脱硫运行控制与调优选ppt资料

脱硫运行(yùnxíng)控制与调第一页，共63页。一、脱硫原理(yuánlǐ)吸收：SO2+H2O===H＋+HSO3－

氧化(yǎnghuà)：HSO3－+1/2O2===H++SO42－

结晶：CaCO3===Ca2++CO32－

Ca2＋+SO42－+2H2O====CaSO4·2H2O第二页，共63页。一、脱硫原理(yuánlǐ)化学(huàxué)工艺SO2脱除石灰石溶解石膏结晶控制点PH浆液(jiāngyè)密度水平衡-液位第三页，共63页。一、脱硫原理(yuánlǐ)名称单位取值范围pH值－5－6L/GL/m310－30液体停留时间LRT分钟3－6固体停留时间SRT小时12－50钙硫比Ca/S－商业石膏：1.02－1.03抛弃法：1.05－1.07第四页，共63页。二、B＆W技术(jìshù)特点●B＆W专利技术－托盘，有效地降低了液气比，提高了脱硫效率；●液气比一般在8－10L/m3,低液气比不但可以降低浆液循环泵的流量，还可以降低塔内压力损失，减小系统能耗； ●B＆W专利技术交叉喷淋可减少吸收塔的高度；●由于托盘可以作为检修(jiǎnxiū)平台，使得检修(jiǎnxiū)维护非常方便。●脱硫效率高，一般大于95%，而且当烟气含硫超过设计值较多时，脱除率下降幅度小；●运行可靠性较好，负荷适应性好，较适用于大型脱硫项目或高含硫项目。第五页，共63页。二、B＆W技术(jìshù)特点第六页，共63页。二、B＆W技术特点（合金(héjīn)托盘）托盘的设置可以提高吸收剂利用率；由于托盘可保持一定高度液膜，增加了烟气在吸收塔中的停留时间，当气体通过时，气液接触，可以起到吸收气体中部分(bùfen)污染成分的作用，从而有效降低液气比，提高了吸收剂的利用率，从而降低了循环浆液泵的流量和功耗。第七页，共63页。二、B＆W技术(jìshù)特点（合金托盘）第八页，共63页。二、B＆W技术特点（合金(héjīn)托盘）第九页，共63页。二、B＆W技术特点（合金托盘提高(tígāo)烟气分配度）第十页，共63页。二、B＆W技术特点（合金托盘(tuōpán)对低负荷工况的影响）当整个脱硫系统低负荷运行时，SO2吸收系统可以停掉最高压头(yātóu)的浆液循环泵，仅运行两台浆液循环泵。因为塔内有合金托盘的存在，可以改善烟气在塔内的分布形式。其脱硫效率不会因为停了一台浆液循环泵而下降（合金托盘相当于一层喷淋层）。同时整个系统的电耗也将大大降低，也可以相应的节约运行成本。第十一页，共63页。三、脱硫系统(xìtǒng)的主要控制点关键的工艺控制(kòngzhì)围绕pH、浆液浓度和水平衡进行。最佳的吸收塔浆液pH实际上是能在不同负荷时维持SO2的脱除效率。吸收塔浆液浓度控制(kòngzhì)将悬浮固体维持在最佳的水平，防止结垢，提供结晶生长环境以利于最大限度地脱水。水平衡控制(kòngzhì)避免不必要的排放，将无故障运行时除雾器冲洗水控制(kòngzhì)在最少程度。这三个工艺控制(kòngzhì)是全自动的，与其他运行同时进行，保持与锅炉整体运行简单易操作。第十二页，共63页。四、脱硫副产品的利用(lìyòng)脱硫石膏的综合利用：含水10%，粒径30~60μm，纯度90~95%，有害杂质少，和天然(tiānrán)石膏在物理和化学性质上有相同的规律。国外用来生产各种建筑石膏制品和用于水泥生产的缓凝剂。国内根据有关部门的研究、实验，脱硫石膏基本上能代替所有天然(tiānrán)石膏生产的建筑材料的建筑制品。煅烧建筑石膏粉：达到建筑石膏标准优等品标做水泥缓凝剂：配置水泥，性能优于或相当于天然(tiānrán)石膏石膏石灰混炒粉刷石膏：达到日本JIS6904-1976标准要求刮墙腻子：符合京Q/JC1-103.11(SG-88)企业标准的要求石膏砌块：优于行业石膏砌块标准指标二水石膏轻集料砌块：符合GB15229-94规定的优等品或一等品的要求第十三页，共63页。五、石灰石、生石灰和熟石灰的三角(sānjiǎo)关系三角(sānjiǎo)关系：Ca(OH)2氢氧化钙(qīnɡyǎnɡhuàɡài).熟（消）石灰CaO氧化鈣.生石灰CaCO3碳酸鈣.石灰<3>加CO2<1>加高溫<2>加水第十四页，共63页。六、石灰石粉成份(chéngfèn)各成份(chéngfèn)对脱硫影响成份符号单位作用碳酸钙CaCO3%有效成分，愈多越好碳酸镁MgCO3%有助脱硫，不利于结晶和脱水。偏无用成分水份H2O%结晶体，与反应无关二氧化硅SiO2%无用成分，越少越好。塔内及所有流通部位的磨蚀根源。三氧化二铁Fe2O3%无用成分，越少越好。三氧化二铝Al2O3%无用成分，越少越好。甚为坚硬，磨机功耗大增。其它惰性物%无用成分，影响反应、增加磨蚀第十五页，共63页。七、石灰石粉的利用(lìyòng)提高石灰石利用率的条件:低pH值较细的石灰石粉增大反应罐尺寸(chǐcun)石灰石粉细度：-325目（44微米）-250目（63微米）较细的石灰石粉优/缺点：-可降低L/G，降低厂用电-易于分离，提高石膏的品质-Ca/S比低第十六页，共63页。八、石灰石粉利用率●石灰石溶解度＝K×A×[H＋]K:试验常数A：悬浮的石灰石颗粒表面积[H＋]：氢离子浓度●提高石灰石溶解度从而提高石灰石利用率的方法(fāngfǎ)◆增加石灰石表面积：石灰石研磨得越细其表面积越大，可提高石灰石溶解度，加快反应速度，降低石灰石颗粒在反应罐中停留时间，有利于降低液气比。●增加氢离子浓度即降低pH值◆降低pH值以提高石灰石的利用率会降低脱硫效率，为保证脱硫效率需提高L/G或增加吸收塔的高度。●增加颗粒停留时间◆停留时间越长，颗粒溶解的部分越多。第十七页，共63页。九、影响SO2脱除(tuōchú)的因素循环浆液量（即液气比）烟气流速雾滴直径(zhíjìng)烟气在吸收区域停留时间循环浆液pH值第十八页，共63页。十、运行(yùnxíng)参数的调整及确定烟气温度(wēndù)的影响第十九页，共63页。十、运行(yùnxíng)参数的调整及确定SO2浓度(nóngdù)的影响第二十页，共63页。十、运行参数(cānshù)的调整及确定烟气含尘浓度(nóngdù)的影响导致PH值降低，脱硫率下降；导致副产品石膏不合格；增压风机、烟气档板和烟道冲刷加剧，磨损加大。第二十一页，共63页。十、运行参数的调整(tiáozhěng)及确定石灰石品质和纯度的影响石灰石纯度越高脱硫效率越高，石灰石利用率越高石灰石浆液(jiāngyè)中杂质SiO2若含量过高，将导致系统设备浆液(jiāngyè)循环泵、石膏排出泵以及其内衬管线等磨损严重，也造成吸收塔浆液(jiāngyè)池易于大量淤积浆泥，影响石膏的品质第二十二页，共63页。十、运行参数(cānshù)的调整及确定石灰石颗粒的影响一般要求石灰石浆液颗粒不得低于以下标准(biāozhǔn)即通过250目(63µm)不小于90%；我厂要求的标准(biāozhǔn)通过320目(45µm)不小于92%。石灰石粉颗粒越细，石灰石的消溶性越好，脱硫石膏结晶越好。石灰石粉颗粒越细，越有利于脱水设备将石灰石颗粒从石膏中分离出来，有利于提高石膏的品质第二十三页，共63页。十、运行(yùnxíng)参数的调整及确定浆液(jiāngyè)PH值的影响低pH值有利于石灰石的消溶和CaSO3·1/2H2O的氧化即石膏的结晶，但高pH值有利于SO2的吸收，二者相互矛盾。因而在实际生产中我们选择一个比较适合的pH范围：5.0~6.0。在武汉凯迪电力环保有限公司的脱硫系统中，要求的最佳pH值控制为5.2~5.6。第二十四页，共63页。十、运行(yùnxíng)参数的调整及确定液气比L/G、浆液(jiāngyè)循环量的影响液气比L/G的定义L/G(l/Nm3)=循环吸收浆液(jiāngyè)的流量(l/hr)/吸收塔出口烟气流量(Nm3/hr)第二十五页，共63页。十、运行参数的调整(tiáozhěng)及确定浆液停留时间的影响浆液停留时间长将有助于浆液中石灰石与SO2完全反应，同时使CaSO3有足够时间完全氧化成CaSO4，形成颗粒均匀，纯度高的优质石膏。提高浆液停留时间将增大吸收塔浆池的容积，同时必须增加氧化空气量和搅拌器功率，土建和设备费用以及(yǐjí)运行成本将成倍的增加。第二十六页，共63页。十、运行(yùnxíng)参数的调整及确定吸收液过饱和度的影响吸收塔的吸收液过饱和度控制在120%~130%。在循环母液中添加晶种使结晶加快，使CaSO4过饱和度降低至正常浓度(nóngdù)，可以减少因CaSO4而引起的结垢。第二十七页，共63页。十、运行(yùnxíng)参数的调整及确定Ca/S的影响根据入口烟气流量、SO2含量、保证脱硫率、Ca/S以及浆液pH值来控制石灰石浆液的供浆量。在Ca/S一定的情况下，控制吸收(xīshōu)塔浆液的含固量为18~20%。在实际运行中，一般通过石膏排出泵出口浆液的密度来控制，一般密度控制在1120~1160kg/m3，由此达到控制吸收(xīshōu)液过饱和度。对于石灰石湿法脱硫装置，Ca/S比例控制在1.02~1.05。第二十八页，共63页。十、运行参数(cānshù)的调整及确定吸收塔内烟气流速的影响吸收塔内烟气流速控制在3.5~3.9m/s。增加烟气流速可以增加气液之间的湍动，增大了传质面积，但减小了烟气的停留时间。因此3.5~3.9m/s是最佳选择范围。增大流速必须减小塔内径。但对除雾器的性能(xìngnéng)要求更高。同时使塔内压力损失增大，能耗增大。第二十九页，共63页。十、运行参数(cānshù)的调整及确定吸收塔液位调整吸收塔液位对于脱硫效果及系统安全影响极大。如吸收塔液位高，会缩短吸收剂与烟气的反应空间，降低脱硫效果，严重时甚至造成脱硫原烟气烟道和氧化空气管道进浆以及石膏一级旋流站回浆不畅；如液位低，会降低氧化反应空间，影响石膏品质，严重时可能造成搅拌器振动损坏甚至停机。吸收塔液位正常为7~9米（根据具体项目确定），如果液位高，应确认排浆管路阀门开关正确，控制系统无误，同时手动关闭(guānbì)除雾器冲洗水门及吸收塔补充水门，并减小旋流器溢流和底流回流量；必要时可开启底部排浆门排浆至正常液位。如果液位低，应确认吸收塔补充水管路无泄漏或堵塞，除雾器冲洗水喷雾正常，同时开大除雾器冲洗水门及吸收塔补充水门，并增大旋流器溢流量和底流回流量。第三十页，共63页。十、运行参数的调整(tiáozhěng)及确定吸收塔浆液浓度调整吸收塔浆液浓度调整对于整个脱硫装置的运行十分(shífēn)重要，如果调整不当，就可能造成管道及泵的磨损、腐蚀、结垢及堵塞，从而影响脱硫装置的正常运行。一般脱硫装置的吸收塔设计浓度为15%~20%。如果吸收塔浓度低，应加大石膏旋流器底部回流，减小溢流回流；开大石灰石浆液给浆阀，增大石灰石浆液给浆量；减小进入吸收塔的工艺水量。反之相反。第三十一页，共63页。十、运行(yùnxíng)参数的调整及确定脱硫率、pH值及石灰石浆液给浆量调整给浆量的大小对脱硫装置的影响很大。如果给浆太少，就不能满足烟气负荷的脱硫要求，出口烟气含硫量增加，从而降低脱硫率。如果给浆太多，就可能使吸收塔内浆液PH值升高，虽然有利于提高脱硫效率，但有可能引起输送管道堵赛，增大机械磨损。正常(zhèngcháng)运行时，给浆量可根据pH值、出口SO2浓度及石灰石浆液浓度联合进行调节。pH值及石灰石浆液浓度降低时，可加大给浆量，当出口SO2浓度增加时，可适当开大石灰石给浆门的开度，增加石灰石给浆量。若脱硫率太低，应就地检查喷嘴喷雾情况；同时加大给浆量；必要时可增加循环泵投运数量。第三十二页，共63页。十、运行(yùnxíng)参数的调整及确定石膏品质调整若石膏水份含量大于10%，应及时调整脱水机给浆量或转速，保证脱水机真空度和石膏厚度在合格范围。若石膏中含粉尘过大，应汇报值长，通知锅炉班长(bānchánɡ)和电除尘值班员，提高除尘效率，降低原烟气中粉尘含量。若石膏中CaCO3余量过多，应及时调整给浆量，并及时联系化学化验石灰石浆液品质及石灰石原料品质。如果石灰石浆液粒径过粗，应调整细度在合格范围。如果石灰石原料中杂质过多，则应通知石灰石供料单位，保证石灰石原料品质在合格范围。如石膏中CaSO3余量过多，应及时调整氧化空气量，以保证吸收塔氧化池中CaSO3充分氧化。第三十三页，共63页。十一(Shí－Yī)、脱硫系统常见故障腐蚀和磨损对FGD装置的影响1.腐蚀和磨损产生的部位容易发生腐蚀的部位：吸收塔、净烟道和吸收塔入口(rùkǒu)烟道容易发生磨损的部位：吸收塔、浆液管道、泵壳和叶轮2.腐蚀和磨损产生的原因腐蚀原因：氯离子、硫酸根（亚）离子的存在，从防腐层薄弱点开始，慢慢腐蚀；低温腐蚀和电化学腐蚀。磨损原因：粉尘和SiO2含量超标当然，腐蚀和磨损是相互的，腐蚀之后有磨损；磨损之后有腐蚀。第三十四页，共63页。十一(Shí－Yī)、脱硫系统常见故障3.防腐蚀采取的措施：玻璃(bōlí)树脂鳞片进行防腐橡胶内衬进行防腐耐腐蚀的合金材料（C276或1.4529）非金属FRP材料进行防腐吸收塔壁被腐蚀(fǔshí)穿第三十五页，共63页。十一(Shí－Yī)、脱硫系统常见故障4.各种防腐材料的优缺点大多数吸收塔采用玻璃树脂鳞片进行防腐，也有采用橡胶材料进行防腐。玻璃树脂鳞片：抗渗透能力强，易修复，附着力强，机械强度大，表面硬度高，施工速度快，但耐磨性稍差。橡胶内衬：耐磨性好，有良好的弹性和松弛应力(yìnglì)，但易老化、施工速度慢、粘接强度大。合金材料（C276和1.4529)：抗腐蚀性超强，但价格昂贵，一般在吸收塔入口干湿界面贴衬使用比较多。FRP材料：耐腐蚀，但不抗高温。第三十六页，共63页。十一(Shí－Yī)、脱硫系统常见故障5.鳞片防腐施工质量(zhìliàng)控制要点：材料选择喷砂除锈极为重要材料比例严格控制喷涂的全面性和厚薄均匀性喷涂过程中的温度和湿度控制烟道(yāndào)防腐层脱落第三十七页，共63页。十一(Shí－Yī)、脱硫系统常见故障6.粉尘和SiO2含量超标的磨损影响粉尘和SiO2含量超标是造成磨损的主要原因(yuányīn)。粉尘主要来自烟气。SiO2主要来自：烟气石灰石管道(guǎndào)被磨穿第三十八页，共63页。十一(Shí－Yī)、脱硫系统常见故障对易发生腐蚀、磨损(mósǔn)的的部位进行定期检查，建议一年不少于两次。如：烟道、吸收塔内部件（喷淋层喷咀、除雾器等）严格控制石膏浆液的PH值（5~5.5)、密度在设计值范围内。严格控制粉尘浓度长时间内超标运行。严格控制石灰石来料品质。定期对石膏浆液、石灰石来料品质进行化验第三十九页，共63页。十二(shíèr)、主要设备故障及原因分析1、增压风机故障1）故障现象系统联锁跳闸轴承温度高、润滑油压低、振动、揣振及叶片损坏等2）处理方式根据跳闸原因，进行分析处理加强设备的定期切换和维护。为防止动、静叶片在低温状态下腐蚀损坏，在烟气系统停运后，尽快(jǐnkuài)停运循环泵系统的运行。第四十页，共63页。十二、主要设备(shèbèi)故障及原因分析第四十一页，共63页。十二、主要(zhǔyào)设备故障及原因分析2.循环泵1）故障原因：泵的气蚀损坏轴承温度高、叶轮磨损腐蚀、机械密封(mìfēng)等2）处理方式：严格控制吸收塔液位在不低于气蚀余量根据泵的入口压力和电流判断滤网堵塞情况。若堵塞严重，只能停机后处理。加强转动设备的维护工作严格控制石灰石原料的品质和烟粉浓度超标。因塔内及所有流通部位的磨损、腐蚀主要根源是SiO2和烟尘。第四十二页，共63页。十二、主要设备故障及原因(yuányīn)分析泵气蚀所产生(chǎnshēng)的结果第四十三页，共63页。十二、主要(zhǔyào)设备故障及原因分析循环泵叶轮(yèlún)磨损第四十四页，共63页。物质的杂志进入吸收塔后，致使吸收塔浆液重金属含量增高。吸收塔的吸收液过饱和度控制在120%~130%。最佳的吸收塔浆液pH实际上是能在不同负荷时维持SO2的脱除效率。最多的故障是叶片在设计制造过程中没有(méiyǒu)很好消除应力、对叶片工作环境的低频处理。定期对石膏浆液、石灰石来料品质进行化验液到达增压风机出口段。●脱硫用工艺水水质达不到(bùdào)设计要求（如中水），COD/BOD超标。吸收：SO2+H2O===H＋+HSO3－对于石灰石湿法脱硫装置，Ca/S比例控制在1.七、石灰石粉的利用(lìyòng)十四、吸收塔浆液(jiāngyè)起泡溢流问题结晶：CaCO3===Ca2++CO32－有助脱硫，不利于结晶和脱水。第四十一页，共63页。二、B＆W技术(jìshù)特点（合金托盘）K:试验常数十二(shíèr)、主要设备故障及原因分析3.氧化风机主要是设备本体故障(gùzhàng)居多：温度、轴承、润滑油、冷却水和电气故障(gùzhàng)氧化风机噪音是脱硫装置中最大的噪音污染源：转速过高等造成。第四十五页，共63页。十二(shíèr)、主要设备故障及原因分析4.搅拌器最多的故障是叶片在设计制造过程中没有(méiyǒu)很好消除应力、对叶片工作环境的低频处理。第四十六页，共63页。十三、吸收塔内部件故障(gùzhàng)及原因分析1.喷淋层、喷嘴故障及判断(pànduàn)方法A.故障现象（1）喷淋层喷嘴堵塞（2）喷淋层喷嘴脱落或损坏（3）喷淋层冲刷磨穿B、故障判断(pànduàn)依据a）循环泵出口压力及电流b）吸收塔pH值及浆液密度c）脱硫装置出口SO2浓度及脱硫效率d）喷淋层管道外壁冲刷第四十七页，共63页。十三、吸收塔内部件故障及原因(yuányīn)分析第四十八页，共63页。十三、吸收塔内部(nèibù)件故障及原因分析C.故障处理（1）喷淋层喷嘴堵塞(dǔsè)：清理（2）喷淋层喷嘴损坏或脱落：更换（3）喷淋层支撑梁冲刷磨穿:冲刷部位增设PP板或调整喷嘴角度喷淋层大梁(dàliáng)被冲刷第四十九页，共63页。十三、吸收塔内部件故障及原因(yuányīn)分析2.除雾器堵塞故障（1）除雾器冲洗时间间隔(jiàngé)太长（2）除雾器冲洗水量不够（3）除雾器冲洗水压低，造成冲洗效果差第五十页，共63页。十三、吸收塔内部件故障(gùzhàng)及原因分析除雾器堵塞(dǔsè)第五十一页，共63页。十三、吸收塔内部件故障(gùzhàng)及原因分析除雾器坍塌(tāntā)第五十二页，共63页。十三、吸收塔内部(nèibù)件故障及原因分析除雾器坍塌(tāntā)第五十三页，共63页。十四、吸收塔浆液起泡(qǐpào)溢流问题浆液起泡的危害吸收塔浆液起泡后，经常会导致吸收塔溢流。由于吸收塔液位均采用差压变送器测量，一旦出现泡沫，就会导致吸收塔液位成为“虚假液位”，再加上搅拌(jiǎobàn)器搅拌(jiǎobàn)、氧化空气鼓入、浆液喷淋等因素综合影响，引起液位波动，造成吸收塔液位间歇性溢流。很容易造成严重后果。第五十四页，共63页。十四、吸收塔浆液起泡(qǐpào)溢流问题●对烟道的危害一旦吸收塔起泡溢流，浆液进入未作防腐的原烟道，造成原烟道腐蚀。●对增压风机的影响一旦吸收塔起泡严重，溢流浆液顺着原烟道流到增压风机出口，浆液猛烈冲击正在运行的风机叶片，极易造成叶片断裂。特别是对于无GGH系统。●对氧化影响当吸收塔起泡溢流，为了减少溢流，只有大幅降低液位，直接导致氧化效果下降，亚硫酸钙增加(zēngjiā)，形成恶性循环。●对脱硫效率的影响当吸收塔起泡后，泡沫富集在液面上，影响SO2的反应吸收第五十五页，共63页。十四、吸收塔浆液(jiāngyè)起泡溢流问题●吸收塔起泡原因分析泡沫是由于表面作用而生成，它的产生式由于气体分散于液体中形成(xíngchéng)气-液的分散体，在泡沫形成(xíngchéng)的过程中，气-液界面会急剧的增加。若液体的表面张力越低，则气-液界面的面积越大，泡沫的体积也就越大。吸收塔浆液中的气体与浆液连续充分地接触，由于气体是分散相，浆液是分散介质，气体与浆液的密度相差很大，所以在浆液中，泡沫很快上升到浆液表面。纯净的液体不能形成(xíngchéng)稳定的泡沫，吸收塔起泡是由于系统中进入了其他成分。第五十六页，共63页。十四、吸收塔浆液起泡溢流(yìliú)问题●锅炉在运行过程中投油、燃烧不充分，未燃尽成份岁锅炉尾部烟气进入吸收塔，造成吸收塔浆液有机物含量增加。（皂化反应）●锅炉电除尘运行状况不好，烟气中粉尘浓度超标，含有大量惰性物质的杂志进入吸收塔后，致使吸收塔浆液重金属含量增高。重金属离子增多引起浆液表面张力增加，从而使浆液表面起泡●脱硫用石灰石中含过量MgO，与硫酸根离子反应产生大量泡沫●脱硫用工艺水水质达不到(bùdào)设计要求（如中水），COD/BOD超标。第五十七页，共63页。十四、吸收塔浆液(jiāngyè)起泡溢流问题●起泡对策●吸收塔浆液起泡溢流后，首先要消除已产生的泡沫，然后通过调整运行方式，缓解起泡溢流现行，最后分析起泡原因，严格控制进入吸收塔内各种可能引起起泡的物质。●从吸收塔地坑定期加入脱硫专用消泡剂。最初可先取部分浆液进行试验，有效果好再向吸收塔内加入。●必要时，停运一台循环泵，减小吸收塔内部浆液的扰动，降低(jiàngdī)浆液起泡性。●加大石膏脱水量，进行浆液置换。●脱水的同时，加大废水排放量，降低(jiàngdī)浆液中重金属离子、CL离子、有机物、悬浮物及各种杂质的含量。第五十八页，共63页。十四、吸收塔浆液起泡(qǐpào)溢流问题●严格控制脱硫用工艺水水质，避免用中水。同时严格控制石灰石原料，重点控制石灰石中MgO含量●制定严格的运行制度，当主机投油或电除尘故障时，短期可恢复时，可暂时打开旁路，降低风机开度；如时间