陡河電廠除霧器堵塞分析及改造的技術(shù)探討

馮佳勇

摘 要：分析了陡河發(fā)電廠濕法煙氣脫硫系統(tǒng)除霧器的結(jié)構(gòu)原理及堵塞原因，對除霧器沖洗系統(tǒng)進(jìn)行了改造，初步解決了除霧器堵塞的問題，并提出了除霧器運(yùn)行維護(hù)及優(yōu)化建議，為其他火電廠濕法脫硫系統(tǒng)解決同類問題提供參考。

關(guān)鍵詞：除霧器;堵塞;改造

中圖分類號： TU271.1 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2016）30-185-2

0 ?引言

隨著人們環(huán)保意思不斷增強(qiáng)，我國出臺了多部環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，在環(huán)保技術(shù)上也不斷地進(jìn)步和發(fā)展，在火電行業(yè)中煙氣脫硫技術(shù)以其優(yōu)良的環(huán)保性能得到越來越廣泛的應(yīng)用。石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)具有投資少、運(yùn)行穩(wěn)定、效率高等優(yōu)點(diǎn)成為國際上煙氣脫硫最主要的技術(shù)之一。除霧器是整個(gè)脫硫技術(shù)體系中最關(guān)鍵位置，其位于吸收塔內(nèi)頂部，當(dāng)含硫的煙氣在反應(yīng)區(qū)和石灰石漿液發(fā)生反應(yīng)便會形成霧滴，而霧滴又在煙氣的作用下被推送至除霧區(qū)集中除去，這樣可以有效預(yù)防后續(xù)工序設(shè)備的損傷和結(jié)垢。脫硫除霧器的工作效率不僅對煙氣的純度產(chǎn)生影響，還會對系統(tǒng)的運(yùn)行效率造成限制，若除霧器的性能良好整個(gè)濕法洗滌煙氣脫硫系統(tǒng)便可順暢、平穩(wěn)的運(yùn)行;相反若除霧器出現(xiàn)故障則會對整個(gè)機(jī)組造成停機(jī)的影響。

大唐國際唐山陡河發(fā)電廠#3～#8機(jī)組采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫裝置需要對所有的煙氣進(jìn)行脫硫處理，因此將其布置與煙囪后，在設(shè)計(jì)之處便對該裝置的效率進(jìn)行預(yù)設(shè)（≥95%）。發(fā)電廠使用折板式除霧器作為整個(gè)系統(tǒng)的除霧器裝置，采用兩級方式進(jìn)行布置，其工作原理為煙氣（含有霧滴）經(jīng)由除霧器通道時(shí)，霧滴自身的慣性、撞擊等作用力會和除霧器片產(chǎn)生摩擦和吸附，因此所有的霧滴便會被抓捕收集。除霧器的葉片多設(shè)計(jì)成“之”字形，沖洗水為專門的脫硫工藝水，在0.2MPa的沖洗壓力下，水珠噴淋的重疊率高達(dá)200%。自投產(chǎn)以來有多次停機(jī)現(xiàn)象發(fā)生，每次的故障原因均是由于除霧器堵塞所致，除霧器系統(tǒng)前后壓降升高至500Pa（正常壓降為150Pa），嚴(yán)重威脅系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。

1 ?除霧器堵塞情況

脫硫系統(tǒng)#3～#8機(jī)組除霧器堵塞情況如圖1、圖2所示。

可以看出，除霧器表面及內(nèi)部都有嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象，結(jié)垢面遍布整個(gè)除霧器，特別是除霧器表面結(jié)垢厚度達(dá)10mm 以上，除霧器沖洗水無法沖洗掉，嚴(yán)重影響了除霧器的正常運(yùn)行。在采取多種沖洗手段無效后，最終由專業(yè)高壓沖洗隊(duì)對除霧器進(jìn)行了徹底清理，沖洗水壓力高達(dá)15MPa。雖然沖洗后除霧器前后壓差恢復(fù)正常，但經(jīng)常采用上述處理方式，一方面沖洗費(fèi)用大幅增加，另一方面沖洗水的高壓力也會對除霧器本身造成損壞，影響除霧效果。因此，找出除霧器結(jié)垢堵塞的原因，并通過運(yùn)行調(diào)整來維持除霧器葉片潔凈是解決問題的根本所在。#6機(jī)組脫硫系統(tǒng)投入運(yùn)行后，除霧器I、II 級差壓的變化情況如圖3所示。

2 ?除霧器堵塞原因分析

對除霧器運(yùn)行及設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理以及除霧器葉片形式落后是造成除霧器堵塞的根本原因，具體表現(xiàn)如下。

①除霧器本體是北京某公司提供的仿制意大利KOCH公司除霧器形式，第一級除霧器本體葉片為兩通道對折式葉片，寬度190mm;第二級除霧器本體葉片為雙對折三通道葉片，寬度235mm，該種葉片尤其是雙對折式三通道葉片堵塞已成為普遍問題，難以透徹沖洗潔凈，已成為淘汰的產(chǎn)品。

②沖洗噴嘴為切線全錐形120°，噴嘴離除霧器距離545mm。該設(shè)計(jì)參數(shù)是造成除霧器堵塞的主要原因。以#6機(jī)組為例，脫硫吸收塔徑為11.9m，每層噴嘴個(gè)數(shù)為142個(gè)，沖洗覆蓋率雖然達(dá)到300%以上，但實(shí)際上存在大量未覆蓋區(qū)域，且由于采用120°的沖洗噴嘴，沖洗能量不均勻，在重疊區(qū)域沖洗能量大大消耗，存在大量無效沖洗。因此對沖洗系統(tǒng)整體進(jìn)行改造是改變除霧器堵塞的狀況的最佳措施。

③部分沖洗管道彎曲變形嚴(yán)重，部分噴嘴沖洗偏離原沖洗中心，造成部分區(qū)域沒有沖洗。

3 ?除霧器改造方案及效果

3.1 除霧器沖洗系統(tǒng)的改造

①針對除霧器沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理的情況，對除霧器沖洗系統(tǒng)整體重新設(shè)計(jì)，更換。

②將所有噴嘴更換為90°實(shí)心錐噴嘴，重新布置，調(diào)整沖洗管道與除霧器本體間 ? 距，調(diào)整噴嘴到除霧器距離為687mm，以#6機(jī)組為例，每層沖洗噴嘴為136個(gè)，沖洗覆蓋率為181%。由于采用了90°實(shí)心錐噴嘴，均勻覆蓋除霧器表面，無沖洗死區(qū)且重疊交叉區(qū)域較少，基本上不存在無效沖洗，且沖洗能量大，因此能夠很好地對除霧器本體表面進(jìn)行沖洗。采用了三片式法蘭接口，既可以防止外力破壞，也可防止PP管道受到紫外線 照射加速老化而斷裂。在管道彎曲處增加沖洗管加強(qiáng)筋，可以有效防止沖洗管彎曲變形和受到水壓的頻繁沖擊而斷裂。

3.2 除霧器改造后的效果

對#6機(jī)組的除霧器改造完成后，在其投入使用時(shí)其一級壓差、二級壓差的變化情況，具體詳見圖4內(nèi)容所示。

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圖4 ?改造后除霧器壓差變化

上圖是改造完成且投入運(yùn)行時(shí)間長達(dá)2個(gè)月后，該機(jī)組（#6）脫硫系統(tǒng)的除霧器的一級壓差最高值在100Pa左右，而二級壓差的最高值徘徊在200Pa左右，兩項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)低于改造之前。除霧器沖洗系統(tǒng)改造后，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行6個(gè)月，除霧器工作狀態(tài)良好，壓差穩(wěn)定。

4 ?對除霧器運(yùn)行維護(hù)及優(yōu)化的建議

4.1 除霧器的運(yùn)行狀況是否良好與除霧器日常運(yùn)行維護(hù)也有著密切的關(guān)系。

除霧器的具體位置在吸收塔最頂部的煙氣出口，該區(qū)域?yàn)楦蓞^(qū)和濕區(qū)的交界區(qū)。吸收塔漿液中的物質(zhì)種類繁多，含量比重較高的有碳酸鈣、硫酸鈣和亞硫酸鈣等化合物，還有鋁、鐵金屬，非金屬硅和粉塵，這些物質(zhì)最大的特性為黏度較高，因此一旦漿液和除霧器的葉片發(fā)生觸碰便會有少量黏附其上;再加上煙氣自身的溫度過高很容易蒸發(fā)掉漿液中水分，久而久之除霧器葉片上的結(jié)垢越來越多，質(zhì)地也越來越密最終形成硬垢[9]。因而通常情況下除霧器在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下超過4小時(shí)不進(jìn)行沖洗就會產(chǎn)生硬垢，如長時(shí)間不進(jìn)行沖洗，勢必造成除霧器堵塞。因此建議對除霧器的沖洗系統(tǒng)即便在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，沖洗間隔時(shí)間也不宜超過4小時(shí)。

4.2 改造后

目前大唐國際唐山陡河發(fā)電廠除霧器沖洗系統(tǒng)進(jìn)行徹底改造后雖然已基本解決除霧器堵塞問題，但由于仍是采用較早期的除霧器葉片形式，尤其是第二級的三通道葉片，葉片內(nèi)部仍存在無法沖洗區(qū)域，仍存在除霧器葉片斷裂，變形，墜落的隱患，建議對除霧器本體進(jìn)行改造。

5 ?結(jié)束語

陡河發(fā)電廠#3～#8機(jī)組在大修或停修期間對脫硫系統(tǒng)除霧器進(jìn)行了技術(shù)改造，在均投運(yùn)6個(gè)月之后除霧器壓差穩(wěn)定，除霧器Ⅱ級前后差壓最大在200Pa以內(nèi)，改造效果明顯，可供其他同類機(jī)組脫硫系統(tǒng)除霧器參考。

參 考 文 獻(xiàn)

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