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1、 浅析湿法脱硫石膏含水率高主要原因及控制措施 摘要：本文介绍了谏壁发电厂六期脱硫系统石膏含水率高的原因，并对其进行深入分析后列出了石膏含水率高的主要原因，针对存在问题采取了有效的措施，极大程度改善了石膏含水率过高的问题，并对进一步降低含水率提出了改进措施。关键词：石膏含水率；原因；控制措施0引言国电谏壁发电厂六期#11、12机组脱硫装置已于2015年经过超低排放提效改造后投用，采用单塔双循环石灰石-石膏湿法脱硫工艺，设计脱硫效率不低于98.1%。投产之后脱硫系统石膏实际含水率一直大于10%的设计要求，正常在15%左右，最高曾达到20%25%，严重影响了石膏副产品的销售。为解决此问题，对六期#1
2、1机组脱硫生产整个流程进行了分析，对相关参数进行控制和调整，目前石膏含水率基本稳定在10%左右。1影响石膏含水率的主要原因1.1杂质含量过高，废水排放不正常脱硫浆液系统中的杂质主要有烟气中飞灰和石灰石杂质两个来源。这些杂质会影响吸收塔内的反应，干扰石膏晶体的形成，使得脱硫石膏中飞灰含量急剧上升；另外，在脱水时杂质会夹在石膏表面和内部，因杂质脱水率很差，就会影响石膏的含水率。石膏浆液中的这部分杂质可通过废水排出浆液系统，如果废水系统不能正常运行，杂质不断积累，达到一定的浓度就会影响石膏的含水率，而且是发生质变，对石膏含水率影响较大。1.2脱硫运行中PH值控制不稳定，氧化反应不充分PH测量值是吸收
3、塔反应控制的一个重要参数。石灰石供浆量的多少应由锅炉负荷和FGD入口硫份的变化量来综合考虑决定，若PH值测量不准，则容易出现石灰石供浆量过多，CaCO3含量超标，从而影响石膏的脱水率。由相关数据可知，随着吸收塔PH值得增加（均是一台氧化风机运行），CaCO3含量和石膏含水率明显增大，特别在PH值明显升高到5.8以上时，将会导致石灰石的溶解速率急剧下降，CaCO3含量和石膏含水率呈阶跃式上升。由此说明浆液PH值对石膏结晶影响虽然是间接的，但却是重要的决定性因素之一。同时，当吸收塔内氧化效果不好或氧化空气量不足时，会导致石膏浆液中CaCO3含量过高，形成CaSO3?1/2H2O晶体，颗粒小、粘性大
4、，难以脱水。而且由于CaCO3难以脱除，会造成浆液密度持续上升，导致全部浆液恶化，只能重新置换浆液。1.3石膏旋流器的运行工况影响（1）石膏旋流器入口压力的影响，入口压力过低，会影响旋流器的分级效率，造成底流浆液的含固率下降，最终导致石膏脱水性能下降。（2）旋流器沉砂嘴的影响。旋流器的底流含固率一般在45%55%（质量含量）左右，固体颗粒细小，主要为未完全反应的吸收剂和石膏小结晶等。在使用一段时间后，沉砂嘴因磨损原因尺寸变大，会造成旋流器底流含固率降低，一级脱水效果差，影响真空皮带脱水机性能，使石膏含水率增大。1.4真空皮带脱水系统的的运行工况影响（1）真空度的影响。真空度过高或者过低对石膏脱
5、水性能均有很大影响，真空度过低，则脱水过程中对石膏水分的抽吸力不足，难以保证石膏的脱水效率。真空度过低的主要原因有：真空盘与皮带之间有间隙、真空盘到真空泵入口管路有泄露、真空泵故障、密封水流量低等。真空度过高的原因主要有：滤布未冲洗干净或使用周期过长，都会导致脱水效果变差；或是由于石膏浆液品质变差（如杂质含量变多）引起滤布堵塞，使得浆液中的水分不容易从滤布孔隙中分离出来。运行中若真空度突然变高，同时浆液通过滤布压降增大则滤布堵塞可能性很大。运行中汽气水分离器真空度负压一般维持45kPa65kPa之间。（2）滤布通过性的影响。滤布堵塞会直接影响脱水效果，使得石膏含水率增加。造成滤布堵塞的主要原因
6、包括：浆液中的飞灰和杂质含量增大、浆液中的氯离子含量超标、滤布冲洗水量不足或喷嘴堵塞。（3）滤饼厚度的影响。滤饼厚度通常由变频器调节皮带机转速加以控制。滤饼厚度过大或者过小都会使石膏含水率上升，影响石膏脱水效果。滤饼太厚会使脱水效率不足，含水率上升；滤饼厚度减小，致使含水率降低，但是若滤饼厚度进一步减小使得滤布布料不均匀，造成局部漏真空，石膏含水率又会进一步上升。因此，相对于最低含水率，石膏滤饼厚度在控制上有一个最佳值，以六期石膏脱水为例，一般最佳滤饼厚度控制在皮带机运行频率为4045Hz时。2控制石膏含水率的措施2.1严格控制石灰石质量和烟气含尘量吸收塔浆液中的杂质主要来源是烟气中飞灰和石灰
7、石中杂质。经过电除尘处理后的烟气中的粉尘以及排进吸收塔的湿除冲洗水，其中颗粒度很小，进入浆液系统后会覆盖在石灰石颗粒的表面，阻碍石灰石的溶解，使得石膏浆液中细小的石灰石颗粒含量增加，同时还会造成浆液PH值下降，严重影响石膏结晶，导致石膏脱水性能下降。在实际运行中，定期对石灰石粉质量进行检测，发现问题及时反馈石粉供应厂家，按要求进行整改、处理。实际运行中还发现，在机组调停启动后，吸收塔石膏浆液由于杂质沉淀后再次被搅拌，大量杂质进入脱水系统，使得石膏排出泵滤网频繁堵塞，旋流站压力长时间过低，底流较稀，真空皮带机无法均匀布料，这一点在#12吸收塔反应尤为明显。因此，在机组启动后，通常采用关闭旋流站进
8、口门，打开溢流返回门将旋流站旁路，采用此种运行方式后，浆液通过石膏排出泵不断进行大循环，将过粗的杂质由滤网进行收集，通过清理滤网将杂质排出。这样，就能使吸收塔浆液在启动初期就大大降低因烟尘和石粉进入的杂质量。2.2加强主要运行参数控制吸收塔浆液PH值是脱硫反应控制一个重要参数。在日常运行中，石灰石供浆量的控制和循环浆液泵运行方式的选择，是由PH值与机组负荷、烟气硫分含量、脱硫效率和浆液密度综合起来决定的。若在运行中过分注重脱硫效率，提高石灰石浆液供应量，维持PH值在高限运行，容易造成CaCO?含量过高，氧化反应效果降低，导致石膏脱水越来越困难。通过改变PH值变化来改变亚硫酸盐的氧化速率有可能直
9、接影响石膏的相对过饱和度，在PH值4.5时，亚硫酸盐的氧化作用最强，并且是PH值为6时氧化速率的2.5倍。同时，PH值得变化对石膏沉淀结晶影响也是显著的。CaSO4?2H2O的溶解度随PH值的升高而急剧下降。CaSO4?2H2O的溶解度下降，会使亚硫酸盐难以完全氧化，降低石膏品质，并且容易使设备结垢。因此，在运行中结合具体工况合理的控制供浆量，利用吸收塔和AFT塔PH值的区分控制手段，在烟气出口SO2升高时尽量向AFT塔多供浆，并控制好循环浆液泵启动时机，保持吸收塔浆液的PH值在4.55.5范围内(特别是能维持PH值在5.0)，有利于石灰石的充分溶解和石膏浆液的充分氧化沉淀结晶，是目前六期比较
10、理想的运行方式。运行中还要维持较好的氧化效率，提高氧化效果。值班人员应根据机组负荷、入口SO2流量及时调整氧化空气流量，通过调整风机进口风门维持风机出口风压在最佳值，此时经验往往起到主要作用；#12机组吸收塔还出现过氧化风机在塔内喷嘴脱落的情况，所以风机运行电流值的变化趋势对于分析氧化风机运行状况也起着重要作用。2.3定期清理石膏旋流站，保证浆液的浓缩及颗粒分离效果石膏旋流器入口压力直接关系到去真空皮带机的底流含固率，运行中应对旋流器进行定期检查，及时调整投入运行的旋流子个数、定期更换旋流子沉沙嘴。要注意监视旋流站入口浆液压力，吸收塔浆液起泡、管道部分堵塞、石膏排出泵出力低等均会引起压力下降或
11、者波动较大，导致旋流不彻底，底流中含固量低含水率高，直接造成石膏含水率超标。根据运行中的分析结果认为，即使在石膏浆液品质较差的情况下，更换沉砂嘴都能很大程度缓解石膏含水率较高的问题，是一种非常有效的调节手段。目前，六期机组旋流器入口压力最佳值#11旋流站在0.150.16Mpa左右，#12流站在0.2pa左右。根据旋流器进口压力和石膏排出泵电流变化，及时对石膏排出泵滤网进行清理和更换，石膏排出泵停用时应立即冲洗泵体和石膏浆液管路,严防管线堵塞,确保其对石膏浆液中杂质的过滤效果。2.4定期对在线监测仪表维护和保养，确保其正常运行加强在线监测仪表的维护保养，特别是PH计、密度计与脱硫效率有着直接关
12、系，吸收塔密度控制着吸收塔生成物石膏品质。因此运行中必须加强对这些在线仪表的维护，保证其准确性，确保在运行中能根据仪表所示参数及时分析、调整。2.5加强对脱硫废水的排放，进一步完善废水系统设计为了保证塔内反应正常进行及石膏的生成质量，废水系统应尽量投入，保证废水排放，以降低吸收塔内CL离子浓度及杂质含量。由于CL离子对设备有较强腐蚀性，塔内CL离子浓度应控制在10000mg/l以下，并尽量维持低值运行。六期石膏过滤水地坑与#12吸收塔地坑相连，同时有两台过滤水泵可将过滤水打至#11吸收塔地坑；在实际运行中若废水系统故障，可根据各机组石膏CL离子含量变化趋势，统一将废水集中排放至全厂废水储存箱内
13、。3结论综上所述，本文总结了一些对石膏含水率影响较大的因素，并且在运行中很大程度上改善了石膏含水率过高问题，但是要在运行中将含水率长期稳定和控制在10%以下，必须要从以下几方面着手改进：a)由于杂质是对石膏正常结晶和脱水的最直接影响因素，因此在运行中要提高进入脱硫系统的石灰石粉品质，泥土等杂质越少越好；同时要保证废水系统的正常运行，这样才能使整系统中的杂质和重金属含量大幅降低，保证石膏结晶品质。b)运行中值班人员应根据实际工况进行及时调整，正确判断出当前引起石膏含水率高的主因，有针对性地进行调整，将各项参数控制在最佳范围内，保证吸收塔浆液品质正常，石膏结晶和生长顺利进行。c)加强对脱硫系统主要设备的运行维护，确保PH计、密度计的准确性；定期对皮带机进行检查，确保皮带机的真空度；定期对一级脱水系统进行检查，确保旋流站底流含固率和石膏排出泵正常。参考文献1李守信，胡玉亭，纪立国.湿式石灰石石膏烟气脱硫中石膏质量的工艺控制因素J.电力环境保护，2002（3）.2阎维平，刘忠，王春波.电站燃煤锅炉石灰石湿法烟气脱硫装置运行与控制M.北京：中国电力出版社，2005.3火电厂烟气污染物超低排放技术/西安热工研究院编著.北京：中国电力出版社，2016.6. -全文完-
