""# 年$月第%卷第$期电& 力& 设& 备0-12)3+
! 4056 !""#
78(9 % :89 $
沙角;电厂##" <= 机组烟气脱硫系统及其运行分析
谢权云"
,曾庭华#
(!" 广东省沙角 # 电厂,广东省 东莞市 广东省电力试验研究所,广东省 广州市 $!)()))
摘要:介绍了目前国内已投运的单机容量($$% &')最大的发电机组配套的石灰石( 石膏湿法烟气脱硫装置()*+),包括)*+ 的流程、组成部分及主要设计参数等.分析了 )*+ 的运行特性,并对运行中出现的主要问题(如吸收增浆液循环
泵叶轮磨损、除雾器冲洗水管断裂、浆流输送泵爆裂等)进行了分析,提出了相应的解决方案,收到了较好的效果.
关键词:烟气脱硫;湿法脱硫装置;火力发电厂
中图分类号:,-""
! ! 沙角 . 电厂 / 0 $$% &' 机组为燃煤发电机组,配
套的湿法脱硫装置()*+)由浙大网新公司设计并供
货,采用意大利 1+23.4 公司的石灰石( 石膏湿法脱硫
工艺," 炉"塔,这是目前国内已投运单机容量($$%
&')最大的 )*+,单个吸收塔的烟气处理能力为 " 台
锅炉达到最大额定出力(5&.2)时的 "%%6 烟气量,其
脱硫率大于 7"6 .
>& !"# 流程及主要设计参数
)*+ 烟气系统总流程如下:从锅炉的 # 台引风机
出口后烟道引出的烟气,经"台"%%6 容量的动叶可
调轴流式增压风机升压,经过烟气加热系统(**8)降
温后进入吸收塔,通过吸收塔内喷淋层后完成 94# 吸收,脱硫后的净烟气进入净烟道并经过 **8 升温至
:% ; 后,再排入烟道经烟囱排放到大气中.锅炉原烟
道上均设置有旁路挡板门,旁路挡板的快开机构可保
证在 ": < 内全部开启.在)*+ 正常运行时烟气不经
过旁路烟道,当)*+ 故障跳闸时旁路挡板门迅速开
启,进、出口挡板关闭,烟气改由旁路经烟囱排放.
每个吸收塔设有 / 层喷淋层,石灰石浆液通过独
立的循环泵从吸收塔浆池送至塔内喷淋系统,与烟气
接触发生化学反应,将烟气中的 94# 吸收;在浆池底
部的浆液利用氧化空气将反应生成的亚硫酸钙氧化
成硫酸钙,之后石膏排出泵将石膏浆液从吸收塔送到
石膏脱水系统,而脱硫后的净烟气经吸收塔上部的 #
级除雾器除去液滴后进入净烟道.
脱硫吸收剂由电厂外的磨粉厂磨制成符合要求
的石 灰石粉( 7%6 的石灰石粉粒径!/#- 目,即== !>),用 的密封船运至电厂内的石灰石卸
粉码头并在浆液制备箱内制成浆流.在码头设有 # 个
石灰石粉仓(总容量按 / 台机组 )*+ 所需石灰石粉的
"% 天用量设计,每个粉仓容积为 " -%% >/
)和"套制浆
系统(包括 " 个#"- >/
的石灰石浆液制备箱和 # 台石
灰石浆液输送泵等).在距离码头约 " A> 外的 " 号吸
收塔附近设置一个 #B/ >/
的公用浆液缓冲罐,容量为 /
台机组满负荷运行 )*+ 所需 = C 的浆液用量,烟气脱硫
所需的石灰石浆液经各自的浆液泵送到各台吸收塔.
石膏脱水系统为 / 套)*+ 共用,包括 / 套石膏旋
流器、# 台真空皮带脱水机和配套的水环式真空泵、" 套
滤液分离装置、滤布冲洗水和滤饼冲洗水各 " 套、# 个
石膏贮仓.每台真空皮带脱水机的出力按 / 台锅炉的
5&.2 运行 )*+ 石膏总产量的 B-6 设计;石膏仓总储
存能力按存放 / 台锅炉 5&.2 运行 - D 的石膏量设计.
工艺水系统为 / 套)*+ 共用.所需工艺水从电
厂水预处理系统供给至工艺水箱,水箱的可用容积按
/ 套)*+ 正常运行 # C 的最大工艺水耗量设计,各工
艺水用户由 # 0 "%%6 容量的工艺水泵供给(" 用"备).除雾器冲洗水系统单独设计,每台吸收塔除雾
器冲洗水泵按 # 0 "%%6 容量设计(" 用"备).
/ 套)*+ 共用的压缩空气系统分为仪用压缩空
气系统和杂用压缩空气系统,各设有 # 台空压机(" 用"备).其中仪用压缩空气除正常供给仪表和阀门等用
气外,还提供给码头 " 个#% >/
的备用压缩空气罐,作
为运粉的密封船自带的空压机出力不够或故障时的备
用气源;而**8 吹扫用气则由杂用压缩空气系统提供.
事故浆液箱 " 个,其可用容量满足 " 个吸收塔浆
池检修时所需排放的浆液量的要求.
电厂主要燃用神府东胜煤,)*+ 在燃烧设计煤种
(*EF G %H -#6 ,对应烟气 94# 浓度为"%:7 >I ( >/
)或校核
煤种(*EF G%H $/6,对应烟气 94# 浓度为" "7= >I ( >/
)、锅
炉最大工况(5&.2)、处理 "%%6 烟气量条件下其脱硫率
均大于 7%6,其主要设计参数和保证值列于表 ".
!& !"# 的运行特性
)*+ 的烟气系统是系统与机组之间的连接桥梁,
其运行稳定性是最值得关注的.表#列出了 / 号)*+
脱硫、脱硝专题 谢权云等:沙角 ! 电厂 ""# $% 机组烟气脱硫系统及其运行分析 &'(((
表!" #$% 的主要设计参数和保证值
序号 项( ( 目单( ( 位数( 值&()*+ 入口烟气量
( ,-
. /(标态,湿
基实际含氧量)
0 -12 "22
0 ( )*+ 入口 340 浓度
,5. ,-
( 标态,
干基,"6 40 )
& #71
- ( )*+ 入口温度 8 &0"
9 ( )*+ 入口粉尘
( ,5. ,-
(标态,
干基,"640 )
&2#
2 ( )*+ 入口 :!;. :) 浓度
( ,5. ,-
(标态,
干基,"640 )
< 2# . 02
" ( 脱硫率 6 = 1#
' ( 烟囱入口烟气温度 8 = 7#
7 ( 石灰石粉平均耗量 7'
1 ( !@. 3 — !&? #-
&#
( 增压风机出口至烟囱进
口处阻力(A& . 0 . -)
B@
0 '2# . 0 1##
. 0 '##
&& ( 电力消耗 C%7 2## . - 套&0 ( 工艺水 >. / < 72
&- ( 除雾器出口液滴含量 ,5. ,-
!'2
&9 ( **: 泄漏率 6 !#? 2
&2
( 石膏(!@349 ,0:0 4)纯度
(不含游离水分)
6 "19
&" ( 石膏含水率 6 !&#
可用率 6 "17
&7 ( 质保期 @ 0
旁路挡板全开情况下增压风机动叶调节时对炉膛负
压的影响.从表中可看出,在缓慢调节动叶的过程
中,动叶调节对炉膛负压的影响不大.受动叶调节影
响较明显的是 )*+ 入口压力,动叶开度越大,)*+ 入
口负压越大,风机出口压力也越大;同时 )*+ 入口负
压还受引风机开度等参数的影响.因此 )*+ 增压风
机运行的稳定性和其动叶调节质量对机组锅炉和
)*+ 的稳定运行起着关键的作用.
表&" 增压风机动叶调整对炉膛负压的影响
风机动叶
开度. 6
风机电流
. D
)*+ 入口
压力. B@
)*+ 出口
压力. B@
风机出口
压力. B@
引风机
开度. 6
炉膛负压
. B@
0#?1 &00?- E0-"F # E-00F # & 01#F 1 E09#?'
01?E072?' E0"&?" & 2-#F 7 E0##F #
-1?# &"2?- E09#F # E&77F # 0 &##F # 70?1. 70?- E&''F #
在)*+ 中,增压风机的动叶调节采用自动控制模
式,动叶角度根据 )*+ 入口压力值自动调节.图&为-号)*+ &"7 / 试运中动叶开度与 )*+ 入口压力及风机
出口压力的关系曲线.从图可看出,在)*+ 入口压力
值设置在 E2## B@ 时,动叶自动控制能保持入口压力基
本稳定;增压风机出口压力与风机动叶开度的正比关
系则十分明显.增压风机出口压力的大小直接反映
)*+ 的压力损失的大小,这就说明 )*+ 的压力损失存
在一定的变化从而导致增压风机的动叶不断地自动调
节,以适应 )*+ 压力损失的变化.)*+ 压损大小主要
取决于烟气量、**:、除雾器和浆液喷淋层的压损等.
图&( &"7 / 试运期间增压风机动叶与风机出. 入口压力
图0 反应了- 号)*+ 脱硫率与入口 340 浓度的关系.
从图可看到,当)*+ 入口 340 浓度高时,脱硫率就相应降
低,但能适应来煤含硫量在一定范围内变化的情况.
图0( )*+&"7 / 试运期间脱硫率与 340 浓度的关系曲线
'" !"# 运行的主要问题分析
'( !" 吸收塔浆液循环泵叶轮严重磨损
- 号)*+ 吸收塔浆液循环泵在运行过程中曾经
出现过齿轮箱漏油、轴承温度高、泵壳漏浆液等问题.
但在 0##" 年&月'日,G 循环泵被送到厂方作切割叶
轮处理时,就发现泵的叶轮有一定磨损.后经现场通
过声音判断发现,若-台浆液循环泵同时运行时气蚀
现象较严重,只有 0 台泵同时运行时气蚀现象相对减
轻.0 月0# 日,- 台浆液循环泵全部返厂进行解体检
查后发现,泵叶轮的磨损已相当严重( 特别是叶轮根
部).而此时泵运行还不到 - 个月.经检查分析,泵
的选材不存在问题(叶轮选用材质为双相不锈钢),主
要原因是泵的设计余量和制造余量偏大(泵的压力提
高了 &26 ,流量提高了 ,制造时又在此基础上把
流量提高了约 ).根据泵的性能曲线发现,其运
行工况点刚好偏移到泵的气蚀区域,造成泵在运行中
产生气蚀,致使叶轮严重磨损.厂家研究确定的处理
方案是:通过计算确定叶轮的切割量,切割叶轮以降
低泵的流量,把泵的运行工况点牵引至正常的范围,
即偏离泵运行的气蚀区域,以避免泵运行时产生气
蚀.按此方案处理后,- 台浆液循环泵于 0##" 年9月&2 日投入运行,经现场检查确认 - 台浆液循环泵同时
运行时的气蚀现象已消除.
!"### 电# 力# 设# 备第$卷第"期!" #$ 除雾器冲洗水管断裂
在%&' 投运初期,除雾器配套的冲洗水管(管道
为(( 材料,管道连接为塑料焊接)出现多个接口处断
裂的事故.经检查分析,其主要原因有:管道连接的
塑料焊接存在施工质量问题(即因焊接材料过度熔化
而造成焊接不牢);冲洗水气动阀门开启速度过快(约!)就全开),对管道造成剧烈冲击;管道支撑(为%*(
支架角钢)本身存在供货质量问题(该批 %*( 支架经
运行一段时间后发现有孔洞或内空现象),支架因支
撑强度不够而弯曲变形,造成管道不在一条直线上.
另外,这些管道的管卡是塑料管卡,在支架变形较大
的部位的管卡会松脱,从而在运行中支架和管卡都会
产生很大的冲击力,使管道连接的薄弱部位( 即焊接
口处)断裂.
根据上述分析,采取了如下措施:对断裂的连接
口按正确的焊接工艺重新焊接,并检查其他焊接口的
焊接质量,凡不符合要求的均重新焊接;把冲洗水气动
阀门的开启时间延长(约")才全开),以降低冲洗水进
入管道时产生的瞬间冲击力;把存在质量问题的 %*(
支架角钢更换为强度更高的涂鳞碳钢,并把固定管道
的大部分塑料管卡改为 +,$- 合金管卡,使管道不会因
振动过大而移位造成管道断裂.经过以上整改后投入
运行,除雾器冲洗水管未发现再断裂的现象.
!" !$ 浆液输送泵爆裂
在,../ 年!, 月,0 日和 ,..- 年!月/日,该,台浆液输送泵( 从码头输送石灰石浆液至缓冲罐的
泵)均在停泵约 ! 123 后分别沿泵壳处爆裂.其原因
可能是:!因,台泵均在停泵后爆裂,所以怀疑当停
泵后因惯性作用,泵叶轮并未完全停止转动时就开启
工艺水,对泵进行反冲洗从而造成泵叶轮反转,产生
了很大的冲击力,致使壳体爆裂;"石灰石粉中有杂
质(经检查发现,泵入口和浆液制备箱内有一些不规
则的橡胶条和小石块),使泵的入口堵塞,造成水击现
象;#另外,浆液制备箱的密度计显示的浆液密度与
实际密度偏差较大,造成浆液浓度过大,使泵体发生
气蚀现 象,当工艺水冲洗时便产生应力造成泵体破裂.
针对以上原因采取了如下措施:延长泵停止后开启
反冲洗水阀门的时间(调整为 !. ));严格控制石灰石粉
的质量,并在石灰石粉的上粉管加装滤网,防止粉中杂质
进入石灰石粉仓;对浆液制备箱密度计定期进行标定,确
保其准确性.现在,安装了新陶瓷泵并投运正常.
!" %$ 石膏排出泵磨损
吸收塔石膏排出泵在运行中也出现了不少问题,
如泵的机械密封在短期内就损坏了 4 个(有!个只运
行几个小时就漏水了)、泵的密封箱磨损非常严重(其中!个运行 5. 多天就被磨穿了).由于原机械密封
型式为外排式,现将该类泵的机械密封全部改为内排
式机械密封;另外,由于泵的副叶轮高速旋转带动石
膏浆液在密封箱内高速流动,造成密封箱被严重磨
损,为此,把泵的副叶轮适当地切削掉一点,并在密封
箱内加衬一层橡胶,防止磨损.经整改后投入运行,
其效果已有明显好转.
%$ 结束语
沙角 + 电厂 5 号%&' 的成功投运,为广东省粤电
集团公司的蓝天工程计划的实施迈出了坚实的一步.
当5套%&' 投运后,每年可以减少 67, 和烟尘的排放
量约 58 4 万9及.8 5, 万9.%&' 经一段时间的运行表
明,虽然存在一些诸如设计或安装等方面的问题,但
经全面整改处理后,其总体情况是不错的.现在 %&'
的脱硫率能保证在 0,: 以上,其他指标也基本上能满
足合同要求.
收稿日期:0
作者简介:
谢权云(!0$. ),男,工程师,主要从事电厂烟气脱硫工程建
设管理和脱硫生产管理工作;
曾庭华(!0-0 ),男,博士,高级工程师(教授级),主要从事
火电厂锅炉; 烟气脱硫系统的调试、试验等工作.
(责任编辑# 宋红梅)
01+2034 56,2)7 3. 889 :; <402 +4= >2,
?@)/+2034 A4+'6,0, 04 5B+C0+3 D E3F)/ E'+42
0%&1
2)3 40&5.&6 7 869:; 8<&'=> ?6'//%&' @1ABAC,70.'&>
13 ,%&'/D6'/ 8;6E.'F: #<:F=;.: 869:; -:G= &'D H:G:&;F0 "'G=.=%=:I ,%&'/J06% @)KCKK,70.'&L
AG,2/+H2:-0.G M&M:; N;.:OG =0: <.P:G=6':Q/(MG%P 9:= O<%: /&G D:G%
=0:.; P&.' M&;&P:=:;G 6O R,? :=F3"' &DD.=.6'I=0: 6M:;&=.6' F0&;&F=:;.G=.FG 6O R,? G(G=:PI&'D =0: P&.' M;6N<:PG 6FF%6M:;&=.6'I
G%F0 &GV9:&; 6O F.;F%<&=.6' M%PM E&': 6O &NG6;N:; =69:; G<%;;(IF;&FW 6O O<%G0 M.M: 6O D:P.G=:; :=F3I&J:DI &'D =0: F6;;:GM6'D.'/
G6