于现在许多,且许多的补工业废水,体系内Mg2 保持在5000mg/L左右,仍然运转正常,但两个体系一起运转后就呈现了石膏脱不干的现象。
5.3通过对2脱硫体系调整通过的剖析,能够看出:一旦体系树立平衡(#1脱硫体系)石膏结晶正常,石膏旋流器底流浓度增大,利于游离水的分出,一部分镁离子从废水体系排出整个脱硫体系,一部分镁离子通过事端浆液箱外排,这是#1脱硫体系Mg2 根本能保持在1500mg/L以下运转的根本原因;#2脱硫体系石膏晶体迟迟不能长大,导致石膏滤饼裂缝严峻,且因为事端浆液箱不能外排浆液下降镁离子,导致#2体系Mg2 迟迟不能降至1500mg/L以下,体系主平衡一向未树立。
5.4通过查阅材料脱硫石膏制品,在较湿润的环境中,外表曾发生“反霜”现象,该“霜”通过化学剖析,其间含MgO,CaO,SO3,x-衍射测出首要物相是当MgSO4?4H2O,也就说当体系中MgO,CaO,SO3许多存在时,生成物首要是MgSO4?4H2O而非CaSO4?2H2O。它的构成是:制品中的MgSO4为可溶性物质,可从制品内部析到外表,当遇到空气中湿度较大时,吸潮而成镁盐。
一同,镁离子在结晶进程中也是一种晶体污染物,它将显著地下降副产品地结晶功能。硫酸镁会影响石膏的纯度,一同也需求更多的冲刷水。
5.5 原因和评论:构成本次石膏质量长时间很差的原因是SO3随烟气连绵不断的进入脱硫体系,直接与脱硫体系中的Mg2 (Mg2 首要来历为质料石灰石和工艺水)反响生成MgSO4?nH2O结晶,此结晶直接对CaSO4?2H2O结晶发生影响,按捺其结晶的生成。
从化学反响的视点和实践运转调整的进程来剖析,过量的SO3和过量的Mg2 生成许多的MgSO4?nH2O结晶,对体系的影响是丧命的,一旦许多的MgSO4?nH2O结晶生成,石膏质量瞬间发生改变。试验进程中咱们试着将事端浆液箱的浆液(Mg2 2000mg/L左右)返至#1吸收塔,瞬间石膏脱不干,由此能够验证Mg2 1500mg/L为体系的零界点,一旦体系内Mg2 》1500mg/L,石膏就会脱不干。
从化学反响来讲,运转正常后咱们关于SO3一块未作定量要求,仅仅把体系内Mg2 保持在了1500mg/L左右,即SO3继续过量而Mg2 定量保持在1500mg/L左右,故生成的MgSO4?4H2O结晶的量是必定的,且降到了最低,不会显着影响主反响CaSO4?2H2O结晶的生成。
6.后期运转存在的问题及主张
6.1外排场所有必要考虑
从现在#1脱硫体系的运转状况来看Mg2 保持在1500mg/L左右,滤饼裂缝仍然存在不过显着削减,皮带机真空度能保持在-45KPa左右,石膏脱水正常,但一旦事端浆液箱浆液返塔石膏当即脱不干,这便是说现在的运转状况Mg2 有必要保持在1500mg/L左右。但对整个脱硫体系来讲保持如此低的Mg2 量,有必要发生许多的外排浆液和废水,且事端浆液箱的浆液不能返塔在体系内消化,一旦石膏呈现问题(Mg2 ≥1500mg/L)有必要许多外排浆液来处理此问题,外排场所有必要考虑。
6.2稳重挑选弥补水源
在整个脱硫体系中Mg2 的来历首要为石灰石和水,经化验工业废水的Mg2 含量为100mg/L左右,工艺水Mg2 含量为50mg/L左右,所以从现在体系运转状况来看工业废水应该少用或许不必。
6.3需从头核定Mg2 和SO3最大含量
从现在的状况来看咱们只对脱硫体系内的Mg2 进行了定量,而未对SO3做定量试验,因为局限于化验设备和化验手法,仅仅是从运转现象上剖析知道,来把握两者的联系,终究还需求从化学反响平衡视点做进一步试验,把握精确的数据,才干全面知道石膏含水量大的机理。
注:本文仅是运转经历的总结,因受技能条件约束,仅仅从脱硫外表现象上进行总结剖析,其间反响要素的内涵机理还需求进一步用科学手法验证。