内蒙古电力技术  2014, Vol. 32 Issue (4): 89-91,95   PDF    
火电厂烟气脱硫技术监督中发现的问题及处理
张承钢, 何福龙, 乌云斯琴    
内蒙古国电能源投资有限公司电力工程技术研究院, 呼和浩特 010080
摘要:火电厂烟气脱硫技术监督工作是以烟气达标排放节能减排为目标,对脱硫装置的运行情况进行监督。本文列举了火电厂烟气脱硫技术监督过程中发现的实际问题,并提出相应的处理措施,如:在使用低品质石灰石时,可适当降低吸收塔浆液pH值;烟气在线监测系统数据不准确,可能是测点安装位置不合要求,可利用高精度的碘量法对系统进行比对,并对烟气速度场系数进行修正等。针对以上常见问题,提出GGH泄漏导致脱硫效率低的诊断方法、脱硫吸收塔浆液密度在线检测仪表不准的应对方法等,以供借鉴。
关键词烟气脱硫     技术监督     石灰石纯度     吸收塔浆液pH值     烟气速度场系数     GGH    
Issues and Treatment Advices on Technical Supervision for Flue Gas Desulfurization in Thermal Power Station
Zhang Chenggang, He Fulong, Wuyunsiqin    
Inner Mongolia Electric Power Engineering Research Institute, Hohhot 010080
Abstract:The targets of desulfurization technology supervision are emission reducing and flue gas standard discharging, at the same time the operation of desulfurization equipments is under supervision. This article lists the practical problems found in monitoring flue gas desulfurization in thermal power plant, gives the corresponding measures such as using low-quality limestone, it may appropriately reduce pH value of absorber's slurry; when the data of on-line monitoring system for flue gas desulfurization is not accurate, it can utilize high-precision iodine quantity method to compare with the system. As the common questions mentioned above, the article proposes the diagnosis methods to low desulfurization efficiency caused by GGH leaking, coping methods to inaccuracy for on-line monitoring instruments for the density of desulfurization absorber's slurry.
Key words: flue gas desulfurization     technical supervision     purity of linestone     pH value of absorber's slurry     coefficient of flue gas velocity field     GGH    
0 引言

随着国家环保政策的日益严格,火电厂烟气脱 硫技术监督工作越来越受到重视。做好脱硫技术 监督工作,可确保火电厂脱硫装置的安全、稳定、经 济运行,保证烟气达标排放,及时发现脱硫设施运 行中存在的问题,并提出解决方案,最大限度地发 挥脱硫装置的效能,使其健康、经济、长周期稳定运行。本文就火电厂烟气脱硫技术监督过程中发现 的问题进行探讨,以供同类电厂借鉴。 1 火电厂烟气脱硫技术监督的目的及任务

脱硫技术监督的目的是以相关的法律、法规、 标准为依据,以环境监测为手段,以火电厂燃料、原 材料、水源、环保设施和污染物排放为对象,以烟气 达标排放与节能减排为目标,对脱硫设施(备)的健 康水平及有关安全、稳定、经济运行的重要参数、性 能、指标进行监督、检查、评价,保证其在良好状态 或允许范围内运行[1, 2, 3]

火电厂烟气脱硫技术监督的任务是实现对脱 硫装置建设项目在可研阶段、环境影响评价阶段及 脱硫设施在设计、选型、监造、安装、调试、验收、运 行、检修、改造等各个环节的全过程监督。 2 烟气脱硫技术监督中发现的问题及处理 2.1 低品质石灰石脱硫运行参数控制 2.1.1 数据分析

根据某电厂报送的环保技术监督报表核实脱 硫设施处理的烟气量、原烟气中SO2质量浓度、脱硫 效率等,核算SO2脱除量;根据脱硫剂(如石灰石)的 品质纯度、用量及脱硫副产品石膏的纯度,CaCO3、 CaSO3·0.5H2O 质量分数,分析石灰石用量是否合 理,钙硫比是否符合设计要求,以发现运行中存在 的问题。

对环保技术监督报表进行分析后确定该电厂 石灰石用量偏大,钙硫比、石膏中CaCO3 残留量超 标。造成此结果的原因一般有以下几个方面:

(1) 石灰石品质差或磨制细度不达标;

(2) 吸收塔浆液pH值控制不合理;

(3) 吸收塔浆液密度控制不合理;

(4) 石膏旋流器压力控制不合理。 2.1.2 现场检查

通过深入现场检查,确定pH 值控制范围为 5.2~5.8,石灰石磨制细度满足63 μm(325目)90% 通过率,吸收塔浆液密度和石膏旋流器压力等指标 也在正常范围;但是石灰石的纯度只有79.14%,未 达到设计要求的CaCO3质量分数在90%以上。调查 得知,符合设计要求的石灰石不易取得。 2.1.3 pH值调整

针对该电厂石灰石存在的问题,建议适当降低 吸收塔浆液pH值,以提高石灰石利用率,从而减少 石灰石用量及石膏中CaCO3残留量。经现场试验, 确定pH值合理控制范围为4.8~5.0。 pH 值调整前后,脱硫装置运行数据如表 1 所 示。通过调整pH值运行参数,保证了脱硫效率维持 在正常水平,石灰石用量大幅降低,石膏中CaCO3残 留量控制在了合理水平,石膏品质提升;同时也减 轻了石灰石制浆系统的运行负荷,降低了石灰石磨 机的磨损,节能减排效果明显。

表 1 pH值调整前、后脱硫装置运行数据
2.2 CEMS数据比对及修正

2.2.1 采用碘量法测定SO2质量浓度

火电厂烟气在线监测系统(CEMS)一般采用红 外法对SO2质量浓度进行监测,用于SO2质量浓度监 测比对的便携式仪器通常采用电化学法。一般情 况下,电化学法精度低于红外法,且易受CO的干扰 (正干扰),发电机组在较大负荷下运行时,烟气中 氧量控制均比较低,容易出现CO质量浓度超标问 题。

某电厂在接受当地环保部门的例行检查时,发 现便携式仪器测得的SO2质量浓度远大于CEMS数 据,被认为存在SO2质量浓度超标排放且有人为对 CEMS数据进行修改的嫌疑。随后进行现场检测比 对,后采用碘量法检测比对,CEMS数据显示正确。 2.2.2 烟气速度场系数修正

大部分电厂由于空间局限,安装CEMS的混合 烟道直管段较短,难以满足《GB/T 16157—1996 固 定污染源排气颗粒物测定与气态污染物采样方法》 关于测点安装位置的要求[2],造成所测SO2质量浓度 与实测数据偏差较大。

由于该电厂也存在测点安装位置不合要求的 问题,使得CEMS所测数据长期偏大。在技术监督 过程中对烟气速度场系数进行修正,由原来的1.0 修正为0.47。修正后,该厂CEMS数据能够真实反 映SO2质量浓度。修正试验数据如表 2所示。

表 2 烟气速度场系数修正试验数据

通过对烟气速度场系数的修正,解决了该电厂 CEMS所测SO2质量浓度长期不准确的问题,同时能够合理核算排污量,降低电厂烟气颗粒物及气态污 染物排污费50%以上。 2.3 GGH泄漏导致脱硫效率低的诊断

某电厂脱硫系统增容改造后各项运行参数控 制正常,但性能考核试验显示脱硫效率无法达到设 计要求。在技术监督过程中,通过增加测点对GGH 密封性能进行测试,发现该厂GGH烟气换热器漏风 率远大于设计值(不大于1%),因此判定脱硫效率不 达标原因主要由于GGH泄漏所致。对GGH进行维 修改造后,脱硫效率达标。GGH改造前、后脱硫效 率对比见表 3所示。

表 3 改造前、后GGH脱硫效率对比
2.4 脱硫吸收塔浆液密度检测

吸收塔浆液密度控制一般都依靠在线密度计 实时监测,由于在线密度计受安装位置、介质流速、 日常维护(如冲洗周期频率)等因素影响,经常出现 显示不正确、波动大等问题,给运行控制带来影 响。在技术监督过程中,建议电厂采用借助吸收塔 监测液位的压力变送器数据辅助计算吸收塔浆液 密度的方法进行实时监测。采取以上方法后,得到 的浆液密度准确,无需增加设备。此方法的原理是 依据以下公式来间接计算浆液密度ρ[2]

式中ΔP、ΔH—上、下2个压力变送器的压力差和 安装高度差,单位分别为Pa,m;

g—重力加速度,m/s2

3 结论及建议

脱硫技术监督工作是包含技术管理、技术分 析、疑难问题解决和设备状态分析在内且涉及多个 环节的基础性工作。以烟气达标排放为目标,并 持续改进、优化脱硫装置运行,才是脱硫技术监督的落脚点,监督的关键 在于通过对试验和检验数据的分析,准确指出存在 的问题,并提出针对性措施。针对本文监督过程中 发现的问题提出以下建议:

(1) 当脱硫吸收剂、吸收塔浆液、脱硫副产品 石膏等性能指标(如脱硫吸收剂活性、纯度、细度, 吸收塔浆液pH值、密度,石膏中CaSO4·2H2O、Cl-、 CaCO3、CaSO3·0.5H2O、H2O等质量分数等)、脱硫装 置运行重要参数及CEMS等测量数据均合理,但脱 硫效率、排放的SO2 质量浓度仍不达标时,应考虑 GGH漏风率是否符合设计要求。GGH泄漏对脱硫 效率及SO2质量浓度的影响往往容易被忽视,在脱 硫竣工验收性能考核试验及脱硫检修前、后应对 GGH漏风率进行测试,如发现其漏风率超标,应采 取相应措施进行处理。

(2) 由于CEMS 安装不能满足《GB/T 16157— 1996 固定污染源排气颗粒物测定与气态污染物采 样方法》[2]的位置要求,而造成实测烟气量偏差较大 的问题,应对烟气速度场系数进行修正。

(3) 建议采样精度较高的碘量法对CEMS进行 定期比对[4, 5]

(4) 建议利用现有液位监测的压力变送器数 据,并结合浆液密度在线监测密度计数据计算浆液 密度。依据公式ΔP=ρgΔH 间接计算浆液密度ρ,以 增加脱硫系统运行的可靠性。

参考文献
[1] 中国电力企业联合会电力试验研究分会.DL/T 1050— 2007电力环境保护技术监督导则[S].北京:中国电力出版社,2007.
[2] 国家环境保护总局.GB/T 16157—1996 固定污染源排气颗粒物测定与气态污染物采样方法[S].北京:中国电力出版社,1996.
[3] 国家环境保护总局.HJ/T 75—2007 固定污染源烟气连续监测技术规范[S].北京:中国环境科学出版社,2007.
[4] 国家环境保护总局.HJ/T 56—2000 固定污染源排气中二氧化硫的测定碘量法[S].北京:中国环境科学出版社, 2000.
[5] 张忠,辛建军,支国庆,等.石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置优化改造[J].内蒙古电力技术,2014,32(2):66-69.