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上市环保总工为您打造的脱硫系统维护
一文解释所有问题
目前烟气脱硫技术种类达几十种，而脱硫系统又极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象等等各种故障。今天咨询了上市环保公司陈总工，关于这些问题陈总工为大家出了一期文章，下面和一起来看看吧。
脱硫效率低
1.脱硫效率低的原因分析：
（1）设计因素
设计是根底，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。
（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。
（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。
（4）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。
（5）水
水的因素相对较小，主要是水的来源以及成分。
（7）其他因素
包括旁路状态、GGH 泄露等。
2.改良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，以下提出了改良 FGD 系统脱硫效率的一些原则措施，供参考。
（1）FGD 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系统供给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。
（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。
（3）选择高品位、活性好的石灰石作为吸收剂。
（4）保证 FGD 工艺水水质。
（5）合理使用添加剂。
（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。
（7）做好 FGD 系统的运行维护、检修、管理等工作。
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，在粘结的石膏垢到达其承受极限的时候，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。
结垢主要分为两种类型：
（1）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去除。
（2）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，会继续开展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。
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开展冲洗，可防止结垢物堆积，同时防止发生堵塞和坍塌事故。
应重点开展以下工作：
（1）定期开展冲洗，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；
（2）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，才能正确的开展监控；
（3）严格控制吸收塔浆液浓度（小于 20wt%）；
（4）防止长期高 PH 运行，另外 PH 波动不能太剧烈。
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。
（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，结晶时间缺陷，其颗粒小；
浆液过稀，石膏过饱和度缺陷，浆液浓度低于 10wt%。
（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
饼厚度缺陷(20~40mm 之间)、滤布破损等；
小颗粒堵塞滤布或者滤布冲洗缺陷；
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。
2.石膏品质差解决措施
（1）设计核算
应首先对设计开展核算，检查吸收塔容积、石膏结晶时间（15h 以上）、氧化空气量开展检查，是否满足要求。
（2）分析吸收塔浆液成分
对吸收塔浆液开展取样分析，检查浆液内各成分，包括固相和液相。
（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。
（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。
（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。
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，防止 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。
（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开展清洗维护，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开展清洗维护，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。
浆液泵的腐蚀与磨损
1.浆液泵的腐蚀与磨损机理
由脱硫工艺的特点决定了，所有中间介质均为腐蚀性液体，同时液体中均携带有颗粒物。接触这些浆液的设备，如泵、管道的磨损和腐蚀是免不了的。特别是对于泵，常伴有汽蚀现象发生，加剧了泵的磨损。
磨损是指含有硬颗粒的流体相对于固体运动，固体表面被冲蚀破坏。磨损可分为冲刷磨损和撞击磨损，设备的磨损是冲刷磨损和撞击磨损综合作用的结果。
（1）泵汽蚀的危害
汽蚀主要是由于泵和系统设计不当、入口堵塞造成流量过低而造成的，包括泵的进口管道设计不合理，出现涡流和浆液发生扰动；进人泵内的气泡过多以及浆液中的含气量较大也会加剧汽蚀。
产生噪声和振动、缩短泵的使用寿命、影响泵的运转性能
2.影响泵磨损的因素
磨损速度主要取决于材质和泵的转速、输送介质的密度。泵与系统的合理设计、选用耐磨材料、减少进人泵内的空气量、调整好吸人侧护板与叶轮之间的间隙是减少汽蚀、磨损，提高寿命的关键措施。针对石膏系统的生产流程，改变设备的运行工况，即降低浆液泵输送介质的密度，可大大地延长设备的寿命。
2.降低磨损的对策
基于脱硫浆液的特性，泵磨损是必然，运行中应重点较少泵的磨损，延长泵的使用寿命。
严格控制浆液流速在设计值范围内；
保证入口烟尘浓度低于设计值；
保证石灰石细粉品质，粒度、纯度符合设计要求；
采用耐磨材料或耐磨涂层；
控制浆液密度在设计值范围内。
3.降低腐蚀的对策
严格控制浆液 PH，禁止长期低 PH 值运行；
定期对 PH 计开展标定，保证 PH 计显示准确，防止 PH大起大落；
多排废水，降低浆液中的 CL 离子小于 20000ppm。
机械密封损坏
1.机械密封构造原理
机械密封，亦称端面密封，是一种限制工作流体沿转轴泄露的、无填料的端面密封装置，主要由静环、动环、弹性（或磁性）元件、传动元件和辅助密封圈等组成。
机械密封有至少一对垂直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下，加之辅助密封的配合，与另一端面保持贴合并相对滑动，从而防止流体泄漏。
由于两个端面严密贴合，使密封端面之间的分界形成一微小间隙，当一定压力的介质通过此间隙时，会形成极薄的
液膜并产生阻力，阻止介质泄漏：液膜又可以使端面得以润滑，由此获得长期的密封效果。机械密封由于其泄露量小，密封可靠，摩擦功耗低，使用周期长，对轴（或轴承）磨损小，能满足多种工况要求等特点被广泛应用于泵等旋转设备中。
2.机械密封的重要性
目前脱硫系统上 95%的离心泵(水泵、浆液泵)都配备机械密封，机械密封良好的使用性能为脱硫装置的长周期、安全、平稳运行打下了物质根底。但在脱硫系统实际运行维护中，由于机械密封引起的离心泵故障占脱硫设备总故障的 60%以上，机械密封运行状况的好坏直接影响着脱硫装置的正常运行，必须予以重视并采取有效措施。
特别是吸收塔浆液循环泵，一旦机械密封泄露，直接影响脱硫效率，严重时会导致环保不达标，造成环保罚款。另外，由于循环泵机封非常昂贵，频繁损坏直接影响效益。
目前吸收塔搅拌器也采用机封形式，如果出现机封损坏，有些还需要停运排空更换，给电厂造成很大麻烦。
3.机械密封泄露原因分析
离心泵在运转中突然泄漏，少数是因正常磨损或己到达使用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。主要原因有：
（1）抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏；
（2）泵实际输出流量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；
（3）停运未排空或入口门泄露，导致泵体内存有浆液，当泵长时间停运，浆液沉积严重，重新启动由于摩擦副因粘连而扯坏密封面；
（4）介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多；
（5）环境温度急剧变化；
（6）工况频繁变化或调整，特别是管路配置调节门系统；
（7）密封水断流造成机封损坏
密封水也分为两种情况，一种是密封水外流，起冷却密封端面作用；另外一种是密封水内流入泵体内，密封水比泵体内浆液压力高 0.1-0.2MPa，通过水来清洗密封端面。
在运行过程中，密封水应始终投入，一旦出现断流，密封端面将会有浆液颗粒积聚，造成摩擦，机封很快就会被烧毁。特别对于密封水内流的机械密封，对于密封水的压力还有要求，通常密封水均来自工艺水泵，应防止工艺水需求量大时压力下降，造成密封水压力低于泵体内压力。必要时，应配置单独的密封水泵。
（8）衬胶原因
设计管道时，未考虑衬胶厚度，造成通流量缺陷，特别是小浆液泵比较多。
（9）管道堵塞
脱硫系统经常会出现管道堵塞，或者是浆液淤积，或者是管道内杂物堵塞，或者是防腐衬胶脱落等，或者是管道上
的滤网堵塞等，一旦管道堵塞，造成浆液泵憋泵运行，泵体内浆液气化，温度升高，就会造成机械密封损坏。
（10）管道设计不匹配
为了减小泵入口阻力降,增加汽蚀余量，在脱硫浆液泵的入口处设计偏心大小头。很多项目上都存在，泵的入口管道设计不太合理，入口管道过细，导致泵的吸入量缺陷，很容易发生气蚀，造成机封泄露。
4.解决措施
（1）运行中，加强对密封水的巡检，特别是循环泵，防止断流
（2）保证密封水压力和流量
（3）无水机封改为有水机封
（4）定期检查泵振动，一旦出现振动过大，及时停运开展反冲洗，必要时检查入口管道或滤网。
吸收塔浆液起泡
1.浆液起泡的危害
吸收塔...
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