脱硫浆液供给系统稳定性提升的策略及实践

王华冬，海玥，毛海岫，王满仓

(大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂，北京 100041)

脱硫浆液供给系统稳定性提升的策略及实践

王华冬，海玥，毛海岫，王满仓

(大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂，北京 100041)

在石灰石湿法脱硫工艺中，浆液供给系统是整个脱硫系统中重要的组成部分。该系统向FGD吸收塔提供石灰石浆液，其稳定性直接影响到脱硫系统的安全运行。分析了影响高井热电厂脱硫浆液供给系统安全运行的各个因素，研究提高其稳定性的技术改造方案，实施最佳方案并对方案实施的效果进行评估。为提升脱硫浆液供给系统稳定性找出了新的思路和方法。

浆液供给系统;稳定性;优化改造;实践

0 引言

随着环境保护问题越来越受到重视，控制火电厂污染排放指标的脱硫、脱销等系统的重要性也逐渐提高。脱硫系统的停运会给电厂带来巨大的损失，因此提高其稳定性的研究就显得十分必要。北京高井热电厂采用目前较为普遍的石灰石湿法工艺进行烟气脱硫，共装设3套装置。公用系统包括石灰石浆液供给系统、石膏脱水系统、供电系统、废水处理系统等。其中，石灰石浆液供给系统为吸收塔提供SO2吸收剂，是脱硫系统的重要组成部分，该系统的稳定性直接影响整个脱硫系统的安全运行。

1 脱硫浆液供给系统的作用与布置

1.1 脱硫浆液供给系统的作用

在石灰石湿法脱硫工艺中，浆液供给系统将石灰石料制成石灰石浆液，并为吸收塔持续提供合格、均匀的浆液，是脱硫系统中重要的组成部分。浆液供给系统一旦停止提供石灰石浆液，将造成整个脱硫系统被迫停运;浆液供给系统无法提供合格、均匀的石灰石浆液，也将严重影响系统的脱硫效率。因此，浆液供给系统的稳定性制约着烟气的脱硫效率，同时也维系着整个脱硫系统的安全运行。

1.2 脱硫浆液供给系统的布置

石灰石浆液供给系统主要的功能是浆液制备、浆液储存、浆液输送等。石灰石料在湿式球磨机内加入适当比例的水研磨后，制成石灰石浆液，然后逐级通过浆液循环箱、浆液旋流器、浆液分配器等设备后进入石灰石浆液贮存箱，再通过浆液给料泵供给FGD吸收塔参与烟气脱硫反应。高井热电厂的脱硫浆液供给系统，作为脱硫公用系统，布置方式采用了目前较为普遍的布置形式:湿式球磨机→球磨机浆液循环箱→球磨机浆液循环泵→制浆旋流器→球磨机浆液分配器→石灰石浆液贮存箱→浆液给料泵→FGD。

2 影响脱硫浆液供给系统稳定性的因素

在高井热电厂脱硫系统运行的过程中，经过长期观察和设备分析发现，石灰石浆液从浆液贮存箱出口管到进入吸收塔前的这部分浆液供给系统存在一些影响稳定性的因素。这些因素降低了设备运行的可靠性，极有可能造成重大的安全事故。

2.1 浆液贮存箱的唯一性对系统供浆构成威胁

石灰石浆液贮存箱的功能是储存制备好的浆液，设备结构简单，箱体容积为180m3，内部贮存浆液固体浓度为30%左右，系统正常运行情况下，石灰石浆液贮存箱液位保持在4.0～6.5m。箱体内壁尤其是液位6.5m以下部分的防腐层易磨损、脱落。如果失去防腐层保护，碳钢箱壁将直接与浆液接触磨损并发生氧化，极易造成罐体上的漏点。当罐体发生裂纹、砂眼等缺陷导致浆液泄漏而无法维持运行时，一般意义上的焊补是不能作为附有衬胶材质容器的检修手段的，必须先将石灰石浆液贮存箱解列退出运行并清空冲洗，再进行检修。但整个脱硫系统仅设有1台石灰石浆液贮存箱，解列石灰石浆液贮存箱就意味着停止全部脱硫设备的吸收剂供给，脱硫过程将无法进行，全厂脱硫系统要全部停运。这一问题如果不得到解决，随着设备长期使用和不断老化，将严重威胁脱硫系统的安全和可靠性。

2.2 搅拌器长期运行对系统供浆构成潜在隐患

为了防止浆液在贮存箱内沉淀凝结，石灰石浆液贮存箱的箱体顶部安装有1台顶进式搅拌器，其垂直搅拌臂转速为50.5rqm。在该搅拌器的作用下，箱体内的浆液不断流动。石灰石浆液贮存箱顶部立式搅拌器长期处于运行状态，得不到较好的维护及检修。因此，当顶进式搅拌器损坏或发生电气回路故障无法在短时间内消除缺陷时，石灰石浆液贮存箱将失去搅拌措施，内存的浆液会迅速发生沉淀凝固，石灰石浆液给料泵无法排出浆液，给料管段堵塞，最终导致脱硫系统停运。

2.3 浆液给料泵的布置对系统稳定供浆不利

脱硫浆液供给系统中，石灰石浆液给料泵共有4台，正常运行时为三运一备，其中除B泵作为备用泵外，其他D、A、C 泵均为工作泵，分别通往1、2、3号FGD。当其中1台工作泵发生故障或检修停运时，可启用备用泵维持吸收塔供浆，但如果此时备用泵也出现故障，造成2台给料泵同时不能运行，就会中断该塔浆液供给，直接造成故障工作泵相对应的FGD吸收塔退出运行。

2.4 阀门设计对系统稳定供浆产生负面影响

石灰石浆液给料泵入口门发生任一阀门损坏时，检修更换阀门均需要退出石灰石浆液贮存箱运行并清空浆液贮存箱，在不影响运行的前提下无法进行检修。这意味着整个脱硫系统都会无法进行工作，产生的后果是十分致命的。

通过以上分析不难看出，不论石灰石浆液贮存箱泄漏、搅拌器损坏、给料泵故障或阀门损坏，都不是难以解决的复杂问题。然而，从整个脱硫系统的宏观角度来看，由于浆液供给系统从存储设备到各吸收塔的路线是唯一的，因此上述缺陷一经发生都会造成浆液供给的中断，使得系统被迫停运。如果不及时采取措施对浆液供给系统进行优化改造，造成的损失和后果都是十分严重的。

3 提高脱硫浆液供给系统稳定性的方法

3.1 提高脱硫浆液供给系统稳定性的方法论证

针对上述影响脱硫浆液供给系统稳定性的问题，笔者开始研究切实可行的解决办法，在综合考虑了改造效果、工程造价、施工难度、工期长短、检修维护等各方面的因素之后，提出了以下四项脱硫系统优化改造方案。

3.1.1 增加备用浆液贮存箱

在原有石灰石浆液贮存箱旁边新建1个备用浆液贮存箱及浆液给料泵，也就是为石灰石浆液的供给增加了一条新的通道，这样做完全解决上述问题，能够较好的提高浆液供给系统的稳定性。然而，这一方案在理论上虽然可行，但新建备用浆液贮存箱需要大量的资金投入，还要有适合的建设场地，工程较大，可行性相对较差。

3.1.2 准备浆液贮存箱搅拌器备件

准备1套新搅拌器，与原石灰石浆液箱搅拌器的配置参数相同，用于在发生搅拌器故障或需要检修时及时更换。此项方案可以提高石灰石浆液贮存箱的稳定性，且简单易行。但只能解决前面所述的问题之一，而且当石灰石浆液贮存箱搅拌器拆旧装新的时间段内，石灰石浆液在箱内失去搅拌会引起沉淀积聚，也会导致浆液中断供给。方案实施后浆液供给系统稳定性提升的效果并不显著。

3.1.3 增加新的浆液给料泵

在石灰石浆液贮存箱处安装新的备用给料泵，此方案虽然在出现工作浆液给料泵故障时能迅速切换备用泵投入，但同样无法解决浆液贮存箱泄漏或搅拌器故障时的供浆中断问题。因此，该方案也不能达到优化改造的预期效果。

3.1.4 将制备好的浆液引入溢流箱

我们利用溢流箱代替浆液贮存箱，通过溢流泵代替浆液给料泵将石灰石浆液打入吸收塔。即在石灰石浆液分配器至溢流箱的位置接1根管道，利用空间落差，依靠重力自流使浆液从分配器流入溢流箱。如果发生了前面所述的缺陷，可以暂时关闭原有的浆液供给路线进行检修，而让石灰石浆液改走溢流箱进入吸收塔进行脱硫反应，这一方案可以较好的解决上述全部问题，且不需要安装新的搅拌器或给料泵等设备，方案可行性很强。

3.2 提高脱硫浆液供给系统稳定性的方法选择

理论分析表明，前面所提出的四项方案中，浆液引入溢流箱这一方案是最为简单可行的。然而，改造后的效果是否和预期一致，不能够完全肯定，因此又进一步对浆液供给系统中的设备和溢流设备进行了比较，溢流泵流量为89.17m3/h，浆液给料泵流量为29.88m3/h，溢流泵流量大于浆液给料泵流量。溢流箱、防腐材料均为玻璃鳞片树脂，常温、常压。从上述设备参数比较的结果可知，溢流泵的流量大于浆液给料泵的流量，溢流箱与浆液贮存箱的材质和使用条件完全相同。说明浆液溢流泵和溢流箱具备暂时充当浆液供给系统的能力。因此，决定选择石灰石浆液引入溢流箱这一方案进行技术改造。

4 脱硫浆液供给系统优化改造

4.1 方案的实施

采用浆液引入溢流箱方案对高井热电厂脱硫浆液供给系统进行改造。在两根石灰石浆液分配器出口A、B管道上分别接出一根与原管径材质相同的分支管道，汇入一根母管后分别接入到1、2、3号溢流箱入口，为防止浆液积聚降低流通面积，我们尽量减少弯头的使用，并在下列位置加装相应阀门:石灰石浆液分配器至溢流箱入口门A、B;石灰石浆液贮存箱入口门A、B;1号溢流箱入口门、2号溢流箱入口门、3号溢流箱入口门。

加装新管道及阀门之后，若发生石灰石浆液贮存箱(包括搅拌器)、给料泵及阀门故障时，可先将分配器至溢流箱入口门A、B开启，然后关闭石灰石浆液贮存箱入口门A、B，使浆液流经溢流箱后进入FGD吸收塔，确保脱硫系统正常运行。在关闭石灰石浆液贮存箱入口门和给料泵出口门后，可将石灰石浆液贮存箱与FGD系统解列，将浆液排出并进行冲洗，并可以实施其他检修工作。

4.2 效果综合评估

高井热电厂脱硫浆液供给系统优化改造之后，经过试运和系统一段时间的运行后，从总体上看改造的效果很好，完全消除了前面所述的诸多不利因素，有效提高了脱硫系统的稳定性。可靠性方面，实践证明石灰石浆液以自流的形式经新安装管道经由溢流箱进入吸收塔的浆液供给方式对整个脱硫系统影响较小，且能保证脱硫效率，系统可靠性能够得到较好的保证。

稳定性方面，优化改造后的脱硫浆液供给系统开辟了一条备用浆液供给路径，大大提高了浆液供给系统的稳定性。在浆液贮存箱、给料泵等设备停运进行检修时，依然可以保证浆液持续供给，满足吸收塔的脱硫需要。

经济性方面，采用浆液引入溢流箱的方案施工规模小，投入小，从而节省了成本。改造后，浆液贮存箱、给料泵等设备的检修无需停运整个脱硫系统，提高了系统运行的经济性。此外，浆液供给系统可以定期进行检修和维护，减少了由于设备长期运行产生的老化现象，保证了较高的脱硫效率，促进脱硫系统高效经济运行。

5 结语

浆液供给系统是石灰石湿法脱硫系统中的重要组成部分，浆液供给路径的唯一性会降低脱硫系统运行的稳定性，必须及时进行治理。提高脱硫浆液供给系统稳定性的方式有很多种，应该根据实际情况综合评估选择最适合改造方案。实践证明，将石灰石浆液引入溢流箱可以为脱硫系统开辟了一条新的浆液供给路径，方案简单易行、投入小，对浆液供给系统稳定性提升很有帮助，是一种值得借鉴的优化改造方式。

［1］王华冬，李长柱，许宝军.烟气脱硫工程吸收塔循环泵的机械密封［J］.华北电力技术，2007，(3):28 －30.

［2］孙克勤.电厂烟气脱硫设备及运行［M］.北京:中国电力出版社，2007.

［3］郭东明.脱硫工程技术与设备［M］.北京:化学工业出版社，2007.

［4］崔 箫，谭学谦.湿法脱硫石灰石制浆系统的比选［J］.电力环境保护，2009，25(4):41－44.

Strategies and design practice for improving stability of slurry supply system

Slurry supply system is an important component in the limestone wet FGD process.This system provides limestone slurry for desulfurization absorbing tower continuously，and its stability has a direct impact on the safe operation of the whole desulfurization system.The safe operation impact factors of the slurry supply system in Gaojing Thermal Power Plant are analyzed，feasibility study to improve its stability is researched，and the design practice and evaluation of the best scheme are given.The reasult provides new thoughts and methods to increase the stability of slurry supply system.

slurry supply system;stability;optimal retrofit;practice

X701.3

B

1674－8069(2012)03－041－03

2012-01-07;

2012-04-20

王华冬(1970-)，男，工程师，长期从事脱硫技术监督及设备管理工作。E－mail:whd1970@163.com