脫硫吸收塔入口煙道積垢的原因分析及處理措施

劉文濤

（大唐河北發電有限公司馬頭熱電分公司，河北 邯鄲 056044）

1 設備概況

大唐河北發電有限公司馬頭熱電分公司（簡稱“馬頭發電公司”）9、10號機組為2臺300MW熱電聯產機組，9、10號脫硫設施為石灰石－石膏濕法脫硫裝置，由中國大唐科技環境工程有限公司總包，設計為一爐一塔，煙氣脫硫系統（FGD）處理煙氣量為9、10號機組100%煙氣量，處理后煙氣中二氧化硫的質量濃度小于400mg/Nm3。

吸收塔內配有4層噴淋層，煙氣進氣口布置在噴淋層與漿液池之間。吸收塔采用逆流噴淋塔，煙氣由水泥煙道經彎段煙道變向后，由側面進氣口進入吸收塔，在上升區與霧狀漿液逆流接觸，處理后的煙氣經除霧器除水后，從吸收塔頂部側面排出至煙囪。吸收塔出、入口煙道分別布置有凈煙氣擋板、原煙氣擋板及旁路煙道，在鍋爐投油運行時，可將吸收塔解列。吸收塔入口煙道與鍋爐吸風機出口水泥煙道相聯，總體呈水平布置，經彎段變向后接入吸收塔。吸收塔入口煙道截面呈矩形，煙道轉彎段布置有吸收塔事故噴淋管道；為防止煙道變形，在煙道內部設有管撐。在吸收塔入口煙道與吸收塔聯接部位裝有伸縮補償段。

2 問題的提出

自9、10號機組投運后，每次脫硫系統隨機組停運檢修期間，均發現在吸收塔與原煙道交接處有石膏堆積（見圖1），堆積量大約在10～20m3，不僅需要消耗大量人工清理石膏，而且使煙氣進入吸收塔的流場紊亂，除霧器除霧效果降低，造成煙氣出口含水量超標，在煙囪附近出現石膏雨。

圖1 吸收塔入口煙道積垢情況

在清理過程中發現，有部分石膏已經探出煙道伸入吸收塔內，甚至有的石膏出現斷裂面，證明運行中有大量塊狀石膏垢落入吸收塔。由于吸收塔漿液池底部布置有FRP（玻璃鋼）材質的氧化風管和吸收塔攪拌器，脫落垢塊極有可能將漿液池底部的設備砸壞，威脅脫硫系統的安全運行。

3 原因分析

利用脫硫系統停運檢修的機會，進入吸收塔，發現吸收塔入口每次結垢均由彎段內弧開始堆積生長，且垢質與脫硫系統的脫硫產物石膏的成分相同。

在2011年初，利用檢修機會將9號吸收塔入口煙道積垢清理干凈，待1個月左右，9號機組再次停運時進入煙道檢查發現吸收塔入口段已有7m3左右。經進一步檢查，在吸收塔內弧壁面及其附近的頂部、底部壁面，均發現漿液由吸收塔內回流至煙道的痕跡。因此，可確定吸收塔入口煙道結垢原因及過程如下：原煙氣從原煙氣擋板進入吸收塔入口煙道，采用90°彎段聯接，由于吸收塔入口原煙道彎頭處未安裝煙氣導流板，導致氣流分布不均，而且彎段出口至吸收塔之間的煙道直段過短，煙氣經原煙氣煙道彎段后尚來不及均流就進入吸收塔，使得煙氣大量沖向與彎段外弧相聯的一側煙道，而彎段內弧煙氣流量較小甚至無煙氣經過，在此作用下，沿彎段內弧出現負壓區，部分煙氣形成回流卷吸，吸收塔噴淋下落的漿液被煙氣卷吸至負壓區，并逐步堆積形成結垢。煙氣流動過程中受慣性影響，彎頭內弧處形成局部真空，造成彎頭內弧干濕界面處石膏逐漸沉積。

通過對10號吸收塔入口煙道的檢查，發現有同樣漿液由吸收塔內回流至煙道的現象，因此判斷入口煙道存在設計缺陷，煙道內氣流均布不佳，造成彎段內弧側出線回風區，將吸收塔噴淋落下的漿液回旋至煙道內，待逐步干燥后形成垢塊。

4 處理措施

根據原因分析所得的結論，擬在吸收塔入口煙道90°彎段增裝導流板，以均衡氣流在煙道內的分布，保證煙氣能夠均勻的進入吸收塔。根據彎段內弧結垢范圍，確定90°彎段導流板的安裝位置，為增加彎段內弧煙氣流速，新增導流板的入口、出口截面積比為1.18左右，即導流板入口寬度與出口寬度比在1.18左右。2011年5月，利用9號機組狀態檢修的機會，對9號吸收塔入口煙道進行增裝導流板改造工作：

a.人工清理吸收塔入口原煙道內的原有堆積石膏并外運。

b.對導流板安裝的位置進行打磨，將玻璃鱗片去除，露出金屬層。

c.在吸收塔入口煙道安裝導流板及支撐管。

d.對導流板、支撐管進行焊接加固。

e.對安裝完后的導流板、支撐管進行玻璃鱗片防腐處理。

5 改造效果

9號吸收塔自2011年5月改造完畢，6月初開始運行直至2011年9月，經過3個月的運行，在9月中旬9號機組檢修時，進入吸收塔入口煙道檢查發現，煙道彎段內弧側僅有約1m3左右垢塊（見圖2），同時，導流板無變形、腐蝕、磨損等異常現象。

圖2 改造后入口煙道結垢情況

2011年11月底，在9號機組停運檢修期間，檢查入口煙道結垢情況，發現結垢量沒有明顯增加。對比未增設導流板起彎段煙道積垢生長速度，說明該導流板防結垢效果顯著。

2011年9月，在10號機組狀態檢修期間，對10號吸收塔入口煙道進行了同樣的改造。2012年1月，在10號機組停運檢修期間，吸收塔入口彎段未發現結垢現象。

6 結束語

通過分析馬頭發電公司9、10號機組吸收塔入口煙道結垢情況，采用加裝導流板彎段進行防治，最終達到了理想效果，有效防止了吸收塔入口彎段結垢的產生，減少吸收塔停運檢修的工作量，同時避免了大量垢塊落入吸收塔將吸收塔底部設備砸壞的危險，保證脫硫系統安全運行，可為存在同樣問題吸收塔的防結垢工作提供借鑒。