電廠(chǎng)排灰除塵系統運行流程進(jìn)行分析 


【摘　要】　針對某電廠(chǎng)排灰、除塵系統結垢危及安全生產(chǎn)等題目，通過(guò)對系統運行流程進(jìn)行分析，對垢樣和回水等進(jìn)行取樣化驗，以為結垢的主要原因是安裝靜電除塵器后灰水pH值增大，引起排灰除塵系統大面積結垢。提出加阻垢劑、加酸等處理方法。 頻譜分析儀| 電池測試儀| 相序表| 萬(wàn)用表| 功率計| 示波器| 電阻測試儀| 電阻計| 電表| 鉗表| 高斯計| 電磁場(chǎng)測試儀| 電源供應器| 電能質(zhì)量分析儀| 多功能測試儀

某電廠(chǎng)現有2臺670t/h鍋爐和2臺200MW超高壓供熱機組，自1991年投產(chǎn)以來(lái)，原有的麻石水膜除塵器效率較低，不能滿(mǎn)足國家對燃煤電廠(chǎng)的環(huán)保要求。因此，于1998年和1999年將8臺5400mm麻石水磨除塵器改為4臺(除塵效率為99.58%)DCL.4-210型靜電除塵器，電廠(chǎng)每年的煙塵排放量由24510t減少到3921t，大大減輕了污染。但是，檢驗職員發(fā)現除塵、排灰系統結垢題目嚴重。經(jīng)對除塵、排灰系統結垢原因進(jìn)行分析，提出了相應的解決辦法。

1　排灰除塵沖洗水系統運行時(shí)存在的題目

該電廠(chǎng)水力除灰系統為灰渣混除方式，其運行過(guò)程是：爐膛排放的爐渣通過(guò)地溝被沖洗水沖到灰渣池；靜電除塵器分離下來(lái)的飛灰也被沖洗水沖到灰渣池，在灰渣池爐渣混合，靠灰渣泵作用輸送到灰場(chǎng)�；宜�在灰場(chǎng)經(jīng)過(guò)沉淀后，上部的凈水通過(guò)回水泵送到凈水池回收，凈水池中的回水一部分經(jīng)除塵泵送到除塵間，攪拌干灰；另一部分經(jīng)沖洗泵分別送到電除塵沖灰、撈渣機沖渣。

排灰、除塵沖洗水系統共有3臺回水泵、3臺沖洗泵、3臺灰渣泵、2臺除塵泵。除塵器改造前，泵基本上每2～3個(gè)月修1次，這是正常維修工作量。從2002年3月以來(lái)，泵維修后運行不到7天，泵的電流就下降，出力不足。停運檢查時(shí)發(fā)現幾乎都是泵內結垢題目，垢的厚度一般為5mm左右；除3臺灰渣泵略好一些外，其它8臺泵基本修完這臺立即維修另一臺。泵內結垢，一是造成泵的流通截面積減小，出進(jìn)口堵塞，除塵、排渣能力下降；二是由于底閥結垢，導致備用泵注不上水，備用設備失往作用，影響安全生產(chǎn)；三是整個(gè)系統上的管道、閥門(mén)以及地溝噴嘴都發(fā)生了嚴重的結垢現象，使得流通阻力增大，沖洗水、除塵水量減少，除塵、除渣困難。該電廠(chǎng)曾經(jīng)發(fā)生灰溝堵塞以及靜電除器灰斗堵灰現象，運行職員被迫使用消防水沖灰，給安全生產(chǎn)造成很大威脅。

2　排灰除塵系統結垢原因分析

2.1　取樣化驗

在沖洗泵檢驗時(shí)，從泵體上取下垢樣進(jìn)行化驗，垢的主要成分為CaCO3。通過(guò)對系統運行流程進(jìn)行分析，以為該系統流通介質(zhì)的成分或酸堿度發(fā)生了變化，造成沿途管道、閥門(mén)、泵的嚴重結垢。因此對凈水池回水和靜電除塵器后的灰水取樣進(jìn)行酸堿度化驗，發(fā)現凈水池水樣pH值高達12.1，灰水pH值為11.0，都是強堿性。又用鹽酸對兩個(gè)水樣進(jìn)行滴定實(shí)驗，計算出凈水池水中氫氧根含量為0.04mol/L，碳酸根含量為0.85mol/L，灰水中鈣離子的含量高達5.01mmol/L。

2.2　原因分析

在水中，CO2、、和(統稱(chēng)碳酸化合物)具有以下關(guān)系： 

碳酸化合物的形態(tài)隨pH值的變化，平衡發(fā)生移動(dòng)。當水的pH值小于4.3時(shí)，水中只有CO2；pH=8.2～8.4時(shí)，水中有CO2和HCO-；隨著(zhù)pH值升高，CO2含量減少，含量增加；當pH值大于8.4時(shí)，水中無(wú)游離CO2，只有和；隨著(zhù)pH值升高，含量增大，含量減少�；厮畃H值大于10，因此造成水中含有較多的和少量的，并在過(guò)剩堿度的環(huán)境中碰到含有大量鈣離子的灰水，天生難溶的碳酸鈣：

Ca2++=CaCO3↓

Ca2++=Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2發(fā)生受熱分解，天生CaCO3

Ca(HCO3)2= CaCO3↓+CO2+H2O

pH值越高，CaCO3的溶解度越低，大量CaCO3析出，沉積在水泵內，形成泵內結垢，沉積在系統內，形成管道、閥門(mén)、噴嘴的大面積的結垢現象。其中灰渣泵因含有大量灰渣，沖擊氣力大，垢沉積不下，所以相對的檢驗維護量較少。

那么，在沒(méi)裝靜電除塵器以前排灰除塵系統為什么沒(méi)有結垢呢？我們分析原因如下：

在沒(méi)裝靜電除塵器之前，灰水pH值為7.5，為中性。是由于煤粉燃燒產(chǎn)生大量的煙氣，經(jīng)水膜除塵器把灰除掉，煙氣中含有的SO2、SO3和CO2，遇水天生亞硫酸、硫酸和碳酸，酸堿中和的結果。

從上述分析可以看出，在該pH值下的環(huán)境中，回水中主要含有CO2和少量的，所以只能天生少量的Ca(HCO3)2，還是可溶的物質(zhì)。而煙氣經(jīng)電除塵后，干灰被排走，SO2、CO2排到大氣中，煙塵排放量削減80%，但是SO2排放量增加8%，造成灰水的強堿性，一方面使增加，產(chǎn)生大量CaCO3；另一方面使CaCO3溶解度降低。因此，pH值增大是結垢的根本原因。

3　排灰除塵系統結垢題目的處理

我們主要從以下兩個(gè)方面來(lái)考慮解決除塵、排灰系統結垢題目：一是它的處理對水質(zhì)的要求并不嚴格，只要求能適當降低水中的pH值，保證不結垢即可。二是沖洗水的用量很大，不要在經(jīng)濟上造成很大的損失。為此，解決題目的方法以不結CaCO3垢為原則，并不要求嚴格地除往水中雜質(zhì)。

3.1　加阻垢劑

在水中加進(jìn)少量的藥劑，就能起到穩定碳酸鹽的作用，這種藥劑叫做阻垢劑。常用的阻垢劑有以下兩種：

a．聚合磷酸鹽。目前使用較多的是三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉。它們溶于水后，形成具有-O-P-O-P-的長(cháng)鏈陰離子，吸附在固相CaCO3的表面，使晶體嚴重變形，并與CO3進(jìn)行置換，置換后CaCO3晶體表面電位降低，阻止了CaCO3晶粒進(jìn)一步長(cháng)大而析出。

b．有機磷酸鹽。一類(lèi)是含氮的，如ATMP和EDTMP；另一類(lèi)是不含氮的，如HEDP。這兩種阻垢劑價(jià)格較貴，用在除塵、排灰系統本錢(qián)較高。

3.2　爐煙處理

爐煙處理就是讓含有SO2和CO2的煙氣經(jīng)過(guò)回水，來(lái)防止碳酸鹽水垢的形成。煙氣中的SO2溶于水，天生亞硫酸。

SO2+H2O=H2SO3

亞硫酸在水中溶解氧作用下變成硫酸，酸堿中和，降低水中的pH值，減少碳酸根的含量，并且增加CaCO3的溶解度。煙氣中的CO2與水中碳酸鹽作用，保持易溶的碳酸氫鈣形式，防止碳酸鹽水垢的形成。

CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

該方法既阻止了垢的天生，又減輕了SO2對大氣的污染，是具有發(fā)展前途的處理方法，由于技術(shù)上的題目，目前尚不能直接應用。

3.3　加酸處理

由該式可知，加酸可降低水中離子的濃度，這樣可以降低pH值，破壞形成結垢的條件。該電廠(chǎng)嘗試地在灰場(chǎng)加30%的鹽酸，丈量廠(chǎng)側回水pH值為6.3，檢驗班組反映除垢效果明顯，打開(kāi)的泵與閥門(mén)內垢層明顯見(jiàn)薄。

筆者以為，加酸處理，宜加硫酸，不宜加鹽酸。由于水中的Cl-是破壞金屬表面氧化膜，加快腐蝕速度的陰離子，Cl-易被金屬表面氧化膜所吸附，膜中氧離子被Cl-替換，形成可溶性氯化物，導致氧化膜被破壞，金屬表面腐蝕。硫酸不揮發(fā)，并且危害較小，天生CaSO4沉淀物的溶解度又較大。

加酸要控制投進(jìn)量。投進(jìn)量大，一方面會(huì )造成浪費；另一方面使pH值過(guò)低，結垢題目就轉為系統腐蝕題目了。pH值略高一些，可以在保證不結垢的條件下，進(jìn)步金屬的防腐性能，一舉兩得。因此，建議加酸后使廠(chǎng)側回水pH值為8.0左右為宜。

4　結論

從以上的分析可以看出，安裝靜電除塵器后，解決除塵、除灰系統結垢題目的方法，是以廉價(jià)、實(shí)用、簡(jiǎn)單為原則，最為方便的方法為加酸處理。假如考慮既解決結垢題目，又降低SO2的排放量，則采用爐煙處理方法較為妥善。目前，該電廠(chǎng)已采用加酸處理方法，基本解決了排灰除塵系統結垢題目。