脫硫除霧器頻繁堵塞原因分析及對(duì)策

楊宏慧，陳晨，林繼香，劉鵬，馬法峰

(商丘裕東發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 永城 476600)

1 系統(tǒng)概況

商丘裕東發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱裕東發(fā)電公司)2×315 MW機(jī)組煙氣脫硫工程采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝，配置江蘇蘇源環(huán)保有限公司設(shè)計(jì)的平流式噴淋塔，不設(shè)增壓風(fēng)機(jī)，其煙氣在吸收塔內(nèi)呈U形變向水平流動(dòng)，與霧狀漿液發(fā)生反應(yīng)后，經(jīng)除霧器除霧后進(jìn)入煙囪，通過煙囪排入大氣，煙氣進(jìn)、出口在吸收塔同一側(cè)，吸收塔塔體為鋼結(jié)構(gòu)，采用玻璃鱗片樹脂內(nèi)襯，吸收塔直徑為13.1m。

除霧器分兩級(jí)，垂直布置于水平凈煙道內(nèi)，除霧器由聚丙烯材料制作，為波紋板形式，兩級(jí)除霧器均由脫硫工藝水沖洗，分一級(jí)除霧器正面、背面和二級(jí)除霧器正面、背面。沖洗水系統(tǒng)布置如圖1所示。

圖1 除霧器沖洗水改造前布置示意圖

2 除霧器運(yùn)行現(xiàn)狀

裕東發(fā)電公司脫硫工程在機(jī)組正常投產(chǎn)后投運(yùn)，由于受場(chǎng)地限制，原設(shè)計(jì)煙道、凈煙道很短，造成除霧器除霧效果較差，凈煙氣攜帶的漿液沉積于除霧器波紋片上結(jié)垢，最終導(dǎo)致除霧器堵塞。除霧器堵塞后，沿程阻力增大，吸收塔入口煙氣壓力大幅升高，機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)造成鍋爐引風(fēng)機(jī)搶風(fēng)，引風(fēng)機(jī)電耗大幅增加，影響機(jī)組帶負(fù)荷能力，危及機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。裕東發(fā)電公司脫硫裝置高負(fù)荷運(yùn)行期間，基本上每個(gè)脫硫裝置每月需停運(yùn)2次進(jìn)行除霧器沖洗，才能滿足實(shí)際需要。除霧器堵塞情況如圖2所示。

圖2 除霧器堵塞情況

3 除霧器堵塞原因分析

(1)除霧器噴嘴布置不合理，有沖洗死角。實(shí)地觀察發(fā)現(xiàn)，部分噴嘴正對(duì)除霧器支撐梁且大量噴嘴并未沿除霧器波形板平行的方向沖洗，除霧器表面干凈，但內(nèi)部拐角處實(shí)際上已基本堵死，造成局部堵塞不斷擴(kuò)大。

(2)除霧器沖洗重疊率達(dá)不到要求(單位面積上沖洗水量的大小直接影響除霧器沖洗效果)，正常重疊率要求為100% ～300%，鑒于裕東發(fā)電公司除霧器堵塞的頻率較高，建議重疊率至少要達(dá)到200%。

(3)除霧器垂直沖洗水管由于焊接質(zhì)量差或運(yùn)行時(shí)間長而老化，水管底部的堵頭經(jīng)常脫落，造成部分管內(nèi)漏，沖洗水壓力低，導(dǎo)致該區(qū)域除霧器無法沖洗，堵塞加劇。

(4)除霧器沖洗門質(zhì)量差，故障多，經(jīng)常損壞而不能正常投運(yùn)，導(dǎo)致該區(qū)域除霧器得不到有效沖洗，造成漿液沉積而引起堵塞。

(5)沖洗水管噴嘴脫落或堵塞。系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行后，襯膠管道的防腐層脫落，漿液隨沖洗水進(jìn)入噴嘴內(nèi)，進(jìn)而堵塞，噴嘴對(duì)應(yīng)區(qū)域的除霧器波紋板無法沖洗，造成除霧器堵塞。

4 除霧器沖洗水系統(tǒng)改造內(nèi)容

(1)調(diào)整除霧器噴嘴沖洗方向，將其改為和除霧器波形板平行，噴嘴方向如圖3所示。

圖3 噴嘴方向

(2)增加除霧器沖洗水管，每級(jí)除霧器由35塊1.0 m×1.6 m的除霧器單元塊組成，每個(gè)單元塊至少布置6個(gè)噴嘴才能保證無沖洗死角，這樣，每個(gè)沖洗面需要15根沖洗管(在吸收塔內(nèi)部增加母管并重新布置沖洗水管位置)。

(3)二級(jí)除霧器后增加沖洗門。二級(jí)除霧器后沖洗門原設(shè)計(jì)為1個(gè)閥門控制12根沖洗水管，打開后流量過大造成沖洗水壓力不足，達(dá)不到?jīng)_洗效果。將二級(jí)除霧器后沖洗門設(shè)置成和一級(jí)除霧器前的一樣:1個(gè)閥門控制4根沖洗水管，由3個(gè)單元組成。除霧器沖洗水系統(tǒng)改造后布置如圖4所示。

(4)二級(jí)除霧器前、后暫不增加沖洗水管及噴嘴，僅調(diào)整現(xiàn)有噴嘴方向。

圖4 除霧器沖洗水改造后系統(tǒng)布置

5 改造后效果評(píng)估

2011年5月10日，#2吸收塔除霧器沖洗水系統(tǒng)改造完成后投入運(yùn)行，從運(yùn)行的實(shí)際情況來看，能夠滿足當(dāng)初改造的要求(在無需停運(yùn)脫硫進(jìn)行人工沖洗的前提下，保證除霧器能夠連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月以上)。2011年5—8月，#2機(jī)組在315 MW工況下運(yùn)行時(shí)，#2吸收塔運(yùn)行參數(shù)對(duì)比見表1。

表1 #2機(jī)組315 MW工況下#2吸收塔運(yùn)行參數(shù)對(duì)比(2011年) kPa

6 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

此次除霧器改造在滿足運(yùn)行要求的同時(shí)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

由于停運(yùn)#2脫硫裝置，導(dǎo)致二氧化硫多排放增加的排污費(fèi)用如下(按機(jī)組最低負(fù)荷150MW，給煤量60t計(jì)算;每次停運(yùn)時(shí)間為10 h，按#1脫硫系統(tǒng)每月停運(yùn)2次(每年運(yùn)行9個(gè)月，每年停運(yùn)18次)計(jì)算):

每月SO2排放量=1 600×硫分×給煤量×次數(shù) =1600×0.008×60000×10×2=15360(kg)。

每月排污費(fèi) =15360 ×0.6/0.95=9701(元)。

每年排污費(fèi)=9701×18=174618(元)。

由于停運(yùn)脫硫系統(tǒng)導(dǎo)致的脫硫電價(jià)損失為

每年脫硫電價(jià)損失=150000×0.015×10×18/10000=40.5(萬元)。

每年損失 =17.46+40.5=57.96(萬元)。

由計(jì)算結(jié)果可知，改造后取得的經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)可觀的，而每臺(tái)機(jī)組改造費(fèi)用大約為10萬元，1個(gè)季度即可收回成本。

7 結(jié)論

通過此次技術(shù)改造，脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中除霧器堵塞的問題基本得到解決，能滿足機(jī)組正常連續(xù)運(yùn)行4個(gè)月的要求，不需停運(yùn)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行人工沖洗除霧器。改造后取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，積累了經(jīng)驗(yàn)，節(jié)約了成本，為機(jī)組長周期安全、穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了條件。