脱硫吸收塔、结垢分析

1号机脱硫吸收塔堵塞、结垢分析报告

一、结垢机理

石膏浓度超过了浆液的吸收极限，石膏就会以晶体的形式开始沉积，当相对饱和浓度达到一定值时，石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长，当饱和度达到更高值时，就会形成晶核，同时，晶体也会在其它各种物体表面上生长，导致吸收塔内壁结垢。

吸收液pH值的剧烈变化，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大量产生并析出，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。

二、长期运行结果影响：

1号机组连续运行大约1年多的时间（期间有停运但没有进入内部进行清理工作），连续长时间的运行，同比2号机组负荷率偏高、烟气量大，以及高负荷时间长等因素是1号机脱硫产生堵塞和结垢的重要原因。总体看来，能坚持一年多的连续运行，是1号机组投产以来运行时间最长的一次，是生产技术部、发电部、设备硫化专业等共同努力的结果。

三、吸收塔差压分析

从PI曲线上分析，1号机JBR差压呈逐渐上升趋势。在停机前，

机组在满负荷时，吸收塔液位设定100mm，吸收塔差压达到3300pa。在相同机组负荷、液位等条件下吸收塔差压比起以往增大300pa左右。其主要原因分析认为：

1、机务方面：东南角的下甲板冲洗水管的断裂，导致该区域不能有效进行对结垢石膏的冲洗，石膏在下甲板顶部和上升管壁面、背侧面大量聚集，重量到达一定程度后受重力影响掉落，掉落在鼓泡管入口造成吸收塔喷射管堵塞。停机后进入检查时发现东南角的鼓泡管堵塞比较严重，而且数量较多集中在该区域。鼓泡管入口堵塞后，分析烟气流速的变化情况如下：

当鼓泡管堵塞后，原烟气的流速U1会同比降低，出口的烟气流速U2会同比增加。低烟气流速U1在吸收塔的入口处，受大口径上升管的阻挡后，加速结垢的过程，结垢的垢块得不到及时冲洗后掉落而堵塞鼓泡管。鼓泡管堵塞后，恶性循环的频率加快，当负荷率偏低，烟气流速变缓后，结垢堵塞的速度明显加快，差压上升较快的原因在此。

2、化学分析：

4月6日的化学分析报告

从4月份的化学分析报告中对比，可以看出1号机组的PH值是最高的，达到5.32，说明吸收塔内部浆液饱和结垢的可能性增大。在单台烟冷泵运行时，浆液的流量和流速偏低，垢块随着烟气冷泵的循环轨迹，逐渐沉积在烟冷泵出口母管下层支管处，造成支管和喷嘴逐渐堵塞。

3、运行调整方面：

在3月份时，由于1号机石膏排出泵返回至JBR手动门内漏缺陷未能及时处理，1号机石膏排出量一度达7t/h左右（正常约为

20~30t/h左右），此缺陷共处理了约3天左右，缺陷处理过程中JBR 的石膏密度一直处于上升趋势，当时1号机JBR内石膏密度最高达24%。石膏结晶速度依赖于石膏的过饱和度，正常运行的脱硫系统石膏饱和度应控制在110～130％。由于JBR内石膏浆液无法正常排放，过饱和的石膏在吸收塔内形成沉积。同时，密度过高的石膏使下降管出口烟气流速的降低，由此产生的下降管堵塞的可能性是较大的。今后的工作中必须严格控制对石膏排出泵和废水排出泵的检修时间。四、 PH值的影响：

绿色：1号机PH值

由曲线可以看到，4月1日至1号机停机期间，1号机JBRpH值基本维持在5以上运行，仅在4月23日至4月25日1号JBR做添加

剂提高脱硫效率实验时降低至4左右。由于1号机在4月前中期脱硫效率略低于95%，为使脱硫效率达标，只能提高JBR的PH值及液位，同时，考虑到系统的安全性，JBR液位一般不超过130mm，而较高的PH值有利于SO2的吸收，所以一般把PH值的调整作为提高脱硫效率的主要手段。但是较高的PH值对石灰石的溶解不利，容易造成石灰石利用率下降，在吸收塔内形成沉积；随着PH值的升高，吸收塔内的亚硫酸盐CaSO3的溶解度明显下降，通过SO2的吸收，浆液的PH 值降低，浆液中CaSO3的量增加，并在石灰石颗粒表面形成一层液膜；随着CaCO3的溶解，浆液的PH值上升，溶解度的变化使液膜中的CaSO3析出并沉积在石灰石粒子表面，形成一层外壳，使粒子表面钝化。钝化的外壳阻碍了CaCO3 的继续溶解，抑制了吸收反应的进行。此反应的周期进行使吸收塔内石灰石的溶解进一步恶化，造成脱硫效率下降，加剧了系统的结垢和堵塞现象。

五、对GGH及除雾器差压的影响：

蓝色：GGH差压绿色：除雾器差压

FGD系统的压损增加主要反应在系统的JBR差压、GGH差压及除雾器差压的增大。虽然较高的液位有利于减轻GGH的堵塞，但是较高的石膏浆液密度及较高的PH值均加重了GGH的堵塞。从历史曲线可以看出，GGH差压上升的趋势较为明显，除雾器差压略有升高。GGH 净烟气侧期间约升高100pa左右，较高的GGH差压下，在保证系统的脱硫效率时，为保证系统的安全性，吸收塔的液位无法设置过高，因此只能通过提高PH值以提高脱硫效率。由此形成的恶性循环加重了吸收塔的结垢及GGH的结垢。此次D修期间通过对GGH换热元件进行更换已基本消除了GGH差压高对系统运行的隐患。

六、添加剂试验的过程和影响

添加剂的试验目的：促进石灰石的溶解和SO2的吸收，增加溶液的反应活性，总反应速度得到提高。添加剂具有分散作用，可以增强石灰石的表面活性，增加石灰石的分散性，降低其沉降速度，增大有效传质面积，减少设备的结垢。添加剂的主要成分：复合硫质催化剂、CP活性剂、含羧基类盐。复合硫质催化剂的作用：缓冲作用，促进SO2吸收和CaCO3溶解。CP活性剂：增加浆液反应活性，提高总反应速率。含羧基类盐：促进SO2的溶解。

4月23日8：00向1号JBR注入30袋添加剂大约1.2吨。当时1号机组降低效率难以降到90%以下。无法满足试验的需求（负荷500MW 以上、PH值4.9—5.0之间，脱硫效率85－90％，入口硫1300mg/Nm3）

23号加药后至25号期间负荷在300MW以上效率最高上至97.8%，PH 值在23号加药有降低现象，后调整至5.0—5.2，24号上午调至5.3，下午调回；于24号上午补充添加剂至地坑15袋。

添加剂试验结论

1、脱硫添加剂有提效作用，但由于机组目前运行状况较好，燃煤含硫量较低，添加前效率运行在94%左右，致使添加剂提效作用效果缩水(添加剂的最好使用效果是含硫量超设计值30%以内)。

2、在做试验前，应储存适量的超设计值含硫量的燃煤，如在0.8%—1.2%之间，确实使系统的脱硫效率降下来，再使用添加剂，效果会更好。

添加剂的影响：

1、由于知识产权的保护，试验单位不提供添加剂产品的成分，该产品对吸收塔内部浆液品质和结垢的影响还无从得知，还需要下一次打开吸收塔人孔做进一步分析？

2、5月4日1号机脱硫系统启动，5月5日开始，脱硫效率不达标，不能满足95％以上的环保要求。利用2号机组浆液对1号吸收塔浆液进行置换后， 1号机组脱硫效率恢复，满足环保要求。

七、修前修后的对比分析结论

1、此次D修后，修前修后进行对比发现，吸收塔差压仍然较高，说明吸收塔内部鼓泡管堵塞情况严重。鼓泡管的堵塞是造成脱硫效率下降的根本原因。