某电厂3号机组脱硫净烟气颗粒物浓度偏高的原因分析

崔植槐

1、概述

某电厂3号机组为310MW燃煤机组，除尘采用布袋除尘器，2020年检修期间，对除尘器布袋进行整体更换；脱硫采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，布置三层屋脊式除雾器，设计脱硫入口颗粒物浓度小于30 mg/m³（标态、干基、6%O₂，下同），除雾器出口液滴含量小于20 mg/m³，脱硫系统出口颗粒物浓度小于5 mg/m³。

近期，3号机组在运行过程中脱硫塔出口净烟气颗粒物浓度异常升高，并有瞬时超标的现象，严重影响机组的安全经济环保运行。经过现场颗粒物手工测试，并对脱硫运行状况进行查看，分析颗粒物浓度偏高原因。

2、净烟气颗粒物浓度偏高原因分析

2.1净烟气颗粒物浓度测试

经现场检查，布袋除尘器运行正常，各参数均满足运行规程要求，排除因除尘器故障造成烟囱出口颗粒物超标的可能。

对3号机组脱硫净烟气颗粒物进行了手工测量，4月3日和4月5日测试期间脱硫塔浆液密度分别为1220kg/m³、1120kg/m³，3日和5日脱硫净烟气颗粒物测试结果见表1、表2。

表1 3号机组脱硫净烟气颗粒物测试数据

参数 负荷	颗粒物浓度mg/m3（标态、干基、实际氧量）	除雾器冲洗状况	氧量 （%）	颗粒物浓度（mg/m3，标态、干基、6%O2）
2021.4.3 160-180MW	8.1	冲洗前	8.6	9.80
	8.7		8.5	10.44
	6.1	冲洗后	8.3	7.20
	6.5		8.4	7.74

表2 3号机组脱硫净烟气颗粒物测试数据

参数 负荷	颗粒物浓度mg/m3（标态、干基、实际氧量）	除雾器冲洗状况	氧量 （%）	颗粒物浓度（mg/m3，标态、干基、6%O2）
2021.4.5 220-230MW	3.8	冲洗前	8.0	4.38
	3.6		8.1	4.19
	3.2	冲洗后	8.1	3.72
	3.0		8.1	3.49

由表1可以得出，脱硫净烟气颗粒物浓度在冲洗前已超过设计值，此时脱硫运行工况（脱硫塔入口二氧化硫实测值为5000-5500mg/m³，1、2、3、4号浆液循环泵运行）；电厂经过置换脱硫吸收塔浆液、降低脱硫入口二氧化硫浓度、脱硝喷氨优化调整试验等措施，对工况进行了调整由表2可以看出，脱硫净烟气颗粒物浓度未超过排放限值，此时脱硫运行工况（脱硫塔入口二氧化硫实测值为3500-4000mg/m³，1、2、3、4号浆液循环泵运行）。

2.2采样后滤膜分析、脱硫塔浆液化验分析

对上述测试后的滤膜进行拆解后测试分析，分析结果见表3，手工测试期间对脱硫塔浆液进行取样分析，分析结果见表4。

表3 滤膜拆解后测试分析结果

滤膜 编号	电导率（μS/cm）	pH	硫酸根浓度（mg/L)
4月3日	782	2.79	140
4月5日	99.1	3.64	47

表4 脱硫塔浆液分析结果

脱硫塔浆液	密度（kg/m3）	NH4+（mg/L）	CaSO3.1/2H2O（%）
4月3日	1220	537	4.85
4月5日	1120	253	2.12

表3结果显示，4月3日测试滤膜中硫酸根浓度远大于4月5日测试滤膜，同时4月3日滤膜溶液的较高的电导率、较低的pH值；结合4月3日脱硫塔浆液密度、NH₄⁺、CaSO₃.1/2H₂O均显示异常，与运行规程要求偏差较大，综合推断出4月3日测试滤膜上含有一定量可溶性铵盐和硫酸雾滴。

2.4 除雾器运行状况

本次机组启动后，2月18日至3月1日，除雾器冲洗周期较长，冲洗间隔最高达3天，且启动初期脱硫塔浆液中碳酸钙含量较高，极易出现因浆液堆积和过剩碳酸钙吸收反应生成亚硫酸钙/硫酸钙导致除雾器和冲洗水喷嘴堵塞或结垢的情况。此后，部分时段除雾器冲洗周期仍较长，冲洗间隔最长达20h。

本次机组启动后除雾器冲洗水最大流量为118m³/h，3月7日起明显降低为85m³/h，表明冲洗水喷嘴存在堵塞情况；冲洗水喷嘴堵塞，会导致对应区域的除雾器无法清洁，进而加剧除雾器的堵塞和结垢。

结垢、堵塞的发生，使得相邻区域除雾器板片间的烟气流速增大，从而助长堵塞、结垢的蔓延；同时，当局部烟气流速超过除雾器的临界流速时，烟气夹带物按数量级递增，烟气中石膏和未反应碳酸钙等固体含量增加，进而导致脱硫装置出口颗粒物浓度超标。

3、结论

综合上述分析，初步认为3号机烟囱入口烟气颗粒物排放浓度偏高的主要原因：

（1）3号机组脱硝系统喷氨量过大，造成大量未参与反应的氨气随烟气进入脱硫塔，生成可溶性铵盐，随液滴携带导致脱硫净烟气颗粒物浓度偏高；

（2）3号机组启动初期除雾器冲洗不及时，导致除雾器及冲洗水喷嘴堵塞结垢，后续运行中冲洗水喷嘴堵塞及冲洗周期过长，使得除雾器堵塞结垢进一步加剧，局部烟气流速过高，烟气夹带物（可溶性盐、硫酸雾滴）增加，进而导致脱硫净烟气颗粒物浓度偏高。

（3）脱硫氧化反应不完成，造成浆液中CaSO₃含量超标、脱硫脱水效果差，浆液密度居高不下。

4、建议

（1）现阶段应控制脱硫塔浆液密度（1080-1150kg/m³），加大脱硫废水的排放量，减少浆液中亚硫酸钙及铵盐的含量。

（2）应对3号机组脱硝系统进行优化运行，减少进入脱硫塔氨气的量。

（3）应加强除雾器冲洗，适当增加冲洗频次和冲洗时长，延缓除雾器堵塞结垢速度。

（4）对氧化风机出力及管路进行检查，提高氧化效率。

（5）利用停机机会全面排查除雾器和冲洗水喷嘴，对堵塞结垢部件进行清理，适当调整冲洗水喷嘴角度。

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