某电厂脱硫系统吸收塔浆液起泡溢流原因分析

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作者邓兴龙大唐淮北发电厂

摘要：本文作者结合某发电厂脱硫吸收塔起泡溢流，指出吸收塔溢流管采用倒“U”型布置的特点，在溢流期间大量的黑色泡沫及浆液溢流，对设备发生起泡溢流的现象进行分析，找出发生设备异常的主要因素，对此类环保设备异常，拟采取措施进行处理，否则将发生环境污染。并提出了确保该脱硫系统安全稳定运行的措施，为目前发电厂广泛应用同类设备运行的企业提供经验和教训。

关键词脱硫系统石膏湿法烟气脱硫浆液溢流环境保护化验分析

环境和环保设备的安全与否，直接关系到读者和广大民众的身体健康，也关系到全社会的稳定，发电厂环保设备发生污染事故也严重影响广大民众的生产和生活，如何提高环保设备的工作效率，确保大气环境质量有所改善是全体电力工作者的重要职责。在发电厂，燃煤脱硫系统提高大气环境质量的重要手段，是资源再利用的主料源头之一，如何科学利用，规范管理，及时消除脱硫系统的异常，确保环保节能设备的安全稳定运行令广大电力和环保工作者牵挂，现作者结合某发电厂脱硫系统设备异常进行分析，提出改进意见，供广大设备管理工作者在实践中借鉴。

1.某厂脱硫系统概况

某发电厂1号、2号机组采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫（FGD：Fluegasdesulfurization）工艺，在设计煤种及校核煤种、锅炉最大工况（BMCR：Boilermaximumcontinuerate即锅炉最大连续蒸发量，主要是在满足蒸汽参数、炉膛安全情况下的最大出力）、处理%烟气量条件下，入口二氧化硫浓度小于mg/Nm3时，脱硫率保证值大于95.5%。FGD装置采用湿式强制氧化、石灰石—石膏回收工艺，没有烟道旁路挡板门，一炉一塔制，吸收塔的类型是目前广泛采用的逆流喷淋空塔。

2.某厂脱硫系统浆液起泡情况简述

8月22日上午，该厂2号发电机组发生了脱硫吸收塔起泡溢流现象。吸收塔溢流管采用倒“U”型布置，溢流期间大量的黑色泡沫及浆液溢流，现场起泡溢流情况见图1。随后电厂紧急采取加强除雾器喷水和浆液置换等方式，浆液起泡溢流情况得到缓解，8月22日2号脱硫系统运行情况见下图/2张。

3.起泡原因分析

电力科研技术人员在现场对2号脱硫系统浆液起泡溢流情况进行了细致深入的调查与分析，并对脱硫系统的水、石灰石浆液、吸收塔浆液、溢流浆液泡沫等进行了取样分析，以确定浆液起泡溢流的原因所在，具体分析过程如下。

3.1原因分析

一般情况下，吸收塔浆液不能形成稳定的泡沫，吸收塔浆液起泡是由于系统中进入了其它成分（如粉尘、Mg2+、油分等），增加了气泡液膜的机械强度，也增加了泡沫的稳定性，最终导致起泡溢流现象的产生。具体引起吸收塔浆液起泡原因分别有下列几个因素。

3.1.1锅炉在运行过程中燃烧不充分，除尘器运行状况不佳，烟气粉尘浓度过高，大量惰性物质的杂质进入吸收塔后致使吸收塔浆液重金属含量增高。重金属离子增多引起浆液表面张力增加从而使浆液表面起泡；

3.1.2石灰石中MgO含量过高，会与浆液中的硫酸根离子反应产生大量泡沫；

3.1.3脱硫用工艺水水质较差，COD、BOD含量超标，脱硫装置脱水系统或废水处理系统不能正常投入，致使吸收塔浆液品质逐渐恶化。

3.2原因排查

3.2.1浆液泡沫成分分析从吸收塔浆液起泡溢流的现场照片来看，当时溢流口有大量的浆液溢出，上层物质呈黑色泡沫状，电厂人员对浆液泡沫进行了取样，之后对浆液泡沫进行了化验分析。泡沫干燥后为黑色颗粒粉末，通过对干燥后的泡沫进行可燃物分析，发现泡沫颗粒中含有25.7%的可燃物，因此可初步判定为锅炉燃烧不充分，部分未燃尽碳随烟气进入吸收塔内，并且在塔内沉积使浆液品质恶化，诱发了浆液起泡溢流现象。

3.2.2石灰石及吸收塔浆液分析石灰石化验分析结果见表1。从表1中可以看出，石灰石中CaO含量偏低，未达到51%的设计要求，MgO含量处于设计要求范围内。根据电厂近期的化验结果，电厂部分时段的石灰石中CaO含量偏低，这也导致了目前电厂脱硫系统的高PH值运行（一般大于6.0）

表1石灰石品质分析结果（采样时间：.8.26）

8月26日，对1号、2号吸收塔浆液进行了取样分析，以了解目前的吸收塔浆液品质，具体的分析结果见表2。从表2中可以看出，目前吸收塔浆液内亚硫酸钙含量、Mg2+、Cl-、F-浓度都处于正常范围内，而且近一个月来，电厂加大了脱硫废水排放量，与上个月的吸收塔浆液分析结果相比，Cl-，F-浓度明显下降，这并不是引起吸收塔浆液起泡的原因，结合石灰石浆液化验分析结果，也可排除Mg2+浓度过高引起浆液起泡的可能。但是，目前2号吸收塔浆液内碳酸钙含量、盐酸不溶物含量均高于1号吸收塔浆液，超过设计值的要求。

表21号、2号吸收塔浆液分析结果

3.2.3工艺水水质分析电厂采用城市中水进行简单处理后作为脱硫工艺水，水质情况每月委托湛江市环境监测站和湛江粤西地质工程勘察院进行检测，近半年的水质分析报告见表3。从表3中可以看出，近半年脱硫工艺水水质稳定，COD，BOD都处于较低的水平。

表3近半年脱硫工艺水水质分析结果

注：单位为“mg/L”，“/”表示未检测

为了解目前脱硫工艺水的水质情况，于8月26日对脱硫工艺水进行了取样，分析结果见表4。从表4中可以看出，目前工艺水中COD、悬浮物、F-含量较低，但也有部分离子浓度较高，如Cl-，Na+等。由于电厂1，2号机组均采用处理后的中水作为脱硫工艺水，稳定运行已将近一年，1号机组脱硫系统也没有发生冒泡现象，故可初步排除工艺水带入起泡物质的可能。

表4脱硫工艺水水质分析结果（采样时间：.8.26）

4.结论与防范措施

通过对浆液泡沫、脱硫工艺水、石灰石及吸收塔浆液分析，发现泡沫中可燃物成分达到25.7%，这是诱发浆液起泡的主要原因；另外，石灰石品质较差，吸收塔浆液中盐酸不溶物含量偏高，吸收塔浆液中杂质过多，也为浆液起泡提供了一定的环境。吸收塔浆液起泡是塔内浆液品质恶化的表现，起泡越多则浆液恶化情况越严重，进而影响到脱硫效率。目前，通过浆液置换等方式使浆液品质有所好转，根据本次浆液起泡的原因，为防止此类现象再度发生，应采取以下措施：（1）目前2号机组除尘器B1侧1，2电场故障已长期未投运，建议电厂尽快检修恢复。根据电厂CEMS系统显示结果，目前脱硫入口烟尘浓度并不高，建议电厂尽快对脱硫入口CEMS烟尘浓度进行对比试验，以确定CEMS监测结果的准确性，了解目前除尘器的实际运行情况，确定飞灰可燃物进入吸收塔的原因和途径。（2）加大浆液置换和废水排放，控制浆液品质。建议电厂加大石膏排出量，适当降低排石膏时的吸收塔浆液密度，加快浆液的置换过程。（3）加强石灰石浆液、吸收塔浆液、废水和石膏等的化验分析工作，有效监控脱硫系统的运行状况，发现浆液品质有恶化趋势及时采取措施。（4）电厂的石灰石品质较差，根据分析化验结果，石灰石品质经常达不到设计值要求，脱硫系统一直以高PH值运行，造成了吸收塔浆液内碳酸钙含量和盐酸不溶物含量偏高，长期运行不仅影响脱硫效率，也会影响到脱硫系统的安全运行，加强对石灰石品质的监督，尽量将石灰石各组分（CaO，SiO2等）控制在要求的范围内。（5）建议该厂储备一定量的消泡剂，可根据浆液中实际起泡程度及时加入适量的消泡剂，避免再次出现吸收塔浆液起泡溢流现象。