某燃煤電廠脫硫系統中，#1吸收塔出現廢水坑大量漿液溢流、石膏含水量過高和除霧器堵塞等現象。通過分析，發現主要原因為吸收塔負荷較大，導致空塔流速過快、亞硫酸鈣氧化不充分、吸收塔內漿液密度過高、脫硫吸收漿液霧化顆粒量不足；結合其脫硫系統的超低排放改造，進行了增設噴淋層和改用單向雙頭式噴嘴、增設不銹鋼托盤、設置增效環、改用三級屋脊高效除霧器、增加備用旋流子等設備改擴建。同時，提出了控制吸收塔pH值和密度、添加脫硫增效劑、增加氧化風機運行臺數和提高除霧器清洗頻率等改進措施。

由于環保要求日益嚴格，燃煤電廠煙氣脫硫工作引起了廣泛關注。石灰石石膏濕法脫硫(WFGD)工藝由于具有脫硫劑原料廉價易得、脫硫效率高、技術成熟、運行可靠等優點，已成為我國燃煤電廠煙氣脫硫的首選工藝。

在WFGD系統中，由于現場實際運行狀態與設計工況的偏差，往往會產生各種不正?，F象和問題。本文對某電廠脫硫吸收塔廢水坑漿液溢流和除霧器堵塞等現象發生的原因，以及運行操作需要注意的問題進行了分析與探討。

1脫硫系統概述

某電廠脫硫系統采用WFGD工藝。此法將破碎研磨的粉狀石灰石與水混合，攪拌制成脫硫吸收漿液；其在吸收塔內與煙氣充分接觸混合，漿液中的CaCO3與煙氣中的SO2以及鼓入的氧化空氣進行化學反應，生成脫硫石膏CaSO4.2H2O；石膏經脫水裝置脫水后回收，SO2由此被脫除。具體化學反應原理如下：

該電廠#1機組為350MW的國產超臨界燃煤發電機組，一爐一塔，未設置煙氣換熱器(gasgasheater，GGH)。SO2原設計排放濃度為168mg/m3，脫硫效率不小于95%。脫硫島主要由煙氣系統、吸收塔系統、石灰石漿液制備系統、廢水處理系統、石膏脫水系統、工藝沖洗水系統等組成，如圖1所示。

圖1#1機組脫硫島運行系統

吸收塔設計為噴淋塔式，高31.25m，直徑12m，設計液位9.7m，實際運行中的漿池容積為1100m3。設置2臺氧化風機，分別向吸收塔供應氧化空氣，運行方式為一運一備。塔內漿液循環功能由3臺漿液循環泵和3個噴淋層實現，噴淋層每層間隔2m，噴嘴采用單向單頭式，噴淋層上方為單級平板式除霧器。石膏漿液密度儀表安裝在吸收塔底部石膏排出泵的出口管道上，運行中根據該儀表密度值的高低自動控制石膏漿液的排放，即密度值低于設定值(一般為1130~1140kg/m3)時，石膏旋流分離器雙向分配器轉換到吸收塔，漿液在塔內繼續循環，吸收SO2；一旦密度超過設定的最大值，雙向分配器轉換到排出泵出口管道，開始排放石膏，并運至石膏旋流器。石膏漿液脫水系統主要分為2級，一級系統包括2臺石膏排漿泵運行和1套石膏旋流器(包含5個旋流子)，運行方式分別為一運一備和四運一備；經一級系統脫水后的石膏漿液固含量約50%，再送入公用的二級脫水裝置，真空皮帶脫水機處理至固含量達到90%左右，貯存于石膏倉庫間。

脫硫后的凈煙氣腐蝕性有所降低，但其濕度增大、溫度下降；由于系統不設GGH，導致進入凈煙道的煙氣溫度低于硫酸蒸氣的露點溫度，造成其夾帶的少量水蒸氣和SO3，在流經煙道和煙囪過程中遇冷形成酸性冷凝水。冷凝水通過煙道及煙囪上安裝的冷凝水管回收至#1廢水坑，由地坑排水泵輸送至脫硫吸收塔。脫硫煙道冷凝水收集及處理路線如圖2所示。凈煙氣原煙氣地坑排水泵#1吸收塔#1廢水坑出口凈煙道冷凝水管煙囪為冷凝水管道

圖2脫硫煙道冷凝水收集及處理路線

2事故及原因分析

2.1事故經過

3月1日18:00事故發生時，某電廠脫硫系統處于運行狀態，大量漿液從#1吸收塔出口凈煙道冷凝水管流出，導致#1廢水坑滿坑，大量漿液溢流至#1吸收塔周圍地面，污染了環境。同時，發現脫水機脫水困難，產出的石膏含水率為23.6%，超過了驗收標準(12%)，品質不合格，如圖3所示。

圖3含水率不合格和合格的石膏

停機檢修時，發現除霧器葉片堵塞嚴重，如圖4所示。

圖4#1吸收塔內除霧器葉片堵塞

2.2吸收塔負荷較大導致空塔流速過快

從表1數據分析，自2月21日以來，進入鍋爐的燃煤平均含硫量在1.4%以上，鍋爐平均負荷在80%以上；由于燃煤發熱量降低，相對燃用煤量增大，煙氣量也隨之增大，加上原煤中含硫量較高，造成進入#1吸收塔需要處理的SO2總量增加。

因此，需要處理的煙氣量和SO2濃度均超過原設計值，吸收塔負荷較高，可能引起空塔流速激增。根據空塔流速計算公式：

(1)式中：V為煙氣的空塔流速，m/s；Q為塔內原煙氣流量，m3/s；A為吸收塔橫截面，m2；R為吸收塔橫截面半徑，m。

事故出現時，Q為5.14x108m3/s，R為6m，可計算得知V=4.55m/s，遠大于設計時的流速3.8m/s。

吸收塔設計流速一般為3.4~4.0m/s，在此區間內比較適合氣液逆流混合?？账魉偬?，造成煙氣和脫硫吸收漿液接觸反應時間短，出現煙氣短路現象，導致脫硫效率達不到95%的設計要求。此外，除霧器設計流速略高于吸收塔設計流速，若空塔內煙氣流速過高，煙氣通過除霧器的流速更高，超過其設計流速，導致除霧器不能有效去除煙氣攜帶的漿液顆粒，同時除霧器葉片被部分破壞、失效，煙氣夾帶大量石膏漿液進入凈煙道，并流至煙道冷凝水排放管。

脫硫系統超低排放改造中，該電廠已經完成了吸收塔的原地重建，將其直徑擴大到13.1m，當Q不變時，可根據式(1)得到改造后的V=3.8m/s，符合設計流速。