关于脱硫吸收塔脱硫效率低的原因分析

◎康宁

大唐巩义发电有限责任公司1号机组为660MW超超临界燃煤机组，烟气脱硫装置采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺（以下简称FGD），在设计煤种、锅炉BMCR工况、处理100%烟气量条件下保证脱硫装置入口SO2浓度≤4098mg/m3（标态、干基、6%O2）时，脱硫装置出口SO2浓度≤35mg/m3（标态、干基、6%O2），脱硫效率≥99.15%。

自2020年3月5号启机以来，出现脱硫效率偏低的状况，相比以往，相同的工况和入口SO2浓度下，需要多开两台浆液循环泵，使脱硫系统运行成本显著增加，同时影响机组带高负荷运行。

由于机组仍在运行中，主要从以下方面进行检查分析：（1）二氧化硫在线测量仪表（CEMS）检查，具体表现为在线测量仪表失真会使测量结果不真实，不能准确反映烟道内SO2浓度值，导致脱硫效率偏离正常值。检查结果发现在线仪表实测净烟气中SO2含量为27 mg/m3，折算后上传至国家环保中心的数值为29.6 mg/m3，现场实际测量发现净烟气中SO2含量为14 mg/m3，折算后为15.5 mg/m3，偏差14.1 mg/m3，误差较大。（2）石灰石品质化验分析，石灰石化验结果如下：CaO含量为52.91%，MgO含量为0.45%，满足石灰石CaO含量≥50.4%，MgO含量≤1.2%的要求。（3）湿磨机碾磨后石灰石浆液化验分析，石灰石浆液中石灰石粒径较大（过筛率31.34%，325目），远小于90%通过325目筛的设计要求。石灰石粒径越大，其表面积越小，吸收速率越慢，浆液活性降低。（4）液气比/气液流场对1号机脱硫效率影响分析。

5台浆液循环泵运行电流和出口压力与2019年12月份工况对比如下：

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循环泵电流和出口压力均出现了不同程度的变化，电流下降则证明输送至喷淋层的浆液流量下降，吸收塔的Ca/S和液气比均有所下降。

由于机组在运行状态，仅能对检查出来问题的（1）、（3）项进行改进，第（4）项需待机组停运后开塔检查。

2020年4月底，机组停运，对吸收塔进行开塔检查，检查情况如下：

1.吸收塔底部石膏淤积情况：A、D、E循环泵下部堆积石膏较少，堆积石膏未达到循环泵入口滤网底部；B、C循环泵入口滤网被石膏堵塞严重，B循环泵底部滤网已被全部堵死，C循环泵底部滤网及正面滤网均被堆积，正面滤网被堵塞有300mm高，堵塞最为严重。经查询设计资料并计算，循环泵滤网通流面积与循环泵入口管道横截面积比值为3.5，通流面积比值应介于3.5-4之间，由于原始设计裕度太小，在循环泵滤网发生部分堵塞时，滤网通流面积已无法满足循环泵需求，进而影响循环泵吸入流量。在底部石膏中同时发现了部分颗粒度在3mm左右未磨碎的石子，这部分石子既加速管道磨损，同时也容易堵塞管道，对设备危害极大，同时也容易在吸收塔塔底堆积。

2.湍流层检查情况：吸收塔内原烟气与喷淋层之间加装一层湍流层，使进入塔内的原烟气均匀进入喷淋层，可有效提升脱硫效率。湍流层检查无问题，零部件无缺失。

3.喷淋层检查情况：喷淋层管道及喷嘴未发生脱落及断裂现象，在对管道及喷嘴是否堵塞进行检查时，发现B、C、D层喷嘴及管道存在不同程度的堵塞现象，如下表：

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每层喷淋层共计216个喷嘴，B、C、D层堵塞比例已经较大。对堵塞部位进行开天窗用水冲洗疏通，发现堵塞堵塞原因如下：1.塔壁防腐鳞片脱落，进入喷嘴和支管，造成喷淋支管和喷嘴堵塞。2.喷淋支管内残留未磨碎的石灰石颗粒和石子，大颗粒石灰石和石子在管道内沉淀堵塞。

至此，吸收塔脱硫效率不合格的原因已彻底找到，主要原因为：（1）磨机制出浆液细度不合格；（2）CEMS在线监测仪表有偏差；（3）浆液循环泵入口滤网堵塞；（4）喷淋层管道及喷嘴堵塞。

下一步主要针对性改进措施：1.磨机电流长期偏低，磨机内部钢球量不足，磨机内部大钢球数量缺少，导致进入磨机内部石灰石研磨不足，石灰石浆液细度不满足系统使用要求，按照每添加一吨钢球，磨机电流升高1A的估算方法，逐步将磨机电流调整到设计值。2.由热工人员对测量不准的CEMS在线监测仪表进行校准，缩小测量误差。3.加强浆液循环泵停泵后的反冲洗工作，利用泵内管道的压力将循环泵滤网处的石膏冲走；加强吸收塔脱水工作，降低吸收塔运行密度，低密度运行，可有效降低石膏在吸收塔底部沉积量。4.吸收塔内防腐鳞片脱落后经过浆液循环泵进入喷淋层，经检查，循环泵滤网四周与吸收塔塔壁之间有30mm宽的缝隙，喷淋层堵塞杂物大多从此部位进入，计划采购与吸收塔滤网同材质的1.4529不锈钢板材，焊接在滤网缝隙处。5.在吸收塔内壁每层喷淋层处增加一圈宽度为300mm的提效环，可有效减少烟气在吸收塔塔壁部位的逃逸现象，增加烟气与喷淋层浆液的接触时间，有效降低吸收塔出口净烟气中SO2含量。