肖永健

（华电内蒙古能源有限公司土默特发电分公司，内蒙古 包头 014100）

1 吸收塔pH计改造的必要性

当前我国环境中酸雨污染问题突出，危害居民健康、腐蚀建筑材料、破坏生态系统，已经成为制约我国社会经济发展的重要环境因素，而火力发电厂二氧化硫排放是形成酸雨主要原因。为了改善环境，同时以满足正常的生产需要，减少二氧化硫的排放量已成当务之急，因此，需要做好脱硫系统安全、环保运行，而我厂脱硫系统吸收塔pH计经过多年的使用已存在很大的安全隐患，需要尽快改造。

2 吸收塔pH计对脱硫系统的影响

pH计在整个脱硫系统中具有举足轻重的作用，当测量的pH值偏低时，亚硫酸盐溶解度会急剧上升，硫酸盐溶解度略有下降，会在短时间内大量产生石膏并析出结硬垢。而当测量的pH值偏高时，亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出产生软垢，从而会严重影响系统的安全稳定运行，同时也加大了整个脱硫系统的维护量，因此，将pH值稳定控制在一定的范围内是很有必要的。我厂经过几年的使用，吸收塔pH计已不能适应现场安全环保生产。

3 吸收塔pH计的应用现状

目前，国内电厂脱硫系统吸收塔pH计大部分都是采用国外的产品，而很少采用国内的，造成这种局面主要有以下2种原因：①长期以来，脱硫系统的主要设备均是采用进口的，基本配套选用国外品牌的pH计；②对国产pH计的产品质量认识还处于前些年的旧观点，认为国产的pH计质量不如进口的。但其实不然，国内企业经过技术积累，产品质量有了质的提高，另外，现在国内也有一些厂家引进了国外的最新生产工艺技术，因此，国内产品质量与国外的基本上没有太大的差距，相反国内的产品与国外的产品相比还具有产品价位低、供货期短（能满足生产急需要求）、产品操作维护友好、保修时间较长的特点。

4 技术改造

上述情况唯一的解决方法就是改造和更换，从而满足正常的生产需要。而pH仪表的关键技术在于pH电极，显示仪表和安装附件都是一样的，因此，我们考虑此次仪表的改造将选用国产仪表，这样不仅价格便宜，而且操作和维护起来也比较方便，维护费用也很低（只需要定期更换电极，仪表是终身免费维修的）。我厂的脱硫密度计设计选用的是电磁式，而pH计是玻璃管电极式，易磨损，这就要求系统中介质流动速度不能过高，而浆液中微小的晶核在低流速下极易依附在测量仪器和管道表面，甚至堵塞管道，使得定时的冲洗就显得尤为重要。目前，密度计和pH计的冲洗是基于石膏排浆泵停止的工况下进行的，具体的控制思路为：停止排浆泵；关闭排浆泵出口门；打开工业水冲洗门进行冲洗，pH计前为可调节手动门，正常开度为30%～45%，以保证介质能够正常流经密度计），如果机组负荷长期较高时，则不能停止排浆泵进行冲洗，这就为测量带了不可避免的误差，同时也为系统安全稳定运行埋下了巨大的隐患。

脱硫系统的设计依据为燃料中硫含量为0.6%，核算脱硫系统入口二氧化硫含量为1 400 mg/Nm3，极限运行入口二氧化硫含量不超过1 800 mg/Nm3。实际上，随着燃料供应的紧张，现有煤源远不能满足设计要求，导致入口二氧化硫含量与设计值偏差极大，我厂脱硫系统入口二氧化硫含量经常超过2 900 mg/Nm3，超过了仪器的最大测量极限。在此种工况下，由于脱硫吸收塔密度的快速上升，吸收塔底部就会过量地沉积晶核或垢物，势必会加剧循环泵的管道磨损，搅拌器的电流增加，排浆泵长期运行等。且使密度计、pH计不能进行正常工作，导致测量数据的严重失真。因此，从整体上考虑，增加密度计、pH计在线冲洗系统是必要的。

4.1 冲洗系统改造

在浆液回吸收塔前装设新增阀1（电动开关型）；在目前密度计支路下方水平管路上装设1个冲洗三通接头及新增阀2（电动开关型）；在目前密度计旁路支管装设1个大、小冲洗控制阀3（电动开关型）；在原冲洗门前装设三通接头和新增阀4（电动开关型）。

4.2 冲洗改造方案

在冲洗系统改造完成后，共设计了2种在线冲洗方式，以顺控的方式进行，具体冲洗方案如下。

4.2.1 小冲洗

每4个小时自动冲洗1次，确认关闭密度计、pH计总采样阀，关闭新增阀2和新增阀3，打开新增阀1，最后打开新增阀4对密度计进行冲洗并记时；3 min后打开新增阀2，关闭新增阀1，对pH计进行冲洗；5 min后本次冲洗结束。确定关闭新增阀4后，打开新增阀1和新增阀3，最后开启总采样阀，密度计与pH计重新投入运行。

4.2.2 大冲洗

按照需要设定为24 h冲洗，此种冲洗方式加强了对密度计的冲洗。确认关闭密度计、pH计总采样阀，然后关闭新增阀2和新增阀3、打开新增阀1，最后打开新增阀4对密度计进行冲洗并记时；8 min后打开新增阀3、关闭新增阀1，对密度计和pH计同时冲洗；11 min后本次冲洗结束；确定关闭新增阀4后，打开新增阀1和新增阀2，最后打开总采样阀，系统重新投入运行。根据实际需要，为了大冲洗设计了自动终止系统，当冲洗不必要时，可以直接进行终止。

5 改造效果

使pH计和密度计的工况大大改善，提高了石膏品质，降低了不必要的石灰石消耗，预计每年在石灰石消耗、石膏品质提高、节能降耗等方面可以节约经费约100万元；提高了对脱硫效率的控制精度，按照目前平均效率90%以上给脱硫电价的规定，每年至少可以创造效益100万元；提高了对pH和密度的测量精度后，可以更好地抑制烟气带浆等问题，减少设备维护，延长设备寿命，每年可以节约设备维护费用约80万元；改变了之前密度计、pH计每周需要标定维护2次的状况，大大降低了人工维护成本和劳动强度；提升了主机组运行的安全性，每避免1次因为脱硫系统的非停，按照现有成本可以节约100万元。

国家对于新建机组建设脱硫设施纳入了项目审批内容，而对于已有机组脱硫改造，只下达了消减量目标，在技术上只进行政策性引导。因此，如何选择一种合适的技术方案，是老电厂机组脱硫改造面临的实际困难，上述pH计技术改造有利于解决此类问题，对老旧机组有借鉴推广意义。