脱硫系统典型故障分析及处理

脱硫系统典型故障分析及处理北京博奇电力科技有限公司运营维护中心脱硫系统典型故障分析及处理主要内容：一、脱硫效率低；二、GGH堵塞；三、除雾器结垢堵塞；四、石膏品质差；五、浆液泵的腐蚀与磨损；六、机械密封损坏；七、吸收塔浆液起泡；八、吸收塔“中毒”；2020/3/193脱硫系统典型故障分析及处理一、脱硫效率低2020/3/194一、脱硫效率低1、脱硫效率低的原因分析：1.1设计因素设计是基础，包括L/G、烟气流速、浆液停留时间、氧化空气量、喷淋层设计等。应该说，目前国内脱硫设计已经非常成熟，而且都是程序化，各家脱硫公司设计大同小异。1.2烟气因素其次考虑烟气方面，包括烟气量、入口SO2浓度、入口烟尘含量、烟气含氧量、烟气中的其他成分等。是否超出设计值？1.3脱硫吸收剂石灰石的纯度、活性等，石灰石中的其他成分，包括SiO2、镁、铝、铁等。特别是白云石等惰性物质。2020/3/195一、脱硫效率低1.5运行控制因素运行中吸收塔浆液的控制，起到关键因素。包括吸收塔PH值控制、吸收塔浆液浓度、吸收塔浆液过饱和度、循环浆液量、Ca/S、氧化风量、废水排放量、杂质等。1.6水水的因素相对较小，主要是水的来源以及成分。1.7其他因素包括旁路状态、GGH泄露等。2020/3/196一、脱硫效率低2、改进措施及运行控制要点从上面的分析看出，影响FGD系统脱硫率的因素很多，这些因素叉相互关联，以下提出了改进FGD系统脱硫效率的一些原则措施，供参考。2.1FGD系统的设计是关键。根据具体工程来选定合适的设计和运行参数是每个FGD系统供应商在工程系统设计初期所必须面对的重要课题。特别是设计煤种的问题。太高造价大，低了风险大。特别是目前国内煤炭品质不一，供需矛盾突出，造成很多电厂燃烧煤种严重超出设计值，脱硫系统无法长期稳定运行，同时对脱硫系统造成严重的危害。2020/3/197一、脱硫效率低2.2控制好锅炉的燃烧和电除尘器的运行，使进入FGD系统的烟气参数在设计范围内。必须从脱硫的源头着手，方能解决问题。2.3选择高品位、活性好的石灰石作为吸收剂。2.4保证FGD工艺水水质。2.5合理使用添加剂。2.6根据具体情况，调整好FGD各系统的运行控制参数。特别是PH值、浆液浓度、CL/Mg离子等。2.7做好FGD系统的运行维护、检修、管理等工作。2020/3/198脱硫系统典型故障分析及处理二、GGH堵塞2020/3/199二、GGH堵塞1、GGH堵塞的原因分析GGH的结垢、腐蚀、堵塞是FGD系统运行中常见问题。堵塞使得GGH压损大大增大，系统阻力增加，电耗增大，严重时FGD旁路烟气挡板被迫打开；在一些电厂出现过增压风机喘振现象，甚至威胁到锅炉的安全运行。造成GGH结垢堵塞的因素是多方面的，有设备、运行、设计等各方面的原因。2020/3/1910二、GGH堵塞1.1GGH吹扫/冲洗不正常或故障。吹扫空气/蒸汽压力不足；吹扫周期太长；高压水压力不足；1.2净烟气携带浆液的沉积结垢除雾效果不好，或除雾器堵塞都会造成烟气中携带的浆液颗粒过多。PH过高，造成浆液中CaCO3过多，在GGH内部与SO2发生反应。氧化不好，烟气中携带过多亚硫酸钙，易粘附。特别是GGH净烟气侧，实际是一个干湿界面，尽量减少烟气中的水分携带。2020/3/1911二、GGH堵塞1.3烟气中的烟尘引起的堵塞因吸收塔出口烟气处于饱和状态，并携带一定量的水分，GGH加热原件表面比较潮湿，在GGH原烟气侧特别是冷端，烟气中烟尘会粘附在换热原件的表面。另外，飞灰具有水硬性，飞灰中的CaO可以激活飞灰的特性，烟气中的SO3以及塔内浆液等与飞灰相互反应生成类似水泥的硅酸盐，随着运行时间的累积硬化，即使高压水也难以清除，这同样引起堵塞问题，在烟尘量大时堵塞更快。2020/3/1912二、GGH堵塞1.4设计不合理引起的GGH堵塞包括GGH本身因素，如换热面高度、间距、换热片类型、吹灰方式、布置形式、吹灰器数量、吹灰器喷头吹扫位置、覆盖范围等，对GGH积灰、结垢均有影响。总的来说，压缩空气不如蒸汽，1支吹枪不如上下两支，夹板式的换热元件应该优于波纹板式。另外，GGH前后直管道设计，导流板布置，均影响堵塞。1.5其他另外，GGH堵塞与煤种有很大的关系，特别是灰分特性，有些煤种的灰分粘性大，极易粘附，堵塞的可能性就大。2020/3/1913二、GGH堵塞2、GGH堵塞的改进措施2.1改进设计改进GGH本体的设计，如合理的换热面高度、换热片间距、换热片形式等。改进GGH吹灰的设计。包括吹枪的布置以及吹扫周期。在GGH上下都设置吹灰器比只设一支吹灰枪效果要好，可以延缓GGH堵塞的趋势。吹枪改设计为蒸汽吹灰。蒸汽吹扫时，必须先进行蒸汽疏水。改进烟道设计。合理布置烟道导流板，使气流分布均匀。改进喷淋层、除雾器系统的设计。喷淋覆盖率小、除雾器效果不好或其叶片冲洗不净而积石膏等，使吸收塔出口烟气携带浆液，其下游的受害者就是GGH。所以喷嘴合理布置和选择、除雾器的选型和注意除雾器的清洗效果尤为重要。2020/3/1914二、GGH堵塞2.2正常运行时应采取措施加强正常吹灰。用压缩空气或蒸汽至少应4小时一次，也可增加频率。同时确保吹扫压力，压缩空气要求喷头处大于0.8MPa;蒸汽要求大于1MPa.在线高压水冲洗。正常压力1.5倍时投入。离线高压水清洗。机组停运，利用专用高压清洗工具，50-100MPa压力进行彻底清洗。必要时，拆除换热片，逐片进行。化学清洗。机组停运时，首先利用专用化学药品浸泡，然后进行冲洗。加强吸收塔浆液控制，包括PH、浓度等。同时确保除雾器正常工作。提高电除尘效率，控制烟尘含量。2020/3/1915二、GGH堵塞2.3其他对于部分堵塞严重的电厂，如果采取各种措施后，仍然无法解决，应尝试取消GGH，同时对于净烟道及烟囱采取相应的防腐措施。2020/3/1916脱硫系统典型故障分析及处理三、除雾器结垢堵塞2020/3/1917三、除雾器结垢堵塞1、除雾器结垢堵塞的原因分析经过脱硫后的净烟气中含有大量的固体物质，在经过除雾器时多数以浆液的形式被捕捉下来，粘结在除雾器表面上，如果得不到及时的冲洗，会迅速沉积下来，逐渐失去水分而成为石膏垢。由于除雾器材料多数为PP，强度一般较小，在粘结的石膏垢达到其承受极限的时候，就会造成除雾器坍塌事故。沉积在除雾器表面的浆液中所含的物质是引起结垢的原因。如果这些污垢不能得到及时的冲洗，就会在除雾器叶片上沉积，进而造成除雾器堵塞。2020/3/1918三、除雾器结垢堵塞结垢主要分为两种类型：湿-干垢：多数除雾器结垢都是这种类型。因烟气携带浆液的雾滴被除雾器折板捕捉后，在环境温度、粘性力和重力的作用下，固体物质与水分逐渐分离，堆积形成结垢。这类垢较为松软，通过简单的机械清理以及水冲洗方式即可得到清除。结晶垢：少数情况下，由于雾滴中含有少量亚硫酸钙和未反应完全的石灰石，会继续进行与塔内类似的各种化学反应，反应物也会粘结在除雾器表面造成结垢，这些垢较为坚硬，形成后不易冲洗。2020/3/1919三、除雾器结垢堵塞2、防止除雾器堵塞的措施由于除雾器的功能就是捕捉烟气携带的雾滴，因此形成湿-干类型的垢属于正常现象，脱硫系统都设计有冲洗装置将沉积的石膏垢定期及时冲洗掉，防止其堆积。正常运行期间，应按照设备厂家要求的冲洗水流量和冲洗频率进行冲洗，可防止结垢物堆积，同时防止发生堵塞和坍塌事故。2020/3/1920三、除雾器结垢和堵塞应重点进行以下工作：定期进行冲洗，通常2小时一次，低负荷可适当延长确保冲洗压力，要求冲洗时喷嘴处压力0.25-0.3MPa定期检查冲洗阀门，防止阀门内漏确保除雾器压力测量准确，建议采用环形取压，同时带吹扫。只有准确的压力测量，才能正确的进行监控严格控制吸收塔浆液浓度（小于20wt%）避免长期高PH运行，另外PH波动不能太剧烈。2020/3/1921脱硫系统典型故障分析及处理四、石膏品质差2020/3/1922四、石膏品质差1、影响石膏品质的因素石膏品质差主要表现在以下几方面：石膏含水率高(大于10%)；石膏纯度低；石膏中CaCO3\CaSO3超标；石膏中的CL-、可溶性盐（如镁盐等）含量高等。水泥厂对石膏水分、纯度、CL要求较高，CL高则影响水泥的粘性。在石膏的生成过程中，如果工艺条件控制不好，往往会生成层状或针状晶体，尤其是针状晶体，形成的石膏颗粒小，粘性大，难以脱水，如CaSO3·1/2H2O晶体。而理想的石膏晶体（CaSO4·2H2O）应是短柱状，比前者颗粒大，易于脱水。所以，控制好吸收塔内化学反应条件和结晶条件，使之生成粗颗粒和短柱状的石膏晶体，同时调整好系统设备的运行状态是石膏正常脱水的保证。2020/3/1923四、石膏品质差1.1吸收塔内浆液成分因素石膏来源自吸收塔内浆液，其品质的好坏，根本上由吸收塔内反应环境及反应物质决定。常见影响石膏含水率的因素：浆液中杂质成分过高：飞灰、CaSO3、CaCO3、Cl-、Mg2+、含量高，前三者本身颗粒较小不易脱水；而过多的Mg2+则影响石膏结晶的形状，因增加了浆液的粘度而抑制颗粒物的沉淀过程；Cl-过高也会影响石膏的结晶。通常吸收塔内要求Mg2+＜5000ppm，Cl-＜10000ppm，否则脱水就有影响。石膏在塔内停留时间短，结晶时间不足，其颗粒小。浆液过稀，石膏过饱和度不足，浆液浓度低于10wt%2020/3/1924四、石膏品质差1.2设备因素旋流器分离效果差，造成脱水机上浆液浓度过低真空度过低：一般在0.04~0.06MPa之间最为合适，过高会造成真空泵过载；过低的原因可能是真空系统泄漏、滤饼厚度不足(20~40mm之间)、滤布破损等小颗粒堵塞滤布或者滤布冲洗不足真空泵入口堵塞真空槽与皮带孔相对位置偏移，皮带上的真空度下降2020/3/1925四、石膏品质差2、石膏品质差解决措施2.1设计核算应首先对设计进行核算，检查吸收塔容积、石膏结晶时间（15h以上）、氧化空气量进行检查，是否满足要求。2.2分析吸收塔浆液成分对吸收塔浆液进行取样分析，检查浆液内各成分，包括固相和液相。2.3检查石膏旋流站检查旋流站压力是否合适，旋流子是否磨损。同时对顶流和底流取样分析，确定旋流子分配比。2020/3/1926四、石膏品质差2.4检查皮带机设备包括石膏底流是否分布均匀，石膏滤饼厚度是否合适不至于太薄或太厚，滤布是否堵塞或损坏，真空度是否偏低或偏高，管道有否泄漏，滤布/滤饼冲洗水是否正常等。2.5检查石灰石品质石灰石中CaCO3含量低、白云石及各种惰性物质如砂、黏土等含量高将引起石膏品质低下；石灰石浆液粒径过大不仅影响脱硫效率，且使石灰石的利用率偏低，石膏纯度低。2020/3/1927四、石膏品质差3、运行建议（1）提高锅炉燃烧效率，保证电除尘效率，尽可能控制烟气中的粉尘浓度在设计范围内。（2）保证吸收剂石灰石的质量。石灰石的杂质如惰性成分除对脱硫率有不利影响外，还对石膏的质量有不利的影响，因此应尽可能提高石灰石的纯度及提供合理的细度。（3）保证工艺水的质量，控制水中的悬浮物、CL-、F-、Ca2+等的含量在设计范围内。（4）选择合理的吸收塔浆液PH值，避免PH值大波动，保证塔内浆液CaCO3含量在设计范围内。（5）选择合理的吸收塔浆液密度运行值，浆液含固率不能过小或过大。2020/3/1928四、石膏品质差（6）保证吸收塔浆液的充分氧化，定期化验，使塔内浆液的成分在设计范围内。（7）对石膏浆液旋流器应定期进行清洗维护，定期检验底流密度，发现偏离正常值时及时查明原因并作相应处理。（8）对石膏皮带脱水机、真空泵等设备应定期进行清洗维护，保证设备的效率，滤布和真空系统是重点检查维护对象。加强对石膏滤饼的冲洗。（9）定期维护校验FGD系统内的重要仪表如PH计、密度计等，使之能真实反映系统的运行状况。（10）适当地加大系统的废水排放量。（11）控制好燃煤的含硫量，使之在设计范围内。2020/3/1929脱硫系统典型故障分析及处理五、浆液泵的腐蚀与磨损2020/3/