(青岛华丰伟业电力科技工程有限公司 山东青岛 266100)
摘要:某厂350MW燃煤机组采用的是半干法脱硫除尘一体化工艺,从机组投运以来,脱硫系统存在脱硫塔床压波动大、除尘器压力大、运行可靠性差、无法投自动等问题,导致脱硫系统无法长期可靠运行。通过对脱硫系统进行消缺、改进以及对脱硫运行参数的优化和调整,使脱硫塔床压运行稳定,除尘器压差运行在设计范围内,返料、工艺水、给料、烟气再循环等系统实现了自动投入运行,降低运行人员监盘及调整工作强度,保证脱硫系统能够长期可靠运行。
关键词:半干法脱硫;床压波动;消缺改进;优化和调整
1.引言
某国外1×350MW燃煤电站项目,由中国企业山东电建三公司EPC总承包。投入商业运行后由青岛华丰伟业电力科技工程有限公司全面负责机组的运维工作。电站设计阶段充分考虑了当地干旱少雨,水资源缺乏的特点,采用炉后脱硫除尘一体化工艺进行烟气达标处理排放,脱硫采用循环流化床半干法脱硫(CFB-FGD)工艺。
该机组脱硫系统采用的是CFB-FGD脱硫工艺,由烟气系统、灰循环系统、布袋除尘器系统、生灰石储存系统、消化系统、吸收剂给料系统、工艺水系统、反应器系统、压缩空气系统等组成。按合同要求,脱硫后除尘器出口烟气温度大于露点温度 20℃以上,保证Ca/S 比工况下,SOx 排放浓度要求<850mg/Nm3。
2.处理前存在问题
脱硫塔原设计主要性能参数如下表:
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自机组投运以来,虽然脱硫系统进行了调试,但调试期间及投运后存在脱硫塔床压波动大、除尘器压力大、运行可靠性差、无法投自动等问题,导致脱硫系统多次塌床,脱硫系统被迫退出运行。
特别是2018年4月29日脱硫系统运行中发生吸收塔塌床现象最为严重,塌床造成吸收塔差压瞬间达到3.5KPa、床压达到3.3KPa,影响到机组带负荷,打开脱硫塔检查发现吸收塔底部灰斗、丘里孔四周积存大量湿灰,导流板上方的积灰严重,历经多日进行清理处理。
3.原因分析
脱硫系统主要存在的问题有吸收塔流化床压波动大,无法维持在设定值;除尘器压力大;减温水系统、返料系统、再循环灰系统无法投自动;布袋糊袋;吸收塔内壁、除尘器内壁粘灰、灰斗堵灰等问题,最终导致脱硫系统多次塌床,无法正常运行。
通过分析造成以上问题的原因可能有:脱硫系统灰循环量不够;返料阀及系统流化风管堵造成返料不畅;布袋除尘器灰斗出料不连续;差压变送器堵塞;吸收塔和除尘器内部及通道积灰或堵塞;除尘器喷吹管道供气压力不足造成除尘器布袋堵使压力增大;冷却水水喷枪雾化效果差、水量大或安装位置不合适造成吸收塔文丘里喷嘴上部渐扩段积灰挂壁;吸收塔床压设计参数不合适等等。另外脱硫塔出口的烟气温度控制范围、烟气再循环门开度可能会导致吸收塔床压波动等可能造成除尘器布袋糊袋,吸收塔内壁、除尘器内壁粘灰,灰斗堵灰,导致塔内掉灰甚至塌床。
通过收集吸收塔床压、除尘器布袋压差、返料阀开度、减温水量、吸收塔出口硫份等运行参数,摸索参数间的对应关系,分析脱硫系统无法可靠投运的原因有:
(1)吸收塔、除尘器内部及进出口烟道有堵塞情况,特别是吸收塔发生多次塌床,部分石灰在内部已发生板结,部分堵塞通道。
(2)返料阀处流化布间隙处漏灰,造成循环灰流化效果差,返料不均匀。
(3)脱硫塔喷水不均匀,造成水喷枪出口莲花状的水幕发生偏斜,在扩压段挂壁积灰,灰下落后造成床压波动。
(4)喷吹管道漏气造成喷吹压力低,使除尘器布袋压差增大。
(5)吸收塔床压差设计值偏小,建立床压物料层较薄,床层抗干扰能力差,易发生波动。
4.处理过程
整个脱硫系统问题的处理主要分为两个阶段,即小修期间对系统进行消缺、改进和机组启动后脱硫运行中的消缺和参数调整工作:
(一)停机检修期间消缺及系统改进工作
(1)对脱硫塔、除尘器内部及进出口烟道进行了全面检查、清理。更换部分损坏的除尘布袋。
(2)更换了吹损的除尘器喷吹管道弯头和直管段。
(3)制作抓灰工具安装于脱硫塔下部灰斗处、床压建立区域,对反料灰干湿程度每班进行检查,以便对水量进行及时调整。
(4)对四支水喷枪进行了喷化效果试验和选择性投入试验。
(5)回料控制阀开关进行了调整跟踪试验。
(6)对循环灰系统流化风管进行了全部疏通。
(7)厂家工代完成了空塔塔压重新修正工作。
(二)机组脱硫系统投运后所做的工作
(1)针对开机后脱硫投运过程中返料阀处硫化布间隙处漏灰,堵塞流化风管问题,加装临时管道进行处理。
(2)针对脱硫系统投运后,A侧布袋除尘器进出口差压多次达到-2200pa,引起脱硫跳闸问题。就地检查发现投入布袋除尘器四室吹灰时,只有两个室能正常吹扫,就地喷吹系统控制箱内一继电器不能正常工作。更换新的继电器后喷吹系统工作正常。
(3)对堵塞的除尘器A侧进出口差压管路及防堵取样装置进行了清扫。
(4)除尘器布袋喷吹逻辑控制、床压运行范围等进行了设计优化(由500-700Pa调整至800-1000Pa)。
(5)对收塔床压原跳闸值、工艺水泵保护跳闸值保护定值进行了修改优化(保护定值均由1100Pa调整至1400Pa)。
(6)脱硫塔喷水装置位置、喷射角度改造。在水枪由向斜上方喷水改为水平喷水,靠近除尘器侧两支水枪不再投运,基中一支水枪移至锅炉侧原两支水枪中间,以减少循环灰挂壁的可能性,进而波少床压波动。
(7)针对旋转给料机排气室排空管存在堵塞问题脱硫系统暂时退出期间增加了喷吹管道进行解决。
5.处理效果
2019年6月中旬正式投运以来,脱硫塔床压运行稳定,除尘器压差在设计范围且运行稳定,返料系统运行正常,工艺水、给料、烟气再循环等系统实现了自动投入运行,大大降低了运行人员监盘及调整的工作强度。未再发生塌床情况。脱硫塔出口硫份控制在700mg/Nm3以下,满合同中小于足850mg/Nm3要求。
通过对系统消缺、运行参数优化调整,对脱硫系统运行建立了信心,积累了较丰富的经验,使脱硫系统由原来无法投入到目能够前保证脱硫系统能在最优状态下连续运行脱硫,期间付出了艰辛的努力并在技术上有所收获。
6.结束语
针对某厂半干法脱硫系统运行可靠性差问题,通过分析影响脱硫系统可靠投运的原因,制定处理措施。对国内类似设备单位进行了调研,结合设备自身情况研究脱硫系统参数优化和调整的可行性。通过对脱硫系统进行消缺、改进以及对脱硫运行参数的优化和调整,使脱硫塔床压运行稳定,除尘器压差运行在设计范围内,同时返料、工艺水、给料、烟气再循环等系统实现了自动投入运行,降低运行人员监盘及调整工作强度,保证脱硫系统能够长期可靠运行。
参考文献:
[1]刘斌.脱硫塔的控制分析[J]。科技经济导刊,2017年03期
[2]刘玉坤.半干法及半半干法脱硫技术[J]。电力科技与环保,2018年03期
[3]胡敏.半干法烟气脱硫技术研究现状及进展[J]。天津化工,2008年06期