火电厂湿法脱硫石膏含水率高原因分析及处理.pdf

内 蒙 古 电 力 技 术 I N N E R MO N G O L I A E L E C T R 1 C P O WE R 2 0 1 6 年第 3 4 卷第5 期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 0 ． i s s n ． 1 0 0 8 6 2 1 8 ． 2 0 1 6 ． 0 5 。 0 1 0 火电厂湿法脱硫石膏含水率高原因分析及处理 赵全中 ‘ ， 马青树 1 ． 内蒙古 电力科学研 究院 ， 呼和浩特0 1 0 0 2 0 ； 2 ． 北方联合电力有限责任公司包头第三热电厂， 内蒙古 包头0 1 4 0 4 0 ～ 摘要 某 火电厂 2 3 0 0 MW 燃煤机组湿法烟气脱硫 系统 出现石 膏含水率 高的问题 ， 结合 脱硫 系统运行状 况以及试验室化验分析结果， 对石膏含水率高原 因进行 了分析 ， 分析 结果表 明， 脱硫 系统入口烟尘质量浓度、 氧化风量、 脱硫废水处理情况和石膏旋流器运行情况是影响； 石膏浆液脱水效果的主要 因素， 并提 出相应的处理措施 ， 以保证脱硫 系统的安全稳定运行。 关键词 湿法脱硫 系统 ； 石膏； 含水率 ； 旋流器； 石膏浆液 文献标 志码 B 中图分类号 T M6 2 1 ； X 7 7 3 文章编号 1 0 0 8 6 2 1 8 2 0 1 6 0 5 0 0 8 4 0 3 Ca u s e An a l y s i s o f Ex c e s s i v e Mo i s t u r e Co n t e n t i n W e t FGD S y s t e m i n Po we r P l a n t a n d I t s Tr e a t me n t Z H A O Q u a n z h o n g MA Q i n g s h u 1 ． I n n e r Mo n g o l i a P o w e r Re s e a r c h I n s t i t u t e ，Ho h h o t 0 1 0 0 2 0 ，Ch i n a 2 ． N ’ ． 3 B a o t o u Th e r ma l P o we r P l a n t B a o t o u 0 1 4 0 4 0 ．Ch i n a Ab s t r a c t I n a t h e r ma l p o we r pl a n t ，f l u e g a s we t d e s ul p h u r i z a t i o n s y s t e m a p p e a r e d h i g h mo i s t u r e c o n t e n t o f g y p s u m． T h e p a p e r c o mb i n e d t h e d e s u l f u r i z a t i o n s y s t e m o p e r a t i n g s t a t e me n t a n d l a b o r a t o r y a n a l y z i n g r e s u l t s ，me a n wh i l e ，a n aly z e d t h e f a c t o r s c o mp o s e d h i g h mo i s t u r e c o n t e n t ． T h e c o n c l u s i o n s h o we d t h a t t h e r e we r e s e v e r a l ma i n f a c t o r s i n fl u e n t i n g t h e gyp s u m d e h y d r a t i o n e f f e c t ，n a me l y c o n t e n t o f d u s t c o n c e n t r a t i o n i n t h e s y s t e m e n t r a n c e ， d i s p o s al s i t u a t i o n o f d e s u l p h u r i z a t i o n w a s t e wa t e r a n d t h e q u a n t i t y o f a i r o x i d a t i o n ． T h e p a p e r als o s h o w e d t h a t t h e gyp s u m c y c l o n e r u n n i n g c o n d i t i o n d i r e c t l y i n fl u e n c e d t h e e f f e c t o f g y p s u m s l u r r y d e h y d r a t i o n ． T h e p a p e r s u g g e s t e d t h a t ， i n o r d e r t o e n s u r e t h e s a f e o p e r a t i o n o f d e s u l p h u r i z a t i o n s y s t e m，t h e c o r r e s p o n d e n t t r e a t me n t me a s u r e s a n d s u g g e s t i o n s ． Ke y wo r d s we t d e s u l f u r i z a t i o n s y s t e m；g y p s u m；wa t e r c o n t e n t ；c y c l o n e ；gyp s u m s l u r r y 1 机组概况 某火电厂 2 x 3 0 0 MW燃煤机组脱硫系统采用石 灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺， 2 台机组烟气脱硫系 统采用 1 炉 1 塔配置 ， 脱硫系统人 口S O 质量浓度设 计值为4 9 6 0 mg ／ m 标态 ， 干基 ， 6 ％0 ， 出口S O 排放 质量浓度不大z j z 2 0 0 m g ／ m 。 标态 ， 干基 ， 6 ％0 ， 脱硫 效率不小于9 6 ． 5 ％。脱硫副产物处置系统主要是石 膏两级脱水， 第一级为2 5石膏旋流器， 石膏旋流器 设计人口压力为 1 5 0 k P a ， 每套旋流器有4 个旋流 【 收稿 日期】2 0 1 6 0 8 1 2 f 作者简介】赵全中 1 9 8 2 ， 男， 湖北人， 硕士， 工程师， 从事除尘器、 脱硫、 脱硝、 电磁环境等方面研究 I 作。 2 0 1 6 年第3 4 卷第5 期 赵全中， 等 火电厂湿法脱硫石膏含水率高原因分析及处理 8 5 子 ， 旋流子 的沉砂 嘴 口径为 2 0 m m； 第二级采用 2 台 真空皮带脱水机 ， 单 台出力为 3 3 ， 脱水面积为 3 8 m ， 配备水环式真空泵。 2 石灰石一石膏湿法脱硫原理 湿法脱硫吸收塔 内石膏浆液是含有石膏晶体 、 C a C 1 、 少量未反应石灰石 、 C a F 和少量飞灰等 的混 合物。石膏浆液通过吸收塔石膏浆液排出泵送至 石膏水力旋流器进行浓缩和石膏晶体分级， 经过石 膏旋 流器后 ， 可实现石膏浆液浓稀分离 的效果 ， 此 后再经过真空皮带脱水机实现石膏的洗涤和脱 水 。石膏旋流器 的底流浆液 含有不小于 5 0 ％的固 体 ， 主要为较粗晶粒 依重力流至石膏浆液分配箱 ， 再通 过石膏浆液给料泵进入真空皮带脱水机进行 脱水， 皮带上的石膏滤饼厚度通过调节皮带速度来 实现 ， 以达到最佳的脱水效果u I 。 真空皮带脱水机 主要是通过真空泵抽真空 ， 在 石膏浆液上下表面形成压力差 ， 以此来吸出水分 ， 达到脱水 的 目的。其脱水 过程 实质就是将需要分 离的石膏浆液置于具有细微孔道的滤 布上 ， 在压差 推动力作用下 ， 水通过细孔道流到真空吸管 ， 浆液 中的固体颗粒石膏则被截留 ， 从而实现水与石膏 的 分离。 3 存在的问题及原因分析 3 ． 1存在的问题 石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺 系统复杂 ， 影 响石膏含水率的因素较多， 为提高石膏品质 ， 保证脱 硫系统正常运行， 必须控制石膏脱水率 ， 脱水后的 石膏含水率一般控制在 1 0 ％以下。 2 0 1 6 年 2 月 以来 ， 该电厂脱硫 系统石膏含水率 高达 1 5 ％ 左右， 石膏较为黏稠， 造成真空皮带脱水机 无法正常运行。石膏含水率高不仅影响石膏的综 合利 用 ， 而且增加运转难度 ， 甚至要 占用场地进行 堆放 。 3 ． 2 脱硫系统石膏含水率高的主要原因 1 石膏旋流器用于将固体颗粒从石膏浆液 中分离分级。在设定压力下， 石膏浆液切向进入旋 流器， 在旋流器中高速旋转流动， 以此产生的离心 力将较大 的固体颗粒 向外推 向旋流器 内壁 ， 在到达 锥体段 时沿器壁 向下运动 ， 形成外漩涡并从底流 口 排出 ； 较小的固体颗粒在锥体段某些位置开始改变 运动方 向， 在轴线 中心附近向上旋 转 ， 形成 内漩涡 后 由溢流 口排出 。当旋流器入 口压力低或沉砂嘴 口径过大时， 部分较小的固体颗粒会沿器壁进入底 流 ， 导致底流含固量变小 ， 根据化验结果和理论分析 可以推断出， 该石膏旋流器的入 口压力过低 ， 经过现 场实际测量 ， 沉砂嘴口径 已磨损扩大至2 5 mm。 2 提取 吸收塔 中的石膏浆液进行 试验室化 验分析 ， 由化验结果可知 ， 石膏浆液的C l 一 质量浓度高 达 1 20 0 0mg ／ L 。一方面 ， 由于 C l 一 较 C 0 3 2 - 强 ， 使得 C r 极易与 c a 相结合 ， 以 C a C 1 的形式存在于石膏浆液 中 ， 使浆液中的C a 质量浓度增大， 由于同离子效应 ， 将抑制 C a C 0 ， 的离解 。同时 ， 由于 c l 一 较 HS O 一 强 ， 因 而抑 制 S O 溶 解生 成 S O ， ， 不 利 于石 膏 晶体 的形 成。另一方面 ， 当石膏浆液 中c l 一 质量浓度超过 7 0 0 0 mg ／ L 经验值 时， 真空皮带脱水机脱水时石膏 饼会 产生大量 裂缝 ， 无法形成有效真空 ， 进而导致 石膏含水率升高， 石膏品质降低 1 ， 影响脱硫系统的 经济运行 。 3 该 电厂脱硫系统工艺水 回用循 环水排污 水 ， 其 中添加 了具有一定 黏度 的阻垢剂和杀菌剂 ， 在 吸收塔内工艺水又被数十倍浓缩 ， 使浆液黏度进 一 步提高， 浆液脱水性能进一步降低 ， 导致石膏含 水率偏高。 4 目前该 电厂燃用煤含硫量高 于设计 煤种 含硫 量 ， 现有 的氧化风机按设计煤种选配 ， 氧化风 机产生 的氧化空气量低于实际需求量 。氧化空气 不 足导 致 石 膏 氧 化 过程 反 应 不 充 分 ， 使 浆 液 中 C a S O ， 质量浓度增大 ， 抑制石灰石浆液 中C a C O ， 参与 反应 ， 并且 当吸收塔浆液 中C a S O 。 1 ／ 2 H 0质量浓度 过高时 ， 无法形成 良好 的C a S O 2 H 0晶体 ， 只能形 成 C a S O 和 C a S O 的混合 晶体 ， 影 响石膏浆液品质 ， 降低石膏脱水性能 。 4 处理措施及效果 4 ． 1 处理措施 1 降低 吸收塔浆液中 c l 一 质量浓度 ， 将吸收塔 浆液 中C l 一 质 量浓度控制在 7 0 0 0 mg ／ L以下 ， 脱硫系 统产生 的废水应及时排人脱硫废水处理系统进行 处理 ， 保证脱硫系统吸收塔 内化学反应正常。 2 该厂真空皮带脱水 机设 计要求入 口浆液 含 固量不低于 5 0 ％， 当旋流器底流浆液含固量达不 到该值 时 ， 需要对旋流器人 口压力进行调整 。将 石膏旋流器入 口压力由 1 5 0 k P a 调整 至 1 8 0 k P a ， 沉 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 6 年第3 4 卷第5 期 砂嘴 口径调整为 1 8 mm。 4 ． 2 处理效果 调整石膏旋流器人 口压力及沉砂嘴 口径后 ， 石 膏旋流器底流密度增加至 1 4 0 0 k g ／ m 左右 ， 底流浆 液含 固量在 5 0 ％左右 ， 脱水石膏 由原黏稠状变 为颗 粒状 。提取脱水石膏进行试验室化验 ， 脱水石 膏各 成分质量分数化验结果见表 1 。由表 1 化验结果可 知 ， 石膏 中的 C a C O 质量分数 下降 ， C a S O 2 H 0质 量分数提高 ， 石膏含水率从 1 3 ％左右降至 8 ％左右 ， 石膏品质有所提高。 表 1 处理前、 后脱水石膏各成分化验结果 ％ Ca C0 C a S O ， 圭 H 0 Ca So4 2 H2 0 酸不溶物 含水 率 1 ．8 5 O ． 2 7 9 81 ． 6 8 4． 1 5 1 3 ． 8 9 2．6 6 1 ． 5 2 0 ． 5 3 2 ． 51 0．9l O．81 4 6 0 ． 7 3 5 5 0 ． 6 2 0 7 0 ． 8 7 5 2 0． 8 l 1 2 8 4．7 7 8 0 ． 5 8 8 3 ． 5 5 8 7 ． 21 8 4．2l 4． 1 9 3 ． 9 9 3 ． 5 4 4．4 2 3 ． 9 6 l 2 ．97 l 3 ． 4 2 8 ． 4 5 8．2 3 9 ．47 5 建议 影响电厂脱硫石膏含水率的因素很多 ， 各种因 素同时存在 又相互影 响 ， 为保证石膏含水率达标 ， 提 出如下几点建议。 1 尽可 能燃用设计煤 种 ， 控 制高硫分 、 高灰 分燃煤量 ， 同时加强对脱硫 系统前 除尘器的运行管 理 ， 提高除尘效率 ， 降低脱硫系统人 口烟尘质量浓 度。 2 脱硫系统吸收塔浆液 p H值一般在 4 ． 5 ～ 6 ， 在该环境 中氧化风管易发生腐蚀和断裂 ， 应在大修 。 、 省煤器后 ， 解决 了锅炉排烟温度高的 问题 。利用低温省煤器 回收烟气余 热能够替 代部 分 回热抽汽 ， 减少 了回热 系统对低压缸 的抽汽量 ， 使 汽轮机做功增 加 ， 从 而降低 了发 电煤耗率 ， 提高 了机组运行的经济性 。本次加装低温省煤 器改造 技术可供其他 同类型机组参考 。 参考文献 【 1 ]王洪伟． 加装低温省煤器降低排烟温度技术改造[ J 1 ． 企业 技术开发 ， 2 0 1 4 ， 3 3 3 6 6 - 8 ． 【 2 】王朝风 ， 王岩． 浅谈热电联产电厂烟气余热利用[ J ] ． 能源环 期间对脱硫系统氧化空气管道进行检查与修复。 3 加强对脱硫 系统设备的管理 ， 定期清理石 膏旋流器 ， 观察沉砂嘴运行 状况 ， 如有磨损或喷雾 状放射喷出， 则需及时更换沉砂嘴 。石膏脱水系统 停运 时 ， 应增加旋流器冲洗时间 ， 防止浆液在旋流 器中结垢 ， 影响石膏浆液分离效果。 4 化验人员定期对石灰石 、 吸收塔浆液 、 石膏 等检测项 目进行化学分析 ， 并及时向脱硫系统运行 人员反馈化验结果 ， 便于脱硫系统运行人员根据化 验结果查找问题并及时进行调整。例如 ， 定期测试 石膏旋流器底流密度 ， 保证底流密度在 1 4 0 0 k g ／ m ’ 左 右； 定期处理脱硫废水， 降低吸收塔浆液中c l 一 质量 浓度 ， 将其控制在 7 0 0 0 m g ／ L以下 ； 根据石灰石浆液 的化验结果 ， 调整石灰石浆液 的制备参数 ， 保证石 灰石浆液含固量在 1 2 4 0 k g ／ m 左右。 参考文献 ⋯ 1 胡秀丽． 脱硫石膏含水率超标原因分析及控制措施『 J 】 ． 电 力设备 ， 2 0 0 5 ， 6 7 5 0 5 3 ． 【 2 】吴春华， 潘国富， 李 日光． 火电厂湿法脱硫石膏含水率超 标原因及对策『 J 】 ．吉林电力， 2 0 1 1 ， 3 9 5 3 4 3 6 ． 【 3 ]魏鹏， 曹东辉 ， 董明． 影响真空皮带脱水效果的原因分析 『 J I． 电力安全技术， 2 0 1 4 ， 1 6 6 5 0 5 2 ． [ 4 ]郭淑海 ， 邢希东． 火电厂脱硫石膏含水率高的原 因分析 【 J J ． 内蒙古电力技术， 2 0 1 1 ， 2 9 2 2 7 2 8 ． [ 5 】梁磊． 火电厂脱硫石膏脱水困难案例分析及对策【 J j _ 中国 电力 ， 2 0 1 3 ， 4 6 1 9 9 1 0 2 ． 【 6 ]闫维明． 湿法脱硫 中吸收塔浆液同体成分与石膏脱水的 关系探讨『 J 1 ． 热力发电， 2 0 0 9 ， 3 8 1 9 9 1 0 0 ． 编辑 王秀清 十一十一- 一--十 -十一十 -一- 十一-十-一十一一十 境保护 ， 2 0 1 2 ， 2 6 5 4 7 4 9 ． 【 3 】段立强， 李冉， 杨勇平． 烟气冷却器的节能效果评价[ J 1 ． 节 能技术 ， 2 0 1 2 ， 3 0 5 3 8 7 3 9 1 ． 【 4 ]王岩． 6 6 0 MW超超临界机组低温省煤器配置方案研究 l J I应 用能源技术 ， 2 0 1 3 7 2 8 3 4 ． 【 5 】李 戊敏． 低压 省煤 器在 3 0 0 M W 机组 中的应用【 J I ． 广 西节 能 ， 2 0 1 3 ， 1 1 3 7 3 8 ． 【 6 】秦永鑫． 同华电厂2 x 6 6 0 Mw机组低温省煤器安装使用说 明书【 RJ ． 青岛 青岛达能设备环保设备有限公司， 2 0 1 6 ． 编辑 张俊 英