锅炉投油运行对环保设备的影响和对策

杜 博 ，张建军 ，鲁先超

（1.华能曲阜电厂，山东 曲阜 273100；2.华能嘉祥电厂，山东 嘉祥 272400）

0 引言

华能曲阜电厂位于曲阜市西郊开发区内，属热电联供的2×220 MW双抽式热电机组，配套2×670 t/h超高压煤粉炉。电除尘形式为双室五电场，脱硫系统为石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置。锅炉油枪在脱硫系统投运年前改造为微油点火，改造前油枪喷油量约为500 kg/h，油枪改造后，小油枪喷油量约为30 kg/h，开停机过程中锅炉点炉时一般投用4个小油枪，低负荷油煤混烧阶段，一般投用3个小油枪以下。通过对电除尘器的运行程序和参数调整，投油运行对除尘效率和运行安全影响较小，但是对湿法脱硫系统及脱硫系统副产品有一定的影响，需通过一系列合理的措施加以消除和控制。

1 锅炉投油过程

首先是锅炉投油启动，待稳定负荷后，改变燃料，进入煤油混合燃烧阶段，之后逐步增大燃料的加入量，同时减少锅炉投油。待锅炉稳定后，进入燃煤阶段，并逐步提升机组负荷，进入正常运行阶段。

2 对电除尘的影响和解决方案

锅炉投油时，最初投4个小油枪，总油量约为120 kg，改造前油量约为2 000 kg，较改造前油量大大减少。为验证投油对电除尘运行影响程度，在点炉初期4个油枪全部投入的情况下，投运后级三、四、五电场，但限制运行电压至30 kV左右，并提高振打控制系统的设定频率，此时电除尘效率虽然不高，但是可以满足环保要求，粉尘数值为40～50 mg/m3；在机组并网后负荷带至100 MW及以上时，将一、二电场投运，此时锅炉小油枪投运2～3个小油枪，运行电压恢复为正常值，振打系统改为自动运行，确保粉尘不超标小于50 mg/m3以减少对环境污染。在锅炉撤油正常运行后除尘效率达到正常。

在机组检修时，检查发现电除尘内部极板、极线和高压瓷瓶油的污沾染较少，可以确定，锅炉投油改为小油枪微油助燃后，电除尘按以上程序与锅炉同步启停，对其除尘效率也无明显影响。

分析电除尘器的结构原理，在投油阶段，电除尘极板、极线等内件上必然残留有少量上一运行周期所收集的飞灰覆盖薄层，投油时收集的油污沾染在此飞灰薄层上，而不会直接与金属表面接触，因此较高的振打频率可以保证振打效果。在油煤混烧阶段，飞灰量远大于油污的量，虽然由于油污的存在，飞灰粘性增加，但在一定的振打加速度下，反而有利于极板上飞灰的成块剥落，减少二次扬尘［1］。因此可以认为，锅炉微油助燃时，只要按照合理的运行操作程序，电除尘器可以在保证自身安全的前提下，发挥尽可能高的除尘效率。

华能曲阜电厂规程中规定修改为：锅炉启停阶段，全部4个油枪投运时，电除尘器三、四、五电场投运，采用低电压、高频振打模式；锅炉低负荷投油助燃时（投运3个及以下油枪），全部5个电场投入运行，运行电压和振打系切入或在“自动”运行。此种方式既维护了电除尘运行的安全，又最大限度减少了进入脱硫系统烟气的粉尘和油污含量。

3 对湿法脱硫系统的影响

锅炉在启动及运行中需投油助燃时，电除尘虽然投运3组电场以上，但是仍有少量未燃尽的成分会随烟气进入FGD吸收塔，烟气中的粉尘，尤其是油污被洗涤到吸收塔浆液中，使得吸收塔浆液的杂质尤其是有机物含量增加［2］。由此导致一系列影响FGD效率和安全性的问题。

3.1 吸收塔液位异常与溢流

浆液中油污的增加，影响吸收塔液位显示，无法确保吸收塔内液位的真实性。油污在吸收塔循环泵、浆液喷淋装置及强制氧化空气的共同搅动下，容易形成大量泡沫。由于华能曲阜电厂吸收塔液位计采用的是压差式液位计，在DCS上显示的液位是根据测得的差压与吸收塔浆液密度计算得来的数值，而吸收塔内真实液位则会由于气泡或泡沫的原因而高于显示液位，从而导致吸收塔浆液通过溢流管溢流，造成地面环境污染。在运行过程中出现过1号吸收塔浆液溢流情况。

3.2 脱硫效率降低

吸收塔浆液中含有的油污易在作为脱硫剂的石灰石、亚硫酸钙等固相颗粒的表面形成一定的油膜薄层，油膜将石灰石与液相隔离，阻止了石灰石的溶解，从而导致浆液pH值的降低和脱硫效率降低。还阻碍了亚硫酸产物和氧气的充分接触和反应，此时亚硫酸盐产物较多，即使氧化风机强制氧化，石膏的结晶和析出也受到了阻滞，吸收塔内密度升高。

3.3 对脱硫产物排放的影响

脱硫系统正常运行时，为使石膏浆液浓度保持在一定范围内，将吸收塔内浆液通过石膏排出泵打入石膏旋流器进行一级脱水，使石膏的质量分数从10%～18%浓缩至50%左右，浓浆直接进入二级脱水装置真空皮带脱水机，经真空皮带脱水机脱水后可获得含自由水不大于10%的较纯净的白色脱硫石膏晶体。而在投油运行阶段，由于油污以及未完全氧化的亚硫酸产物等得存在，对石膏脱水系统影响很大，旋流器和真空皮带机的效率下降，脱水效果不理想，无法正常脱水，基本上脱水4 h左右，石膏含水仍很大，脱硫塔内密度也仍然很高。脱硫石膏颜色为暗黑色，石膏品质明显大大降低，影响石膏的综合利用。

4 油污对湿法脱硫系统影响的解决方案

油污污染如果得不到及时解决，不仅使浆液品质恶化，影响脱硫效率，还将影响脱硫设备和系统的稳定及运行的安全，严重时还会迫使主机停机，造成不可估量的损失。

4.1 消泡去污

在锅炉投油后，在吸收塔地坑内加入消泡剂50 kg，通过吸收塔地坑泵打入吸收塔内，利用化学方法，使消泡剂与油污发生化学反应，将有机物质分解，去除脱硫塔内油污，加入消泡剂后，脱硫系统的各项运行参数有了明显的改善，石膏品质即有所提高。

4.2 加大脱硫废水的排放量

针对吸收塔油污富集，造成浆液品质恶化降低脱硫效率，影响石膏品质，将回流水箱废水旋流泵启动，通过废水旋流器将脱硫废水经废水处理装置处理后排入沉淀池内，将塔内油污强制排出系统。脱硫废水经沉淀池沉淀后，清水通过清水泵打入煤场作为喷淋水。

4.3 改变石膏脱水运行方式

正常运行时，石膏脱水系统一般采用一条真空皮带运行，一条真空皮带备用［2］。在投油助燃后，脱硫塔浆液密度高时达到1 250 kg/m3，为降低浆液密度，采取了双皮带脱水运行方式，最大限度降低吸收塔密度，提高石膏品质。

4.4 控制石灰石浆液补充量

锅炉投油后，吸收塔密度普遍比投油前高，即使采用双真空皮带脱水，浆液密度的降低仍不足。为进一步降低吸收塔浆液密度，华能曲阜电厂规定在保证吸收塔pH值和出口二氧化硫满足排放标准的情况下，减少往吸收塔打入的补充石灰石浆液量，使用除雾器冲洗水、地坑水排水对脱硫塔液位进行补充，对脱硫塔浆液进行稀释以降低吸收塔密度。

4.5 加强运行管理

增强运行人员责任心，督促运行人员经常检查脱硫烟道排水口是否通畅，吸收塔溢流口是否经常有泡沫溢出，发现缺陷及时联系检修处理，确保脱硫烟道排水正常、吸收塔溢流口排水沟排水正常，防止吸收塔溢流后浆液淌到地面造成环境污染。

5 结语

小油枪微油助燃对电除尘器影响相对较小，根据投油情况合理调整电除尘运行状态，可以在保证设备安全的前提下发挥最大的除尘效率，以尽量减少粉尘和未燃尽油污排入FGD系统。微油助燃对FGD系统影响较大，建议锅炉低负荷时尽量减少投油次数，同时根据实际运行情况，可采取一系列综合措施，确保脱硫系统高效安全稳定运行，并提高脱硫副产品品质，满足石膏产品综合利用要求。