国华太电烟气脱硫系统“石膏雨”治理
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国华太电烟气脱硫系统“石膏雨”治理
王树君
(国华太仓发电有限公司，江苏 太仓 215433)
摘 要：本文通过分析脱硫系统出口“石膏雨”产生的原因，提出了切实可行的方法，解决了困扰企业发展的难题，对同行解决类似问题提供借鉴。
关键词：石灰石-石膏湿法脱硫；烟囱；无GGH ；石膏雨；喷淋系统；改造
1 概述
国华太仓发电有限公司2×630 MW 机组，配套石灰石-石膏湿法全烟气脱硫，采用了江苏苏源环保工程股份有限公司自主研发的OI 2-WFGD 烟气湿法脱硫系统，一炉一塔布置，设计效率为97%，脱硫保证效率为不低于95%，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。脱硫系统由以下几个分系统组成：烟气系统、SO 2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。
2 存在的问题及分析
2.1 现象
从2007年开始，机组每次检修投运后，一般在3个月左右的时间，在烟囱周围500 m 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1～8 mm 之间，落地密度在7000个/m 2，如图1所示。
图1 石膏雨图片
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100 Pa 以内。随着机组运行时间的增长，除雾器差压也随之升高。如图2所示。
图2 除雾器差压变化趋势
从图2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170 Pa ，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。 2.2 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
2009年江苏省电机工程学会 2009年第10辑 电力环保专委会学术论文集 (总第135辑)
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另外，依据现场实际安装尺寸，建立了脱硫吸收塔数学模型，见图3、图4。从脱硫吸收塔数学模型可以看出：1) 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（见图3的红色部分）。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。2) 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32.9 m/s ，在除雾器出口实际测试烟气流速最大值为18 m/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。3) 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（如图5所示）。
图3 脱硫吸收塔实塔烟气流场数学模型
图4 脱硫吸收塔实塔烟气流速数学模型
图5 第二级除雾器堵塞情况
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。
3 采取的措施
3.1 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如图6所示。
a)
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b)
图6 脱硫吸收塔改造后烟气流场数学模型
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9.97 m/s ，平均速度6.48 m/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1005.2 Pa （计算压降，包括喷淋和除雾器），降低到936.8 Pa （计算压降，包括喷淋和除雾器）。 3.2 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7所示，改造后的喷淋系统及集水槽布置图如图8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7 喷淋系统及集水槽改造前布置图
图8 喷淋系统及集水槽改造后布置图
3.3 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。
4 结论
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200 Pa 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
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作者简介： 王树君(1968-)，男，黑龙江绥化人，毕业于东北电力学院，
工程师，从事火电厂热工、环保专业工作。E-mail ：wsj0599@https://www.doczj.com/doc/2b7831155.html, 。
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作者：王树君
作者单位：国华太仓发电有限公司，江苏 太仓 215433
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