脱硫系统运行中常见问题及处理
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脱硫系统运行中常见问题及处理
吸收塔溢流问题:
1吸收塔溢流现象
调试及运行中吸收塔会发生浆液溢流现象,而且此现象很普遍。溢流现象不是连续的,而且有一定的规律性,表面现象来看,很不好解释。例如我公司#5吸收塔溢流管线标高为11150mm,溢流排水管线位置13110mm,上面呼吸孔标高为14000mm。
系统停运时液位正常,运行中液位显示10000mm时溢流口开始间歇性溢流,并从呼吸孔排出泡沫。对液位计、溢流口几何高度进行校验,没有发现问题。当液位降低到8.5米左右,烟气会从塔体溢流口冒出,造成浆液从呼吸孔喷出。
2原因分析
DCS显示的液位是根据差压变送器测得的差压与吸收塔内浆液密度计算得来的值,而不是吸收塔内真实液位。由于循环泵、氧化风机的运行,而且水中杂质(有机物,盐类等)、氧量较大,而引起浆液中含有大量气泡、或泡沫,从而造成吸收塔内浆液的不均匀性,由于浆液密度表计取样来自吸收塔底部,底部浆液密度大于氧化区上部浆液密度,造成仪表显示偏低。
我公司脱硫用水采自机组循环水排污水,水质较差,有机物较高可达30~40,CL-含量超过1100mg/l。此时吸收塔内液位超过了表计显示液位,此时塔内液位已经达到了溢流口的高度,再加上脉冲扰动、氧化空气鼓入、浆液的喷淋等因素的综合影响而引起的液位波动,并且浆液液面随时发生变化,导致吸收塔间歇性溢流。
3处理方案
3.1确定合理液位
调试期间确定合理的运行液位,根据现场运行条件,人为降低运行控制液位计显示液位,使塔内实际液位仅高于塔体溢流口高度,防止烟气泄露。修正吸收塔浆液密度来提高液位计显示液位,控制液位在塔体溢流口至溢流排水口标高之间。
3.2加入消泡剂
尽管确定液位仅高于塔体溢流口高度,也难免吸收塔浆液泡沫从呼吸孔冒出。根据实际运行情况来看,吸收塔内泡沫会高于实际液位表面2—5米。防止吸收塔溢流及喷沫现象的有效手段是加入消泡剂。加入消泡剂的量按系统废水量计算:(废水处理量设计值)×24h×
10g/m3=Xkg/h,如实际运行约3m3/h废水量,每天约加入0.72kg/d就可起到消泡作用。同时按照运行情况连续排出废水,控制浆液中的盐分,避免大量泡沫的形成。
3.3核算氧化空气用量
核算氧化空气用量,避免浆液中有太多过剩空气,富余的空气都以气泡的形式从氧化区底部溢至浆液的表面,从而造成浆液动态液位的虚假,也导致吸收塔浆液泡沫的增加。
3.4吸收塔补水控制
正常运行情况下吸收塔补水手段主要是通过除雾器冲洗,再有是搅拌器和浆液泵、循环泵等的机封冷却水及一些浆液管路的冲洗水。运行要确保除雾器冲洗水量按照规程进行,防止除雾器结垢,尽量降低机封冷却水量满足泵和搅拌器运行需要,严格控制浆液管线的冲洗水量,冲洗出水澄清就要停运,防止过多水量进入吸收塔。除雾器的冲洗水也是消除泡沫的有效手段,水喷淋可减少泡沫积累,所以除雾器冲洗要在保证液位前提下多次少量。或者在呼吸孔加装喷水打散泡沫,防止泡沫溢出。
3.5废水量控制
吸收塔内要及时排出废水,降低浆液中的盐分,减少浆液泡沫。
结垢问题:
1结垢问题也是脱硫系统的常见问题
结垢后常常造成设备通流面积减小、堵塞,甚至发生沉积量过大造成设备坍塌等重大事故。常发生结垢堵塞的部位:除雾器、吸收塔烟气入口段水平烟道、旋流器、浆液管道、浆液箱及地坑、吸收塔、泵入口管线等。而且GGH堵塞也是脱硫运行中常常发生的问题。
由于石灰石浆液、石膏浆液密度较大,容易发生沉积,会造成浆液管线,及箱罐中浆液的沉积,造成堵塞。我厂石灰石浆液再循环箱、事故浆液箱、石膏管线、石灰石旋流器、废水处理管线均发生过堵塞现象,某电厂除雾器发生结垢造成了除雾器坍塌。GGH堵塞常常发生积灰堵塞,尤其是电除尘器不能正常运行的机组,当吸收塔液位过高时,浆液或者泡沫倒灌入GGH造成堵塞现象也时有发生。GGH也经常会发生堵塞现象造成GGH差压增大,系统阻力增加。另外,石灰石湿式磨进料口堵塞问题在运行中也经常会发生。
2原因分析
2.1、FGD系统中的结垢,发生在吸收塔入口干湿交界处及进口水平烟道十分明显。高温烟气中的灰分在遇到喷淋液的阻力后,与喷淋的石膏浆液一起堆积在入口,越积越多,造成水平烟道膨胀节排水的堵塞,从而使烟道膨胀节漏水现象发生。其主要成分是灰分和CaSO4。
FGD系统中的石膏垢是由于石膏浆液中的CaSO4过饱和度α大于或等于1.4时,溶液中的CaSO4就会在吸收塔内各组件表面析出结晶形成石膏垢。
石膏过饱和度
上式中[Ca2+][SO42-]分别为溶液中Ca2+、SO42-离子的浓度(mol/L);Ksp为CaSO4•2H2O 的浓度积(mol2/L2)。过饱和度α越大,结垢形成的速度就越快,仅当α<1.4时才能不结垢。要使α<1.4,需适当地设计吸收塔内石膏浆液浓度、液气比和提高氧化率。一般情况下,认为液气比越小,α越高,使α<1.4的最低液气比为11。石膏浆液浓度与α的关系亦是如此,浓度越低,α越大。所以控制吸收塔内浆液浓度是十分关键的。
吸收塔壁面及循环泵入口、石膏泵入口滤网的两侧常会积石膏垢,吸收塔壁面在浆液层下会均匀地结了一层松散的垢层,可以很容易的剥落下来。另外,在上层除雾器的叶片上,由于冲洗不能完全彻底,都有明显的浆液黏积现象,主要是吸收塔液位泡沫和冲洗不当造成的。在吸收塔底沉积现象较严重,在循环泵入口,石膏沉积也较严重。浆液管道设计时已考虑自身循环和放尽坡度,停运后的放尽和冲洗是运行要高度重视的问题,例如石膏排出泵、石灰石浆液循环泵等一运一备设备,尤其要高度重视停备设备入口管线的冲洗排空。
2.2当浆液中亚硫酸钙浓度偏高时就会与硫酸钙同时结晶析出,形成这两种物质的混合结晶[Ca(SO3)x•(SO4)x•1/2H2O],即CSS垢(CalciumSulfateandSulfite),CSS在吸收塔内各组件表面逐渐长大形成片状的垢层,这种垢在氧化风量不足时会发生。除雾器上往往会形成这种垢。由于烟气携带大量的浆液液滴会在除雾器上析出,如果未及时冲洗,往往会造成除雾器结垢。
2.3吸收液浆液低pH值时,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产生并析出,产生硬垢。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。
2.4石灰石浆液容易沉积,沉积的垢不同于石膏垢,主要成分是碳酸钙垢。主要是石灰石的细小颗粒沉积。尤其是石灰石浆液再循环箱,石灰石颗粒不均匀,大小差别很大,大的颗粒容易在底部沉积。
2.5、GGH结垢的一个原因是原烟气灰含量大,因为如果FGD入口烟气中灰浓度过大,会造成GGH结垢堵塞。对于电除尘器不能正常运行的机组,常常会发生。对于电除尘器正常运行情况下,发生此类结垢很少。另一个原因是来自除雾器的问题。
除雾器带水,使得GGH传热元件表面变湿容易粘灰。烟气中携带的大量液滴夹杂着石膏颗粒很容易在换热元件上淤积并结垢,吹灰器很难予以清除。除雾器带水的原因:设计和选型不当,除雾器平面上烟气分布不均匀,过高和过低的烟气流速都会使浆液从除雾器带出,除雾器带水的另外一个原因就是冲洗不及时。
如果运行中除雾器运行不正常会造成除雾器结垢,局部除雾器区域流速过大,浆液会被带出到GGH,造成GGH堵塞。GGH堵塞后往往反映到增压风机震动增加。“液气比”过大会造成烟气带水增加1,增加GGH工作负担。