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正文 第十章 初步了解脱硫

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    周一早上,肖枫到班里的时候,老李正在桌前翻一个厚厚的文件夹。文件夹的封面上用马克笔写着“脱硫”两个字,下面还有一行小字——“环保局重点监管”。

    “师傅,今天学脱硫了?”肖枫放下工具包,问道。

    “对。锅炉、汽轮机、给水泵都讲完了,该讲脱硫了。”老李抬起头,“这三个装置,锅炉是心脏,汽轮机是四肢,给水泵是血管。脱硫是什么?”

    肖枫想了想:“是肺?”

    “对,是肺。锅炉烧煤产生的烟气,里面有二氧化硫、氮氧化物、粉尘。这些东西不能直接排到大气里,必须经过脱硫装置处理,达标了才能排。脱硫装置就是工厂的肺——把有毒有害的气体过滤掉,排出干净的空气。”

    老李站起来,把文件夹夹在腋下。

    “走,去现场。今天把脱硫讲透。”

    脱硫装置在锅炉房的后面,是一大片复杂的设备区。最显眼的是那个巨大的吸收塔——一个圆筒形的钢结构,直径十几米,高度三十多米,外表刷着灰色的油漆。塔的旁边是浆液循环泵、氧化风机、石膏脱水系统,还有密密麻麻的管道和阀门。

    “这是咱们厂的脱硫装置,用的是石灰石-石膏湿法脱硫技术。”老李站在吸收塔下面,仰头看着这个庞然大物,“这套装置是2010年上的,当时花了八千万。锅炉烧煤产生的烟气,全部进到这个塔里,用石灰石浆液洗涤,把二氧化硫吸收掉。”

    “八千万?”肖枫吸了口气。

    “八千万不算什么。现在上的一套脱硫装置,一个亿打底。但没办法,环保要求越来越严,不上不行。二氧化硫排放标准,从原来的400毫克每立方米,降到200,再降到100,现在执行的是35毫克每立方米。不达标,一天罚十万,停产整顿。”

    老李在笔记本上画了一个简图,是脱硫装置的工艺流程。

    “烟气从锅炉出来,经过除尘器去掉粉尘,然后从吸收塔的底部进入。塔里有喷淋层,从上往下喷石灰石浆液。烟气往上走,浆液往下喷,气液接触,二氧化硫被浆液吸收,生成亚硫酸钙。亚硫酸钙被氧化风机鼓入的空气氧化,生成硫酸钙——也就是石膏。净化后的烟气从塔顶排出,通过烟囱排放到大气。”

    “就这么简单?”肖枫问。

    “原理简单,但设备复杂。脱硫装置的仪表,比锅炉和汽轮机加起来还多。因为脱硫是一个化学反应过程,需要精确控制各种参数——浆液的pH值、密度、流量、液位,烟气的温度、流量、二氧化硫浓度,石灰石的给料量,石膏的产量……大大小小上百块仪表。”

    老李打开文件夹,里面是厚厚一叠图纸和记录表。

    “脱硫的仪表,关键参数有八个——吸收塔浆液pH值、浆液密度、烟气二氧化硫浓度、烟气含氧量、吸收塔液位、浆液循环泵流量、石灰石浆液流量、石膏浆液排出量。这八个参数,直接决定脱硫效率。哪个出了问题,环保数据就可能超标。”

    老李带着肖枫,开始一个一个地讲。

    首先,也是最关键的,是pH计。

    老李走到吸收塔的侧面,指着一根从塔里伸出来的管道。管道上装着一个仪表,探头插在管道里,上面连着一根电缆,通到旁边的变送器。

    “这是pH计,测量吸收塔浆液的酸碱度。这是脱硫装置最重要的仪表,没有之一。”

    老李的表情变得非常严肃。

    “pH值控制在5.2到5.8之间。pH低了,脱硫效率下降,二氧化硫排出去可能超标;pH高了,石灰石用量增加,而且容易结垢,堵塞喷淋层和管道。所以操作工要根据pH值来调整石灰石的给料量。pH值偏低了,多加石灰石;pH值偏高了,少加。”

    “pH计多长时间标定一次?”

    “每天。”老李说,“每天早班,必须用标准缓冲液标定一次。pH4.0和pH6.86两种标液,先标零点,再标斜率。偏差超过0.1就要调整。为什么每天标?因为浆液里的石膏和石灰石容易在探头上结垢,结垢了测量就不准。pH计不准,脱硫效率就没法控制,环保数据就可能超标。”

    肖枫在笔记本上记下来:“pH计——每天标定,pH4.0和pH6.86,正常范围5.2-5.8。”

    “pH计还有一个问题——浆液温度高,五六十度,探头长期泡在里面,寿命有限。一般半年到一年就要换一次探头。换的时候要注意,探头不能磕碰,玻璃电极很脆,碰碎了就报废了。”

    第二个关键参数,是浆液密度。

    老李带他走到另一根管道前面,上面装着一个圆形的仪表,比pH计大一些,上面有个小屏幕。

    “这是密度计,测量浆液的密度。正常范围是1100到1150公斤每立方米。密度高了,说明浆液太浓,石膏含量高,容易堵塞管道和喷嘴;密度低了,说明浆液太稀,脱硫效率不够。”

    “密度计是什么原理?”

    “质量流量计的原理。它同时测量质量流量和密度。浆液从管道里流过的时候,仪表通过测量振动管的频率变化,计算出密度。这个仪表很贵,一台十几万。维护的时候要小心,不能震动,不能磕碰。”

    “密度计多长时间标定一次?”

    “每个月用清水标定一次。清水密度是1000公斤每立方米,仪表显示应该在正负5以内。超过就要调整。”

    第三个关键参数,是烟气二氧化硫浓度。

    老李带着肖枫爬上了吸收塔旁边的钢梯。梯子很高,肖枫已经习惯了,手抓得很紧,脚踩得很实。爬到大概二十米高的位置,有一个小平台,上面装着一个铁皮机柜。

    “这是烟气分析仪,跟你在脱硫烟囱上看到的那台是一样的。”老李打开机柜门,里面是分析仪和数采仪。数采仪上的绿灯亮着,屏幕上显示着二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的浓度。

    “这台分析仪,测量的是脱硫前的烟气二氧化硫浓度,在吸收塔入口。正常是1000到2000毫克每立方米。如果入口浓度突然升高,说明锅炉燃烧有问题,或者煤的含硫量高了,要通知锅炉那边调整。”

    “脱硫后的二氧化硫浓度,在烟囱出口那台分析仪上测。那台数据直传环保局,咱们这台不直传,但操作工也要看。入口浓度减去出口浓度,除以入口浓度,就是脱硫效率。脱硫效率要在95%以上。”

    “入口分析仪多长时间标定一次?”

    “每周一次,用标准气。标定的方法跟出口那台一样。”

    第四个关键参数,是吸收塔液位。

    老李指着吸收塔侧面的一排变送器。

    “吸收塔液位,正常是8到10米。液位低了,浆液循环泵可能抽空,泵会损坏;液位高了,浆液可能倒灌进烟道,损坏设备。液位用差压变送器测量,三个变送器,三取中。跟锅炉汽包液位一样的原理。”

    第五个关键参数,是浆液循环泵的流量。

    老李带他走到吸收塔旁边的泵区。这里并排着四台大泵,每台泵都比给水泵还大,电动机嗡嗡地转着,管道粗得像人的腰。

    “这是浆液循环泵,四台,三用一备。它们把吸收塔底部的浆液抽上来,打到塔顶的喷淋层,喷下来洗涤烟气。每台泵的流量是每小时1500到2000立方米。”

    “这么大流量?”肖枫吃了一惊。给水泵才150吨每小时,浆液循环泵是它的十倍。

    “对。因为浆液要循环喷淋,流量必须大。流量用电磁流量计测量,每台泵的出口装一台。流量低了,可能是泵磨损了,或者管道堵了,要马上检查。”

    第六个关键参数,是石灰石浆液流量。

    老李带他走到脱硫装置的另一个区域,这里有几个大的石灰石粉仓和浆液制备罐。

    “石灰石是脱硫的原料。石灰石粉从粉仓下来,加水搅拌,制成石灰石浆液,打到吸收塔里,补充被消耗的石灰石。石灰石浆液的流量,正常是每小时5到10立方米。流量低了,吸收塔的pH值会下降;流量高了,pH值会上升。流量用电磁流量计测量。”

    第七个关键参数,是石膏浆液排出量。

    老李带他走到石膏脱水区域。这里有几台旋流器和真空皮带脱水机,正在轰隆隆地运转。皮带机上铺着一层湿漉漉的灰白色粉末,那就是石膏。

    “吸收塔里的浆液,石膏含量会越来越高,所以要定期排出一部分,送到石膏脱水系统,制成石膏。石膏浆液排出量,正常是每小时10到20立方米。排多了,吸收塔液位下降;排少了,浆液密度升高。排出量也用电磁流量计测量。”

    讲完这八个关键参数,老李在吸收塔旁边的台阶上坐下来。

    “肖枫,你知道现在国内的脱硫技术发展到什么程度了吗?”

    肖枫摇了摇头。

    老李从文件夹里抽出一张纸,上面打印着一份资料。

    “中国的脱硫技术,经历了三个阶段。第一个阶段是2000年以前,基本没有脱硫,烟气直排,酸雨严重。第二个阶段是2000年到2010年,强制要求上脱硫,但技术基本靠引进——日本的、德国的、美国的,谁家的都有。咱们这套就是引进的日本千代田的技术,叫CT-121湿法脱硫。”

    “第三个阶段是2010年到现在,国产技术全面替代进口。国内现在有十几家大型环保公司做脱硫,最大的几家是龙净环保、菲达环保、中电环保、清新环境。这些公司都有自己的核心技术,而且价格只有进口的三分之一到一半。”

    “国产脱硫技术,现在主要有几种?”肖枫问。

    老李在纸上画了几条线。

    “第一种,石灰石-石膏湿法脱硫。这是目前应用最广的技术,占国内脱硫市场的百分之七十以上。原理就是咱们厂用的这种——石灰石浆液洗涤烟气,生成石膏。优点是效率高,能到百分之九十五以上;缺点是投资大、运行成本高、产生废水。”

    “第二种,氨法脱硫。用氨水作为吸收剂,生成硫酸铵——也就是化肥。优点是不产生废水,副产品是化肥,有经济效益;缺点是氨水价格波动大,而且氨逃逸可能造成二次污染。这种技术在化肥厂周边用得比较多。”

    “第三种,半干法脱硫。用石灰粉直接喷入烟道,跟烟气中的二氧化硫反应,生成亚硫酸钙。优点是投资小、占地少、不产生废水;缺点是脱硫效率低一些,一般百分之八十到九十,而且产生的副产物不好处理。这种技术在小锅炉上用得比较多。”

    “第四种,海水脱硫。直接用海水洗涤烟气,海水的碱性中和二氧化硫。优点是成本低、不产生副产物;缺点是只能在海边建厂,而且对海洋生态有影响。中国沿海的一些电厂用的就是海水脱硫。”

    老李把这四种技术列了一个表,让肖枫抄在笔记本上。

    “咱们厂用的是第一种,石灰石-石膏湿法,这是最成熟、最可靠的技术。但也是最复杂的——设备多、仪表多、维护量大。你以后可能会遇到其他技术,但原理是一样的——用碱性物质中和二氧化硫。”

    老李站起来,拍了拍裤子上的灰。

    “脱硫的技术,说完了。现在说回咱们厂的脱硫仪表。这八个关键参数,你要一个一个吃透。下周开始,我带你做具体的维护——标定pH计、清洗密度计、校验烟气分析仪、冲洗液位计、检查流量计。每个都要亲手做一遍。”

    接下来几天,老李带着肖枫,把这八个参数的仪表一个一个过了一遍。

    讲pH计的时候,老李拆下探头,让他看探头上的结垢物。

    “你看,探头表面糊着一层灰白色的东西,这就是石膏结垢。结垢了测量就不准。所以每天标定之前,要用软毛刷轻轻刷掉结垢物。刷的时候要轻,不能伤到玻璃电极。”

    老李拿出标准缓冲液,让肖枫亲手做了一次标定。先用pH4.0的标液标零点,再用pH6.86的标液标斜率。肖枫照着操作步骤,一步一步来,最后标定完成,变送器上显示6.86,误差在允许范围内。

    讲密度计的时候,老李带他做清水标定。

    “先关掉进料阀,打开冲洗阀,用清水冲洗管道。冲洗五分钟,等密度计显示稳定了,看数值是不是1000。如果是,说明密度计正常;如果不是,要调整零点。”

    肖枫看着密度计的屏幕,数字从1150慢慢下降到1005、1002、1000。稳定在1000。

    “正常。”老李说,“每个月做一次就行。如果偏差大,可能是探头结垢了,要拆下来清洗。”

    讲烟气分析仪的时候,老李带他爬上吸收塔的入口烟道。

    入口烟道的平台比出口那边还高,风也更大。肖枫抓着扶手,一步一步爬上去。老李打开机柜,里面是一台跟出口那边一样的分析仪。

    “标定的方法跟出口一样,每周一次。但入口的烟气条件更恶劣——温度高、粉尘大、二氧化硫浓度高。所以分析仪的预处理系统很重要——要降温、除尘、除水,否则仪表容易坏。”

    老李指着机柜里的过滤器和冷凝器,一个一个讲解。

    “这个是过滤器,滤掉烟气里的粉尘。滤芯每个月换一次。这个是冷凝器,把烟气里的水蒸气冷凝掉,防止水汽进入分析仪。冷凝器的温度设定在4度,不能高也不能低。”

    讲吸收塔液位的时候,老李带他看差压变送器的导压管。

    “吸收塔的浆液容易结垢,导压管也容易堵。所以每周要冲洗一次——用工艺水反向冲洗,把导压管里的浆液冲回塔里。冲洗的时候要注意,不能把水冲到变送器里。”

    老李让肖枫操作了一次冲洗。肖枫打开冲洗阀,水从变送器端流向吸收塔,冲了十秒,关掉。然后再打开变送器的排气阀,排出里面的气体。

    “好了,液位应该恢复正常了。”

    讲浆液循环泵流量的时候,老李带他看电磁流量计的电极。

    “浆液里面有固体颗粒,长期冲刷,流量计的电极会磨损。电极磨损了,测量就不准。所以每年大修的时候,要拆下流量计,检查电极的磨损情况。磨损严重的要换新的。”

    讲石灰石浆液流量和石膏浆液排出量的时候,老李带他看了流量计的安装位置。

    “这两个流量计也是电磁的,维护方法跟循环泵的一样。但要注意,石灰石浆液容易沉淀,长时间不用的时候要冲洗管道,防止浆液堵在流量计里。”

    周五下午,老李在吸收塔下面考他。

    “脱硫的八个关键参数是什么?”

    “吸收塔浆液pH值、浆液密度、烟气二氧化硫浓度、烟气含氧量、吸收塔液位、浆液循环泵流量、石灰石浆液流量、石膏浆液排出量。”

    “pH值的正常范围是多少?多长时间标定一次?”

    “5.2到5.8。每天标定一次,用pH4.0和pH6.86标准缓冲液。”

    “浆液密度正常范围是多少?多长时间标定一次?”

    “1100到1150公斤每立方米。每月用清水标定一次,清水密度1000。”

    “烟气二氧化硫浓度,入口和出口各是多少?”

    “入口1000到2000毫克每立方米,出口小于35毫克每立方米。脱硫效率95%以上。”

    “吸收塔液位正常是多少?几个变送器?”

    “8到10米。三个差压变送器,三取中。”

    “浆液循环泵流量是多少?几台泵?”

    “每台1500到2000立方米每小时,四台,三用一备。”

    “国内脱硫有哪几种主流技术?”

    “石灰石-石膏湿法脱硫、氨法脱硫、半干法脱硫、海水脱硫。咱们厂用的是石灰石-石膏湿法脱硫,日本千代田的技术。现在国产技术已经全面替代进口,主要厂家有龙净环保、菲达环保、中电环保、清新环境。”

    老李点了点头。

    “还行。锅炉、汽轮机、给水泵、脱硫,这四个装置的关键参数,你基本上都记住了。下周开始,我带你把这些仪表一个一个亲手做一遍。光会背不行,得会干。”

    下午四点,早班结束。肖枫换了工服,走出厂区。夕阳挂在西边,把天边染成了橘红色。吸收塔在夕阳下拖出长长的影子,像一个沉默的巨人。

    他回到宿舍,洗了个澡,躺在床上。把老李给他的四本笔记本拿出来——锅炉那本、汽轮机那本、给水泵那本、脱硫那本,并排放在枕头上。

    他翻开脱硫那本,看着自己新写的那些笔记——pH值、密度、二氧化硫浓度、液位、流量……八个参数,每一个都有它的测量原理、安装方式、标定周期、常见故障。

    他想起老李说的那句话:“脱硫是工厂的肺。没有肺,工厂就没法呼吸。”

    他又想起老李讲的那些国产脱硫技术——石灰石-石膏湿法、氨法、半干法、海水脱硫。中国从引进技术到自主研发,用了二十年时间,走完了国外五十年的路。现在,中国的脱硫技术已经是世界领先水平,不但满足国内需求,还出口到东南亚、非洲、南美。

    他闭上眼睛,在脑子里把整个热电系统的流程串了一遍:给水泵从除氧器抽水,加压后送到锅炉;锅炉烧煤,把水变成蒸汽;蒸汽推动汽轮机,汽轮机带动发电机;做完功的蒸汽进入凝汽器,变成水,再送回除氧器。锅炉烧煤产生的烟气,经过除尘器去掉粉尘,进入脱硫吸收塔,用石灰石浆液洗涤,去掉二氧化硫,净化后的烟气从烟囱排到大气。

    给水循环,蒸汽循环,烟气循环。三个循环,串在一起,构成了热电系统的全部。

    而仪表,就是这三个循环的眼睛。

    他想着那些循环,慢慢睡着了。

    窗外那个嗡嗡的声音还在响。

    那是汽轮机的声音,每分钟三千转,永不停歇。

    而在它的旁边,吸收塔里的浆液也在循环着,每分钟都在洗涤着烟气,永不停歇。
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