火力发电厂脱硫工艺吸收系统及设备检修

张立强

摘 要：当前，我国的发电形式仍然以火力发电为主。脱硫工艺在火力发电厂重大环境污染物控制方面发挥着极其重要的作用。吸收塔作为火力发电厂脱硫设备的重要组成部分，不仅能够有效控制污染物的产生，确保火力发电设备安全稳定运行，也是控制脱硫能耗上升的关键。本文结合脱硫工艺吸收系统的工作原理，分析脱硫设备常见的故障，并提出设备检修建议，以期为火力发电厂设备检修提供借鉴。

关键词：火力发电厂;脱硫工艺;吸收系统;设备检修

中图分类号：X773文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）17-0131-03

Study on Maintenance of Absorption System and Equipment of Desulfurization Process in Thermal Power Plant

ZHANG Liqiang

（Shanxi Lujin Wangqu Power Generation Co.， Ltd.， China Energy Investment Corporation，Lucheng Shanxi 047500）

Abstract： At present， China's power generation is still dominated by thermal power generation. The desulfurization process plays an extremely important role in the control of major environmental pollutants in thermal power plants. As an important part of desulfurization equipment in thermal power plants， absorption towers can not only effectively control the generation of pollutants， ensure the safe and stable operation of thermal power generation equipment， but also be the key to control the rise of desulfurization energy consumption. This paper combined the working principle of the desulfurization process absorption system， analyzed the common faults of desulfurization equipment， and put forward equipment maintenance recommendations， in order to provide a reference for the equipment maintenance of thermal power plants.

Keywords： thermal power plant;desulfurization process;absorption system;equipment maintenance

煤炭作為火力发电的主要原料，燃烧过程中会产生大量的废气、废渣以及废水，如果未妥善处理就直接排放，将会对环境造成巨大的破坏。近年来，随着科技的快速发展，人们的环保意识逐渐增强。要想实现可持续发展的目标，火力发电厂要提高脱硫工艺吸收系统的技术水平，根据吸收系统设备检修的要求，定期检修，充分利用脱硫工艺提高脱硫效率，使废弃物排放量达到国家标准。

1 吸收系统工艺流程

脱硫工艺吸收系统利用化学方法或物理方法对火力发电厂原料煤炭（燃烧前、燃烧中以及燃烧后）进行处理，以降低硫排放量，提高煤炭利用率，减少环境污染[1-2]。吸收系统作为脱硫工艺的重要环节，其稳定性和运行效果直接影响火力发电厂脱硫系统的工作状态。吸收塔作为整个脱硫系统的核心装置，其实质是气液传质过程，二氧化硫与石灰石浆液发生化学反应，最终实现脱硫。其大致可分为：气态反应物从气相向接触界面传递、液相反应物向反应区迁移、气态反应物进入液相并发生化学反应、反应生成物向液相主体迁移四个阶段。其间同时发生硫化物的吸收和扩散等。

吸收塔主要由浆液循环泵及喷淋层、氧化风系统、除雾器及其冲洗系统、浆液搅拌系统四部分组成[3-4]。吸收系统的吸收流程为：当锅炉燃烧时，煤炭会产生大量烟气，它从侧面自下而上地进入吸收塔内，与来自不同吸收系统循环泵喷淋的浆液充分接触，发生一系列化学反应，烟气会在浆液的富液中生成硫酸钙、亚硫酸钙;然后，通过浆液底部的氧化风管不断向浆液内注入空气，生成石膏晶体;最后，将石膏浆液全部注入旋流器中进行脱水处理，净化后的烟气会经除雾冲洗系统全部排入大气中。

2 吸收塔设备简介

脱硫吸收系统装置主要包括脱硫浆液循环泵、浆液池、除雾器以及搅拌系统等。浆液循环泵在脱硫系统中的主要任务是对脱硫过程中的吸收剂进行有效控制。针对烟气脱硫系统来说，烟气脱硫技术对火力发电厂脱硫起着非常关键的作用，烟气脱硫主要依靠石灰石或石膏来有效降低二氧化硫的排放量。烟气脱硫系统设计充分利用这一原理，合理设置通风系统，当煤燃烧时尽可能将烟气快速排出。同时，烟气出口处安装必要的吸收装置，将烟气全部集中于吸收塔内，通过定期化学反应和高温冷却烟气，二氧化硫被固定吸收，脱硫任务完成。卧式离心泵是火力发电厂脱硫装置中常用的一种浆液循环泵，具有大流量、低压头、性能可靠及能够连续运行等优点，在实际应用中只要重视泵头防腐与耐压，则不会出现其他问题，脱硫效果非常好。

脱硫系统可以说是专门为二氧化硫设计的，当烟气进入吸收塔内时，处理烟气中的二氧化硫是脱硫系统的主要任务。吸收塔的烟气吸收区安装氧化风机、除雾器、增压风机和相应的喷淋层，在脱硫过程中通过调节各种参数使吸收剂分布均匀，从而形成液滴。为了有效预防设备腐蚀，喷淋层多釆用玻璃钢管，管道与管道之间通过法兰进行有效连接。煤炭燃烧会产生大量烟气，吸收塔安装有吸收剂制备系统，该系统由石灰石破碎、粉碎及料浆制备三部分组成。除此以外，吸收塔顶部安装有除雾器，可对净化后烟气进行水汽分离，以防烟气浆液中的硫化物进入大气中。除雾器由两部分构成，即上部细除雾器、下部粗除雾器。由于石灰石或石膏是主要吸收二氧化硫的固化物质，脱硫系统另配有脱水机，固化反应产物进行脱水处理后，石膏可作为二次销售产品，不仅能够达到最佳脱硫效果，还可为火力发电厂增加经济效益。另外，火力发电厂脱硫吸收塔有多种形式，如喷淋塔、填料塔及液柱塔等。

3 吸收系统常见故障及其处理

火力发电厂吸收系统在正常运行过程中往往会出现各种故障，其处理方法不尽不同。当脱硫吸收系统出现异常时，人们要分析故障原因，结合判断结果，确定最终处理方案。

3.1 浆液循环泵故障

脱硫系统运行是否正常关系着整个吸收系統的后续工作。一旦浆液循环泵停止工作，将会阻碍吸收系统相关环节的正常运行。该故障的成因很多，其中包括电源终端、吸收塔液位异常以及控制回路故障等。实践操作过程中，如浆液循环泵停止运行，首先检查连锁动作是否运行正常，并明确跳闸的主要原因，然后严格按照相关故障处理规范，及时向上级汇报，通知检修人员进行处理。

3.2 冲洗水泵故障

通常，除雾器的冲洗水泵出现故障时，CRT会自动发出报警信号，出口压力将显示为零。导致冲洗泵发生故障的原因有很多，其中包括电机故障、事故按钮动作以及保护动作等。该类故障处理方法与浆液泵故障处理方法相似，首先判断备用除雾器水泵是否已经启动，如两台除雾器水泵同时发生故障并出现停用状况，应及时向值长汇报，然后根据冲洗泵的实际运行状况进行判断，最终决定是否有必要退出FCDI运行。

3.3 石灰石浆液泵故障

一般情况下，石灰石浆液泵出现故障时，CRT会发出报警信号，出口流量数显示为零。该故障的主要原因是石灰石浆液泵的保护停机和事故按扭动作等。在石灰石浆液泵发生异常时，要及时检查备用泵是否已经启动，如两台石灰石浆液泵同时出现故障并且吸收塔内的pH一直处于降低状态，为了避免给火力发电厂造成重大经济损失，要立即上报并釆取相应的处理措施，继续对吸收塔内的pH进行维护，也可根据实际情况，考虑是否有必要退出FCD运行。

3.4 石膏排出泵故障

当石膏排出泵出现故障时，CRT同样会发出故障信号，并且石膏旋流器进口处的压力显示为0。产生该故障的原因可能是石膏排出泵发出事故按扭动作或者个别排出泵自身出现保护暂停等。检修时，首先要确认备用泵是否已经启动，同时向班长汇报，积极与检修人员联系。如果发现两台泵同时出现故障并停运，确认吸收塔内浆液浓度高于15%，应该立即向值长汇报，然后退出FCD运行。

3.5 吸收塔浆液浓度高

当吸收塔浆液池内浆液浓度过高时，技术人员要对出口压力、浆液流量、密度测量仪器以及锅炉负荷等进行逐一检查，并启动备用泵，以降低锅炉的工作负荷，增加旋流器的运行数量，对石膏排出泵的流量和出口压力进行检查并给予适当控制，清洗石膏旋流器并检查浓度测量仪的实际工作状态。

4 吸收系统设备检修

为了有效避免脱硫系统在运行过程中出现异常，有必要定期检修脱硫系统的吸收塔。吸收塔中最关键的设备是浆液循环泵，它在整个系统运行过程中可以确保吸收塔的原动力。在脱硫系统中，吸收循环泵的检查重点包括轴承、叶轮、油室及内密封环等。检修人员需要针对不同部位，结合其运行特点和常见故障，制定科学的检修方案与检修方法。

轴承及油室部位应采用煤油进行仔细清洗，并将表层用棉纱擦净，最后用面团粘净。泵壳、叶轮等部位的检修重点是除垢，除垢完毕后检查该部位是否存在裂纹或磨损，同时应测量密封环的圆整度。检查循环泵的橡胶衬里时，首先观察表面是否有裂缝、渗漏或磨损等现象，如发现磨损较为严重，应及时更换。对密封环进行检查时，务必要对其不圆度及磨损程度进行确认，并核实以往更换与检修记录，然后根据实际情况，及时更换。轴承清洗完后，应观察轴承的内外圈和保持架是否完好无损，再仔细测量轴的弯曲度和轴承部位是否有松动迹象，如有松动或者游隙间存在缺陷，应及时更换。

在检修石灰浆槽和搅拌器时，检测人员首先需要明确地坑搅拌器和石灰浆槽的检修重点。主要包括变速箱输出端、搅拌器叶片、搅拌杆以及变速箱固定螺丝等。具体步骤为：首先，分离电机，将变速箱放油堵头拆开，并将变速箱内的油放尽，拆下搅拌杆，再松开变速箱和支撑装置之间的连接螺栓，拆下变速箱体;之后，拆开变速箱和电机对轮的螺丝，将电机抬起，使变速箱和电机分离;然后，拆开电机侧三爪靠背轮，松开变速箱的靠背轮螺丝，将靠背轮取下。

值得注意的是，在检修变速箱的过程中，不能用锤头或者其他硬度过高的金属敲打变速箱，拆卸完毕后应对轴、轴承以及齿轮等进行认真检查，检查是否存在轴承、齿轮损坏或者磨损现象，同时应测量轴承间隙是否符合要求，如有异常，要立即进行更换。检修过程中，应对密封垫的厚度进行测量并做好相关记录。在装修配变速箱体及各零部件时，必须用煤油将其清洗，并用棉砂将其表面擦净。变速箱和电机连接时需要找正，使两者径向偏差≤0.05 mm，端面偏差≤0.04 mm。变速箱齿轮装配完毕后，应用手不断盘动靠背轮，并观察齿轮的实际啮合情况，釆用圧铅丝或抹红丹粉等方法来检测齿轮之间的配合度。

火力发电厂的设备检修是吸收系统安全运行的有力保障，日常设备维护和定期设备检修可有效降低故障发生率，更好地发挥吸收系统的脱硫作用。因此，火力发电厂脱硫工艺中吸收系统的设备检修应注意以下几点。一是做好设备检修计划。检修人员应根据吸收系统的组织结构和各系统的特点，制定科学的设备检修计划，并通过定期培训和开展不定期技术讲座，不断提高设备人员的检修能力。在设备巡检过程中，检修人员一定要做好日常巡检记录，为日后设备问题提供一定的参考依据。二是做好吸收系统相关设备的零部件润滑工作。设备润滑是设备检修工作中必不可少的环节，也是确保设备安全高效运行的关键措施。对轴承、齿轮以及零部件等润滑是保证设备安全、高效运行的前提，所以在实际检修过程中，一定要用规定牌号的润滑油对设备进行润滑，另外，对轴承及其他零部件进行润滑时应做好清洁工作，保证设备有效运行。三是更换设备零部件。检修人员应定期进行巡检，根据日常记录和相关设备零部件的使用寿命，定期做好更换工作，以免零部件更换不及时或者零件损坏而造成设备非正常运行，进而影响脱硫系统的二氧化硫吸收效果。

5 结语

作为传统的发电技术，火力发电在电力能源生产中仍占据主导位置。在我国燃煤用量逐年上涨的状况下，因煤炭燃烧而产生的污染物排量也随之增高。为了有效控制二氧化硫的排放量，在传统工艺的基础上，火力发电厂燃煤机组可以釆用脱硫设备。吸收塔作为脱硫设备的重要组成部分，具有安全、高效等特点，人们要精心操作，加强维护和检修，保障脱硫系统安全高效地运行。随着科技的快速发展，人们一定会研发出更高效并适合我国火力发电厂的脱硫工艺。

参考文献：

[1]张一可.火力发电厂脱硫工艺吸收系统及设备检修[J].化工设计通讯，2019（8）：117-118.

[2]李杰.火力发电厂脱硫工艺吸收系统及其设备检修[J].科技风，2017（21）：144.

[3]杨芳.火力发电厂脱硫工艺吸收系统及其设备检修[J].城市建设理论研究，2016（13）：746.

[4]郑浩明.火力发电厂脱硫工艺吸收系统及其设备检修[J].科技视界，2016（5）：138.