脱硫系统拆除旁路烟道对系统的影响及解决方法

脱硫系统拆除旁路烟道对系统的影响及解决方法在日益严峻的环保形势下，国家加强了环保执法力度，加大对烟气脱硫设施运行的在线监管和就地检测，脱硫装置能否连续、稳定运行与环保监管之间的矛盾显得更加突出。

现在，环保部把封堵（或拆除）旁路挡板作为监管二氧化硫减排设施的重要手段，对限期未能实施封堵（或拆除）旁路挡板的，规定予以通报批评、扣减减排量等处罚措施，并列入该地区和企业集团减排年度考核。

因此，如何保证我公司在封堵（或拆除）旁路挡板后脱硫装置的连续、安全、稳定运行是亟待解决的重要问题。

1旁路挡板的作用脱硫系统旁路烟道是连接主机与脱硫系统及烟囱的关键通道，旁路挡板也是实现全烟气脱硫、部分烟气脱硫、停运的主要调节手段，旁路挡板的开关状态是判断脱硫系统投运正常与否的关键标志。

旁路烟道及旁路挡板主要有以下作用：通过开启旁路，实现当锅炉投油点火时让含有未燃尽油污和大量粉尘的烟气直接排入烟囱而进入大气；用于隔绝原烟气和脱硫后净烟气，避免原烟气向烟囱的逃逸或净烟气回流；在脱硫装置运行异常、设备故障甚至整机停运时，通过开启旁路挡板使烟气排入烟囱，进而关闭FGD入口烟气挡板，给脱硫装置的检修和维护创造条件，达到不影响主机运行同时保护脱硫系统设备不受损坏。

2旁路烟道设置情况及相关规定旁路系统大多应用在早期发达国家的脱硫系统中，但随着脱硫技术的发展、严格的环保法规和脱硫装置的可利用率而不断提高，到目前，已完全达到不低于主机的可靠率。

在这样的背景下，近年来西欧国家的电厂大多采用了无旁路脱硫系统。

日本大多数脱硫装置设置了旁路烟道和旁路挡板，但对旁路挡板的设置无明确规定，主要是通过严格的环保监测和污染物排放控制来限制旁路烟道的使用，仅在锅炉点火启动及FGD紧急故障时开启，正常运行时不允许开启旁路挡板。

在紧急故障开启旁路挡板后的规定时间内不能排除故障重新投运，则主机必须停机。

下一步，我们国家将借鉴国外的经验和做法，并由国家环保部发文提出了取消旁路的要求，以达到脱硫装置运行有效性的有力监管。

3取消旁路或旁路挡板铅封后脱硫系统可靠性对串联系统可靠性的影响取消旁路挡板后，锅炉烟道烟风系统将与脱硫烟风系统构成串联系统，锅炉运行参数的变化可能影响到脱硫系统的运行，脱硫系统的运行可靠性也同样制约着锅炉的运行安全性，两者互相关联，无论哪个系统出现故障，都将导致这一串联系统的断裂而无法同时连续稳定运行。

因此，取消旁路挡板后脱硫系统的安全运行对机组安全性将带来直接影响。

在旁路挡板未拆除的情况下，脱硫系统出现异常时，锅炉烟气可以从旁路烟道通过烟囱直接排放，不影响主机的运行。

但如果将旁路挡板取消之后，锅炉和脱硫装置将成为串联运行系统，主机的安全稳定运行对处于这一链条上的吸收塔系统、相关烟道的运行可靠性提出了严格的要求，这一链条上的任一环节退出运行，主机的安全运行都将面临巨大的风险。

3.1吸收系统运行可靠性对串联系统稳定性的影响浆液循环泵运行稳定性对脱硫效率影响显著，循环泵叶轮的气蚀、磨损、腐蚀是脱硫装置在运行中较为普遍存在的缺陷，因循环泵叶轮发生气蚀、磨损问题导致脱硫装置效率下降、SO2超标排放甚至脱硫装置被迫停运的情况也多有发生。

尽管循环泵厂家提供的叶轮寿命及性能保证大部分均为5年，可在实际应用中能够达到寿命的非常少，大部分都在两三年内必须更换，严重者使用不到一年就已发生了严重的气蚀、磨损现象。

目前节能降耗得到了各个电厂的高度重视，脱硫系统运行过程中的节能运行模式也得到了有效探索，脱硫系统根据机组的运行负荷有选择性地进行循环泵组合运行，在低负荷工况下或添加脱硫增效剂情况下常常出现保留两台循环泵运行的情况，虽然两台循环泵同时跳闸的可能性和几率非常小，但一旦发生，在无旁路的情况下，必然造成高温烟气直接进入吸收塔，对吸收塔内的构件造成损坏，这种情况在无旁路和旁路挡板铅封的脱硫系统中必须予以考虑。

大多数脱硫工程，都在浆液循环泵入口处设置了滤网。

在运行过程中，这些循环泵入口滤网频繁发生结垢、堵塞现象，一旦形成严重的结垢、堵塞，将会产生以下后果：循环泵出口压力和泵送流量降低，系统液气比降低；喷淋层浆液扩散角偏小、覆盖率不足，雾化效果变差，直接后果是脱硫效率降低；降低循环泵的气蚀余量，严重时造成循环泵叶轮气蚀发生；引起循环泵喘振，造成循环浆液管道、喷淋层管道振动加剧。

3.2浆液喷淋系统运行可靠性的影响为了保证较高的脱硫效率，吸收塔必须达到200%以上的浆液覆盖率，因而部分由高压喷嘴喷出的浆液不可避免地喷到支撑主梁或塔壁上，对支撑主梁或塔壁产生冲刷。

如喷嘴位置设计不当或浆液浓度过大，也可能加剧对主梁或塔壁的冲刷，严重时可导致主梁的损坏和塔壁的穿孔。

支撑主梁对喷淋层起支撑作用，一旦支撑主梁断裂，喷淋层可能垮塌，导致严重事故，多个兄弟电厂已发生类似故障。

一旦发生此类故障，必须在第一时间对主梁进行加固，检修条件是将脱硫系统停运，排空浆池，而这需要一周左右的时间。

如此一来，在旁路挡板取消的情况下，发生上述问题时，机组也必须停运相当长时间。

3.3除雾器运行可靠性的影响通过了解周边电厂湿法脱硫的运行情况，发现除雾器出现的故障率也较高，并且除雾器对其下游结垢和堵塞有着密切的关系。

目前，一些电厂出现的烟囱下“石膏雨”现象也与除雾器有着直接的关系。

湿法脱硫装置在国内广泛实施以来，除雾器本身在运行中的结垢和堵塞问题已经成为常见的运行缺陷，并且由于结垢、堵塞超重、高温烟气进入而发生的除雾器坍塌事故也已有多例，比如唐山热电公司与云冈热电公司今年都曾出现过除雾器坍塌现象。

根据大量的垢样成份分析数据可以看出，垢样中的主要成分是石膏，现场运行实践也进一步证明，烟囱“下石膏雨”这一问题往往发生在未采用GGH的脱硫装置现场。

因此可以推断，除雾器不能有效除去烟气中携带的吸收塔浆液是烟囱“下石膏雨”和GGH结垢的主要原因。

采用GGH的脱硫装置未“下石膏雨”，一是因为烟气温度高，抬升和扩散效果好；二是前面的GGH充当了脱硫装置的第二级高效除雾器，将除雾器无法捕集下来的浆液捕集在通道狭小、高度较高的GGH 换热元件表面，从而消除了“石膏雨”现象，但因此带来了GGH的结垢和堵塞问题。

除高井电厂外，大唐国际的大部分电厂均无GGH，我公司也没有安装。

3.4公用系统运行可靠性对串联系统可靠性的影响对石灰石石膏法脱硫系统而言，这里的公用系统主要指制浆系统、供浆系统、石膏排出和脱水系统、废水处理系统。

如果封堵（或拆除）旁路挡板，主机运行的同时脱硫吸收塔必须投入运行，如果没有石灰石新鲜浆液的投入，在短时间内，吸收塔pH急剧下降，脱硫效率降低，甚至造成吸收塔防腐损坏。

总之，石灰石制浆系统提升到与主系统（原为输煤系统）同等重要的位置。

供浆系统、石膏排出系统和系统的出力及运行可靠性都一样会影响到串联系统的可靠性。

所以取消旁路挡板后，必须考虑公用系统有一定的备用，如采用增设浆液备用泵、设置2条供浆管道等措施，以增加吸收塔供浆的可靠性，这点在《中国大唐集团公司脱硫烟气旁路封堵（或拆除）管理指导意见》中有明确说明，但我公司还未进行该项工作。

4取消旁路或旁路挡板铅封后主机运行稳定性对串联系统可靠性的影响一旦取消或封堵旁路挡板，脱硫系统将与锅炉烟风系统成为一个串联系统，在机组运行时，脱硫系统成为锅炉烟风系统的必经之路，因此，必须充分考虑锅炉燃烧或电除尘器运行变化以及锅炉燃煤条件发生骤变时，对脱硫系统产生的不利影响，及时采取适当的措施予以消除这些不利影响带来的脱硫效率下降、吸收塔起泡溢流和石膏脱水困难等问题；反过来，同样应充分考虑因脱硫系统的不稳定运行对主机稳定运行的影响，从而实现主机系统和脱硫系统互不影响，同步安全稳定运行。

4.1对电除尘器运行及原烟气粉尘浓度的影响国外的锅炉启动运行规定与国内有较大的不同，要求锅炉点火前脱硫系统循环泵必须投入运行，为防止或降低锅炉启停煤油混烧时对吸收塔内浆液的污染，在锅炉启动前电除尘器和干除灰系统必须投入，电除尘器的灰斗加热器、大梁绝缘支柱套管及放电极绝缘室加热提前24h投入。

国内的锅炉运行规程规定，在采用了等离子或微油点火的锅炉冷态启动投油助燃时，电除尘器投入的前提是电除尘器入口烟气的温度必须达到80℃以上，在此之前的投油助燃阶段，为了保护电除尘器阴极线和阳极板的低温腐蚀和沾污，电除尘器禁止投入。

未采用等离子或微油点火的锅炉冷态启动投油助燃时，电除尘器投入的前提是电除尘器入口烟气的温度必须达到110℃以上，在此之前的投油助燃阶段，为了保护电除尘器阴极线和阳极板的低温腐蚀和沾污，电除尘器禁止投入。

近年来，已有不少电厂为了实现无油或微油点火，采用了等离子或微油点火技术，如大唐国际的盘山电厂。

但据了解，部分采用了等离子或小油枪点火技术的电厂，由于设计或设备原因点火效果不理想，造成燃尽率较低，锅炉启动或低负荷投油稳燃过程时，烟气中的未燃尽油污和碳粒较多。

尽管等离子无油点火技术燃油消耗量小甚至不用燃油，但是本技术对煤质的要求较高，挥发份过低的煤种就不能使用等离子无油点火。

虽然微油点火技术不存在这样的问题，但是微油点火技术的燃油消耗量却与煤种有着密切的关系，煤质挥发份含量越低，燃油消耗量就越大。

因此，建议在锅炉冷态启动阶段尽可能燃用挥发份高的煤种作为启动煤种，不但有利于缩短锅炉的启动过程，也有利于节油，否则，点火困难、消耗大量的燃油的同时给脱硫装置将带来难以处理的一系列问题。

4.2锅炉投油助燃对吸收塔衬胶和吸收塔浆液的影响在湿法烟气脱硫装置中，吸收塔通常采用碳钢＋玻璃鳞片衬里或碳钢＋橡胶衬里的结构形式。

众所周知，橡胶通常是不耐油性物质的，锅炉未燃尽的油污会对非极性橡胶产生相互溶解或溶胀作用，使橡胶快速老化、分解和脱落，从而破坏吸收塔橡胶衬里的寿命和使用效果。

因此，在取消旁路或旁路烟道封堵后，锅炉冷态启动投油助燃或低负荷投油稳燃阶段，未燃尽的油性物质进入脱硫装置吸收塔后，将会对吸收塔内的橡胶类物质产生不利影响。

脱硫装置运行过程中，吸收塔塔壁橡胶衬里开裂、脱落的情况非常多见，脱落的橡胶片常常造成循环泵入口滤网和喷淋层支管的堵塞问题。

同样，未燃尽的油性物质和微小碳粒进入脱硫装置浆液系统后，这些物质属于有机物质，具有一定的憎水性，可提高液体的表面张力，使吸收塔内易形成不易破裂的起泡从而引起吸收塔起泡溢流问题，同时这些油污和碳粒进入浆液系统后将污染吸收塔浆液，造成浆液品质恶化，使脱硫效率下降的同时石膏脱水效果和石膏品质都下降。

因此，应严格控制锅炉燃烧时进入烟气中的未完全燃烧的油雾或油滴的浓度，控制吸收塔浆液含油量不超过1000mg/L。

已有较多电厂发现在锅炉冷态启动或低负荷投油稳燃阶段过后，吸收塔经常发生起泡、溢流、脱硫效率下降、石膏脱水困难、石膏表面存在黑色油污的情况，溢流管流出的泡沫中含有大量黑色油污。