石灰石品质对湿法烟气脱硫系统运行影响及对策VIP

石灰石品质对湿法烟气脱硫系统运行影响及对策用于湿法FGD的石灰石主要成分是碳酸钙（CaCO3），石灰石中还含有一些杂质，这些杂质会影响以石灰石作为汲取剂的FGD系统的性能和牢靠性[1]。随着GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》的实施，重点地区SO2的排放标准将执行50mg/Nm3，且脱硫装置的旁路挡板已基本取消完毕，对脱硫装置的性能和牢靠性有了更高的要求，石灰石品质作为影响湿法烟气脱硫系统性能和牢靠性的一个重要指标，本文结合江苏利港电厂8套烟气脱硫装置的运行阅历，对石灰石品质影响系统运行的几个关键问题进行现象描述、缘由分析，并提出了相关解决对策。1系统概述江苏利港电厂共有8台燃煤发电机组，容量为4×350MW+4×600MW，脱硫装置全部采纳石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，石灰石浆液制备及石膏二级脱水系统为全厂8台机组公用。设有一个混凝土储石罐，储石罐共有四个下料口，分别对应四台振动给石机，振动给石机下料至碎石机破裂后的石灰石颗粒经过两条波纹挡边皮带机提升至钢制的石灰石储仓顶部，石灰石储仓下料至三台称重给料机，称重给料机称重后的石灰石落入三台湿式球磨机内，配上过滤水在球磨机内研磨成石灰石浆液，供全厂各脱硫岛使用，另外还配置一个750m3的石灰石干粉仓，平常储存肯定量的外购石灰石粉，作为湿式球磨机故障时的备用。石膏二级脱水系统配置三台真空皮带脱水机，脱水机由变频电机掌握，依据石膏滤饼的厚度来调整转速，石膏浆液输送泵将来自各脱硫岛一级脱水后的石膏浆液输送到各台脱水机滤布上，由真空泵供应的抽吸力将石膏进行二级再脱水，脱水后含水10%左右的石膏进行综合利用。2石灰石品质降低对脱硫系统的影响2.1对汲取塔浆液起泡溢流特性的影响全厂8台机组的脱硫装置自2005年底间续投入运行后，阶段性的某台炉汲取塔会消失浆液起泡溢流的状况，在文献资料[2]中对该问题进行过具体的分析讨论，当汲取塔浆液消失起泡溢流后，根据汲取塔内浆液Cl-浓度准时排放脱硫废水，提高电除尘效率尽量降低烟气中粉尘浓度后很快就会恢复正常，但曾发生全部运行的汲取塔液位计显示液位离溢流口还有1m多时就发生大量溢流现象，其中#5、6炉汲取塔最为严峻，当三台浆液循环泵全部运行后，汲取塔溢流口消失大量溢流浆液，汲取塔地坑泵来不及打，浆液全部流至地面，加入消泡剂后只能维持一段时间的好转，被迫削减浆液循环泵的运行台数，给SO2的减排带来了很大压力。<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017563213.jpg”alt=“QQ截图20190624095433.jpg”width=“638”height=“351”/通过现象初步分析汲取塔内石膏浆液品质有问题，12月28日早班，对各汲取塔浆液进行取样分析，对成品石膏进行取样分析，向#1、4炉汲取塔内加入部分甲酸钠，以利于石灰石的溶解，#5、7、8炉汲取塔排部分浆液至事故浆液，补充水以置换汲取塔内浆液。29日早班将进入脱硫汲取塔内使用的工业废水及RO浓水切至除灰集水井，观看至下午发觉各汲取塔的溢流现象仍无好转，且28日取样的各汲取塔浆液部分指标已出来，结果显示塔内CaCO3含量均高于掌握标准3%，最低4.486%,最高8.864%，由于几台炉汲取塔几乎同时消失溢流现象，引发的缘由确定是共性的，而共性的问题主要有烟气、水和石灰石，烟气来自于燃煤，查阅最近未燃用新煤种，怀疑有问题的水源自29日早班隔绝后，汲取塔内各指标无任何好转现象，近期各台机组未有投油运行状况，电除尘的工作也正常，各汲取塔内脱硫废水也正常排放，塔内浆液Cl-浓度均在7000mg/l以下，将怀疑的目标重点渐渐转移至石灰石上来。联系化学试验班测量石灰石浆液细度，结果显示球磨机所制浆液细度为96.55%通过325目，排解石灰石浆液细度不合格引起浆液不消溶的缘由，将29日所取样石灰石进行检测分析后，得出的分析数据见表1。表1石灰石样检测项目数据%<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017561187.jpg”alt=“QQ截图20190624095527.jpg”width=“629”height=“90”/从分析数据中看出，近一阶段使用的#31振动给石机下料口中石灰石中CaCO3含量低，MgO含量高，石灰石中含过量MgO（起泡剂），与硫酸根离子反应产生大量泡沫[3]，由于汲取塔溢流管是插入汲取塔底部区域，泡沫未能进入溢流管，在正常运行期间，塔内液面实际高度要高于溢流管液面，在启动第三台循环浆泵后，浆液的循环量增加，扰动增加，使浆液内部的泡沫大量增加，在这种作用下，液面会上升较高致使溢流管液面超过溢流口发生大量溢流，且溢流出来的均为浆液，各个汲取塔液位测量的方式均为静压测量方式，所以从液位计的显示上来看，运行液位离溢流液位还有1m多，汲取塔内产生了所谓的“虚假液位”，此时降低汲取塔液位也无法避开溢流现象的产生，利港#5炉脱硫装置曾发生汲取塔液位降低至循环浆泵跳闸值仍发生溢流的现象。2.2对脱硫效率及浆液pH值的影响在各台汲取塔浆液发生起泡溢流的同时，#1、3、4炉汲取塔内浆液pH值持续走低，石灰石供浆量较平常偏大也不见提升，至29日14:00，#1、3、4炉汲取塔浆液pH值已低于5.0的掌握范围低限，最低值达到了3.8，脱硫效率下降明显，为尽量提高脱硫效率，向#1、3、4炉汲取塔内添加了部分脱硫催化剂，尽量能够降低净烟气SO2的浓度。17:00左右将来自球磨机制浆系统的#11石灰石浆罐原存浆液全部使用完并放空，使用备用的石灰石粉仓（外购的石灰石粉）制浆并给汲取塔供浆后，17:11左右发觉始终未能提升的#4炉汲取塔浆液pH值快速提升（#1、3炉也提升），45分钟左右就由3.9提升到了正常值5.0，当时#4炉汲取塔的供浆量及浆液pH值变化的趋势见图1。<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017578060.jpg”alt=“QQ截图20190624095539.jpg”width=“644”height=“470”/图1#4炉汲取塔供浆量及浆液pH值变化趋势图原#4炉汲取塔内供浆量不低，最高时达到了28m3/h左右，但pH值始终无法提升，维持在4.0左右,分析缘由为塔内Mg+含量过高，这些Mg+通过石灰石浆液进入汲取塔内后，由于同离子效应，影响CaCO3溶解和正常氧化反应，由于Mg+的活性远高于Ca+,在Mg+含量较高的状况下，首先结合阴离子，阻碍Ca+与HSO32-，SO42-等离子的结合，从而抑制石灰石的溶解[4],不溶解的碳酸钙均存在于汲取塔浆液中。2.3对石膏二级脱水性能的影响<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017576802.jpg”alt=“QQ截图20190624095555.jpg”width=“618”height=“728”/全厂汲取塔浆液起泡溢流，pH值难以提高的同时，石膏二级脱水系统的运行也遇到了问题，真空脱水机上石膏滤饼厚度DCS上显示35mm，且脱水机的频率已至最大，就地检查发觉实际石膏滤饼厚度较薄，至滤饼测量部分石膏浆液上面全部积存水，滤饼根本无法成形，滤饼测量装置受石膏浆液表面水份影响不能正常测量出实际厚度，汽水分别器内部真空度达-70kPa以上，取样测试的成品石膏水份高达19.06%，难以进行综合利用。<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017575276.jpg”alt=“QQ截图20190624095611.jpg”width=“674”height=“591”/石膏脱水机是靠真空泵来吸出石膏浆液中的水份的，从汲取塔浆液分析结果可以看出，石膏浆液中碳酸钙含量特别高，由于碳酸钙的颗粒小，会导致滤布的滤孔被堵住，真空度很高也难以析出水，同时石膏浆液中CaSO4·2H2O含量低，石膏晶体体积小，大多为可溶性细小杂质，这些杂质均难以脱水，所以石膏脱水机生产出的成品石膏水份高。2.4对石灰石加仓及破裂系统的影响<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017572233.jpg”alt=“QQ截图20190624095622.jpg”width=“668”height=“329”/石灰石在破裂以及输送的过程中，假如含有较多粉状物以及水份，这些粉状物遇水后具有很强的粘结性能，在破裂机内部粘结后会导致其运行中频繁跳闸，需要常常性的停运来进行人工清理工作，假如在波纹挡边皮带机的料斗中粘结，在皮带回程的过程中其重量会增加许多，波纹挡边皮带很简单从托辊上面脱落，没有准时发觉会导致皮带被拉断。波纹挡边皮带料斗中积料状况见图2，皮带被拉断的状况见图3。<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017571111.jpg”alt=“QQ截图20190624095634.jpg”width=“665”height=“283”/2.5对湿式球磨机运行的影响<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017581721.jpg”alt=“QQ截图20190624095650.jpg”width=“663”height=“603”/当石灰石中粉状物和水分含量高后，湿式球磨机入口落料管特别简单堵料，引起称重给料机跳闸；当石灰石中SiO2含量高后，难以研磨，球磨机弃料槽中产生的弃料特别多，增加人工清理的成本，钢球的消耗量也增加；当石灰石中存在一些树枝等纤维类杂质后，经过球磨机研磨后，这些杂质会进入供浆系统管路、浆液循环泵入口滤网中，导致管道及入口滤网堵塞。<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017583924.jpg”alt=“QQ截图20190624095706.jpg”width=“651”height=“706”/3处理对策3.1源头上掌握入厂石灰石指标(1)严格掌握入厂的石灰石指标，要求其CaCO3含量高于93%，MgO含量低于1%，SiO2含量低于2%，含水量低于2%。(2)MgO含量高于3%的白云质石灰石尽量不要作为脱硫汲取剂，此类石灰石不适合石灰石-石膏湿法脱硫剂运行，会导致汲取塔浆液起泡溢流加剧、pH值难以提升、汲取SO2力量下降，成品石膏质量下降等一系列问题。<imgsrc=“/UploadFiles/2022001/20224/Env/202204212017584634.jpg”alt=“QQ截图20190624095720.jpg”width=“525”height=“317”/(3)对于采纳波纹挡边皮带机的石灰石加仓系统，石灰石粒径低限应掌握在5mm以上，避开粉状物过多，梅雨季节、重大节日前应当提前选购肯定量的石灰石，避开货源紧急时只能选择低品质的石灰石。(4)由于石灰石价格相对低廉，入厂采样方式不少是人工采样，导致石灰石样不具备代表性，无法真实反应石灰石的品质，给后续特别的分析也带来困难，建议采纳自动采样装置。3.2已使用低品质石灰石导致浆液消失特别应实行的措施(1)当发觉运行中浆液pH值难以提高时，不要过量供浆，适当降低燃煤含硫量，多补充一些水置换部分浆液，加强脱硫废水排放，向汲取塔内添加部分甲酸钠以促进石灰石的溶解，有多套制浆系统的应当尽快更换石灰石使用。(2)当从石膏旋流器处观看汲取塔浆液消失细密且颜色发白的丰富泡沫时，应当考虑检测石灰石中MgO的含量是否在正常范围内。当已发生汲取塔溢流口有大量浆液溢流时，应尽量削减浆液循环泵的运行台数，添加部分消泡剂，消泡剂的添加量需要依据实际状况来总结，过多的添加消泡剂会抑制SO2的汲取。(3)当汲取塔浆液溢流时，不要过多降低汲取塔液位运行，降低汲取塔液位对于削减浆液起泡溢流的作用不大，简单使浆液循环泵发生振动大气蚀现象。(4)脱硫装置运行过程中应当注意加强对石灰石、汲取塔浆液、成品石膏的化学监督工作，监控好各项参数，有特别数据时能够准时发觉，准时处理。3.3其它措施(1)波纹挡边皮带机除正常的跑偏开关以及拉绳开关外，增加防沉降开关，当波纹挡边皮带料斗中积料过多下沉时，能够准时触发沉降开关，动作皮带机跳闸，避开皮带被拉断的设备损坏事故发生。(2)在球磨机的入口增加堵料开关，有堵料报警时准时停运制浆系统运行，当使用粉状物及水份高的石灰石时，就地增加巡回检查次数，发觉有积料准时支配清理。(3)石灰石供浆管路中增加石