脱硫吸收塔管式除雾器坍塌分析

  脱硫吸收塔管式除雾器坍塌分析

 李森

 抚顺石化公司热电厂除灰车间

摘要：燃煤发电厂广泛使用湿法脱硫，吸收塔中的雾分离器是湿法脱硫的重要组成部分。在实际操作中，当雾化器堵塞时，灯光会增加烟气系统的强度，迫使机组限制负载或停止，重量会导致雾化器崩溃的有害事件。本文对脱硫吸收塔管式除雾器坍塌进行分析，以供参考。

关键词：脱硫吸收塔；管式除雾器；坍塌

引言

除雾器是湿法脱硫系统中的关键设备，布置于吸收塔顶部，是脱硫除尘体系中烟尘和雾滴排放的最终把关技术手段，其性能好坏直接影响到湿法洗涤烟气脱硫系统能否连续可靠运行。除雾器故障不仅会造成脱硫系统的停运，严重时可能导致整个机组停机。因此，科学合理的设计、使用除雾器对保证湿法洗涤烟气脱硫系统的正常运行具有非常重要的意义。

1除雾器构造及原理

除雾器是湿法脱硫系统中的关键设备，其性能好坏直接影响到湿法洗涤烟气脱硫系统能否连续可靠运行。除雾器故障不仅会造成脱硫系统的停运，严重时可能导致整个机组停机。因此，科学合理的设计、使用除雾器对保证湿法洗涤烟气脱硫系统的正常运行具有非常重要的意义。原脱硫提效改造后的脱硫除雾器为两层屋脊式+一层管式，其中屋脊式为原基建时选用的瑞典Munters除雾器，管式为本次技改施工单位——浙江天地环保工程有限公司选用的德国RPT上海公司生产的V型仿水滴式管式除雾器(以下简称：管式除雾器)，其材质为增强型聚丙烯(PPTV)，相关备件连接处多为塑料焊丝焊接。管式除雾器一般安装于除雾器系统的最下面一层，用于祛除大颗粒液滴，同时能够有效地分布气流，从而给后级的除雾器尽可能地降低工作负荷和堵塞的风险。气流分布状态的改善允许更高气速通过，间接增加了除雾器的效率。

2管式除雾器坍塌原因分析

(1) 管式除雾器组件的单根管件两端密封端盖为镶嵌式端盖，采用热熔密封，但密封不严密，存在缝隙；多根单管件通过定位板连接成一个小组件，管件与定位板采用塑料焊丝焊接定位；每两组小组件合并形成V字型的一组管式除雾器组件。运行过程中带有浆液的上升气流经过管式除雾器组件时，因单根管件端盖密封存在缝隙致使带有浆液的气流进入管件内部并沉积，当不断沉积的浆液重量超过管件与定位板焊接的承重力后造成管件与定位板变形分离，除雾器组件坍塌。(2) 部分管道元件焊接处，塑料焊丝未熔透，致使其焊接强度大幅度下降。(3) 管式除雾器V型连接组件间的缝隙大，带有浆液的气流及除雾器冲洗水滤液同时进入缝隙中沉积，单根管件内及组件连接缝隙处不断地积聚浆液，造成V型组件中间连接处分离坍塌。(4) 管道元件与固定板之间的热膨胀系数可能不满足现场实际工况。(5) 支撑梁的塑料保护强度不足，且其端盖亦使用镶嵌式密封，致使其内部碳钢支撑梁已存在不同程度的锈蚀，存在随时坍塌的隐患。(6) 管式除雾器组件的两端支撑板结构强度不足，在V型结构的组件中部因浆液积聚受力后变形，引起组件分离坍塌。

3除雾器堵塞原因排查

3.1进入吸收塔烟气含尘量高

当脱硫装置输入的粉尘含量增加时，进入雾化器并粘贴到雾化器上的粉尘量也会增加。灰尘与三氧化硫、二氧化硫和吸收塔托架相互作用形成类似水泥的硅酸盐。另一方面，三氧化铝、二氧化硅和粉煤灰溶盐本身也在雾化器的弯曲板上形成硬污物，难以冲洗。

3.2除雾器冲洗频次不足

如果刮水器没有有效的冲洗，石膏、石灰石、烟尘等颗粒它们最终会在绘图板上形成密集的硬质量并累积起来，从而导致绘图板堵塞。查阅各班塔故障前三个月内的喷淋历史数据，发现各班喷淋频率一般可达二倍以上，符合设计要求，可消除喷淋频率不足以证明。

3.3原因小结

一是塔内循环水泵顶部喷淋层损坏，原来撒下来的面团变成了向上喷淋，废气输送的面团量大幅度增加，提供了阻挡原子的载体框架，使碳酸盐其次，中亚海湾硫酸钙含量较高，硫酸钙粘着烟气，加剧了堵塞。

4除雾器的检修及冲洗

在每次组尺寸修复或临时修复时，系统都应检查雾化器，以确保雾化器的芯体不被异物堵塞、表面特有、未变形或损坏、连接附件完好、牢固且如果检测到堵塞，必须彻底清洗雾状分离器，以确保其正常工作。雾化器差压报警必须在DCS中配置，显示器上有报警提示，操作员监视各等级压力降的变化，有效地保持系统运行状态，及时发现问题并加以处理。雾分离器冲洗周期应按规定程序循环冲洗。雾分离器的铆钉不应太频繁。否则会导致烟气波段水量增加，冲洗间隔不应过长否则，很容易造成崩溃。如果吸收塔水位较高，冲洗频率间隔较长。选用雾分离器冲洗水压是合理的。雾分离器冲洗时，冲洗水压应按照规定程序调整。根据设计要求，喷油器冲洗过程中的冲洗压力不得小于0.2KPa，以保证冲洗效果。雾分离器冲洗水压过低，雾分离器冲洗效果较差，雾分离器叶片容易造成凝结现象。如果冲洗水压过高，容易增加废气带的水量，缩短波导的使用寿命。应注意压力差监测，这是雾化器最重要的工作指标。在实际运行过程中，由于压力差传感器工作环境差，取样管容易积水，堵塞导致数据不准确，仪器可靠性差。应根据脱硫系统的进口压力综合判断雾分离器压力差的变化。烟气输送液状态控制:烟气输送液状态直接反映了除雾器的雾效果，应定期控制净排水的净化程度，根据状态调整除雾器冲洗频率和冲洗水的压力和流量如果看起来净排水突然变得混乱的话，应该怀疑除氧器是倒塌还是倒了，应该尽快停止处理。

5管式除雾器改进措施

1）热熔焊接工艺有待加强，尤其是要保证焊件必须满焊、焊透，确保焊缝质量满足要求。同时厂家（RPT）在工厂内检查管式除雾器模块上的各个焊缝，确保焊缝质量达到设计要求。管式除雾器仿水滴形管子与端部密封盖密封方式尽量避免单纯使用镶嵌式，可使用热熔焊丝或其他方式进行加固，以保证其密封性能和使用强度。2）在每个管式除雾器模块的上端板外侧增加限位角形件（PP材质，长300mm，角形件上需设置至少2块筋板），限位角钢与上端板用螺栓连接。通过限位角钢顶住除雾器钢梁底面，限位角形件安装示意图如图1所示，实现管式除雾器模块的固定。3）PP限位角形件规格为130mm×130mm×8mm，筋板厚度为8mm；方管支撑梁材质为碳钢，规格为40mm×40mm×3.5mm，外包塑层厚度3.5mm；PP吊挂板厚度为8mm；仿水滴形管壁厚厚度≥2.5mm。4）每个管式除雾器模块上的方管支撑梁增加为2根，并在方管支撑梁上增加吊挂板将下端板和方管支撑梁连接在一起，确保下端板不会单独发生位移；同时采用支架或吊丝等形式，对该除雾器中易变形的位置进行加固。5）支撑梁的保护套尽量做成整体的，避免使用镶嵌式等易脱落的保护形式，防止其腐蚀，提高其使用寿命；尽量减少模块固定板之间的设计间隙，防止其内部过多积浆，减少事故隐患。6）应充分分析所用设备的材料特性，重新核算管道元件的膨胀系数，以满足现场的使用工况。7）可采用增加厚度或宽度等形式加强支撑板的结构强度，以保证设备的安全运。8）加强运行操作时各指标的实时控制，确保吸收塔浆液氧化程度、粉尘和氨逃逸量、浆液pH值、除雾器冲洗水质和效果满足运行使用要求。

图1限位角形件安装示意图

结束语

分析了燃煤电厂湿法脱硫塔雾化器的堵塞情况，提出了纠正措施。除了加强操作调节，注意雾化器烟气侧压差监测外，还应确保初始设计的合理性，并应停止必要的控制，以确保设备的安全可靠运行。

参考文献

[1]吴其荣,喻江涛,周川雄,杜云贵.燃煤电厂除雾器技术的应用与发展趋势分析[J].四川环境,2019,37(05):125-130.

[2]杨来顺,徐明海,陈秋实.管式除雾器开孔对除雾性能影响的数值模拟研究[J].中国电力,2018,51(07):178-184.

[3]苏涛.600MW机组脱硫超低排放改造运行特性及分析[D].华北电力大学,2018.

[4]陈代敏,潘庆,衷小鹏.火电厂烟气脱硫吸收塔内新型除雾器的应用[J].中国高新区,2018(06):17+19.

[5]廖晓樱.脱硫吸收塔系统的设计探讨[C]//.2017水泥工业污染防治最佳使用技术研讨会会议文集.[出版者不详],2017:208-212.