碱法脱硫在锅炉吹管阶段的运行技术

谢治国　刘朋

摘 要：首次运行的锅炉必须进行蒸汽吹管，一是防止锅炉投入运行后影响蒸汽品质，二是提高锅炉的安全性和经济性。湿法脱硫系统（FGD）作为炉后烟气排放的最后一道工序就显得尤为重要。为了确保FGD系统的安全，针对锅炉吹管阶段石灰石制浆系统、脱水系统及废水处理系统未具备投运条件的情况，文章对采用碱法脱硫的运行技术进行了阐述。

关键词：锅炉吹管；碱法；脱硫；运行研究

引言

近年来随着大气污染受到重视，国家颁布了严苛的大气污染物排放标准，超低排放已成为未来电厂环保的趋势。燃煤电厂作为大气污染物的排放大户，从施工建设到吹管调试再到投产运行，都受到环保部门的时刻监督。

本文结合建投承德上板城2×350MW热电联产工程锅炉吹管期间，在石灰石制浆系统、脱水系统未具备投运条件的情况下，采用碱法脱硫的现场运行经验，阐述了各个系统在运行中的注意事项以确保锅炉顺利吹管。

1 碱法脱硫的吸收原理

碱法脱硫是用NaOH碱液来吸收烟气中的SO2。由于烟气中含有大量的CO2，用NaOH碱液洗涤烟气时，首先CO2与NaOH发生反应，导致pH降低。随着反应的继续，pH降到7.6以下时，发生吸收SO2的反应，随着吸收剂Na2SO3的不断生成，脱硫效率也不断提高。当吸收液中的Na2SO3全部转变成NaHSO3时，吸收反应停止，此时pH值降至4.4。但随着烟气中SO2在溶液中进行物理溶解，pH值仍持续下降。因此在实际运行时，要将吸收液的pH控制在有效吸收范围4.4-7.6。

1.1 吸收过程

在吸收塔中，烟气与喷嘴喷出的碱液逆流接触，发生如下反应：

（1）2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O；（2）Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3；以上两式总反应为：NaOH+SO2→NaHSO3；可以看出，Na2SO3仍具有脱除SO2的能力，是烟气脱硫的主要物质。

1.2 循环过程

脱硫后的NaHSO3经循环泵入口管道放净口排入吸收区地坑，与碱液发生中和反应。目的是将吸收液中的NaHSO3中和为Na2SO3，通过地坑泵再打回吸收塔继续参与反应。即：NaHSO3+NaOH →Na2SO3+H2O

2 运行前的准备工作

2.1 工艺水系统

工艺水系统的作用为：吸收塔补水、循环泵机封水、减速机冷却水、各系统冲洗水等。该系统应确保以下试车条件：（1）工艺水箱补水电动阀就地及远控开关正常，液位计远控显示正常；（2）工艺水泵（一用一备）远控启动及电机连续运转正常，并能互为切换；（3）工艺水泵出口电动阀就地及远控开关正常，出口管道压力变送器及流量计远控显示正常；（4）吸收塔补水电动阀就地及远控开关正常；（5）循环泵机封水、减速机冷却水、各系统冲洗水及地坑补水终端阀门

均处于关闭状态。

2.2 浆液循环系统

浆液循环系统的作用是将吸收塔反应区的吸收液通过循环泵提升到喷淋层，经喷嘴后雾化。该系统应确保以下试车条件：（1）循环泵入口电动阀就地及远控开关正常；（2）循环泵（两用一备）就地事故按钮、远控启动及电机连续运转正常。

2.3 除雾器冲洗水系统

除雾器冲洗水系统的作用主要是冲洗除雾器，防止除雾器积灰致使除雾器压降过大。该系统应确保以下试车条件：（1）除雾器冲洗水泵（一用一备）就地事故按钮、远控启动及电机连续运转正常，并能互为切换；（2）除雾器冲洗水泵出口电动阀就地及远控开关正常，出口管道压力变送器及流量计远控显示正常；（3）塔上除雾器冲洗电动阀就地及远控开关正常，冲洗总管手动阀为全开。

2.4 事故喷淋系统

事故喷淋系统的作用是当吸收塔进口烟气温度超设定值后，自动打开喷淋阀门进行降温。该系统应确保以下试车条件：事故喷淋气动阀气源正常、远控开关正常，手动阀为全开。

2.5 吸收区地坑系统

吸收区地坑系统的作用是当吸收塔pH值降低时，将循环泵入口排空阀打开，吸收液流入地坑，人工向地坑中加入碱片，将吸收液中和后重新打回吸收塔内参与反应。该系统应确保以下试车条件：（1）地坑液位计就地及远控显示正常；（2）地坑泵（一用一备）远控启动及电机连续运转正常；（3）地坑至吸收塔手动阀为全开。

2.6 吸收塔系统

吸收塔是烟气与脱硫剂进行反应的场所。该系统应确保以下试车条件：（1）烟道入口热电偶远控画面显示正常；（2）搅拌器电机连续运转正常；（3）液位计、PH计远控画面显示正常。

2.7 其他

备足量的碱片（纯度99%）用于运行时调节吸收塔内反应区的pH值。同时，要配备检测设备，如：测温枪、测振仪等。

3 启动及运行中的注意要素

3.1 工艺水供应

工艺水的消耗主要是随烟气蒸发，同时为各运转设备机械密封提供水源。是整个脱硫系统稳定运行的关键，为确保工艺水的不间断运行应注意以下几点：（1）采用两路不同水源给工艺水箱供水，如：电厂服务水、工业水；（2）启泵前，提前5分钟打开机封水；（3）运行中电机轴承温度不得超过80℃，并做好记录；（4）给吸收塔补水时，确保补水电动阀全开，工艺水箱回流阀半开，水箱液位低于2/3要及時补水。

3.2 浆液循环泵运行

喷淋的浆液不仅吸收烟气中的SO2，同时也起到烟气降温的作用，保护吸收塔内的防腐材料。应注意以下几点：（1）启泵前，提前5分钟打开机封水及减速机冷却水；（2）运行中电机轴承温度不得超过80℃，并做好记录；（3）停泵后，严禁马上再启动，启动间隔30分钟；（4）停泵后，打开入口排净阀排净泵壳内的吸收液，并对管道进行冲洗。

3.3 吸收塔运行

吸收塔运行时最重要的两个因素是液位和pH值。吸收塔液位必须高于溢流管的安装口，防止吸收液从溢流管的放气口喷出。pH值过低不但不利于脱硫，同时会对设备造成腐蚀，影响设备使用寿命。应注意以下几点：（1）一小时测一次pH值，及时加碱，控制在4.5以上；（2）注意吸收塔的液位，及时向塔内补水；（3）塔内除雾器每两小时冲洗一次，防止除雾器堵塞。

3.4 废水处理

吹管结束后向废水中加石灰以调节废水的pH值，处理后的废水可以作为锅炉冲灰水、灰库加湿水、煤场喷淋水以及渣仓加湿水等。

4 结束语

运行时，运行人员要严格按工艺要求控制运行条件，严格按操作规程和设备说明书进行操作，做好脱硫运行记录，同时要注意防水、防触电、防腐蚀等事故的发生。