脫硫脫水系統(tǒng)承擔(dān)著5臺機組的運行要求,是降低吸收塔漿液密度和對吸收塔漿液進(jìn)行置換的唯一、且不可取代的重要系統(tǒng);脫水系統(tǒng)運行正常與否、脫水效果好與壞,直接牽動著整個脫硫FGD系統(tǒng)的運行狀況。
我廠脫硫脫水系統(tǒng)的脫水效果時常有較差現(xiàn)象,脫水機在運行時無法脫干石膏漿液,導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)脫水機流浠現(xiàn)象,石膏庫中石膏稀稠,給后續(xù)的石膏外運工作也帶來了困難;有時候甚至啟動兩套脫水系統(tǒng)才能滿足5臺機組的運行要求,即造成了廠用電的上升,又讓脫水系統(tǒng)再無備用系統(tǒng),給脫水機的正常維護(hù)和檢修工作帶了困難。
針對我廠脫水系統(tǒng)現(xiàn)存故障和以往出現(xiàn)的故障進(jìn)行闡述和論證,主要目的是,確保脫硫脫水系統(tǒng)能夠達(dá)到低能耗、高效率的運行狀態(tài);并對脫水系統(tǒng)的正常維護(hù)及檢修工作提供有效的方案,以及往后發(fā)生故障時能高效率的消除故障,讓系統(tǒng)盡快投入運行。
一、引言
我廠是5×330MW火力發(fā)電機組,NO.1~NO.5機組的煙氣脫硫采用石灰石-石膏濕法(FGD)脫硫工藝;我廠設(shè)計兩套真空皮帶脫水機以滿足脫硫工藝。
濕法石灰石-石膏煙氣脫硫工藝中,石灰石漿液在吸收塔內(nèi)與煙氣逆向接觸,生成半水亞硫酸鈣并以小顆粒狀存在漿液中,經(jīng)氧化風(fēng)機將O2鼓入吸收塔內(nèi),強行氧化為二水硫酸鈣(CaSO4·2H2O)結(jié)晶。
石膏排出泵將吸收塔內(nèi)的漿液抽出,送往石膏旋流器,進(jìn)行顆粒分級,稀的溢流返回吸收塔;濃縮的底流(較粗顆粒)送往真空皮帶機進(jìn)行石膏脫水。脫水后的石膏含水率要求不超10%。
若石膏水分過高,不僅影響對石膏的儲存、運輸,嚴(yán)重時,會影響脫水系統(tǒng)的正常運行,進(jìn)而造成吸收塔漿液密度持續(xù)高升、吸收塔漿液品質(zhì)差;塔內(nèi)漿液品質(zhì)差又會導(dǎo)致脫硫效率差和脫水效果差的惡性循環(huán)事件的發(fā)生。
1、脫水效果差之原因一:石膏漿液品質(zhì)差
此處,說到石膏漿液品質(zhì)差,主要是指漿液中小顆粒石膏晶體增多或漿液中的雜質(zhì)含量增加等引起濾布過濾通道的堵塞,使?jié){液中的水不容易從濾布孔隙分離出來,脫水效果差。
1.1石膏晶體顆粒度小
吸收塔漿液經(jīng)一級脫水后,進(jìn)入真空脫水機上的石膏漿液所含固體顆粒度分布較寬。若60um以上的大顆粒占60%以上,10um以下的小顆粒占5%以下,這樣的顆粒分布所構(gòu)成的石膏有利于脫水。
而控制石膏結(jié)晶,使其生成易于分離和脫水的石膏顆粒是非常重要的。最好,石膏晶體是粗顆粒;如果控制不當(dāng),生成層狀、針狀或者非常細(xì)小的顆粒,不僅會造成系統(tǒng)結(jié)垢,而且非常難脫水;尤其是針狀晶體,形成的石膏顆粒小,粘性大,如CaSO3·1/2H2O晶體。
而理想的石膏晶體應(yīng)是短柱狀,比前者顆粒大,易于脫水。所以,控制好吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)條件和結(jié)晶條件(循環(huán)泵運行方式必須滿足液氣比規(guī)定值;吸收塔漿液液位必須足夠高,以滿足漿液在漿池內(nèi)滯留時間不低于4min,滯留時間越長越利于亞硫酸根被氧化,同時有利于晶體的長大),使之生成粗顆粒和短柱狀的石膏晶體,是脫水機能夠正常脫水的重要條件之一。
1.2吸收塔漿液中其它雜質(zhì)多
(1)原煙氣中的飛灰。尤其是飛灰中含碳量高或者焦油等未燃燒盡的顆粒物進(jìn)入吸收塔,會引起吸收塔中的有機物含量增加,從而發(fā)生皂化反應(yīng),產(chǎn)生一種油膜,加之氧化風(fēng)機給吸收塔漿池中鼓入高壓空氣,油膜會受到高壓沖擊,進(jìn)而造成漿液易冒泡,不利于脫水。
以上表格中統(tǒng)計的是,2018年8月份我廠各機組飛灰中可燃物含量所占比值。規(guī)定鍋爐燃燒后飛灰中可燃物含量應(yīng)低于5%,可見,我廠鍋爐燃燒存在燃燒不充分的現(xiàn)象,特別是NO.3機組和NO.4機組較為嚴(yán)重。在2018年9月份對各機組消泡劑添加次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計。以吸收塔溢流管開始冒泡為準(zhǔn),對吸收塔進(jìn)行添加消泡劑。
(3)石灰石中的雜質(zhì)。石膏晶體從漿液中析出過程可分為晶核形成和晶體生長兩個階段。當(dāng)溶液表面能降低時晶核形成速率會增大,進(jìn)而導(dǎo)致漿液中晶核數(shù)量增多,石膏晶體顆粒變??;而漿液中MgO的存在會降低溶液表面能,這樣就會導(dǎo)致石膏晶體顆粒度變小,不利于脫水。
1.3吸收塔漿液PH值偏高
pH值偏高,反應(yīng)出石灰石漿液供給量過多,而合格的石灰石漿液細(xì)度要求90%以上通過325目(44um),且平均值控制在22um;若PH值偏高說明石灰石漿液在吸收塔漿液中占比高,在石膏排出泵運行時,所抽出的石膏漿液中石灰石含量也高;而在上述闡述過這樣小粒徑的顆粒會使得脫水效果不好,造成石膏脫水困難。
NO.3機組和NO.4機組參數(shù)統(tǒng)計(表三)
2.脫水效果差之原因二:石膏旋流器粗細(xì)分離效果差
石膏旋流器號稱是一級脫水,承擔(dān)著石膏漿液的濃縮和分離作用。石膏旋流器的溢流含固量一般控制在1%~3%(質(zhì)量含量)左右,固體顆粒細(xì)小,主要為未完全反應(yīng)的吸收劑和石膏小結(jié)晶等;脫硫劑返回吸收塔繼續(xù)參加反應(yīng),而石膏小結(jié)晶作為漿池中結(jié)晶長大的晶核,影響著下一階段石膏大晶體的形成。旋流的底流含固量一般在50%~60%(質(zhì)量含量)左右,固體顆粒主要為長大的石膏晶體,真空皮帶脫水機的目的就是要脫除這些大結(jié)晶顆粒之間的游離水,上述已經(jīng)詳細(xì)的說到大顆粒晶體占比多的話是非常有利于脫水機正常脫水的。
若石膏旋流器旋流筒體內(nèi)石膏沉積、旋流子入口被大量雜質(zhì)堵塞,或者運行人員調(diào)整不當(dāng),比如旋流子投運數(shù)目多,入口壓力低,石膏漿液濃縮及顆粒分級效果肯定會變差,過多的小顆粒將會進(jìn)入底流,然后到脫水機,會直接影響石膏的脫水效果.
2018年09月29日——09月30日對NO.1~NO.4機組提取石膏旋流器底流漿液,送化驗室化驗石膏旋流器底流漿液的固含量(NO.2、NO.3在29號14:40分取漿;NO.1、NO.4在30號早上07:10分取漿)。見下表:
石膏旋流器參數(shù)(表四)
化驗所得結(jié)果顯示4臺機組的石膏旋流器底流含固量遠(yuǎn)低于要求值,這樣就會造成二級脫水系統(tǒng)真空皮帶脫水機脫水負(fù)擔(dān)加重;也會使得石膏旋流器底流漿液中小顆粒CaCO3含量增加,即影響脫水效果,又會造成石灰石的浪費。
3.脫水效果差之原因三:真空皮帶脫水機故障
3.1脫水機濾布材質(zhì)差
濾布材質(zhì)采用聚酯材料的最好,有聚丙烯的話易出現(xiàn)濾布變形、撕裂和濾布易開洞,或濾布接口工藝是否良好,工藝不好,接口處縫隙大等,都會導(dǎo)致漏真空,影響脫水效果。或者濾布材質(zhì)太差,濾布孔隙大小不合理也會直接造成脫水效果差。