火电厂烟气脱硫装置的运行维护

吕栋腾，雷涛锋

（1.陕西国防工业职业技术学院，陕西西安 710300；2.大唐西安第二热电厂，陕西西安 710065）

0 引言

工业设施中，火电厂运行产生的SO2排放量占据了全国SO2排放量的50%以上。近年来，国家颁布了新的大气污染物排放标准，大力推进了脱硫产业的发展。根据国家经济发展形势，国内能源消耗将在一段时间内仍以煤炭为主，为了减少煤炭燃烧带来的污染，投资建设了大量的脱硫装置。同时，环保总局也发布规定，强制发电相关企业对烟气进行脱硫。对火电厂脱硫装置进行有效维护，保持良好的脱硫效率，减少并控制SO2的排放与污染，提高环境与空气质量，是我国经济社会可持续发展和公民健康的基本保证[1]。

1 烟气脱硫技术

各国从脱硫技术的要求出发，已经开发了很多燃煤锅炉控制SO2排量技术，并应用于工程中。这些技术总结起来分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫[2]。利用化学、物理或生物方法脱去煤中硫被称为燃烧前脱硫，因其工艺成本高，尚未得到广泛应用。在燃烧过程中对煤进行脱硫称为燃烧中脱硫，主要有循环流化床锅炉燃烧脱硫技术和炉内喷钙技术[3]。燃烧后脱硫（Flue Gas Desulfurization，FGD）是对燃烧后的烟气进行脱硫，主要有海水法、石灰石—石膏法、氨吸收法和双碱法，是目前世界范围内应用最广泛、规模最大的脱硫技术。

西安某火电厂1#、2#机组（2×300 MW）采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，使用石灰石作为脱硫剂，工艺上将其研磨成细粉与水混合制成吸收浆，吸收浆与烟气在吸收塔内混合接触，浆液中的碳酸钙与烟气中SO2、空气混合接触并发生氧化反应，最终生成二水石膏。脱硫后的烟气经换热器加热升温后排入空气，余下的石膏浆经脱水处理后回收并循环利用。

2 烟气脱硫控制系统

现阶段控制火电厂烟气脱硫装置的系统主要有可编程逻辑控制（PLC）、现场总线控制系统（FCS）、分布式控制系统（DCS）[4]。其中，PLC 被广泛应用在过程控制中，工程师可根据工程需要在PLC 中完成相应的编程，实现对系统的控制。FCS 是将现场全部的仪表设备和控制器，通过现场总线联结组成的系统。DCS 系统是分散控制、集中管理，在每个现场子站都有控制器和采集器，系统运行信息再通过现场总线送入操作站和工程师站，以完成对系统运行的总体管理和显示[5]。

本次研究的烟气脱硫控制系统采用分布式控制系统，主要由电气系统、热工系统和烟气排放监测系统组成，现场配置控制表盘和附属设备，通过工业以太网将数据传输至总控室，以便集中管理。其中电气系统由直流电源、供电系统、交流电源和备用电源系统组成，系统备有独立保安段电源。热工系统内含数据采集处理，烟气流量流速、液气比、温度等模拟量控制系统和保护报警等部分。烟气排放监测系统实时监测脱硫过程中SO2的各项指标数据，如烟气浓度、湿度和温度等，为控制系统提供重要的反馈数据，主要由污染物子系统、排放参数子系统等组成。

3 运行维护

（1）热工测量、电气等装置及其保护装置完备且无异常使用。

（2）各设备齐全，无缺失元件，保温设备完好，设备自身和周边都应当整洁，没有杂物及沉油等，保证充足的照明和完好的栏杆平台。

（3）储存空间的空洞及排浆阀门需要检查是否已经关闭，并保证溢流管的通畅。

（4）地脚螺栓、保护罩、转机各部、联轴器螺栓等需要安装无误，且牢固。

（5）转动机械的各部分的油液质量完好，油表指示正确无误，设备孔洞、盖无误。

4 工艺水运行规定

4.1 离心泵的运行规定

（1）离心泵不宜在低于30%设计流量下运行。

（2）增减流量时，应防止电机过负荷跳闸和低负荷时水泵汽化，注意监视电流和出口压力变化。

（3）切换备用泵时，应先启动备用泵，待备用泵运行正常后，方可停泵。

（4）检修后第一次启动泵时应先检查电机转向是否正确，从电机侧看泵为顺时针旋转。

（5）泵的轴封应十分严密，没有漏浆及漏水现象。

4.2 工艺水箱调整

若工艺水箱入口滤网出现前后压差大报警，打开滤网旁路门，关闭滤网出、入口手动门，取出滤网进行清洗或更换。滤网清洗或更换完成后，开启其出、入口手动门。

5 系统维护

5.1 烟气系统的运行维护

确保烟气系统中的密封装置完好，烟道和密封管道密封良好，没有漏烟、漏风。烟道膨胀通畅，膨胀节无撕裂情况。在主系统工作时，如需要检修脱硫系统，要确保所有的烟气挡板闭合，密封无泄漏；旁路挡板开启，并闭合密封风入口。

5.2 吸收塔的运行维护

脉冲悬浮系统投入且运行良好，pH 计自动冲洗程序投入正常。氧化空气冷却水开启。

5.3 石灰石输送系统的运行维护

（1）卸料斗牢固。

（2）除尘器正确投入，反吹系统启停动作正常。

（3）振动给料机给料无堆积、飞溅现象。

（4）检查并防止吸铁件刺伤弃铁皮带。

（5）若弃铁箱中有杂物，应该立刻清除。

5.4 石灰石浆液制备系统的运行维护

制浆过程中要确保旋流器与制浆管道牢固连接，避免设备磨损及漏浆，如果旋流器出现严重的漏浆，必须切换使用备用旋流器。确保滤液水管与球磨机料管连接正常，保证通畅。检查磨机各部冷却水供应良好，各部温度、振动正常，运行中无异常声音等。油箱的液位升高超过正常标准，主要为冷却水管破裂、油管破裂及管路堵塞。定期查验球磨机出口篦子的干净程度，若发现有杂物要及时清理。

5.5 pH 计冲洗、投入及保养

（1）对pH 计冲洗需要24 min 进行一次，如果该仪器指示不正常或错误，需要立刻冲洗：关闭pH 计进浆门、出浆门，存储pH 值，启动pH 计的冲洗水门与放水门，持续冲洗pH 计60 s；pH 计的冲洗结束后，将洗水门、放水门关闭，之后打开进浆门、出浆门。结束pH 计冲洗，若发现其指示错误，需要再冲洗或通知检修相关设备。

（2）投运前，应检查pH 计各门严密关闭，外形及连接正常。关闭冲洗水门、放水门，缓慢开启进浆门及回浆门，向pH 计充浆；投入后，对石膏浆液的pH 值进行检测，若检测值有误，应及时冲洗pH 计。如果多次冲洗后，仍然显示有误，则进行热工处理。

（3）脉冲悬浮泵停止后，将pH 计入口门关闭，打开冲洗门，开始冲洗pH 计和连接管道。将pH 计入口门打开、出口门关闭，然后冲洗入口管道。冲洗完后，关闭入口门及冲洗水门，将pH计注水后，pH 值显示若正常，则为7.0 左右。需要定期检查pH计的注水情况，若水量不足，应立刻补水。若不及时补水，pH 计的电极会结垢，其测量精度会受到干扰，严重时会遭到损坏。

6 运行调整

6.1 石膏品质调整

如果石膏中的粉尘含量超过规定范围，需要立刻通知相关人员采取相应措施，降低烟气中的粉尘含量。如果检测到石膏中的CaCO3含量超过标准，需要立刻调节浆液供给量，并通知相关人员对石灰石浆液和石灰石原料品质进行化验。若石灰石浆液颗粒直径太大，应及时调整粒径在规定范围内。若石灰石原料中的杂质超过标准，则要联系石灰石原料生产部门调整到规定范围内。同时还要调整空气中氧气含量和pH 值，确保CaCO3被充分氧化。

6.2 制浆系统调整

设备工作中需要确保球磨机滤液量和石灰石料的比例，如果细度小于标准，则将细度调节门关小，反之要开大。设备工作时需要观察球磨机电流指示表，若发现电流远低于额定电流，需要立刻添补符合规定的钢球。从球磨机进入的石灰石颗粒直径不允许超过20 mm，如果来料直径太大，需立刻进行调整。

6.3 脱硫率、pH 值及石灰石浆液给浆量调整

石灰石浆液的供给量对脱硫装置有重大影响，若浆液量供给过少，无法达到烟气脱硫标准，会增大出口烟气的含硫量，严重降低了脱硫效率；若石灰石浆液供给量过大，则会降低石膏纯度。脱硫装置在工作时，可依据出口SO2浓度、pH 值、石灰石浆液浓度及脱硫率综合因素调节石灰石的供给量，当pH 值过大、石灰石浆液浓度降低、SO2浓度升高，都可增大石灰石浆液供给量。若脱硫率太低，则加大给浆量，必要时可增加再循环泵投运数量。

7 定期工作

（1）每2 h 对脱硫各系统巡回检查一次。结合巡回检查，每2 h 抄运行表计一次，并做好运行分析工作。

（2）切换转机时，应先启动备用转机，运行正常后，方可停运转机。

（3）每班至少冲洗各浆液箱及吸收塔液位计1 次，校对不少于3 次。

（4）每周二上午班准备，下午班补充钢球。

8 结束语

通过对烟气脱硫技术的介绍，脱硫控制系统组成结构的分析，提出了烟气脱硫装置的运行维护方法。对运行维护工作中的主要任务如运行维护、工艺水运行规定、系统维护、运行调整和定期工作的流程和方案作了说明和介绍，可有效提高系统的工作效率。脱硫控制技术在我国研究时间较短，脱硫工艺和控制技术还有很大的发展空间。做好系统的运行和维护工作，能提高控制系统的稳定性和脱硫效率，有效提高火电厂的环保技术指标，对减少企业的生产成本，具有重要的经济意义和社会意义。