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亿发国际登陆 -技术汇总丨脱硫常见问题及解决方案汇总
2017-7-27
来源:化工707
点击数: 5027          作者:未知
  • 一、脱硫效率

    1.脱硫效率低的原因分析:

    (1)设计因素

    设计是基础,包括L/G、烟气流速、浆液停留时间、氧化空气量、喷淋层设计等。应该说,目前国内脱硫设计已经非常成熟,而且都是程序化,各家脱硫公司设计大同小异。

    (2)烟气因素

    其次考虑烟气方面,包括烟气量、入口SO2浓度、入口烟尘含量、烟气含氧量、烟气中的其他成分等。是否超出设计值。

    (3)脱硫吸收剂

    石灰石的纯度、活性等,石灰石中的其他成分,包括SiO2、镁、铝、铁等。特别是白云石等惰性物质。

    (4)运行控制因素

    运行中吸收塔浆液的控制,起到关键因素。包括吸收塔PH值控制、吸收塔浆液浓度、吸收塔浆液过饱和度、循环浆液量、Ca/S、氧化风量、废水排放量、杂质等。

    (5)水

    水的因素相对较小,主要是水的来源以及成分。

    (7)其他因素

    包括旁路状态、GGH泄露等。

    2.改进措施及运行控制要点

    从上面的分析看出,影响FGD系统脱硫率的因素很多,这些因素叉相互关联,以下提出了改进FGD系统脱硫效率的一些原则措施,供参考。

    (1)FGD系统的设计是关键。

    根据具体工程来选定合适的设计和运行参数是每个FGD系统供应商在工程系统设计初期所必须面对的重要课题。特别是设计煤种的问题。太高造价大,低了风险大。

    特别是目前国内煤炭品质不一,供需矛盾突出,造成很多电厂燃烧煤种严重超出设计值,脱硫系统无法长期稳定运行,同时对脱硫系统造成严重的危害。

    (2)控制好锅炉的燃烧和电除尘器的运行,使进入FGD系统的烟气参数在设计范围内。必须从脱硫的源头着手,方能解决问题。

    (3)选择高品位、活性好的石灰石作为吸收剂。

    (4)保证FGD工艺水水质。

    (5)合理使用添加剂。

    (6)根据具体情况,调整好FGD各系统的运行控制参数。特别是PH值、浆液浓度、CL/Mg离子等。

    (7)做好FGD系统的运行维护、检修、管理等工作。

    二、除雾器结垢堵塞

    1.除雾器结垢堵塞的原因分析

    经过脱硫后的净烟气中含有大量的固体物质,在经过除雾器时多数以浆液的形式被捕捉下来,粘结在除雾器表面上,如果得不到及时的冲洗,会迅速沉积下来,逐渐失去水分而成为石膏垢。由于除雾器材料多数为PP,强度一般较小,在粘结的石膏垢达到其承受极限的时候,就会造成除雾器坍塌事故。

    沉积在除雾器表面的浆液中所含的物质是引起结垢的原因。如果这些污垢不能得到及时的冲洗,就会在除雾器叶片上沉积,进而造成除雾器堵塞。

    结垢主要分为两种类型:

    (1)湿-干垢:

    多数除雾器结垢都是这种类型。因烟气携带浆液的雾滴被除雾器折板捕捉后,在环境温度,粘性力和重力的作用下,固体物质与水分逐渐分离,堆积形成结垢。这类垢较为松软,通过简单的机械清理以及水冲洗方式即可得到清除。

    (2)结晶垢:

    少数情况下,由于雾滴中含有少量亚硫酸钙和未反应完全的石灰石,会继续进行与塔内类似的各种化学反应,反应物也会粘结在除雾器表面造成结垢,这些垢较为坚硬,形成后不易冲洗。

    2.防止除雾器堵塞的措施

    由于除雾器的功能就是捕捉烟气携带的雾滴,因此形成湿-干类型的垢属于正常现象,脱硫系统都设计有冲洗装置将沉积的石膏垢定期及时冲洗掉,防止其堆积。

    正常运行期间,应按照设备厂家要求的冲洗水流量和冲洗频率进行冲洗,可防止结垢物堆积,同时防止发生堵塞和坍塌事故。

    应重点进行以下工作:

    (1)定期进行冲洗,通常2小时一次,低负荷可适当延长确保冲洗压力,要求冲洗时喷嘴处压力0.25-0.3MPa;

    (2)定期检查冲洗阀门,防止阀门内漏,确保除雾器压力测量准确,建议采用环形取压,同时带吹扫。只有准确的压力测量,才能正确的进行监控;

    (3)严格控制吸收塔浆液浓度(小于20wt%);

    (4)避免长期高PH运行,另外PH波动不能太剧烈。

    三、石膏品质

    1.影响石膏品质的因素

    石膏品质差主要表现在以下几方面:石膏含水率高(大于10%);石膏纯度低;石膏中CaCO3\CaSO3超标;石膏中的CL-、可溶性盐(如镁盐等)含量高等。水泥厂对石膏水分、纯度、CL要求较高,CL高则影响水泥的粘性。

    在石膏的生成过程中,如果工艺条件控制不好,往往会生成层状或针状晶体,尤其是针状晶体,形成的石膏颗粒小,粘性大,难以脱水,如CaSO3˙1/2H2O晶体。

    而理想的石膏晶体(CaSO4˙2H2O)应是短柱状,比前者颗粒大,易于脱水。所以,控制好吸收塔内化学反应条件和结晶条件,使之生成粗颗粒和短柱状的石膏晶体,同时调整好系统设备的运行状态是石膏正常脱水的保证。

    (1)吸收塔内浆液成分因素

    石膏来源自吸收塔内浆液,其品质的好坏,根本上由吸收塔内反应环境及反应物质决定。常见影响石膏含水率的因素:

    浆液中杂质成分过高:飞灰、CaSO3、CaCO3、Cl-、Mg2+、含量高,前三者本身颗粒较小不易脱水;而过多的Mg2+则影响石膏结晶的形状,因增加了浆液的粘度而抑制颗粒物的沉淀过程;

    Cl-过高也会影响石膏的结晶。通常吸收塔内要求Mg2+<5000ppm,Cl-<10000ppm,否则脱水就有影响。

    石膏在塔内停留时间短,结晶时间不足,其颗粒小;

    浆液过稀,石膏过饱和度不足,浆液浓度低于10wt%。

    (2)设备因素

    旋流器分离效果差,造成脱水机上浆液浓度过低;

    真空度过低:一般在0.04~0.06MPa之间最为合适,过高会造成真空泵过载;过低的原因可能是真空系统泄漏、滤饼厚度不足(20~40mm之间)、滤布破损等;

    小颗粒堵塞滤布或者滤布冲洗不足;

    真空泵入口堵塞、真空槽与皮带孔相对位置偏移,皮带上的真空度下降。

    2.石膏品质差解决措施

    (1)设计核算

    应首先对设计进行核算,检查吸收塔容积、石膏结晶时间(15h以上)、氧化空气量进行检查,是否满足要求。

    (2)分析吸收塔浆液成分

    对吸收塔浆液进行取样分析,检查浆液内各成分,包括固相和液相。

    (3)检查石膏旋流站

    检查旋流站压力是否合适,旋流子是否磨损。同时对顶流和底流取样分析,确定旋流子分配比。

    (4)检查皮带机设备

    包括石膏底流是否分布均匀,石膏滤饼厚度是否合适不至于太薄或太厚,滤布是否堵塞或损坏,真空度是否偏低或偏高,管道有否泄漏,滤布/滤饼冲洗水是否正常等。

    (5)检查石灰石品质

    石灰石中CaCO3含量低、白云石及各种惰性物质如砂、黏土等含量高将引起石膏品质低下;石灰石浆液粒径过大不仅影响脱硫效率,且使石灰石的利用率偏低,石膏纯度低。

    3.运行建议

    (1)提高锅炉燃烧效率,保证电除尘效率,尽可能控制烟气中的粉尘浓度在设计范围内。

    (2)保证吸收剂石灰石的质量。石灰石的杂质如惰性成分除对脱硫率有不利影响外,还对石膏的质量有不利的影响,因此应尽可能提高石灰石的纯度及提供合理的细度。

    (3)保证工艺水的质量,控制水中的悬浮物、CL-、F-、Ca2+等的含量在设计范围内。

    (4)选择合理的吸收塔浆液PH值,避免PH值大波动,保证塔内浆液CaCO3含量在设计范围内。

    (5)选择合理的吸收塔浆液密度运行值,浆液含固率不能过小或过大。

    (6)保证吸收塔浆液的充分氧化,定期化验,使塔内浆液的成分在设计范围内。

    (7)对石膏浆液旋流器应定期进行清洗维护,定期检验底流密度,发现偏离正常值时及时查明原因并作相应处理。

    (8)对石膏皮带脱水机、真空泵等设备应定期进行清洗维护,保证设备的效率,滤布和真空系统是重点检查维护对象。加强对石膏滤饼的冲洗。

    (9)定期维护校验FGD系统内的重要仪表如PH计、密度计等,使之能真实反映系统的运行状况。

    (10)适当地加大系统的废水排放量。

    (11)控制好燃煤的含硫量,使之在设计范围内。

    四、浆液泵的腐蚀与磨损

    1.浆液泵的腐蚀与磨损机理

    由脱硫工艺的特点决定了,所有中间介质均为腐蚀性液体,同时液体中均携带有颗粒物。接触这些浆液的设备,如泵、管道的磨损和腐蚀是免不了的。特别是对于泵,常伴有汽蚀现象发生,加剧了泵的磨损。

    磨损是指含有硬颗粒的流体相对于固体运动,固体表面被冲蚀破坏。磨损可分为冲刷磨损和撞击磨损,设备的磨损是冲刷磨损和撞击磨损综合作用的结果。

    (1)泵汽蚀的危害

    汽蚀主要是由于泵和系统设计不当、入口堵塞造成流量过低而造成的,包括泵的进口管道设计不合理,出现涡流和浆液发生扰动;进人泵内的气泡过多以及浆液中的含气量较大也会加剧汽蚀。

    产生噪声和振动、缩短泵的使用寿命、影响泵的运转性能

    2.影响泵磨损的因素

    磨损速度主要取决于材质和泵的转速、输送介质的密度。泵与系统的合理设计、选用耐磨材料、减少进人泵内的空气量、调整好吸人侧护板与叶轮之间的间隙是减少汽蚀、磨损,提高寿命的关键措施。针对石膏系统的生产流程,改变设备的运行工况,即降低浆液泵输送介质的密度,可大大地延长设备的寿命。

    3.降低磨损的对策

    基于脱硫浆液的特性,泵磨损是必然,运行中应重点较少泵的磨损,延长泵的使用寿命。

    严格控制浆液流速在设计值范围内;

    保证入口烟尘浓度低于设计值;

    保证石灰石细粉品质,粒度、纯度符合设计要求;

    采用耐磨材料或耐磨涂层;

    控制浆液密度在设计值范围内。

    4.降低腐蚀的对策

    严格控制浆液PH,禁止长期低PH值运行;

    定期对PH计进行标定,保证PH计显示准确,避免PH大起大落;

    多排废水,降低浆液中的CL离子小于20000ppm。

    五、机械密封损坏

    1.机械密封结构原理

    机械密封,亦称端面密封,是一种限制工作流体沿转轴泄露的、无填料的端面密封装置,主要由静环、动环、弹性(或磁性)元件、传动元件和辅助密封圈等组成。

    机械密封有至少一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下,加之辅助密封的配合,与另一端面保持贴合并相对滑动,从而防止流体泄漏。

    由于两个端面紧密贴合,使密封端面之间的分界形成一微小间隙,当一定压力的介质通过此间隙时,会形成极薄的液膜并产生阻力,阻止介质泄漏:液膜又可以使端面得以润滑,由此获得长期的密封效果。机械密封由于其泄露量小,密封可靠,摩擦功耗低,使用周期长,对轴(或轴承)磨损小,能满足多种工况要求等特点被广泛应用于泵等旋转设备中。

    2.机械密封的重要性

    目前脱硫系统上95%的离心泵(水泵、浆液泵)都配备机械密封,机械密封良好的使用性能为脱硫装置的长周期、安全、平稳运行打下了物质基础。但在脱硫系统实际运行维护中,由于机械密封引起的离心泵故障占脱硫设备总故障的60%以上,机械密封运行状况的好坏直接影响着脱硫装置的正常运行,必须予以重视并采取有效措施。

    特别是吸收塔浆液循环泵,一旦机械密封泄露,直接影响脱硫效率,严重时会导致环保不达标,造成环保罚款。另外,由于循环泵机封非常昂贵,频繁损坏直接影响效益。

    目前吸收塔搅拌器也采用机封形式,如果出现机封损坏,有些还需要停运排空更换,给电厂造成很大麻烦。

    3.机械密封泄露原因分析

    离心泵在运转中突然泄漏,少数是因正常磨损或己达到使用寿命,而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。主要原因有:

    (1)抽空、气蚀或较长时间憋压,导致密封破坏;

    (2)泵实际输出流量偏小,大量介质泵内循环,热量积聚,引起介质气化,导致密封失效;

    (3)停运未排空或入口门泄露,导致泵体内存有浆液,当泵长时间停运,浆液沉积严重,重新启动由于摩擦副因粘连而扯坏密封面;

    (4)介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多;

    (5)环境温度急剧变化;

    (6)工况频繁变化或调整,特别是管路配置调节门系统;

    (7)密封水断流造成机封损坏

    密封水也分为两种情况,一种是密封水外流,起冷却密封端面作用;另外一种是密封水内流入泵体内,密封水比泵体内浆液压力高0.1-0.2MPa,通过水来清洗密封端面。

    在运行过程中,密封水应始终投入,一旦出现断流,密封端面将会有浆液颗粒积聚,造成摩擦,机封很快就会被烧毁。特别对于密封水内流的机械密封,对于密封水的压力还有要求,通常密封水均来自工艺水泵,应防止工艺水需求量大时压力下降,造成密封水压力低于泵体内压力。必要时,应配置单独的密封水泵。

    (8)衬胶原因

    设计管道时,未考虑衬胶厚度,造成通流量不足,特别是小浆液泵比较多。

    (9)管道堵塞

    脱硫系统经常会出现管道堵塞,或者是浆液淤积,或者是管道内杂物堵塞,或者是防腐衬胶脱落等,或者是管道上的滤网堵塞等,一旦管道堵塞,造成浆液泵憋泵运行,泵体内浆液气化,温度升高,就会造成机械密封损坏。

    (10)管道设计不匹配

    为了减小泵入口阻力降,增加汽蚀余量,在脱硫浆液泵的入口处设计偏心大小头。很多项目上都存在,泵的入口管道设计不太合理,入口管道过细,导致泵的吸入量不足,很容易发生气蚀,造成机封泄露。

    4.解决措施

    (1)运行中,加强对密封水的巡检,特别是循环泵,防止断流

    (2)保证密封水压力和流量

    (3)无水机封改为有水机封

    (4)定期检查泵振动,一旦出现振动过大,及时停运进行反冲洗,必要时检查入口管道或滤网。

    六、吸收塔浆液起泡

    1.浆液起泡的危害

    吸收塔浆液起泡后,经常会导致吸收塔溢流。由于吸收塔液位均采用差压变送器测量,一旦出现泡沫,就会导致吸收塔液位成为“虚假液位”,再加上搅拌器搅拌、氧化空气鼓入、浆液喷淋等因素综合影响,引起液位波动,造成吸收塔液位间歇性溢流。很容易造成严重后果。

    (1)对烟道的危害

    一旦吸收塔起泡溢流,浆液进入未作防腐的原烟道,造成原烟道腐蚀。

    (2)对增压风机的影响

    一旦吸收塔起泡严重,溢流浆液顺着原烟道流到增压风机出口,浆液猛烈冲击正在运行的风机叶片,极易造成叶片断裂。特别是对于无GGH系统。

    (3)对氧化影响

    当吸收塔起泡溢流,为了减少溢流,只有大幅降低液位,直接导致氧化效果下降,亚硫酸钙增加,形成恶性循环。

    (4)对脱硫效率的影响

    当吸收塔起泡后,泡沫富集在液面上,影响SO2的反应吸收

    2.吸收塔起泡原因分析

    泡沫是由于表面作用而生成,它的产生式由于气体分散于液体中形成气-液的分散体,在泡沫形成的过程中,气-液界面会急剧的增加。若液体的表面张力越低,则气-液界面的面积越大,泡沫的体积也就越大。

    吸收塔浆液中的气体与浆液连续充分地接触,由于气体是分散相,浆液是分散介质,气体与浆液的密度相差很大,所以在浆液中,泡沫很快上升到浆液表面。

    纯净的液体不能形成稳定的泡沫,吸收塔起泡是由于系统中进入了其他成分。

    (1)锅炉在运行过程中投油、燃烧不充分,未燃尽成份岁锅炉尾部烟气进入吸收塔,造成吸收塔浆液有机物含量增加。(皂化反应)

    (2)锅炉电除尘运行状况不好,烟气中粉尘浓度超标,含有大量惰性物质的杂质进入吸收塔后,致使吸收塔浆液重金属含量增高。重金属离子增多引起浆液表面张力增加,从而使浆液表面起泡

    (3)脱硫用石灰石中含过量MgO,与硫酸根离子反应产生大量泡沫

    (4)脱硫用工艺水水质达不到设计要求(如中水),COD/BOD超标。

    3.起泡对策

    吸收塔浆液起泡溢流后,首先要消除已产生的泡沫,然后通过调整运行方式,缓解起泡溢流现行,最后分析起泡原因,严格控制进入吸收塔内各种可能引起起泡的物质。

    (1)从吸收塔地坑定期加入脱硫专用消泡剂。最初可先取部分浆液进行试验,有效果好再向吸收塔内加入。

    (2)必要时,停运一台循环泵,减小吸收塔内部浆液的扰动,降低浆液起泡性。

    (3)加大石膏脱水量,进行浆液置换。

    (4)脱水的同时,加大废水排放量,降低浆液中重金属离子、CL离子、有机物、悬浮物及各种杂质的含量。

    (5)严格控制脱硫用工艺水水质,避免用中水。同时严格控制石灰石原料,重点控制石灰石中MgO含量

    (6)制定严格的运行制度,当主机投油或电除尘故障时,短期可恢复时,可暂时打开旁路,降低风机开度;如时间长,应停运脱硫装置。

    (7)加强吸收塔浆液、废水、石灰石浆液、石膏的化学分析工作,有效监控脱硫系统运行状况,发现浆液品质恶化趋势时,及时采取处理手段。

    (8)当吸收塔起泡溢流,必须定期打开烟道底部疏水阀疏水,防止浆液到达增压风机出口段。

    (9)如采取多种处理手段,同时控制工艺水、石灰石品质后,吸收塔仍然溢流,必须尽快实施吸收塔浆液倒空置换。

    七、设备操作及维护保养

    1.操作规程

    除尘脱硫装置在运行时要对各部件进行检查:

    (1)首先对脱硫进行检查、排污口要关闭、不可无水运行、不得漏风,以防不能闭缝运行。

    (2)锅炉在点火前就要把水池放满水,检查水泵是否正转,检查无误后,在点火前必须开启水泵或打开自来水开关(阀门),保证脱硫塔内正常有水,以防玻璃鳞片被烟气烧破。

    (3)在正常运行期间,脱硫装置要保证一定的水位,确保脱硫效果。

    (4)一般情况下,在锅炉点火的同时,就需开启脱硫泵(供水泵),否则会造成脱水系统阻塞,最终导致防腐烧坏,塔体损坏。

    (5)对脱硫液,保证PH值≥12时才能达到脱硫效果。

    (6)该设备采用循环水,水的清洁度≥90%以上,否则会将脱硫塔体冲刷透孔,最终造成设备瘫痪。

    (7)每班要求循环检查3~4次,看是否流水。如流水,但引风机不能带水,如引风机带水要立即降低除尘内水位,直到引风机不带水为止。

    2.停车

    (1)短时间减量或切气,则脱硫不必停车,可依时间长短适当减量,或保持原状,否则吸收再生液量减少后,一旦加量有时难以保证脱硫效果。

    (2)长时间停车,应先与有关人员联系好,分别关脱硫泵、冲洗泵出口阀门,停泵,关入口阀门,从泵导淋排液,切断上述泵电源,并定期盘车,将溶液分别存放在三个槽内,并检查有无泄漏处。冬天要保温,少排导淋,防冻堵。。

    在正常情况下每班要检查两次,对耐腐脱硫泵要保证有水运行,定期加足机油,对除尘脱硫设备每班要检查3~4,特别要确保循环池用水的清洁度,定期更换排查,最长时间不能超过一个星期。

    原标题:脱硫常见问题及解决方案大起底 

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