脫硫除霧器頻繁堵塞原因分析及對策

楊宏慧，陳晨，林繼香，劉鵬，馬法峰

(商丘裕東發電有限責任公司，河南 永城 476600)

1 系統概況

商丘裕東發電有限責任公司(以下簡稱裕東發電公司)2×315 MW機組煙氣脫硫工程采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝，配置江蘇蘇源環保有限公司設計的平流式噴淋塔，不設增壓風機，其煙氣在吸收塔內呈U形變向水平流動，與霧狀漿液發生反應后，經除霧器除霧后進入煙囪，通過煙囪排入大氣，煙氣進、出口在吸收塔同一側，吸收塔塔體為鋼結構，采用玻璃鱗片樹脂內襯，吸收塔直徑為13.1m。

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

圖1 除霧器沖洗水改造前布置示意圖

2 除霧器運行現狀

裕東發電公司脫硫工程在機組正常投產后投運，由于受場地限制，原設計煙道、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垢，最終導致除霧器堵塞。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，機組高負荷運行時造成鍋爐引風機搶風，引風機電耗大幅增加，影響機組帶負荷能力，危及機組的安全、經濟運行。裕東發電公司脫硫裝置高負荷運行期間，基本上每個脫硫裝置每月需停運2次進行除霧器沖洗，才能滿足實際需要。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。實地觀察發現，部分噴嘴正對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，但內部拐角處實際上已基本堵死，造成局部堵塞不斷擴大。

(2)除霧器沖洗重疊率達不到要求(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%，鑒于裕東發電公司除霧器堵塞的頻率較高，建議重疊率至少要達到200%。

(3)除霧器垂直沖洗水管由于焊接質量差或運行時間長而老化，水管底部的堵頭經常脫落，造成部分管內漏，沖洗水壓力低，導致該區域除霧器無法沖洗，堵塞加劇。

(4)除霧器沖洗門質量差，故障多，經常損壞而不能正常投運，導致該區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。系統長時間運行后，襯膠管道的防腐層脫落，漿液隨沖洗水進入噴嘴內，進而堵塞，噴嘴對應區域的除霧器波紋板無法沖洗，造成除霧器堵塞。

4 除霧器沖洗水系統改造內容

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

(3)二級除霧器后增加沖洗門。二級除霧器后沖洗門原設計為1個閥門控制12根沖洗水管，打開后流量過大造成沖洗水壓力不足，達不到沖洗效果。將二級除霧器后沖洗門設置成和一級除霧器前的一樣:1個閥門控制4根沖洗水管，由3個單元組成。除霧器沖洗水系統改造后布置如圖4所示。

(4)二級除霧器前、后暫不增加沖洗水管及噴嘴，僅調整現有噴嘴方向。

圖4 除霧器沖洗水改造后系統布置

5 改造后效果評估

2011年5月10日，#2吸收塔除霧器沖洗水系統改造完成后投入運行，從運行的實際情況來看，能夠滿足當初改造的要求(在無需停運脫硫進行人工沖洗的前提下，保證除霧器能夠連續運行3個月以上)。2011年5—8月，#2機組在315 MW工況下運行時，#2吸收塔運行參數對比見表1。

表1 #2機組315 MW工況下#2吸收塔運行參數對比(2011年) kPa

6 經濟效益評估

此次除霧器改造在滿足運行要求的同時，取得了良好的經濟效益。

由于停運#2脫硫裝置，導致二氧化硫多排放增加的排污費用如下(按機組最低負荷150MW，給煤量60t計算;每次停運時間為10 h，按#1脫硫系統每月停運2次(每年運行9個月，每年停運18次)計算):

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

每月排污費 =15360 ×0.6/0.95=9701(元)。

每年排污費=9701×18=174618(元)。

由于停運脫硫系統導致的脫硫電價損失為

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

每年損失 =17.46+40.5=57.96(萬元)。

由計算結果可知，改造后取得的經濟效益是相當可觀的，而每臺機組改造費用大約為10萬元，1個季度即可收回成本。

7 結論

通過此次技術改造，脫硫系統正常運行過程中除霧器堵塞的問題基本得到解決，能滿足機組正常連續運行4個月的要求，不需停運脫硫系統進行人工沖洗除霧器。改造后取得了可觀的經濟效益，積累了經驗，節約了成本，為機組長周期安全、穩定運行創造了條件。