本文由 盖德化工论坛 转载自互联网 ，？ x 湿式石灰石一石膏法脱硫运行中存在的问题分析与研究 摘要：湿式石灰石一石膏法是目前世界上应用最广泛的脱硫方法，针对其运行中存在的设备腐蚀、磨 损、结垢等问题进行了分析讨论并提出了完善措施。 关键词：脱硫：腐蚀；磨损；结垢 中图分类号：TK284．5 文献标识码：A1概述 近二十年来，中国的电力工业取得了迅猛的发展，仅次于美国，居世界第二位。据 国家电力公司的年度报告，截止~2000年， 全国火电装机容量已达3．16亿千瓦，全国总 发电量达到13500亿KW ·h， 其中火电装机容量占总装机容量的74．9％，火力发电量占 总发电量的比例为80．8％，根据国家电力公司的规划，~2010年，装机容量可达到 450GW；201 5年装机容量可达到550GW。 中国燃煤发电为主的格局在很长的一段时间内不会有很大的变化，中国煤炭一年的 产量和消费量高达12亿吨，S02的年排放量为2000多万吨，居世界首位。预计到2010年，随着装机容量的增长，中国的煤炭消费量将达到18亿吨，如果不采取控制措施，SCh的年排放量将会达~3300万吨，将会对环境和人类产生极大的危害，SCh的污染控制问 题亟待解决。 目前世界范围内的脱硫技术很多，脱硫技术可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三种。 燃烧前脱硫主要是指选煤、煤气化、液化和水煤浆技术：燃烧中脱硫指的是低污染、型 煤和流化床燃烧技术；燃烧后脱硫即所谓的烟气脱硫。烟气脱硫技术又包含了石灰石一 石膏法脱硫、旋转喷雾干燥法脱硫、电子束照射脱硫、炉内喷钙尾部增湿法脱硫及海水 脱硫等脱硫技术。其中又以湿法脱硫技术应用最广泛，其特点是技术成熟，运行稳定可 靠，二氧化硫的脱除率最高， 可以稳定运行在95％ 以上，适用煤种广，特别适用于大型 机组和脱硫效率要求高的机组脱硫。 2湿法脱硫的工艺系统 湿式石灰石．石膏法脱硫采用石灰石作为脱硫剂，脱硫系统包括烟气换热系统、吸收 塔脱硫系统、脱硫剂浆液制备系统、石膏脱水系统和废水处理系统。如图1所示： 图1湿式石灰石一石膏法脱硫工艺流程图 其基本过程是：锅炉排除的含有So2的烟气由脱硫风机增压后进入热交换器降温后， 再进入吸收塔，烟气中的SCh、So3及氯化物被塔内循环喷淋的石灰石浆液吸收，生成的 亚硫酸钙被不断鼓入的空气中的氧气氧化成硫酸钙，脱去So2的烟气再进入除雾器除去烟 气中携带的浆雾后，进入再加热器，用未脱硫的烟气的热量通过在热交换器和再热器间 不断循环的热媒水将脱硫后的烟气加热后再经升压风机送入烟囱，排入大气。 3运行中存在的问题及完善措施 根据重庆珞璜电厂湿法脱硫装置运行多年的经验证实，影响湿法脱硫主要问题 有：其一是设备的腐蚀问题，主要是气。气热交换器、烟道和吸收塔等处的腐蚀较严重； 其二是设备的磨损问题，主要是系统中的再循环泵和灰浆泵等： 第三是系统的结垢问 题，也是困扰湿法脱硫的一个重要问题。 3．1设备腐蚀问题 湿法脱硫系统中，烟气降、升温系统是必不可少的换热设备，湿法脱硫装置烟气加 热装置目前有两种，一种是 转式气．气热交换器，另一种是无泄漏管式热交换器， 以珞 璜电厂‘为例，该厂。采用的是闭式水循环热交换装置，在烟气进入脱硫装置后，首先经过 热交换器降温， 以达到吸收塔设计的进口温度有利于吸收过程的进行，换热器的降温幅度 正常运行为42"C(将142"C的排烟温度降至100℃)，由于烟温已降至酸露点温度130℃ 以下，换热器管壁温度肯定低于酸露点温度，烟气中的硫酸蒸汽必然凝结成液态，腐蚀 受热面， 同时会引起受热面堵灰。据实测，热交换器烟道内凝结物PH值约为1， 估 计硫酸浓度高达6O％。珞璜电厂 在大修时，明显地看到MGGH热交换器管束的鳍片管腐 蚀严重且大量脱落，管壁明显减簿，交换器换热效果明显降低，在大修时已陆续对交换 器管束的再热管束进行了更换(国产)，选用防磨耐低温腐蚀的ND钢，并减小了壁厚， 加大了肋片厚度，增加了肋片间距。珞璜电厂在第二期FGD安装时吸取了第一期FGD的 经验，将热交换器管束设计成光管式，材料为ND钢， 二期的换热器堵塞较轻些，换热效 果受腐蚀的影响也有所改善。 另一方面的腐蚀问题是烟道和吸收塔的腐蚀问题：珞璜电厂采用的防腐蚀材料是玻 璃鳞片树脂内衬，在吸收塔内和MGGH再热器都涂有防腐层，而在MGGH热交换器以及进 出口烟道均无防腐，在运行中这些部位由于温度低于酸露点而产生的腐蚀现象也比较突 出，热交换器的烟道壁等腐蚀破坏明显，虽采取多种方法进行防腐处理，但问题未得到 根本解决。吸收塔内虽然有防腐层，但由于施工等方面的原因所造成的缺陷，以及浆液 的长期冲刷作用等使得内衬时有损坏发生，在塔壁流束比较集中的地方面漆冲刷脱落尤 为明显，在几次大、小修中珞璜电，‘对吸收塔内衬作了全面的检测和修补，并投入了大 量的资金更换GGH管束和脱硫烟道防腐等项目。 3．2磨损问题 由于脱硫装置运行系统内循环流动的主要是石灰石和石膏浆液及其它一些杂质， 而 且这些流体既具有磨损性又有一定的酸性，因此大部分的泵也都采用了衬胶泵， 如吸收 塔再循环泵、吸收塔排出泵、弃浆池泵、抛浆泵等。从运 行情况来看采用衬胶技术防止磨损效果比较好，但在部分 设备和设备的某些部位磨损仍比较严重，例如管道的弯 头、三通以及变径管等。因为流束集中对这些地方冲刷， 特别是在系统运行一段时间后开始出现结垢，剥落的垢块 颗粒大且硬度高，此时磨损现象更为突出，这些磨损部位 的备件应采用防磨材料制造，便于维修和更换。 衬胶泵的磨损也是脱硫装置运行中的难题， 问题主要 反应在吸收塔排浆泵以及吸收塔循环泵和石膏抛浆泵上 面。图2是珞璜电厂检修时拍摄的泵磨损和气蚀的真实情况， 图2泵的气蚀和磨损 叶轮根部严重的点蚀和衬胶的磨损。对于象珞璜电厂 这种吸收塔的结构：上部是塔，下 面是综合反应罐，吸收过程中产生的亚硫酸钙在罐内与鼓入的氧化空气反应全部生成二 水硫酸钙。由于氧化空气的鼓入以及不断的搅拌使得浆液中充满了气泡，这些气泡在运 行中连续不断地进入各泵使泵的工况发生改变，从而使泵产生气蚀，另一方面运行过程 中各方面带入系统的杂质混于浆液中增加了泵的磨损，这种既有气蚀又有磨损的lT况使 得泵的叶轮和护扳损坏频繁，需要经常更换衬胶。 3．3 系统的结垢 湿法脱硫的一个重要难题就是系统的结垢。设计时FGD 系统吸收塔的选择也是影响 系统结垢的一个主要因素。目前用于FGD系统的典型吸收塔有喷雾塔、填料塔、多孔板 塔、液柱塔等。以珞璜电厂一期FGD系统为例，吸收塔采用的是顺流格栅填料塔，从理 论上讲在一定的液／气比下，控制好浆液的浓度和PH值就可以将结垢的情况降低到最小 程度，但设计工况和实际工况不可能完全一致， 由于循环泵工况受外界因素的影响， 由 于锅炉负荷变化引起烟气量的改变所带来的影响使得吸收填料 格栅中以及塔壁上结垢增加，格栅中结垢不仅减小了烟气的通 流面积使烟气流速增加降低了脱硫效率，而且增加了格栅重 量，影响了设备的安全经济运行。图3所示为珞璜电J一一期 FGD系统吸收塔格栅严重结垢的情况，在每次设备大修中都要 对格栅进行全面清理，严重结垢时甚至采用人工机械清除，耗 费大量的人力、财力和时间， 结垢严重的格栅根本无法清除， 只能采取更换的方式。珞璜电／一一期FGD系统吸收塔内的填料 格栅材料为聚丙烯，每个塔中大约有2万块左右的填料格栅， 如果是大面积的更换则其耗费的资金将更大。针对系统结垢 严重的情况，现在广泛采用的是中空的液柱塔，这种中空的 吸收塔使吸收塔内部零件少量化，吸收塔内只设置了上百个 陶瓷喷嘴，(如图4所示)， 喷嘴喷出约6米多高的液柱，烟 气与脱硫浆液逆流接触进行脱硫。这种结构大大减轻了结垢 问题，针对结垢问题，除了选择合适的吸收塔外，在运行时 运行人员应根据锅炉的负荷且U烟气排放量的多少来进行调节 控制， 同时根据运行经验控制好启停循环泵的台数，维持浆 图3严重结垢的格栅 每块格栅的价格为45元， 图4液柱塔内的陶瓷喷嘴 液的PH值在5．7左右，尽量保证脱硫连续稳定运行，减少启停次数， 同时控制好送入的 氧化空气量强制氧化使C~S04的生成量增加，减缓结垢速度。 4结束语 湿式石灰石一石膏法是目前采用最广泛的一种烟气脱硫方法，它具有脱硫效率高， 运行稳定，适用范围广等特点，但是在运行中也存在着一些问题： (1)系统的结垢是困扰湿法脱硫的一大难题，针对这一问题，在选择系统时应尽量 避免选用塔内部件多的吸收塔(如填料格栅塔)，而应选用中空的液柱塔以减轻结垢的可 能性，同时在运行中也应注意保证稳定运行，减缓结垢速度。 (2)对于运行中存在的设备的腐蚀和磨损问题，在安装和检修的过程中一些易腐蚀 和磨损的位置或部件应尽量采用防腐、耐磨的材料或者采用衬胶。 显示全部