火力发电厂石膏含水率高的原因分析及建议.pdf

2 0 1 5年 1 2月 第 4 3卷 第 6 期 总第 2 4 1 期 De c ． 2 01 5 Vo 1 ． 4 3 No ． 6 S e r ． No ． 2 4 1 火力发 电厂石膏含水率高的原因分析及建议 Re a s o n An a l y s i s a nd Su g ge s t i o n f o r Hi g h M o i s t u r e Ra t i o o f Gy p s u m i n The r ma l Po we r Pl a n t 王 鑫 ， 闫淑梅 ， 席朝 辉。 ， 孙冬冬 1 ． 国网吉林省电力有 限公 司电力科 学研究院， 长春 1 3 0 0 2 1 ； 2 ． 吉林省电力勘测设计院， 长春 1 3 0 0 2 2 ； 3 ． 安 徽 华 电宿 州发 电有 限公 司 ， 安徽宿 州 2 3 4 1 O 1 摘要 针对某 火力 发电厂石膏含水率高的 问题 ， 结合脱硫 系统 运行状况 以及 实验室化验分析结 果 ， 对 系统运行 方 式 、 设备运行状 况进 行了分析 ， 指 出石 灰石品质、 吸收塔浆液成分 、 皮带脱水 系统运行状态等 因素影响石膏含水率 ， 建议 电厂严格执行运行规程 ， 保证石灰石品质 ， 提高吸收塔浆液品质 ， 控 制脱 硫系统运行参数 ， 降低石 膏含水率 。 关键词 火力发 电厂 ； 湿法烟气脱硫 ； 石膏含水率 ； 吸收塔 中图分类号 X7 O 1 ． 3 ； TQ1 7 7 ． 3 7 5 文 献标 志码 B 文章编号 1 0 0 9 5 3 0 6 2 0 1 5 0 6 0 0 5 1 0 3 目前 ， 湿法脱硫装置在火力发电厂烟气脱硫 中 得 到 了广泛 应 用 ， 其 副产 品石 膏 质量 对 系 统 经济 效 益 及 系 统运 行 稳 定 性 有 直 接影 响 。某 电 厂 2 x 3 0 0 MW 机 组 ， 于 2 0 0 8年 安 装 2套 德 国 L L AG 公 司湿 法 石 灰石一 石膏 烟气 脱硫 系统 。2 0 1 5 年 4月 2日石 膏脱水效果逐渐变差 ， 出现石膏表面看似很干 ， 中间 出现夹层水分脱不出去 的现象， 影响了脱硫系统 的 正常运行。 以下通过对现场石膏脱水系统运行状况、 样 品实验室分析 ， 对石膏含水率高原 因进行全面的 分析并提出合理建议 。 1 设 备运行状况及调整 1 ． 1设备 运行 状 况 2 0 1 5年 4月 2日现场样品状况 部分石膏旋 流 子脱水效果不好， 石膏裂缝较多 ， 石膏表面很干但中 间水 分较 多 ， 石膏拿 起 后呈 流体 状 。 查看 2 0 1 5年 3月 1 0 日～ 4月 2 1日脱 硫 系统 运 行 日志 1号 吸 收塔 p H 值 3月 1 0日～4月 1 6日 为 5 ． 1 ～ 5 ． 4 ， 4月 1 7 ～2 1日为 4 ． 6 ～ 5 ． 0 ； 2号 吸 收 塔 浆 液 3月 1 0 日～ 4月 1 6 日为 5 ． 0 ～ 5 ． 7 ， 4月 1 7 ～ 2 1日为 4 ． 4 ～5 ． 8 。 石灰 石粉 碳 酸钙质 量分 数 为 8 6 ． 4 4 9 ／ 6 ～ 8 8 ． 9 2 ， 未 达 到 不 小 于 9 0 的 设 计 要 求 。1号吸收塔浆液密度为 1 2 0 0 1 3 1 0 k g ／ m。 ， 2 号 吸收塔 浆液 密度 为 1 2 2 0 ～ l 2 9 0 k g ／ m。 。3月 1 6 日停 止 2号 塔 1号浆 液 循环 泵运 行 ， 之 前 2号 塔 1 、 2号 2台泵运行 。4月 2 E t 皮带脱水机脱水困难 ， 1 号塔 浆 液 密 度涨 至 1 3 0 0 k g ／ m。 ， 2号塔 涨 至 1 2 6 8 k g ／ m。 ， 且调整无效 ； 启动 2号吸收塔 1 号浆液循环 泵 。 4月 8日 1号塔 进行 浆液 置换 ， 4月 1 2日石膏 含 水率 增加 ， 石 膏成 流体 状 。 查看 2 0 1 5年 3月 1 0日～4月 2 1日相关参 数 运行 曲线 3月 1 0日～4月 2 1日期间 1 、 2号机组负 荷 、 入 口二 氧化 硫浓 度基 本 一致 ； 石 灰石 供浆 流 量 2 号脱硫塔大于 1号脱硫塔 ； A、 B皮带脱水机真空度 于 4月 9日同时开始明显下 降， 4月 9 ～2 1日真空 度 A 一5 5 ～ 一2 3 k P a 、 B 一5 9 2 2 k P a 下 降 1 ／ 2 。 1 ． 2设 备运 行调 整 2 0 1 5年 4月 1 5日开 始 采 取 少 供 浆 、 不 排 浆 措 施 ， 促 进 塔 内 反 应 完 全 ， 延 长 石 膏 结 晶 时 间 ； 4月 1 5 ～1 6日， 1 、 2号脱 硫 塔分别 添 加石 膏 晶种 1 5 t ； 通 过少供浆、 不排浆、 添加石膏晶种后 ， 吸收塔浆液 中 碳酸钙质量分数由 2 O 下降到 3 ， 石膏中碳酸钙 质量分数 由 1 6 9 ／ 6 下降到 3 9 ／ 6 。 4月 2 0日对 滤 布进行 连续 清洗 ， 4月 2 1日分别 对 1 、 2号旋 流 站更 换 了 2 个 新 的旋 流 子 ， 4月 2 2日 对皮 带脱水机真空系统进行详细检查 ， 未发现明显 收 稿 日期 2 O l 5 - 0 9 0 2 作者简 介 王 鑫 1 9 8 2 ， 男， 高级 工程 师 ， 从 事电力环保 专业工作。 5 1 2 0 1 5年 1 2月 第 4 3卷 第 6 期 总第 2 4 1期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r De c ． 2 01 5 Vo1 ． 43 No ．6 Se r ． No ．2 41 漏 气 点 。 4月 2 4日将 1 、 2号吸收塔浆液逐渐倒换至事 故浆液罐 ， 同时运行真空皮带脱水 机， 2个 吸收塔 p H 值 控 制 在 5 。 0左 右 ， 吸 收 塔 浆 液 密 度 由 1 2 2 0 k g ／ m。 降 至 1 1 3 0 k g ／ m。 ， 真 空 由 一 2 5 k P a升 至 一 4 1 k P a ， 4月 2 6日石膏 脱水 出现好 转 。 4月 2 7日由于 真 空 皮带 脱 水 机 下 料 调 整 门 死 行程过大， 调整不灵活造成石膏脱水效果突然变差 ， 真空由一4 1 k P a升至～2 6 k P a 。采取启动备用真空 皮带脱水机运行 ， 开启石膏给料泵再循环 门对石膏 浆液进行分流 4 0 mi n后 ， 石膏脱水恢复正常 。 2 样 品实验室分析 2 0 1 5年 4月 2 1日 取石灰石样品进行检测， 结 果见 表 1 。 表 1 石灰石检测结果 检测项 目 检测结果 碳 酸钙质量分数／ 灼烧减量 质量分数 ／ ％ 样品形态 粒度 ／ m 反应 速率 ／ mi n 总钙质量分数／ 氧化镁 质量分数／ 8 5 ．73 2 3 ．9 7 灰色粉末 4 ．7 6 1 ．2 2 3 4． 29 4 ．O 5 4月 2 1 、 2 7日取吸收塔 浆液样 品进行检测 ， 结 果见 表 2 。 表 2吸收塔 浆液检测 结果 检 测 项 目 有 质 量 。 11 ． 44 s ．s s s ．s 曩 质 量 分1 4 ． 9 2 1 6 ． 3 9 1 6 ． 4 7 1 8 ． 3 7 妻 质 量0 ． 0 5 6 0 ． 0 1 1 0 ． 0 2 6 0 ． 0 1 1 萎 质 量 分 叭 s ／ mg L 9 3 7 5 1 7 9 0 3 9 5 0 0 9 3 9 3 妻 质 量 分2 7 ． 3 2 2 3 ． 6 6 s s ． s 2 3 ． 3 4 密度／ 1 O 。 k g。 1 ． 1． 11 1 ． 25 1 ．1 2 -- 3 N ， 2 1 m 豢 质 量 分2 3 ． 9 7 2 3 ． 7 9 2 4 ． 4 5 2 6 ． 2 3 5 2 2 0 1 4年 4月 2 1日旋 流 器 进 出 口浆 液 样 品 检 测 ， 含 固量 质 量 分 数 l号 塔 进 口 2 4 ． 9 5 、 出 口 3 6 ． 3 9 ， 2号 塔进 口 3 3 ． 9 3 、 出 口 3 9 ． 2 2 。 4月 2 1 、 2 7日取石膏样品进行 检测 ， 结果见 表 3。 表 3 石膏检测结果 化验结果表明 石灰石纯度 8 5 ． 7 3 未达到设 计值要求 不小于 9 O 9 ／ 6 ； 调整前后 吸收塔浆液密度 明显下降 ， 4月 2 1日l 、 2号吸收塔分别为 1 2 1 0 k g ／ m。 、1 2 5 0 k g ／ m。 ， 4月 2 7日 1 、 2号 吸 收 塔 分 别 为 1 1 1 0 k g ／ m。 、 1 1 2 0 k g ／ m。 ； 4月 2 1日更 换 旋流 子后 1 、 2号石膏旋流器出口浆液含固量质量分数分别为 3 6 ． 3 9 、 3 9 ． 2 2 ， 均 未 达 到 设 计 要 求 4 0 ～ 6 O ； 调整前后石膏含水率明显下降， 4月 2 1日石 膏含水 率为 5 1 ． 9 4 、 5 0 ． 8 7 ％， 4月 2 7日下降 到 1 8 ． 29 。 3 原因分析 影 响石 膏 含水 率 的 因 素较 多 ， 如 石 膏 在浆 液 中 的含量、 浆液 的 p H 值、 氧化空气量、 石膏 晶体的大 小 、 石 膏脱 水设 备 的运行 状况 等 。 在 石 膏 的生 成 过程 中， 如果工艺条件控制不好 ， 往往会生成层状或针状 晶体 ， 尤其 是针状晶体 C a S O。 1 ／ 2 H O ， 形成 的 石膏颗粒小 ， 粘性大 ， 难 以脱水 ， 而理想的石膏晶体 C a S 0 2 H O 应 是 短 柱 状 ， 比前 者 颗 粒 大 ， 易 于 脱水 ， 所以， 控制好吸收塔 内化学反应条件和结晶条 件 ， 使之生成粗颗粒和短柱状 的石膏晶体 ， 同时调整 好 系统设 备 的运 行状 态是 石 膏正 常脱 水 的保 证 。该 2 0 1 5年 1 2月 第 4 3卷 第 6期 总第 2 4 1期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r De c ． 2 01 5 Vo 1 ． 4 3 No ． 6 S e r ． No ． 2 4 1 电厂石膏含水率高的主要原因如下。 a ． 浆液 密度 高 ， 如果浆 液 中碳 酸 钙含 量过 高 ， 碳 酸 钙 颗粒 易粘结 在一 起 ， 导致 发生脱 水 困难 。 该 电厂 浆液循环泵运行数量 由 2台变为 1台， 在运行工况 变化不大 的情况下 ， 如要保持二氧化硫排放浓度不 超标 ， 就要增加供浆量； 同时石灰石品质差必然也直 接影响塔内的反应效果 ， 需加大石灰石用量 ， 导致浆 液密度高， 浆液 p H值保持较高。以上情况均会导致 浆 液 中碳酸 钙 的含量 增大 。 b ． 石 膏旋 流 器 出 口固体 含 量 设计 为 4 O ％～ 6 0 ， 实测 1 、 2号旋流站 出口含 固量质量分数低于 4 O 9 ， 6 。 旋流器分离效果较差 ， 进入真空皮带机含水量 加 大 ， 导致 脱水 困难 。 C ． 脱水机真空度不足 ， 不能将皮带机上石膏滤 饼 中的游离水吸出， 导致石膏含水率增加。 上接 第 4 8页 该起 2 2 0 k V 主变压器悬浮放 电缺 陷类型 ， 与 常见的悬浮放电缺陷就是单一火花放电的情况比较 有 明显 差别 ， 是 一种 混合 型 的缺 陷 ， 因此 在进 行此 类 缺陷分析及诊断时首先不要盲 目相信“ 三比值法” 等 工具得 出的缺陷结论 ， 应结合设备运行条件、 设备结 构及现实状态等因素综合分析结论的科学性 ， 发现 疑 问后要细致地对设备缺陷情况及数据进行综合判 断 。 、 a 、 、 上接 第 5 O页 4 建议 保证石灰石 品质达到设计要求 ； 合理控制浆液 循环泵运行台数 、 石灰石供浆量、 浆液密度、 p H 值； 降低石膏中杂质碳酸钙的含量；提高吸收塔内的液 位 ， 让浆液达到脱水密度的时间变长 ， 以延长石膏的 结晶时间； 更换运行效果不好 的旋流子 ， 保证石膏旋 流 器 出 口浆液 中固体 含量 达到设计要 求 4 0 ％～ 6 0 ％ ； 加强石灰石、 吸收塔浆液、 旋流器 出口固体 、 石膏成分的 日常化验分析 ， 根据化验结果指导脱硫 系统 的运行调 整； 控制皮 带脱水 机真空 度在 一4 O k P a以上 ； 保证在线表计测量结果的准确性 ， 对故障 表计及时处理； 加强设备 日常维护， 发现问题及时处 理 。 编辑韩桂春 参考文献 [ 1 ] D L ／ T 7 2 2 2 O 1 4 ， 变压器油 中溶解气 体分析和判断导 则[ S ] ． [ 2 ] 李 守学． 充 油 变压器 四类放 电模 型 产气 特征 的研 究 [ R] ． 长 春 国 网吉林 省 电力 有 限公 司电力 科学 研究 院 ， 2 0 1 2年． [ 3 ] Q／ G DW 1 1 6 8 2 O 1 3 ， 输变 电设备 状态检 修试 验规程 E s ] ． 编 辑李健 平 作为该组的测量结果 。以相邻两年的测量结果之差 作 为该时间段 内计量标准的稳定性。 一 些计量检定机构将新建计量标准的稳定性考 核 与计 量标 准 到 期 复查 的稳 定性 考 核 混 淆 ， 在新 建 计量标准稳定性考核记 录中， 将相邻 两组 的测量结 果之差作为计量标准的稳定性进行判断 ， 而不是取 m 个测量结果中的最大值和最小值之差 ， 作为新建 计量标准的稳定性， 在考评 中这也是明显的缺陷项 。 日常检定工作 中， 使用的单相电能表检定装置 、 三 相 电能表 检定装 置 、 电压 互感 器检 定装 置 、 电流 互 感器检定装置都是按“ 级” 使用的， 根据考核规范的 要求 ， 测得 的稳定性应小于计量标准的最大允许误 差的绝对值 。 4 结语 计量标准的重复性和稳定性是计量标准的两项 主要 计量 特性 ， 是计 量标 准考 核 的重 要 内容 。 电能计 量检定机构应该充分认识计量标准重复性试验和稳 定性 考核 的重 要性 ， 严格 依据 J J F 1 0 3 3 -- 2 0 0 8 计 量 标准考核规范 的要求开展工作 ， 明晰计量标准重复 性试验和稳定性考核的实质内涵 ， 正确选取测量对 象 ， 正确分析试验及考核结果 。 参考文献 [ 1 ] J J F 1 0 3 3 -- 2 0 0 8 ， 计量标准考核规范E s ] ． [ 2 ] 中国计量测 试学会． 一级注册计 量师基础 知识及专业 实务[ M] ． 北京 中国计量 出版社 ， 2 0 0 9 ． 编辑李健平 53