火电厂脱硫系统改造分析

火电厂脱硫系统改造分析
[摘要] 本文以火电厂脱硫系统有效控制GGH差压并降低增压风机电耗以及其它脱硫附属设施的能耗为研究对象，针对脱硫系统产生的问题进行了分析研究，提出了整改措施并实施，解决了脱硫GGH堵塞严重，增压风机出口烟道多处漏烟、入口导叶调整失效（开度80%以上）、电流值增大等问题，成功应用了GGH 200公斤在线高压水冲洗技术，实现了脱硫系统无须退出运行；调整了真空皮带脱水机脱水效果，解决了地坑泵不打水问题，提高了机组运行经济性及脱硫系统的可靠性。

[关键词] 脱硫系统节能改造可靠性
1、引言
电力行业是国民经济的基础行业，对促进国民经济的发展和社会进步起到了重要作用。

但同时所带来的环境污染问题也比较突出，尤其是燃煤产生的二氧化硫持续增长，对我国环境保护提出了严峻考验。

由于国内烟气脱硫行业刚刚兴起，国内火电厂烟气脱硫公司发展迅速，缺乏足够的技术、人才和经验支持，对环保在思想认识上的差距和技术的制约，导致脱硫机组普遍存在系统稳定性差，运行情况不理想等问题。

2、烟气脱硫系统
石灰石—石膏法烟气脱硫(FGD)的工作原理是采用石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状，与水混合搅拌成吸收浆液，在吸收塔内吸收浆液从塔顶向下喷淋，烟气自塔底向上流动，烟气中的二氧化硫与吸收浆液接触反应生成亚石膏，通过鼓入空气氧化，最终生成石膏，从而达到脱除二氧化硫的目的。

脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，再经换热器加热升温后排入烟囱，脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收，脱硫渣石膏可以综合利用。

该工艺适用于含硫量1~3%的煤种的烟气脱硫，脱硫效率一般可达到95%以上。

3、内蒙古某电厂脱硫工艺系统及存在问题
3.1烟气脱硫系统
内蒙古某电厂烟气脱硫装置，设计处理4×330MW燃煤机组的烟气，采用石灰石-石膏湿法全烟气脱硫，每台机组1套FGD（共4套）装置，1炉1塔（设烟气换热器（GGH）），公用系统按照4台机组共用一套设施，包括石灰石浆液制备、石膏脱水处理、脱硫废水处理系统，脱硫后的烟气通过烟囱进行排放。

本期烟气脱硫装置以及其附属系统主要包括工艺系统、电气系统、仪表及控制系统等。

脱硫装置及公用系统采用DCS控制系统，能够实时监控脱硫系统运行状况。

厂用电系统设两个电压等级，分别为6kV高压厂用电系统和380V低压厂用电系统。

石灰石浆液经制浆系统磨制后的石灰石浆液浓度为25%（质量含量），粒度为325目通过率占90%以上，由6台安装在脱硫制浆楼内的石灰石供浆泵输送，每台泵设计最大流量为58 m3/h。

烟气系统按一台机组配备一套脱硫装置设计，共2套，由烟风道、脱硫增压风机、烟气挡板门及其辅助设备组成。

系统设置一台调节范围在0%～100%的静叶可调轴流式风机，烟气从原钢结构烟道引出，经烟道进口挡板进入增压风机，经增压风机升压后，进入吸收塔。

烟气在吸收塔内与自上而下的循环石灰石/石膏浆液逆流充分接触，烟气中的SO2溶解于石灰石/石膏浆液，并被吸收，大部分烟尘被截流，进入石灰石/石膏浆液中。

洗涤后的烟气通过除雾器、GGH，经净烟道通过烟囱排放。

通过切换旁路挡板和脱硫装置进、出口挡板的开关，能实现“脱硫装置的运行”和“脱硫装置的旁路运行”，保证在任何情况下不影响发电机组的安全运行。

3.2 系统存在问题
（1）GGH堵塞严重，增压风机电耗高
2007年10月，该厂脱硫GGH投运，逐步出现换热元件差压高问题。

由于GGH堵塞严重，造成增压风机出口烟道多处漏烟、入口导叶调整失效（开度80%以上）、电流值增大，08年1月相继被迫打开烟气旁路挡板，#3、#4脱硫系统相继退出运行，进行人工高压水清洗。

#3、#4脱硫GGH运行三个月后参数如下：从表中可知：原烟气侧、净烟气侧差压均比标准值大很多，增压风机电流增大。

GGH差压高一方面引起增压风机电耗大幅升高，另一方面也造成增压风机强烈振动，入口导叶最终无法调节风量，最后不得不开启旁路挡板或脱硫退备。

脱硫GGH差压问题不仅直接关系着准电脱硫系统能否安全稳定经济高效运行，同时也考验着我们对于社会及环境庄严的承诺，怎样有效控制GGH差压高是我们所面临的最严峻挑战。

（2）真空皮带脱水系统脱水效果差
准电脱硫真空皮带脱水机自投运以来由于脱水效果差，造成所出石膏下料斗频繁堵塞，滤布频繁跑偏、打折、损坏，极大影响了脱水系统的正常运行，制约了吸收塔浆液顺利外排，严重影响了现场文明生产工作。

（3）皮带机后系统管道频繁堵塞，脱水系统无法正常运行。

（4）在系统检查时发现真空泵的真空异常升高，马达超过额定电流，存在设备损坏的危险。

4、改造措施
针对上述问题，通过分析研究，制定了以下解决方案：
1）给GGH吹灰器加装保温棚。

在GGH吹灰器平台上加装保温棚，并加装暖气，使得即便是冬季，棚内的温度始终在0℃以上，链条因为天气寒冷而产生卡枪的问题得到彻底解决，同时也给吹灰器的冬季检修创造了比较适宜的工作环境。

2）改造高压水软管的接入方式。

将高压水管由在仓箱内通过滑轮盘动，改为由仓箱外接入，从而避免了高温损坏高压水管。

同时，由于省去了同步小链条，降低了吹枪的阻力，因而也避免了因小链条断裂而产生的卡坏高压水管的问题。

3）定期对吹灰器链条轴承进行润滑保养。

对于吹灰器链条以及轴承，需要做定期加油、保养，避免了链条生锈、僵化引起的卡枪。

同时，由于在仓箱底部开孔，使得仓箱内冷凝水减少，驱动链条的检查保养更加方便，对于驱动轴承的损伤随之大幅减少。

4）使用改型盘根。

由于吹枪频繁做伸缩式轴向运动，因此密封比较困难。

使用传统石墨盘根或厂家提供的耐高温成型盘根，效果都不太理想。

后采用高温高压碳纤维盘根与石墨盘根交叉搭配使用的方法，取得了比较明显的效果，使用周期达到了原来的2～3倍。

5）通过对于在线高压水冲洗效果的观察分析，认为原设计最高12Mpa高压水压力过低，吹扫效果甚微。

考虑到原枪管设计最高承受25Mpa，我们接入20Mpa 高压水，GGH降半速在线冲洗GGH，基本可以有效控制GGH差压的增长。

6）利用主机停运检修间歇，对于GGH换热元件可以有选择的进行深层次保养性冲洗，即选择离线人工50Mpa高压水冲洗，这样更有利于脱硫系统投运之后的长周期运行。

7）加装了弱爆炸吹灰装置。

对于脱硫GGH使用弱爆炸吹灰装置国内尚属首例，实际效果正在观察论证中。

弱爆吹灰具有极高的节能意义，对于高压水冲洗是一种有益的补充。

5、结论
本文从有效控制GGH差压入手，经过对设备运行情况进行分析，找到了问题的关键，分析了原因，针对具体情况统筹考虑，对各运行参数进行优化，对相应系统提出整改措施并实施，创造性地使用GGH半速在线200公斤高压水冲洗技术，通过对脱硫系统GGH差压的调整、控制，以及对真空皮带脱水机脱水效果的调控，取得了较大的节能效应；对地坑泵进行了技术改造。

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