国华太电烟气脱硫系统“石膏雨”治理

摘要：本文介绍了石灰石—石膏湿法脱硫系统存在“石膏雨”的情况，并分析了产生问题的原因，提出解决办法。希望能够引起业内人士和有关领导的重视和关注，结合国内不同类型湿法烟气脱硫系统的现状，努力提高脱硫系统的环保效应，以推动脱硫产业向着健康蓬勃的方向发展，为改善环境、造福人类做出更大贡献。

关键词：湿法脱硫石膏雨治理

中图分类号：TF704.3文献标识码：A 文章编号：

一、概述

国华太仓发电有限公司2×630MW机组，配套了江苏苏源环保工程股份有限公司自主研发的OI2-WFGD烟气湿法脱硫系统，采用石灰石-石膏湿法全烟气脱硫，设计效率为97%，脱硫保证效率为不低于95％。脱硫系统分成以下几个分系统：烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂制备系统、石膏处理系统、工艺水和冷却水系统、排放系统、压缩空气系统等。主要设备包括升压风机、吸收塔及浆液循环泵、氧化风机、除雾器、旋流器、石膏脱水机等。国华太电烟气脱硫系统采用一炉一塔布置，无GGH低温排放方式，除雾器垂直布置在吸收塔出口水平净烟道内。

二、存在的问题及分析

1.现象

从2007年开始，机组每次经过检修投入运行后，一般在3个月左右的时间，在烟囱周围500m范围内会有液滴现象，超过这个范围没有发现这种液滴，经取样分析，液滴的主要成份为石膏，液滴的直径在1～8mm之间，落地密度在7000个/m2。

在烟囱出现“石膏雨”现象的同时，烟囱底部疏水也有明显的变化。在烟气脱硫系统检修后投入运行3个月内（正常运行情况下），烟囱底部疏水量较小，疏水比较清澈。而在3个月后的疏水，疏水基本就是石膏浆液，疏水量极大。

从脱硫运行报表分析来看，除雾器一般在脱硫系统修后投入运行3个月时间内，除雾器前后压差在100Pa以内。随着机组运行时间的增长，除雾器差压也随之升高。

除雾器差压变化趋势

从图一可以观察到，在脱硫系统投入运行后第一个月内，总差压平均在170Pa，第二个月则上升到580 Pa，而国华太电烟气脱硫系统除雾器的差压报警值为450 Pa。除雾器前后差压变化过程中，除雾器一级差压变化较小，对除雾器总差压影响不大。除雾器二级差压的变化，对降雾器总差压影响最大，从除雾器差压变化趋势图中可以明显看出，除雾器的总差压与除雾器二级差压基本成正比变化，这也间接反应出二级除雾器，随着机组运行时间的增长，除雾器的堵塞情况在逐渐恶化。

原因分析：

经过现场初步分析，认为产生这种现象的主要原因是由于脱硫系统没有GGH，采用了低温排放方式，平均排烟温度在50～60℃，烟气湿度在10%以上，由于脱硫后烟气高度较低，所以有烟气下洗现象。

另外，依据现场实际安装尺寸，建立了脱硫吸收塔数学模型。从脱硫吸收塔数学模型可以看出，烟气通过吸收塔喷淋区后，经过吸收塔内的隔板进入除雾器前，烟气流场分布极不均匀。除雾器前接近吸收塔塔壁侧，烟气流速越高，越向下烟气流速越低。由图三和图四可以看出,最大速度出现在竖直塔与水平烟道连接的拐角处，最大烟气流速达到32.9m/s，在除雾器出口实际测试烟气流速最大值为18m/s。而且在除雾器上部1/3的区域，烟气流速最高，而在其余2/3左右的区域，烟气流速相对较低。从吸收塔实塔数学模型中可以看出，烟气在进入除雾器时烟气流场极不均匀，远烟囱侧速度比近烟囱侧速度大，这会造成远烟囱侧除雾器堵塞严重。除雾器入口平均速度超过除雾器设计的极限速度。导致烟气在进入除雾器时，除雾器的负载不同。烟气流速高的区域，烟气中携带的液滴大部分进入第二级除雾器，增加了第二级除雾器的工作压力，造成第二级除雾器堵塞。

除雾器发生堵塞之后，更加剧了在此区域烟气流场分布不均匀，流速高的区域，烟气流速更高，而发生堵塞的区域，则基本没有去除烟气中携带的微小液滴的功能，加重了除雾器的堵塞程度，使“石膏雨”现象更加严重。

三、采取的措施

1 .改变除雾器入口烟气流场分布，提高流速分布的均匀性：

在建立吸收塔实塔数学模型的基础上，采取改变吸收塔内部结构的方式，改变原来设计的烟气流场分布，使烟气在进入除雾器前，烟气流速尽量保持均匀，提高除雾器的有效除雾面积。优化后的吸收塔烟气流场数学模型。

根据数学模型的计算结果，取消了原来布置在吸收塔出口处起均流作用的2层烟气导流板，在能够对烟气有效进行分流的位置，新增加到7片烟气导流板，努力使烟气在通过喷淋层后，在进入除雾器前，提高烟气流场的均匀性，提高除雾器的有效除雾效率。

经过改造后，除雾器入口烟气最大速度9.97m/s，平均速度：6.48m/s，能够满足除雾器有效除雾烟气流速范围内。改造后除雾器前后压降由设计的压降1005.2Pa（计算压降，包括喷淋和除雾器），降低到936.8Pa （计算压降，包括喷淋和除雾器）。

2.改变除雾器冲洗方式：

原有的冲洗水方式为每一级除雾器分为6组，每一组除雾器从上至下安装有3个集水槽，每一组除雾器前后分别设置了3组喷淋管，当采用程控冲洗时，这3组喷淋管的水量全部要由这个3个集水槽导出。喷淋系统及集水槽布置图如图七所示，改造后的喷淋系统及集水槽布置图如图八所示。通过改造后，除雾器的喷淋水在冲洗过程中，保持每一个集水槽只收集一组喷淋管的水量，能够保证充足的疏水量，不至于因为冲洗水量过多，集水槽来不及排放，而延着除雾片向下流动，增加被烟气携带到下一级除雾器的可能性。改造后的冲洗水逻辑未做改动，，即能满足生产需要。每次冲洗时，每一组除雾器集水槽只收集一组喷淋管的冲洗水，极大地提高了集水槽的疏水能力，使所有的冲洗水在进入集水槽后，能够全部及时通过疏水管道收集，不会被带到下一级除雾器。

图七喷淋系统及集水槽改造前布置图

图八喷淋系统及集水槽改造后布置图

1、 增加二级除雾器后疏水：

原设计中没有二级除雾器后疏水系统，当有石膏浆液或冲洗水通过第二级除雾器后，这部分石膏浆液或冲洗水会延着烟道继续向旁路烟道方向流动，部分会在净烟道及旁路烟道会沉积下，还有一部分会被烟气携带到烟囱，形成“石膏雨”。本次改造过程中，在第二级除雾器后，增加了集水槽及疏水装置，极大地降低了石膏浆液或冲洗水进入净烟道的可能性。

四、总结

脱硫系统改造后，机组于2009年7月4日并网以来，除雾器差压保持在200Pa以内，烟囱底部疏水清澈，水量极小，改造后还没有发生“石膏雨”现象。目前还在观察阶段。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。