湿法石灰石-石膏脱硫是燃煤电厂应用最广泛的烟气脱硫技术,系统设备众多,运行工况复杂,故障类型多样。及时准确地诊断和处理故障,对于保证脱硫效率和设备安全运行至关重要。本文系统梳理湿法脱硫系统常见故障的现象、原因及处理方法。

一、除雾器堵塞与压差升高

除雾器是湿法脱硫塔的关键分离设备,其堵塞是运行中最常见的故障之一。

1.1 故障现象

  • 除雾器压差超过设计值(正常150~300Pa,报警值400Pa)
  • 净烟气含水量增加,烟囱出现"白龙"现象
  • 冲洗水耗量异常增大
  • 下游烟道和设备积灰加剧

1.2 原因分析

原因类别具体原因发生概率
结垢堵塞浆液密度过高、pH值波动导致石膏结晶析出
颗粒物堵塞烟气粉尘浓度过高、液滴粒径分布不均
冲洗不良冲洗水压力不足、冲洗周期不合理、喷嘴堵塞
烟气流速过高超出除雾器设计负荷(临界速度12m/s)

1.3 处理措施

  • 立即启动连续冲洗模式,提高冲洗水压力至0.3~0.4MPa
  • 检查并清理冲洗喷嘴,清除堵塞物
  • 调整浆液pH值至5.2~5.8,稳定控制
  • 降低锅炉负荷,减少烟气流量
  • 如压差持续升高,需停机进行人工清理

二、浆液循环泵故障

浆液循环泵是脱硫塔的核心输送设备,其可靠性直接影响脱硫效率。

2.1 故障类型及表现

常见故障:泵体振动过大、轴承温升异常、密封泄漏、流量不足、电机过载。

2.2 振动过大

原因:叶轮不平衡、轴承磨损、汽蚀、基础松动。

处理:停泵后检查叶轮磨损和平衡情况,更换磨损轴承,清理泵入口滤网,检查基础固定螺栓。

2.3 密封泄漏

浆液循环泵采用机械密封,泄漏原因包括密封面磨损、O型圈老化、冲洗水压力不足。处理措施:更换机械密封组件,检查冲洗水系统(压力≥0.3MPa),调整密封冷却水流量。

2.4 流量不足

检查项:入口滤网堵塞、吸入管道漏气、叶轮磨损、泵体气蚀。处理措施包括清理入口滤网、修补泄漏点、更换叶轮、调整泵的安装高度(必需汽蚀余量NPSH应大于装置汽蚀余量)。

三、氧化风机故障

氧化风机为浆液池提供氧化空气,将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。风机故障会导致石膏品质下降和脱硫效率降低。

3.1 常见故障及原因

故障类型主要原因典型表现
风机喘振出口门开度过小、系统阻力过高剧烈振动、噪音、流量波动
轴承温度高润滑不良、轴承磨损、皮带张紧不当轴承座温度>80℃报警
电机过载风机负载增大、电机故障、电压偏低电流超过额定值120%
皮带打滑/断裂张紧力不足、皮带老化、负载过大风机转速下降、异响

3.2 处理方法

  • 喘振处理:全开出口门,清理入口过滤器,降低系统阻力
  • 轴承温度高:补充或更换润滑油,检查轴承磨损情况,更换新轴承
  • 电机过载:检查电机绕组绝缘,测量三相电流平衡,查找负载异常原因
  • 皮带问题:更换皮带,调整张紧轮张紧力,确保两皮带轮对中

四、浆液池起泡与液位异常

4.1 浆液池起泡

浆液池起泡是湿法脱硫运行中的常见问题,过量起泡会导致浆液溢流和脱硫效率下降。

原因:

  • 石灰石粉粒径过细,比表面积大,在浆液中形成泡沫
  • 烟气中未燃尽碳氢化合物进入浆液
  • 脱硫废水中Cl⁻含量过高(>20000ppm)
  • 氧化空气分布不均,局部过度氧化

处理措施:

  • 添加聚醚类消泡剂(加入量0.5~2kg/次)
  • 控制石灰石细度(通过率90%≤45μm)
  • 加强废水排放,降低Cl⁻浓度
  • 检查氧化空气分布管,清理堵塞喷口

4.2 液位计不准

浆液池液位通过差压液位计测量,结垢和结晶会造成测量管堵塞,导致液位显示偏差。处理措施:定期用工艺水冲洗液位计测量管线,校准时需排空浆液进行零点标定。

五、结垢与腐蚀问题

5.1 塔体结垢

结垢位置主要在塔壁、喷淋管和除雾器支撑梁上。垢层成分主要为石膏和未反应的石灰石。

预防措施:

  • 控制浆液pH值稳定(5.2~5.8),避免pH值大幅波动
  • 保持合理的液气比,防止局部干燥
  • 塔壁定期进行高压水冲洗
  • 在喷淋层之间设置冲洗水环

5.2 防腐内衬损坏

玻璃鳞片或橡胶内衬在热应力、机械冲击和化学腐蚀共同作用下会逐渐老化、开裂。检查方法:目视检查塔壁颜色异常、敲击法检测空鼓区域、厚度测量仪检测减薄。发现损坏需及时修补,避免基体碳钢腐蚀穿孔。

六、GGH(气-气换热器)堵塞

回转式GGH用于降低净烟气温度并加热原烟气,堵塞会导致换热效率下降和阻力增加。

堵塞原因:净烟气侧携带浆液液滴在换热元件表面干燥结晶。

处理措施:使用低压水在线冲洗(每8小时冲洗1次),堵塞严重时采用高压清洗机离线冲洗。定期检查密封件,防止原烟气混入净烟气侧。

七、常见故障速查表

故障现象可能原因优先处理措施
脱硫效率下降喷嘴堵塞、液气比不足、入口SO₂突增检查循环泵运行和喷嘴状态
净烟气浊度增加除雾器效率下降、GGH泄漏检查除雾器压差和冲洗状态
石膏品质差(含水率高)氧化空气不足、浆液pH值过高、真空皮带机故障检查氧化风机和皮带机运行
石灰石利用率低pH值控制过高、粒度过粗、反应不充分调整pH值,检查石灰石品质
系统阻力大除雾器堵塞、GGH堵塞、入口积灰逐一排查各段压差
浆液密度高(无法降低)脱水设备故障、石灰石加入过多、氧化不足检查脱水系统和氧化系统

八、故障预防与管理

  • 建立设备缺陷台账,对反复出现的故障进行根本原因分析(RCA)
  • 定期执行预防性维护计划,特别是浆液泵、氧化风机等关键设备
  • 安装在线监测仪表(pH计、密度计、压差变送器),实现故障早期预警
  • 制定合理的运行参数控制范围,避免工况大幅波动
  • 配备足够的备品备件,特别是机械密封、轴承、皮带等易损件
  • 运行人员加强巡检,每班至少2次对关键设备进行温度、振动目视检查

九、常见问题FAQ

Q1:脱硫塔除雾器压差突然升高如何快速处理?
首先确认是否为仪表故障(检查变送器零点);确认正常后立即启动连续冲洗模式,提高冲洗水压至0.35MPa以上,同时降低锅炉负荷减少烟气流量。若压差仍持续上升超过500Pa,应申请停机处理,防止除雾器塌陷损坏。
Q2:浆液循环泵电机温度高跳闸的原因有哪些?
主要原因:1)电机冷却风扇损坏或进风口堵塞;2)电机轴承损坏导致摩擦力矩增大;3)电机负载过大(泵内部磨损);4)电机绕组局部短路;5)供电电压偏低导致电流增大。处理前应测量电机绝缘和直流电阻,确认无短路后方可重新启动。
Q3:石膏含水率高的常见原因是什么?
石膏含水率高的原因包括:1)真空皮带机滤布堵塞或破损;2)真空度不足(真空泵故障或管道泄漏);3)石膏浆液浓度过低(密度<1080kg/m³);4)氧化不充分导致亚硫酸钙含量高;5)滤布冲洗水压力不足。需逐一排查脱水系统各环节。
Q4:脱硫系统出现浆液溢流如何处理?
浆液溢流通常由液位计故障或起泡导致。首先确认实际液位(人工测量对比),如确实液位高则减少工艺水补水和新浆液加入,同时加大废水排放;如为起泡导致溢流,添加消泡剂(聚醚类),降低搅拌器转速,待泡沫消退后恢复正常补水。