某600MW機(jī)組濕法脫硫除霧器改造分析

聶鵬飛

（河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司，河北唐山 063611）

某600MW機(jī)組濕法脫硫除霧器改造分析

聶鵬飛

（河北大唐國際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司，河北唐山 063611）

為解決某電廠600MW機(jī)組濕法煙氣脫硫系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的除霧器堵塞和失效問題，將兩層平板式除霧器改造為一級管式加兩級屋頂式除霧器，并詳細(xì)介紹了改造方案、施工工期、工程造價和試驗效果，改造后有效減少了吸收塔出口煙氣的液滴含量，保證了機(jī)組和脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

600MW機(jī)組；濕法煙氣脫硫；除霧器；改造分析

0 引言

河北大唐某電廠2×600 MW機(jī)組采用石灰石-石膏濕法脫硫裝置，于2006年6月投產(chǎn)。該脫硫裝置投產(chǎn)以來，發(fā)現(xiàn)平板式除霧器不能很好適應(yīng)實際工況，多次出現(xiàn)結(jié)垢堵塞，影響機(jī)組和脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行。由于脫硫除霧器運(yùn)行效果不佳，凈煙氣經(jīng)常攜帶固體顆粒在煙囪出口形成降雨，對廠區(qū)環(huán)境造成危害，影響公司形象，為此，對原平板式除霧器進(jìn)行了改造。

1 系統(tǒng)概況

1.1 工藝流程

煙氣經(jīng)過循環(huán)漿液脫硫處理后進(jìn)入除霧器，除去煙氣中夾帶的液滴及固體顆粒物（如圖1所示），煙氣夾帶液滴撞擊除霧器葉片后匯集并流回吸收塔漿池中。

圖1 平板式除霧器及工藝流程示意

1.2 吸收塔除霧器

1.2.1 設(shè)備概況

除霧器為兩級平板式，下層除霧器為粗除霧器，葉片間距為40mm，上層除霧器為精除霧器，葉片間距為25mm。設(shè)計參數(shù)：安裝位置，吸收塔上部；層數(shù)，2；結(jié)構(gòu)形式，平板式；沖洗水層數(shù)，3層自動+1層手動；除霧效率（39μm），99.9%；設(shè)計煙氣流速，4.4m／s；極限煙氣流速，5.5m／s；除霧器出口水的質(zhì)量濃度，75mg／m3；差壓允許值，150Pa。

1.2.2 現(xiàn)有除霧器失效原因分析

（1）塔內(nèi)煙氣流速高?，F(xiàn)有吸收塔直徑為16.5m，較同類型機(jī)組吸收塔直徑設(shè)計值偏小，而通過除霧器的煙氣量較設(shè)計值偏大。同類型機(jī)組吸收塔內(nèi)的煙氣流速一般在3.8m／s左右，而該裝置吸收塔內(nèi)煙氣流速為4.4m／s左右。煙氣在吸收塔內(nèi)的流速過高，煙氣帶漿飄出。

（2）除霧器結(jié)構(gòu)不適應(yīng)工況。平板式除霧器的通流面積小，二級除霧器葉片間距離小，易堵塞且難清理。吸收塔進(jìn)出口煙道均在同側(cè)，煙氣在通過除霧器時的流場也不夠均勻。

1.2.3 除霧器堵塞后的危害

（1）增加煙氣系統(tǒng)阻力。除霧器堵塞后不僅使引風(fēng)機(jī)出力變大，而且增加了煙氣系統(tǒng)電耗和廠用電率。凈煙氣含水量大，容易凝結(jié)成水滴對下游設(shè)備、設(shè)施造成腐蝕，凈煙道、煙囪內(nèi)筒均出現(xiàn)不同程度的腐蝕、泄漏，長期下去將會直接威脅脫硫系統(tǒng)和主機(jī)組的安全運(yùn)行。

（2）影響環(huán)保參數(shù)的穩(wěn)定性。凈煙氣夾帶漿液等液滴較多，煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）探頭極易堵塞和受到腐蝕。這樣，不僅加速損壞測量設(shè)備，增加維護(hù)費(fèi)用，而且影響環(huán)保參數(shù)的可靠性，從而對環(huán)保參數(shù)和環(huán)保核查工作造成不利影響。

（3）形成酸雨。凈煙氣攜帶的液滴在煙囪出口會凝結(jié)成“石膏雨”等酸性雨滴形成二次污染，對廠區(qū)有較大污染，并會對人、車輛、建筑物、植被等造成危害。

2 除霧器改造方案［3］

為減少工程投資、工程量和施工周期，此次除霧器改造的前提是除霧器沖洗水泵、除霧器大梁、所有沖洗水閥門與接口均利用舊設(shè)備，除霧器沖洗水泵流量能滿足改造后的沖洗水要求，對現(xiàn)有系統(tǒng)和設(shè)備盡量少做變動。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行除霧器的設(shè)計和改造，并制定以下改造方案。

（1）將原有的兩層平板式除霧器改造成兩層屋脊式除霧器，將除霧器葉片改為除霧效率更高的帶鉤葉片，提高除霧效率。

（2）由于噴淋層與除霧器間距小，在噴淋層與除霧器中間增加一層管式除霧器，其中管式除霧器與一級屋脊式除霧器一體。管式除霧器的主要作用是調(diào)整和減少吸收塔出入口和噴淋層造成塔內(nèi)帶漿煙氣分布不均的影響，防止流場不均造成局部堵塞影響除霧效率。此外，可以過濾掉大部分大顆粒石膏漿液的液滴，在一定程度上緩解除霧器帶漿運(yùn)行的情況。管式+屋脊式除霧器改造后的效果如圖2所示。

圖2 管式+屋脊式除霧器改造后效果

經(jīng)計算，支撐梁荷載滿足要求，不需要改動吸收塔內(nèi)部鋼梁結(jié)構(gòu)，屋脊式除霧器直接在原平板式除霧器大梁上敷設(shè)。但因屋脊式除霧器沖洗水管與除霧器本體互為一體，沖洗水管道需要重新設(shè)計布置，沖洗水管與原有接口不能直連對接，因此，采用合金鋼管連接。此次改造須停機(jī)施工，主要工作有防火措施實施、塔內(nèi)腳手架搭設(shè)、防腐層打磨、平板式除霧器拆除、除霧器沖洗水管及吊架的切除、盲板焊接、防腐層恢復(fù)、管式及屋脊式除霧器安裝、合金管道安裝、閥門及電纜位置調(diào)整、系統(tǒng)調(diào)試等。此次改造停機(jī)施工工期共計22 d，改造費(fèi)用見表1［4］。

表1 除霧器改造工程費(fèi)用 萬元

3 改造效果分析［5］

在運(yùn)行4個月后，邀請專業(yè)機(jī)構(gòu)對脫硫除霧器后的煙氣進(jìn)行了性能測試。試驗儀器，3012H煙塵測試儀、煙氣采集槍、液滴捕集器；測試方法，在除霧器出口凈煙道采集煙氣冷凝水，化驗冷凝水中Mg2+的質(zhì)量濃度，經(jīng)過計算得出霧滴含量。具體計算方法如下。

（1）液滴中水的質(zhì)量濃度

式中：m01，m02為采樣后一、二級捕集器干燥后的質(zhì)量；m11，m12為采樣后一、二級捕集器干燥前的質(zhì)量；V為抽取的煙氣體積（標(biāo)態(tài)，干煙氣，過剩空氣系數(shù)1.4）。

（2）扣除煙道冷凝水滴后的水滴質(zhì)量濃度

式中：ρmg1為捕集器中液滴的鎂離子質(zhì)量濃度，mg／L；ρmg2為吸收塔漿液中鎂離子的質(zhì)量濃度，mg／L。

（3）液滴總質(zhì)量濃度

式中：wX為吸收塔漿液含固量，%。

試驗測得除霧器改造前、后吸收塔出口煙氣攜帶的液滴質(zhì)量濃度平均值分別為55.7，35.2mg／m3，由此可以看出，霧滴含量大幅減少，改造效果明顯。

4 結(jié)束語

此次除霧器改造，前期論證充分、設(shè)計優(yōu)化到位、工程造價低、施工時間短。在改造后的10個月里，嚴(yán)格控制脫硫漿液的品質(zhì)，定期沖洗，除霧器壓差始終穩(wěn)定在150 Pa以下，能夠有效減少吸收塔出口煙氣的霧滴含量，一定程度上緩解了石膏雨現(xiàn)象，達(dá)到了預(yù)期目的。

［1］聶鵬飛.600MW機(jī)組濕法脫硫系統(tǒng)除霧器堵塞原因分析及對策［J］.華電技術(shù)，2011，33（11）：69-73.

［2］曾庭華，楊華，馬斌，等.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的安全性及優(yōu)化［M］.北京：中國電力出版社，2005.

［3］沈海濤.濕法脫硫系統(tǒng)吸收塔除霧器改造分析及應(yīng)用［J］.能源與環(huán)境，2013（6）：61-63.

［4］聶鵬飛.王灘電廠脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行初探［J］.電力科技與環(huán)保，2010，26（4）：57-59.

［5］蔣建偉，樓杰，廖曉春.600MW機(jī)組煙氣濕法脫硫裝置吸收塔除霧器改造及效果分析［J］.能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2011，23（12）：66-69.

（本文責(zé)編：白銀雷）

TK 223.27

B

1674-1951（2015）08-0070-02

聶鵬飛（1983—），男，河南新鄉(xiāng)人，工程師，從事火電廠脫硫技術(shù)監(jiān)督與設(shè)備點(diǎn)檢方面的工作（E-mail：daniao433＠163.com）。

2014-12-23；

2015-07-04