脫硫系統(tǒng)的漿液閥門應(yīng)用
上海申弘閥門有限公司
我廠1號(hào)機(jī)組煙氣脫硫設(shè)備采用的技術(shù)，是中國大唐集團(tuán)科技工程有限公司從奧地利引進(jìn)的濕法脫硫技術(shù)，其特點(diǎn)是吸收塔采用單回路噴淋塔，有效的避免由于塔內(nèi)部件較多所產(chǎn)生的結(jié)垢堵塞問題，在世界上屬和成熟的技術(shù)。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。 在石灰石-石膏法脫硫中，吸收塔漿液溢流是較為常見的現(xiàn)象，它會(huì)對(duì)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成較大危害，如果不采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防和處理措施，甚至?xí)?dǎo)致諸如增壓風(fēng)機(jī)葉片損壞等重大事故。通過分析石灰石-石膏工藝中吸收塔漿液產(chǎn)生溢流現(xiàn)象的各種原因，提出防止和解決吸收塔漿液溢流的方法，以保證脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2、本工程脫硫島的設(shè)計(jì)原則
脫硫島的總體設(shè)計(jì)原則是確保較高的脫硫效率、較高的可用率，并保證安全可靠，并且對(duì)鍋爐的運(yùn)行操作無影響。為此，采用了技術(shù)上成熟的工藝，操作上可靠性較高的設(shè)備是十分必要的。 我廠1號(hào)機(jī)組在擴(kuò)建工程中對(duì)脫硫工程提出的設(shè)計(jì)原則如下： (1)脫硫工藝采用濕式石灰石－石膏濕式煙氣脫硫技術(shù)，吸收塔采用噴淋塔。
(2)脫硫裝置采用一爐一塔，每套脫硫裝置的煙氣處理能力為一臺(tái)鍋爐BMCR（指鍋爐大連續(xù)蒸發(fā)量）工況時(shí)的煙氣量。脫硫效率設(shè)計(jì)煤種按不低于95%設(shè)計(jì)。
(3)脫硫系統(tǒng)設(shè)置99%煙氣旁路，以保證脫硫裝置在任何情況下不影響發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，旁路煙氣擋板從0～99%全開的時(shí)間不超過25S。
(4)石灰石漿液制備系統(tǒng)采用外購石灰石塊（粒徑不大于20mm），由濕式磨機(jī)利用工藝水制成吸收漿液。
(5)從熱電廠供水系統(tǒng)引接至脫硫工藝水箱，為脫硫工藝系統(tǒng)提供工藝用水。工藝水補(bǔ)水采用主循環(huán)冷卻水排水。
(6)脫硫副產(chǎn)品—石膏脫水后含濕量<10%，為綜合利用提供條件。
(7)脫硫增壓風(fēng)機(jī)按配備一臺(tái)靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)考慮。
(8)事故漿液箱設(shè)置1臺(tái)。
(9)脫硫設(shè)備年利用小時(shí)按5500小時(shí)考慮。
（10）FGD系統(tǒng)在質(zhì)保期內(nèi)的可用率≥95%。 （
11）FGD裝置設(shè)計(jì)服務(wù)壽命為30年。
（12）符合我國電力建設(shè)的方針政策，貫徹安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、適用、符
合國情的電力建設(shè)方針。
（13）煙氣脫硫工藝技術(shù)成熟、、經(jīng)濟(jì)合理，有運(yùn)行業(yè)績(jī)。
（14）嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)降低工程造價(jià)的要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)。
（15）脫硫工藝盡可能節(jié)約能源和水資源。
石灰消化罐、儲(chǔ)存罐、石灰漿液輸送至頂罐
按照下表將選型填寫在后一列，價(jià)格可增加一列填寫，不要合并項(xiàng)，后增加一行價(jià)格小計(jì)。
序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 管道尺寸 | 數(shù)量 | 介質(zhì) | 用途 | 投標(biāo)方選型 |
1 | 閘閥（手動(dòng)） | DN150 PN10 | 1個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 消化罐的放空閥門 | |
2 | 閘閥（手動(dòng)） | DN150 PN10 | 1個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 儲(chǔ)存罐的放空閥門 | |
3 | 閘閥（手動(dòng)） | DN80 PN10 | 2個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 石灰泵的進(jìn)口閥門 | |
4 | 閘閥（手動(dòng)） | DN50 PN16 | 2個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 石灰泵的出口閥門 | |
5 | 止回閥（手動(dòng)） | DN50 PN16 | 2個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 石灰泵的出口閥門 | 立式安裝 |
6 | 閘閥（手動(dòng)） | DN50 PN16 | 1個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 密度計(jì)的安裝閥門 | |
7 | 閘閥（手動(dòng)） | DN40 PN16 | 4個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 密度計(jì)的安裝閥門 | |
8 | 閘閥（手動(dòng)） | DN50 PN10 | 1個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 石灰泵返回管道的閥門 | |
9 | 球閥（氣動(dòng)、調(diào)節(jié)、襯陶瓷） | DN50 PN16 | 1個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 石灰泵返回管道的閥門 | V型或O型 |
10 | 閘閥（手動(dòng)） | DN50 PN10 | 1個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 石灰泵進(jìn)頂罐管道的閥門 | |
11 | 球閥（氣動(dòng)、調(diào)節(jié)、襯陶瓷） | DN50 PN10 | 1個(gè) | 20~25%石灰漿液，10~100℃ | 石灰泵進(jìn)頂罐管道的閥門 | V型或O型 |
12 | 球閥（手動(dòng)） | DN25 PN10 | 4個(gè) | 廠區(qū)自來水，反沖洗水 | 石灰泵的進(jìn)出口管道沖洗 | |
13 | 止回閥 | DN25 PN10 | 1個(gè) | 廠區(qū)自來水，反沖洗水 | 石灰泵的進(jìn)口管道沖洗 | 水平安裝 |
14 | 閘閥（手動(dòng)） | DN40 PN10 | 1個(gè) | 消化用水，0~50℃自來水 | 來自制漿供水泵的管道 | |
15 | 球閥（氣動(dòng)、調(diào)節(jié)） | DN40 PN10 | 1個(gè) | 消化用水，0~50℃自來水 | 來自制漿供水泵的管道 | V型或O型 |
16 | 閘閥（手動(dòng)） | DN65 PN10 | 1個(gè) | 緊急用水，0~50℃自來水 | 來自制漿供水泵的管道 | |
17 | 球閥（氣動(dòng)、開關(guān)） | DN65 PN10 | 1個(gè) | 緊急用水，0~50℃自來水 | 來自制漿供水泵的管道 | 2s快速關(guān)閉、常閉 V型或O型 |
18 | 閘閥（手動(dòng)） | DN25 PN16 | 1個(gè) | 除霧用水，0~50℃自來水 | 來自塔頂供水泵的管道 | |
19 | 減壓閥 | DN25 PN16 | 1個(gè) | 自來水 | 來自塔頂供水泵的管道 | 6~7公斤減至1.5~2.5公斤 |
20 | 球閥（氣動(dòng)、開關(guān)） | DN25 PN10 | 1個(gè) | 除霧用水，0~50℃自來水 | 來自塔頂供水泵的管道 | 2s快速關(guān)閉、常閉 V型或O型 |
21 | 針型閥 | DN15 PN10 | 2個(gè) | 除霧用水，0~50℃自來水 | 來自塔頂供水泵的管道 | 銅 |
22 | 球閥 | DN15 PN10 | 1個(gè) | 沖洗、檢修用水 | 來自廠區(qū)總供水管道 | 6.5米平臺(tái) |
2.1 石灰石—石膏濕法脫硫工藝
濕法工藝采用的石灰石脫硫吸收劑，價(jià)廉易得。將制備合格的石灰石漿液送入吸收塔，在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2被漿液吸收，與漿液中的碳酸鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣,然后在塔漿池內(nèi)與鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。
脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶有的細(xì)小液滴，經(jīng)煙氣加熱器加熱升溫后排入煙囪。
脫硫石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水后回收進(jìn)行再利用。
按脫硫副產(chǎn)品---石膏的處置方式劃分，一般分拋棄和回收利用兩種方法，脫硫石膏處置方式的選擇取決于市場(chǎng)對(duì)脫硫石膏的需求、脫硫石膏的質(zhì)量以及是否有足夠的堆放場(chǎng)地等因素。拋棄方式，如采用棄置灰場(chǎng)或回填礦坑，另一種是綜合利用方式，德國和日本采用較多，主要用作水泥緩凝劑和建筑材料等，石膏的利用率達(dá)90%以上。
2.2 濕法煙氣脫硫島的構(gòu)成
石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)（即脫硫島或稱FGD系統(tǒng)）是一個(gè)完整的工藝系統(tǒng)，一般分成以下幾個(gè)分系統(tǒng)：煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等。 除以上系統(tǒng)之外，石膏濕法脫硫系統(tǒng)也包括一些電氣、控制系統(tǒng)。
2.3 濕法煙氣脫硫島的主要設(shè)備
脫硫島的主要設(shè)備一般有擋板門、增壓風(fēng)機(jī)、吸收塔及循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、石灰石磨機(jī)、石灰石給料機(jī)、石膏脫水機(jī)、石膏排出泵、工藝水泵等。脫硫島同時(shí)配置有電氣、熱控設(shè)備、暖通、消防及火災(zāi)報(bào)警等輔助系統(tǒng)的設(shè)備。
2.4 脫硫島的關(guān)鍵控制參數(shù)：
煙氣脫硫系統(tǒng),作為一個(gè)系統(tǒng),影響其因素是很多的,但在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí),以下因素應(yīng)重點(diǎn)把握:
(1) 入口煙氣的含灰量。煙氣的含灰量過高，將導(dǎo)致系統(tǒng)操作惡化，表現(xiàn)
為吸收效率低下（增加石灰石投入量不起大的作用）、皮帶機(jī)脫水困難等。還需注意的是，由此造成的系統(tǒng)操作惡化，需較長時(shí)間糾正。（這樣就要求提高電除塵器的除塵率）
(2) 吸收塔內(nèi)漿液的pH值。必須控制在范圍內(nèi)，過低會(huì)導(dǎo)致漿液失
去吸收能力；而過高，系統(tǒng)則會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢堵塞的嚴(yán)重后果。pH值主要通過石灰石給料量，進(jìn)行在線動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)鍋爐操作波動(dòng)和工況變化。
(3) 吸收塔內(nèi)漿液的密度。必須控制在范圍內(nèi)，過低會(huì)導(dǎo)致漿液內(nèi)石
膏結(jié)晶困難及皮帶機(jī)脫水困難；而過高，則會(huì)使系統(tǒng)磨損增大。
(4) 吸收塔內(nèi)漿液的Cl-離子濃度，正常情況下保持在20000ppm，過高，
則對(duì)材料的材質(zhì)提出更高的要求，過低，則廢水排放量將過大。
(5) 石灰石的反應(yīng)活性。一般應(yīng)采用品位較高的礦石，（提高氧化鈣含量）
且細(xì)度合格。
(6) 出口煙氣的S02含量。必須時(shí)刻監(jiān)視該參數(shù)，但出現(xiàn)偏差時(shí)，應(yīng)綜合
分析鍋爐負(fù)荷、入口煙氣的S02含量、循環(huán)泵的工作臺(tái)數(shù) (是否在正在工況下運(yùn)行) 、漿液的pH值等影響因素。
【關(guān)鍵詞】石灰石-石膏法脫硫；漿液起泡；對(duì)策
吸收塔漿液因?yàn)槠鹋荻鴮?dǎo)致溢流是石灰石—石膏法脫硫運(yùn)行中常見問題之一。由于脫硫控制系統(tǒng)（FGD-DCS）顯示的液位是根據(jù)差壓變送器測(cè)得的差壓與吸收塔內(nèi)漿液密度計(jì)算得來的值，而吸收塔內(nèi)氣泡或泡沫引起的“虛假液位"遠(yuǎn)高于顯示液位從而導(dǎo)致吸收塔間歇性溢流。
1、漿液起泡溢流危害
當(dāng)漿液溢流量較大時(shí)，漿液不能通過溢流管及時(shí)輸送，就會(huì)進(jìn)入到原煙氣煙道中，從而引發(fā)各種事故并影響脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行，主要危害如下：
（1）溢流漿液進(jìn)入原煙道，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入防腐內(nèi)襯及其毛細(xì)孔內(nèi)，當(dāng)水分逐漸蒸發(fā)，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出并結(jié)晶后，其體積發(fā)生膨脹，使防腐內(nèi)襯產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致防腐內(nèi)襯嚴(yán)重的剝離損壞。[1]產(chǎn)生煙道垢下腐蝕，縮短了煙道的使用壽命和檢修周期，影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
（2）溢流漿液通過煙道到達(dá)增壓風(fēng)機(jī)出口，在運(yùn)行操作人員沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況下，溢流漿液猛烈沖擊正在運(yùn)行的增壓風(fēng)機(jī)葉片，對(duì)其造成嚴(yán)重的損害，甚至是葉片斷裂，致使增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)，脫硫系統(tǒng)被迫退出運(yùn)行。
（3）吸收塔出現(xiàn)起泡溢流后，其運(yùn)行液位被迫降低，則脫硫反應(yīng)氧化效果不能保證，漿液中亞硫酸鹽含量逐漸增高，致使?jié){液品質(zhì)惡化。
（4）漿液起泡嚴(yán)重時(shí)，石膏排出泵入口的漿液泡沫增加，出口壓力降低，使泵無法正常排出石膏，導(dǎo)致漿液密度逐漸上升，液位難以控制。
（5）漿液溢流到煙道后，煙道積灰現(xiàn)象加重，煙道阻力增加，影響鍋爐安全運(yùn)行。
2、漿液起泡溢流原因
泡沫中的氣泡呈多面體形，在多面體的液膜交界處，液膜是彎曲的，[5]彎曲液面壓力差的存在加速了氣泡間平液膜向邊界處的排液作用，使液膜變薄，當(dāng)液膜厚度低于臨界值時(shí)破裂。吸收塔漿液起泡是由于系統(tǒng)中進(jìn)入了其他成分，增加了氣泡液膜的機(jī)械強(qiáng)度，亦即增加了泡沫的穩(wěn)定性，終導(dǎo)致起泡溢流現(xiàn)象的產(chǎn)生。具體引起漿液起泡溢流的原因歸納如下：
（1）鍋爐運(yùn)行過程中投油，燃燒不充分。未燃燼成分隨鍋爐尾部煙氣進(jìn)入吸收塔，使得吸收塔漿液中有機(jī)物含量增加。
（2）鍋爐后部除塵器運(yùn)行狀況不佳。煙氣中粉塵濃度超標(biāo)，粉塵進(jìn)入吸收塔后致使吸收塔漿液中重金屬含量增高。
（3）脫硫用石灰石粉中含過量Mg2+（起泡劑），其與SO42-反應(yīng)產(chǎn)生大量泡沫。
（4）脫硫用工藝水水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求（如中水、COD、BOD超標(biāo)）。
（5）脫水系統(tǒng)或廢水處理系統(tǒng)不能正常投運(yùn)，致使吸收塔漿液品質(zhì)逐漸惡化。
（6）鍋爐燃燒情況不好，飛灰中有部分碳顆粒或焦油隨煙氣進(jìn)入吸收塔。
（7）脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)氧化風(fēng)機(jī)突然跳閘現(xiàn)象，吸收塔漿液氣液平衡被破壞，致使吸收塔漿液大量溢流。
3、解決漿液溢流的對(duì)策
漿液一旦出現(xiàn)起泡溢流，必須及時(shí)妥善處理，以免擴(kuò)大事故。具體實(shí)施方法如下：
（1）從吸收塔排水坑定期加入脫硫消泡劑（如有機(jī)硅消泡劑）。需要指出的是，消泡劑只能暫時(shí)緩解，不能根本解決吸收塔漿液起泡問題，一旦停止加入消泡劑，吸收塔漿液有可能重新出現(xiàn)起泡溢流現(xiàn)象。
（2）在可以暫時(shí)忽略脫硫效率的情況下，停運(yùn)1臺(tái)漿液循環(huán)泵以減小吸收塔內(nèi)部漿液的擾動(dòng)，同時(shí)減少供漿量。
（3）在可以保證氧化效果的前提下，適當(dāng)降低吸收塔液位，減小漿液溢流量。
（4）降低投運(yùn)脫水時(shí)的漿液密度，加大石膏排出量，保證新鮮漿液的不斷補(bǔ)入。
（5）堅(jiān)持脫硫廢水的排放，從而降低漿液中重金屬離子、Cl-、有機(jī)物、懸浮物及各種雜質(zhì)的含量，保證吸收塔內(nèi)漿液的品質(zhì)。
（6）嚴(yán)格控制脫硫用工藝水水質(zhì)，加強(qiáng)過濾和預(yù)處理工作，降低COD、BOD。同時(shí)嚴(yán)格控制石灰石粉品質(zhì)，保證其中各項(xiàng)組分（如MgO、SiO2等）含量符合設(shè)計(jì)要求。
（7）制定嚴(yán)格的運(yùn)行制度。在主機(jī)投油穩(wěn)燃，要及時(shí)通知脫硫運(yùn)行人員。如果投油時(shí)間較短，可打開旁路煙氣擋板，調(diào)小增壓風(fēng)機(jī)葉片角度的運(yùn)行方式。
（8）運(yùn)行過程中要注意氧化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，保證備用設(shè)備處于良好的備用狀態(tài)，一旦運(yùn)行風(fēng)機(jī)出現(xiàn)問題停運(yùn)，及時(shí)啟動(dòng)備用設(shè)備，以免發(fā)生虹吸現(xiàn)象，造成漿液溢流而引發(fā)安全事故。
（9）加強(qiáng)吸收塔漿液、脫硫廢水、石灰石漿液、石灰石粉和石膏的化學(xué)分析工作，同時(shí)，有效監(jiān)控脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)漿液品質(zhì)出現(xiàn)惡化趨勢(shì)，應(yīng)及時(shí)采取措施。
（10）一旦發(fā)生漿液起泡溢流現(xiàn)象，立即打開煙道底部疏水閥，防止?jié){液到達(dá)增壓風(fēng)機(jī)出口段。同時(shí)，定期對(duì)吸收塔液位進(jìn)行標(biāo)定，保證DCS顯示值的正確性。
（11）如果已經(jīng)采取多種處理方法，并有效控制工藝水、石灰石粉的品質(zhì)，且脫水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)投運(yùn)正常，但吸收塔漿液仍舊經(jīng)常溢流，應(yīng)先將塔內(nèi)漿液倒入事故漿液箱做保養(yǎng)，待漿液品質(zhì)好轉(zhuǎn)后再逐漸倒回吸收塔。本文相關(guān)的論文有：中國閥門產(chǎn)值遞增
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