脱硫系统问题分析及处理方式

脱硫系统问题分析及处理方式

脱硫效率低

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。

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。

石膏品质差

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。

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。

2.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。

3.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。

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。

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。

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。