火力发电厂脱硫工艺吸收系统及其设备检修分析

2022-11-26国能神福石狮发电有限公司

电力设备管理 2022年15期

国能神福（石狮）发电有限公司滕野

脱硫工艺就是通过物理、化学等方式，针对火力发电使用的原料煤炭在燃烧期间进行优化处理，通过控制煤炭中硫化物含量，降低硫元素转化为气体、液体量，让煤炭可在相同燃烧程序中释放更多热能，以此提升煤炭燃烧效率，降低火力发电造成的环境污染。应用脱硫工艺，可让火力发电厂保持可持续发展，对于我国进入绿色经济具有重要意义，也可有效防治硫污染，避免在环境治理中投入过多资金。

1 脱硫工艺吸收系统装置

作为脱硫工艺吸收系统的核心装置，吸收塔负责吸收工业锅炉在燃烧煤炭期间生成的烟气，利用吸收塔内部设置的氧化泵、风机等设备完成煤炭的脱硫处理工作。在吸收塔吸收二氧化硫时会生成具有腐蚀性的酸性物质，所以要在使用时对发电设备进行有效保护，避免因管理不当让部分酸性物质接触设备，造成设备腐蚀，现在多通过安装钢衬玻璃、衬胶防腐及使用抗腐蚀金属材质（如1.4529等），避免让吸收塔设备和酸性物质接触。对于吸收塔设置的吸收剂制备系统，首先应将石灰石达成粉末，然后进入料浆环节，再吸收烟气中含有的二氧化硫，以此降低二氧化硫在废气中所占比例，控制硫化物排放。

脱硫石膏处理系统也在吸收系统扮演重要角色，火电厂多是通过石膏固化溶于废水中的二氧化硫，吸收塔的脱水机则是将已经固化二氧化硫的石膏作脱水处理，再使用合适工艺将石膏中有害物质剔除后，固化的二氧化硫就可作为工业生产原料使用，可将石膏中的二氧化硫进行二次销售，提高火力发电厂经济效益[1]。而吸收塔顶端的除雾器设备，则在二氧化硫实现净化处理后对于烟气进行水汽分离，让烟气的液滴被拦截在吸收塔中，避免让硫化物跟随废气进入大气。吸收塔底部位置设置浆液池，负责收集携带二氧化硫浆液，通过氧化处理浆液中亚硝酸盐获得石膏结晶，用于固化二氧化硫、降低脱硫成本。

除吸收塔外，脱硫吸收系统运行也需要其他装置参与。例如循环泵，其负责对石浆液进行反复吸收，降低石灰用量，达到控制发电成本目的。而且循环泵在使用时并不会受到脱硫处理应用的吸收剂压降影响，可高效脱硫。在实际应用中，火力发电厂会选择流量大、压头低的卧式离心泵；而在二氧化硫烟气吸收部分会设置喷淋层，利用调整脱硫系统的各类参数，让吸收剂可保持液滴状态进入脱硫系统中，提高在空间内吸收剂和二氧化硫的接触面积，进而提升脱硫效果。喷淋层多选择玻璃、钢管等不与二氧化硫发生反应的材质，而管道之间也使用法兰进行连接，避免喷淋层受到二氧化硫影响发生腐蚀等问题，从而提高设备使用寿命，减少火力发电厂在设备采购方面的额外投入。

2 脱硫工艺吸收系统常见故障与处理方法

2.1 叶轮与泵壳磨损

脱硫系统在运行期间，会将石灰石浆液作为浆液循环泵介质使用，同时外加浆液也存在较大的pH值变化，导致浆液循环泵会在具有腐蚀性浆液影响下逐渐发生磨损[2]。同时，浆液会保持高速运动状态，不断在循环泵中运动也会冲击泵壳，造成泵壳使用时出现冲刷式磨损，逐渐削薄泵壳壁，如果浆液中含有其他杂质，则会导致泵壳被浆液磨穿。在泵壳厚度降重后，通过叶轮获得动能的浆液后有更大的回流量，而浆液循环总量则会相应降低，导致在脱硫系统中的液体无法达到标准高度，对于含硫气体吸收效果也会下降，吸收塔各项参数则会发生异常，降低脱硫系统运行效率。

解决方案：如果浆液循环泵的叶轮和泵壳出现磨损严重时，会变现出浆液循环泵电流相较于正常水平下降，出力也会下降，浆液循环量下降等。出现以上特征后需立刻停止脱硫系统运行，利用工具打开循环泵，对叶轮、泵壳做防磨处理。等到防磨处理结束后还需做额外的养护工作，才能将循环泵再次投入应用。如果发现叶轮严重磨损则要及时更换，确保脱硫系统中可维持正常浆液循环量。

2.2 出口喷头及母管堵塞

在大多数火力发电厂脱硫系统维修时，都会于吸收塔底部发现树脂脱落物、硫化物、石灰石杂质。出现这种情况，主要是脱硫系统使用时间偏长、各种装置发生老化，导致一些物质脱落掉入吸收塔底部。如果脱硫系统的电除尘出口位置时常出现烟尘浓度超标，也会降低脱硫效率，而含硫蒸气则会和冷空气结合形成小颗粒物质，聚集在管道内部形成沉淀，对管道造成堵塞。如果这种情况得不到有效处理，沉淀物则会让浆液循环泵的出口喷头与母管发生堵塞，造成注入脱硫系统的浆液流量大幅度下降，而浆液循环泵的工作效率也会降低，浆液喷淋无法覆盖更大面积，吸收塔内部浆液无法和含硫气体充分结合[3]。而浆液不足又会造成泵壳发热，极易产生“烟气走廊”，进一步降低脱硫系统运行效率。

解决方法：为避免出现出口喷头及母管堵塞问题，应借助停机期间对于脱硫系统中的所有杂质、异物进行清除，同时建立检查清理档案，对于每次清理时间、位置等做好详细记录，也可每个季度或半年进行一次计划停机，同时展开检修工作，确保脱硫系统的正常使用。在循环泵停止运行时，则要使用清水对循环泵进行充分冲洗，让母管、喷头位置的浆液和杂质被冲洗干净，避免在后续使用中出现结块堵塞问题。也可选择于浆液循环泵入口位置增加不锈钢滤网，可让原本可能进入循环系统的脱落物、硫化物得到有效拦截，避免堵塞管道，维护人员做好滤网清理工作即可。利用增加不锈钢滤网方式可降低大型检修周期，节约人力成本，让脱硫系统可保持长时间的正常运行。

2.3 吸收塔入口位置烟尘超标

脱硫系统产生的烟尘pH 值偏碱性，如果吸收塔入口位置过量烟尘没有经过脱硫处理直接融入浆液，则会逐渐提升浆液pH 值。又因为运行期间对浆液的pH 值控制是利用pH 值反馈、而不是Ca/S计算模式，所以在烟尘溶于水后抵消部分石灰石浆液量，虽然浆液pH 值有所上升但粉尘却无法有效清除，导致脱硫效率降低。

解决方法：为避免吸收塔入口位置的粉尘浓度超过最大处理上限，在脱硫系统运行时需严格监控电除尘运行参数。一旦粉尘浓度大于预设数值需立刻分析该原因，并通过适当方法消除粉尘影响。而在吸收塔入口处的粉尘长时间超标、且无法通过现有方式让脱硫系统恢复到正常标准，则要申请终止当前脱硫系统运行，组织技术人员一同研究粉尘超标问题，直到将该问题处理后，才能将脱硫系统再次投入到具体应用中。

3 脱硫工艺吸收系统设备检修要点

3.1 循环泵

作为脱硫工艺吸收系统重要设备，循环泵检修重点需放在内密封环、叶轮、轴承等方面，需以循环泵内部结构为准进行科学检修。如对循环泵叶轮进行检修时，需重点关注叶轮的除垢工作，避免在后续应用中因叶轮存在过多污垢影响叶轮的正常转动，降低循环泵使用效率。将工作叶轮污垢清理干净后，则要对叶轮磨损、裂纹等情况进行检查，出现磨损、裂纹需及时更换，降低叶轮使用风险。检查内外圈密封环完整性，出现破损同样要进行更换处理。如轴承架在外力影响下产生松动，则要用合适工具对轴承架进行固定。循环泵检修时也需对泵轴进行擦洗，检查泵轴弯曲度是否在可使用范围内，做好泵口维护工作[4]。

3.2 吸收塔

吸收塔是确保煤炭脱硫处理期间烟气可得到充分吸收的重要装置，为提升二氧化硫吸收效率，需将吸收塔运行温度调整到60℃左右。通过这种装置处理，既可提高吸收塔内部装置运行能力、让吸收塔以最佳状态投入到二氧化硫吸收作业中，也可避免二氧化硫再次融入废气、废水中，形成影响更为严重的其他产物，以此提高系统脱硫处理效果。GGH 设备可辅助吸收塔工作，在系统维修时可根据吸收塔投入使用时间、运行情况，合理分析其运行能力是否出现衰减情况，根据吸收塔的运行情况安装GGH 设备，协助吸收塔运行，提高煤炭脱硫处理质量。在检查过程中也需对吸收塔各处结构磨损情况进行排查，做好各个机械装置的润滑工作[5]。

3.3 石灰浆槽与搅拌器

对吸收设备的石灰浆槽和搅拌器检修时，可将检修重点放在搅拌杆、变速箱固定位置等细节方面。在脱硫工艺吸收系统运行时，吸收系统中又有大量含氮、硫等具有腐蚀性烟气，空气中一些物质也会在吸收系统中产生腐蚀性，通过腐蚀让搅拌器、石灰浆槽的部分零部件加速装置的磨损效果，严重影响吸收系统后续使用，极容易出现严重的安全事故，影响一线生产人员人身安全。所以在检修石灰浆槽和搅拌器时，务必要将重点放在一些平时无法看到的细小零部件。如果发现零部件严重磨损则要对其进行更换。可按照以下流程进行检修处理：

先使用工具将搅拌器电机拆开，并移开变速箱准备放油。等到变速箱储油全部清空后，进一步拆除搅拌杆，并将负责变速箱稳定使用的支撑装置、衔接螺栓等卸掉；在变速箱和电机的连接位置螺丝拆除后，手持照明设备或将变速箱放置于强光下，检查各处零部件磨损情况，检查变速箱齿轮，可使用压铅丝向齿轮涂抹红丹粉，分析齿轮咬合情况，根据齿轮的磨损实际情况做维修、更换等处理，避免因齿轮无法保持高效运行状态，影响变速箱运行效率；对石灰浆槽进行系统的除垢、清洁工作，避免浆槽内部残留石灰或硫化物，形成影响浆槽暂存石灰能力。在结束检查工作后，根据之前使用的拆卸程序将拆卸的各个零部件重新安装，检验设备运行情况。

3.4 轴承与油室

对于油室、轴承等装置，在检修期间可选择煤油清洗表面污垢，配合棉纱做细微处的清理工作，并利用面团把无法残留污垢通过粘除方式清除。检修人员还需观察轴封位置，使用测量装置分析轴承弯曲度，检查轴承松动情况，对轴承加固处理，添加润滑剂，提高轴承后续应用效果。轴承内圈、外圈没有出现严重磨损，可是轴承有严重松动情况，仍需对轴承零部件进行更换。检修油室时需关注油室渗漏情况，检查油室是否出现裂纹，并将油室渗漏、裂纹位置用醒目颜色进行标记，之后对油室做修补工作。如果油室有油封磨损、硬化问题，则需及时更换油封并将轴承盖污渍做好清理工作。

3.5 注意事项

在正式进入检修程序前，检修人员需对脱硫系统做详细的检修规划，明确检修流程。同时，对于吸收系统中各种设备运行特点与故障特征，制定针对设备的详细检修计划，让检修工作可顺利进行，避免影响正常发电计划。同时检修人员也要针对检修过程做详细记录，既可不断提升自己能力，也能为以后检修出现类似问题提供解决方案，提升未来检修效率。

在检修期间，需要将检修重心放设备各种零部件，及时更换磨损的零部件，并让零部件保持润滑。除对一些设备检修外，还需要同时设备清洁工作。使用专业设备清洁剂对轴承、皮带等位置杂质清理，并使用润滑油对其整修。根据设备使用情况，设置科学时间更换零部件，保证脱硫系统所有设备拥有良好使用状态，消除设备使用安全隐患。如果设备维修存在一定难度，也可让设备生产企业辅助维修。