脫硫塔入口煙道結(jié)垢問(wèn)題淺析

樊彥玲，祝 文，馬穩(wěn)鋒

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脫硫塔入口煙道結(jié)垢問(wèn)題淺析

樊彥玲，祝 文，馬穩(wěn)鋒

（西安西礦環(huán)保科技有限公司，陜西西安 710075）

結(jié)垢是石灰/石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題之一，可引起系統(tǒng)阻力增加，設(shè)備堵塞，直接威脅整個(gè)脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)天津某公司4×410 t/h煙氣脫硫系統(tǒng)入口煙道結(jié)垢問(wèn)題，深入分析其成因及危害，并提出了相應(yīng)的處理措施，通過(guò)后期檢查證明處理措施有效，效果明顯。

脫硫塔；結(jié)垢；濕法脫硫

1 設(shè)備及問(wèn)題描述

天津某公司4×410t/h煙氣脫硫設(shè)備采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，入口煙氣量4×480 000m3/h，入口二氧化硫濃度2 500mg/m3，入口粉塵濃度30mg/m3，要求出口二氧化硫排放濃度達(dá)到35mg/m3(標(biāo))以下，出口粉塵排放濃度達(dá)到5mg/ m3(標(biāo))以下。脫硫塔內(nèi)配有四層噴淋，兩級(jí)屋脊式+1級(jí)管式除霧器，煙氣進(jìn)氣口布置在噴淋層和塔底漿液池之間。

本項(xiàng)目停爐期間，分別對(duì)1#和4#脫硫塔塔內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)1#和4#脫硫塔入口煙道均出現(xiàn)大量塊狀垢質(zhì)堆積：距離脫硫塔塔壁1～2m的范圍內(nèi)較多，煙道中間堆積的厚度約為50～200mm，煙道的內(nèi)部支撐件上也結(jié)滿了塊狀垢質(zhì)。

2 結(jié)垢成因分析

石灰/石灰石-石膏濕法系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中結(jié)垢形成機(jī)理非常復(fù)雜，其影響因子也非常多。不同的系統(tǒng)運(yùn)行條件會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)垢類(lèi)型，不同類(lèi)型的結(jié)垢可能會(huì)相互促進(jìn)及影響。漿液池中漿液回流以及入口煙氣的顆粒物沉積為其中最常見(jiàn)的形成機(jī)理。

1）漿液回流：在濕法脫硫系統(tǒng)中，脫硫塔煙氣入口處為漿液池漿液和煙氣的最初接觸區(qū)域，亦為干-濕交界面。脫硫塔入口煙道處最初設(shè)計(jì)的不合理，煙氣將極易在入口煙道處形成渦流，如果同時(shí)存在漿液池液面與煙氣入口過(guò)近的問(wèn)題，此處的渦流將直接導(dǎo)致漿液池漿液被卷吸回流至入口煙道處，造成該區(qū)域產(chǎn)生結(jié)垢；

2）顆粒物沉積：脫硫系統(tǒng)入口處的煙氣為含塵煙氣，顆粒物重力沉積于入口煙道處產(chǎn)生塊狀垢。

本項(xiàng)目入口煙道處最初未設(shè)置導(dǎo)流板，在脫硫塔入口煙道的上部附近有一部分煙氣向上流動(dòng)，一部分煙氣向脫硫塔底漿液池方向流動(dòng)，由于向下流動(dòng)的煙氣量少，形成回流卷吸氣流，該卷吸氣流攜帶漿液從脫硫塔塔底漿液池反方向流至入口煙道處。

該項(xiàng)目利用停爐檢修機(jī)會(huì)清理檢修煙道，發(fā)現(xiàn)由脫硫塔入口煙道內(nèi)弧處開(kāi)始出現(xiàn)了大量的塊狀垢，經(jīng)過(guò)對(duì)塊狀垢進(jìn)行成分檢測(cè)，確認(rèn)該處的塊狀垢品質(zhì)與濕法系統(tǒng)的副產(chǎn)物石膏一致，因此確定該項(xiàng)目的結(jié)垢原因?yàn)榈谝环N：漿液回流。產(chǎn)生漿液回流的原因即系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)缺陷，脫硫塔入口煙道處氣流分布不均，導(dǎo)致此處產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，入口煙道彎段內(nèi)弧一側(cè)形成了回風(fēng)區(qū)，同時(shí)漿液池液面與煙氣入口過(guò)近，導(dǎo)致漿液池內(nèi)的漿液被回卷至入口煙道處，該項(xiàng)目入口煙氣溫度高達(dá)130～140℃，被回卷至此處的漿液在高溫下迅速干燥結(jié)垢。

3 結(jié)垢危害分析

濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，結(jié)垢為常見(jiàn)問(wèn)題，包括脫硫塔、氧化槽、管道、噴嘴、除霧器結(jié)垢，而一旦出現(xiàn)又會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)因?yàn)榻Y(jié)垢導(dǎo)致壓損增大、設(shè)備堵塞甚至停運(yùn)。

本項(xiàng)目煙道入口處的結(jié)垢厚度高達(dá)50～200mm，阻力增加，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。需要耗費(fèi)大量人工和財(cái)力去清理垢塊，煙氣流場(chǎng)在脫硫塔入口處變得紊亂，除霧器除霧效果降低，出口煙氣的含水量超標(biāo)，甚至可能在煙囪附近產(chǎn)生石膏雨。

本項(xiàng)目清理垢質(zhì)過(guò)程中，在塊狀垢上發(fā)現(xiàn)了斷痕，證實(shí)存在入口煙氣將塊狀垢帶入脫硫塔落進(jìn)漿液池中的問(wèn)題。脫硫塔底部漿液池內(nèi)的氧化曝氣管和紊動(dòng)管均為玻璃鋼材質(zhì)，這些設(shè)備極有可能遭到脫落塊狀垢的損壞，進(jìn)一步威脅到整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 處理措施

4.1 加裝導(dǎo)流板

為解決氣-液界面與煙道入口過(guò)近、脫硫塔入口煙道處壓力和速度流場(chǎng)不均勻、渦流卷吸漿液至入口煙道的問(wèn)題，本項(xiàng)目建議采用的第一種處理措施為加裝導(dǎo)流板。

加裝的導(dǎo)流板具有以下作用：①導(dǎo)流板加裝后，脫硫塔內(nèi)的壓力分布和入口煙道處的壓力分布層次感較之前更強(qiáng)，壓力梯度的層次越強(qiáng)，渦流形成的可能性越低。②導(dǎo)流板加裝后，可顯著提高入口煙道下部區(qū)域的煙氣流速，使得入口煙道中的煙氣速度分布更為均勻，尤其是入口處的速度分布。速度分布均勻，可有效避免出現(xiàn)回流卷吸現(xiàn)象。即通過(guò)改變煙氣流動(dòng)方向，平衡入口煙道內(nèi)的煙氣流量，使得進(jìn)入脫硫塔內(nèi)的煙氣盡量水平，從而避免回流卷吸。

加裝導(dǎo)流板工作：①原有的塊狀垢質(zhì)需要提前清理干凈；②加裝導(dǎo)流板的尺寸和位置需要通過(guò)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)確定；③在對(duì)導(dǎo)流板進(jìn)行安裝和焊接加固前，先打磨預(yù)設(shè)的安裝位置處并將玻璃鱗片去除；④導(dǎo)流板安裝完成后，對(duì)其進(jìn)行玻璃鱗片防腐處理。

4.2 優(yōu)化運(yùn)行管理

（1）該項(xiàng)目在最初設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)置了四層噴淋。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，可考慮上面三層運(yùn)行，底層噴淋備用，避免底層噴淋時(shí)有漿液濺落到入口煙道處；

（2）為有效防止?jié){液池漿液被卷吸回流至入口煙道處，建議先通煙氣10min后，再啟動(dòng)運(yùn)行漿液循環(huán)泵；（3）如果系統(tǒng)存在旁路，且需要將煙氣切換到旁路系統(tǒng)煙道時(shí)，待到旁路系統(tǒng)煙氣穩(wěn)定后，必須立刻停止運(yùn)行漿液循環(huán)泵，避免漿液池漿液被卷吸回流至入口煙道處。

4.3 其他

（1）為有效防止被卷吸至入口煙道處的石膏漿液干燥結(jié)垢，可在該處加裝沖洗水裝置，沖洗頻率可設(shè)置為每2 h一次，每次沖洗時(shí)間可設(shè)置為10min；

（2）壓縮脫硫塔入口管道同樣可以達(dá)到避免漿液卷吸的目的：入口煙道尺寸被壓縮，煙氣流速提高，可在一定程度上達(dá)到與加裝導(dǎo)流板一樣的功能。但亦有研究結(jié)果表明，其效果不如加裝導(dǎo)流板，而且其工作量比加裝導(dǎo)流板更大，費(fèi)用更高。

5 結(jié)語(yǔ)

結(jié)垢問(wèn)題在石灰/石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中比較常見(jiàn)，嚴(yán)重的結(jié)垢不僅可引起系統(tǒng)阻力增加、設(shè)備堵塞、入口煙氣流場(chǎng)紊亂導(dǎo)致除霧器效率降低出現(xiàn)石膏雨，還可能會(huì)引起塊狀垢質(zhì)脫落至脫硫塔底部漿液池內(nèi)損壞設(shè)備，嚴(yán)重威脅著整個(gè)脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

通過(guò)深入分析，確認(rèn)本項(xiàng)目脫硫塔入口煙道結(jié)垢是由于煙道設(shè)計(jì)不合理造成漿液被卷吸回流引起，被卷吸至脫硫塔入口煙道附近的漿液在高溫下迅速干燥結(jié)垢。加裝導(dǎo)流板后，入口煙道與塔入口附近的煙氣動(dòng)力學(xué)性能得到極大改善，同時(shí)加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行管理，兩種方式雙管齊下，有效遏制了入口煙道結(jié)垢的再次發(fā)生，措施有效，效果明顯。

[1] 馬磊，沈漢年，趙立冬.石灰石/石灰濕法煙氣脫硫結(jié)垢的機(jī)理及控制[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2007，33（9）：19-20.

[2] 劉文濤.脫硫脫硫塔入口煙道結(jié)垢的原因分析及處理措施[J].河北電力技術(shù)，2012，（31）：36-37.

[3] 劉帥，楊向東.某600MW燃煤機(jī)組脫硫塔入口煙道改造設(shè)計(jì)[J].電站系統(tǒng)工程，2016，（32）：38-40.

Analysis on Flue Scaling of Entrance Flue of Desulphurization Tower

Fan Yan-ling，Zhu Wen，Ma Wen-feng

Scale is one of the common problems in the operation of lime/limestone-gypsum wet desulfurization system，which can cause the system to increase the resistance and block the equipment，which directly threatens the safe and stable operation of the whole desulfurization system.Aiming at the problem of flue scaling at the entrance of 4×410 t/h flue gas desulfurization system in Tianjin，the causes and hazards of the flue gas desulfurization system were analyzed，and the corresponding treatment measures were put forward. The post-inspection showed that the treatment measures were effective and the effect was obvious.

desulfurization tower；scaling；wet desulfurization

X701.3

B

1003-6490（2017）01-0065-02

2017-01-08

樊彥玲（1981—），女，陜西西安人，工程師，主要從事環(huán)保設(shè)計(jì)工作。