影响因素分析

影响因素分析

从以上氧化风机对循环泵电流运行趋势的影响和其它因素对脱硫效率的影响的历史数据绘制成的表格可以得出，氧化空气是引起循环泵电流波动范围较大的主要原因。浆液密度、吸收塔液位、吸收塔浆液pH值、负荷以及煤质含硫量对脱硫效率均有较大影响。但影响脱硫效率的因素不限于上述因素，还包括浆液喷嘴垂直度，浆液喷射高度、浆液喷嘴间距、覆盖率、烟气温度、烟气流速、循环泵出力等因素。

1.1发电机功率影响

负荷增加，脱硫效率短时上升，但随后逐渐减小。这是因为负荷增加，增加的烟气量因吸收塔行程，进出口烟气量还未达到平衡，出口SO2总量低于进口SO2总量。随着时间推移，吸收塔出口SO2总量逐渐增加，入口SO2总量保持不变，脱硫效率逐渐减小。同时，入口SO2总量增加，浆液中的SO2量越来越多，如果吸收塔浆液容量足够，溶于浆液中的SO2量将达到一个稳定值。如果吸收塔浆液容量不足，溶于浆液中的SO2量达到饱和溶解度，不再吸收，未被吸收的SO2量从吸收塔出口排走。

负荷增加，烟气量增加，烟气在吸收塔内的流速增加，在塔内停留的时间变短，烟气与浆液的接触时间缩短，传质不充分，吸收塔出口SO2量增加，脱硫效率呈下降趋势，最终达到一个稳定状态。负荷减少，烟气量减少，脱硫效率应有大幅上升，但事实表明，脱硫装置上升的幅度不大，在负荷230MW时，也仅能达到96%。这一现象说明，可能是浆液中SO2溶解度达到饱和或者是塔内存在烟气走廊的现象。

1.2氧化空气影响

本套脱硫装置由于塔内氧化空气布置较特殊，氧化空气喷口至塔底间距约300mm，吸收塔液位5700mm，氧化空气从喷口喷出后需要穿越高度5400mm的浆液层，这样氧化池中的浆液将会含有大量空气，浆液循环泵抽取的浆液中也因此携带大量空气，空气经循环泵压缩变成小气

泡，当其到达喷淋喷嘴出口时，由于喷嘴出口背压较低，小气泡喷出后迅速膨胀，体积扩大。扩大后的气泡与后续浆液碰撞，减小了其势能，因而液柱垂直高度降低。液柱高度降低引起浆液在塔内吸收段行程缩短，吸收不充分。

浆液中氧化空气较多对设备运行也非常不利。空气隐没于浆液中进入循环泵，引起浆液循环总量减少，循环泵出口母管压力降低，液柱高度降低。氧化空气进入循环泵，容易造成泵叶轮发生汽蚀，这是氧化空气带给设备的最大危害。气泡不停地进入循环泵，经泵压缩后体积呈时大时小变化，引起泵出口压力不稳定，作用于叶轮上的反作用力不稳定，引起泵振动和轴向窜动。从趋势图中可以看出，氧化风机停运后对循环泵电流的影响已经大幅减小，但仍能还有波动，证明浆液中应该还含有气泡。气泡怎么产生的呢？经分析，循环泵进口的切泡池上部无遮液板，浆液在下落过程中与烟气接触，浆液中溶有气体，降落到切泡池再进入循环泵所致。加装遮液板后，循环泵电流波动明显减小。关键问题在于氧化风机运行时，如何减少氧化空气进入循环泵的量是必须考虑的问题。

1.3吸收塔液位影响

吸收塔液位越高，循环泵入口浆液静压头越高，循环泵抽取的浆液量越多，母管压力越高，喷淋高度越高，浆液在塔内停留时间长，与气体接触的时间延长，接触界面增加，气体穿越气膜/液膜界面机会多，吸收效果更佳。同时液位高，氧化区高度增加，氧化反应充分，有利于提高脱硫率。亚硫酸钙氧化不充分会导致过饱和，因亚硫酸钙溶解度大于碳酸钙，会抑制石灰石的溶解，要提高脱硫率，就得补入更多的石灰石浆液。另外亚硫酸钙的溶解会增强浆液酸性，不利于对SO2的吸收，进而降低脱硫率。

1.4吸收塔浆液pH值影响

吸收塔浆液pH值过低或者过高，浆液的酸碱度对SO2的吸收也有非常明显的影响。当pH

值较低，亚硫酸盐溶解度急剧上升，硫酸盐溶解度略有下降，会有石膏在很短时间内大量产生并析出，产生硬垢，阻碍浆液对SO2的吸收。而高pH值亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出，产生软垢。在碱性pH值运行会产生碳酸钙硬垢。根据烟气中SO2与吸收塔浆液接触后发生的化学反应即：

SO2＋H2O＝HSO3－＋H＋

CaCO3＋H＋＝HCO3－＋Ca2＋

HSO3－＋1／2O2＝SO42－＋H＋

SO42－＋Ca2＋＋2H2O＝CaSO4·2H2O

从以上反应历程不难发现，高pH的浆液环境有利于SO2的吸收，而低pH则有助于Ca2＋的析出，二者互相对立。因此选择一合适的pH值对烟气脱硫反应至关重要。典型试验表明，高pH浆液中有较多的CaCO3存在，对脱硫有益，但pH＞5.8后脱硫率反而降低，原因是H+

浓度的降低，Ca2＋析出越来越困难；pH=5.9时，浆液中CaCO3达到2.98%，而CaSO4·2H20低于90%。此时SO2与脱硫剂的反应不彻底，既浪费了石灰石，又降低了石膏品质。低pH 值能促进石灰石溶解，但不利于脱硫，也易造成设备酸性腐蚀。该电厂脱硫装置改造后系统运行参数pH值一般控制在5.5~6.1，属合理的控制范围，但实测浆液中HSO3－含量却较高。

1.5浆液品质影响

浆液品质一般指浆液成分和杂质的含量。杂质一般指浆液中粉尘、树脂脱落物、SiO2以及石灰石中含的杂质等。浆液中如果粉尘含量较多，将严重影响浆液品质。飞灰对浆液有二方面的影响：

（1）飞灰在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触机会，降低了石灰石浆液中Ca2＋的溶解速率，同时飞灰中不断溶出的一些重金属会抑制Ca2＋

与HSO3－的反应。烟气中粉尘含量持续超过设计允许量，将使脱硫率大为下降，管道内部逐渐沉淀堵塞。

（2）飞灰呈碱性，当其进入浆液后，浆液pH值将升高。由于运行中pH值控制不再通过Ca/S计算，而是只用pH值反馈控制，相应减少了石灰石浆液量，但粉尘不会被消耗掉，因此造成虚假pH值升高，脱硫效率反而下降。其它杂物对脱硫效率的影响主要体现在堵塞喷嘴和母管管道末端、喷嘴母管末端。一旦以上部位堵塞，必将造成浆液流量减少，液柱高度降低，扩散半径减小，形成“烟气走廊”的机率大为增加，因而降低脱硫效率。从该脱硫装置每次停机检修的情况检查，均发现母管末端和最后二排喷嘴堵塞严重的现象。甚至顺流塔干湿界面下部塔壁上覆盖大量亚硫酸钙结垢物。分析堵塞物

成分，均是石灰石颗粒、SiO2、、树脂鳞片、亚硫酸钙结垢物等。顺流塔塔壁结垢，主要是干湿界面冲洗水喷嘴堵塞或者水压小或者浆液液柱超

过设计高度得不到有效冲洗而结垢。

1.6吸收塔喷淋液柱高度、浆液喷嘴水平度及间距影响

在吸收塔液位及密度和pH值和浆液品质正常的情况下，影响脱硫效率的额外因素是浆液喷射高度及喷射形状。喷射高度决定于浆液喷嘴形状、喷嘴水平度、浆液中含有的气体量、浆液量大小及间距。

喷嘴形状不同，浆液喷射高度和喷射形状有差别。该电厂改造脱硫装置采用的喷嘴为国产形状与进口原装喷嘴形状一致，因此新装喷嘴与原装喷嘴液柱高度及扩散半径基本一致。

喷嘴安装垂直度偏差较大，喷射出来的浆液方向越来越偏离垂直方向，浆液的运行轨迹呈抛物线状，降低了应有的高度。液柱倾斜，易造成浆液分布不均，形成“烟气走廊”。在浆液母管压力较低时，浆液分离作用不明显，母管压力越高，喷射高度越高时，液柱在上升过程