吸收塔除霧器堵塞的原因分析及調整措施

馬建明，崔鵬飛

(山西漳澤電力股份有限公司漳澤發電分公司，山西 長治 046021)

1 概述

某發電公司6號機組脫硫系統采用目前最成熟的石灰石-石膏濕法脫硫工藝，吸收塔為逆流噴淋塔，采用2級平板型除霧器，除霧器葉片為正弦波形。每級除霧器有上、下各2層沖洗水，每層有4個沖洗水門，96個沖洗水噴嘴，沖洗水壓力為0.15～0.2 MPa，每個噴嘴流量為2 m3/h。一般情況下，脫硫系統運行時，不對二級除霧器背煙側進行沖洗；只有在脫硫系統停運和除霧器前后差壓過高時，才對其進行沖洗。2013年下半年，6號脫硫煙氣系統凈煙道底部排放門排出的積液含有大量石膏和灰垢，并且頻繁堵塞排水溝，清理工作量大。

2014-02-28，6號機組停運后，檢查吸收塔除霧器，發現1，2級除霧器均有70 %～80 %堵塞，大量石膏垢和灰垢沉積在葉片之間，凈煙道最低處也有1 m多厚的含灰石膏，除霧器的效率降低，嚴重影響脫硫系統的正常運行。脫硫運行和檢修人員對現場進行檢查分析，通過對沖洗水的試驗，最終查找到引起除霧器堵塞的原因，并提出了調整建議和改造方案。

2 除霧器的作用

除霧器是吸收塔中的關鍵設備，其主要作用是捕捉離開吸收塔的煙氣中攜帶的液滴，防止下游設備結垢、腐蝕，同時節約用水。除霧器性能的好壞直接影響脫硫系統的運行。一旦除霧器堵塞，不僅影響脫硫系統的正常運行，還影響機組的安全運行(取消脫硫旁路)。除霧器的工作原理是：當攜帶液滴的煙氣進入除霧器通道時，由于流線的偏折，在慣性力作用下實現氣液分離，部分液滴撞擊在除霧器葉片上而被有效捕集。

3 除霧器堵塞的原因分析

3.1 進入吸收塔的煙氣含塵量高

6號機組設計有2臺電除塵器，均為單室臥式三電場，除塵效率98 %以上。考慮到經濟效益，該發電公司采購的煤種灰分較高，且對電除塵器投入的維護資金不足，未進行大規模的檢修工作，造成除塵器電壓和電流不能調整到正常運行工況，導致除塵效率逐年下降，已達不到設計要求。電除塵器出口煙塵濃度已超過設計值，大量煙塵通過吸收塔進入除霧器，煙塵與煙氣中殘留的SO2及SO3碰撞除霧器后，發生化學反應生成硅酸鹽硬垢。由于使用高壓水也難以沖洗干凈，大量硬垢逐漸堆積，導致除霧器堵塞，影響除霧器的除霧效率。

3.2 除霧器沖洗水流量小、壓力低

除霧器沖洗裝置可及時或定期將垢層沖洗干凈，防止垢層堆積，其沖洗效果的好壞直接決定除霧效率的高低。6號脫硫系統未設計專門的除霧器沖洗水泵，而是借用工藝水泵。但工藝水泵主要負責石灰石漿液池的制漿補水和設備停運后的沖洗；當石灰石漿液池制漿補水和設備沖洗時，除霧器沖洗水壓力就會下降，達不到0.15～0.2 MPa，從而影響除霧器的沖洗效果，導致葉片之間逐漸結垢。6號機組停運后，分別開啟沖洗水門，觀察沖洗水的運行情況，發現任一沖洗水門開啟時，其沖洗水量約為35 m3/h，沖洗水母管壓力不足0.1 MPa，沖洗水流量小、壓力低。由于向下沖洗的噴嘴安裝在沖洗水母管底部，大量雜質沉積，堵塞了噴嘴，影響了除霧器的正常沖洗。長此以往，除霧器捕捉的灰垢和石膏垢不斷堆積，最終堵塞了除霧器。

3.3 除霧器葉片間距不均勻

除霧器葉片間距不均勻，造成煙氣通過除霧器各葉片間的流速不均勻。葉片間距過窄處，煙氣流速大，捕捉能力強，加重了該處的堵塞，造成煙氣對液滴的二次夾帶，導致結垢、堵死；葉片間距過寬處，捕捉能力下降，不利于氣液分離和除霧效率，大量的液滴直接被排走，易形成“石膏雨”，影響周圍環境。2008年10月，6號機組C級檢修時，發現一級除霧器葉片之間70 %以上被堵塞，且有不同程度的損壞和坍塌。在檢修期間，工作人員清理了堵塞部分，廠家修復了損壞和坍塌部分，但葉片間距變得不均勻，對除霧器的運行影響很大。

3.4 運行人員調整控制不當

3.4.1 吸收塔漿液亞硫酸鈣含量超標

為降低生產成本，機組大量摻燒高硫分煤。為了控制脫硫系統出口SO2濃度不超標，長時間維持高pH值運行，導致吸收塔漿液中亞硫酸鈣含量增加且氧化不充分，造成亞硫酸鈣含量超過規定值。運行人員為了防止吸收塔溢流，長時間維持低液位運行，壓縮了亞硫酸鈣的氧化空間。煙氣中的亞硫酸鈣和碳酸鈣的液滴進入除霧器，在除霧器葉片間形成軟垢，與煙氣中攜帶的O2和SO2反應生成硬垢，堵塞除霧器。

3.4.2 吸收塔漿液濃度控制不當

吸收塔漿液過飽和，煙氣中的含固量增加，亞硫酸鈣和硫酸鈣在吸收塔漿液中的溶解度較小，這些都是造成除霧器堵塞的原因。當吸收塔漿液中的亞硫酸鈣、硫酸鈣含量超過石膏漿液的吸收極限時，亞硫酸鈣、硫酸鈣將在吸收塔塔壁、構架和除霧器葉片上結晶。在實際運行中，吸收塔漿液濃度大于25 %的控制標準，使得硫酸鹽濃度超過臨界飽和度，不斷生成結晶，造成煙氣中攜帶的顆粒物增加。若按正常的沖洗周期和沖洗水量，煙氣中的顆粒難以全部沖洗干凈，將沉積在葉片之間，逐漸堵塞除霧器。同時，石膏漿液濃度過高，會壓縮亞硫酸鈣的氧化空間，導致石膏漿液中的亞硫酸鈣濃度慢慢增加，甚至超過規定濃度。

3.4.3 除霧器沖洗不到位

按規定，應每2 h沖洗除霧器1次，以便將附著在除霧器葉片之間的石膏顆粒、石灰石、煙塵沖洗干凈。如果沖洗間隔時間太長，這些固體顆粒會附著在除霧器葉片上，并在高溫煙氣的沖刷下硬化，形成致密的硬垢，且隨著結垢量的增大，沖洗越來越難，最終導致除霧器堵塞。脫硫系統運行中，由于運行值班員責任心不強或系統操作過多，未按規定沖洗除霧器，最終造成大量固體顆粒積聚在除霧器上，堵塞除霧器。

4 調整措施

4.1 合理控制運行參數

合理摻配入爐煤，保證入爐煤硫分在設計范圍內，控制吸收塔漿液pH值在5.2～5.6，控制吸收塔液位在11.5～12.5 m，并根據機組負荷和入爐煤硫分的變化調整吸收塔液位，保證有一定的氧化空間，使亞硫酸鈣充分氧化，控制吸收塔漿液亞硫酸鈣含量不大于1 %，吸收塔漿液濃度在15 %～25 %運行。當吸收塔漿液濃度大于15 %時，啟動脫水系統；當真空皮帶脫水機故障時，可切換為另外一臺脫水機運行。當吸收塔漿液濃度升高時，還應增加除霧器的沖洗次數。

4.2 加強吸收塔漿液指標化驗

制定吸收塔液位校對和液位計沖洗制度，每月對吸收塔液位就地實測1次，根據測量結果校對CRT顯示液位。每日白班定期對液位計沖洗，保證CRT顯示液位的準確性，確保石膏漿液有足夠的氧化空間；每日白班和中班對吸收塔漿液pH值、濃度進行化驗，根據化驗結果校對CRT顯示參數，指導運行人員正確調整。每日白班對吸收塔漿液亞硫酸鈣化驗1次，根據化驗結果調整吸收塔的運行參數；并在中班化驗1次，檢查調整的效果。

4.3 降低除塵器脫硫入口煙塵濃度

6號機組停運后，對電除塵器進行全面檢查。檢查電除塵器內部的陰極線和陽極板的完好性，如果構件積灰嚴重，必須利用停運機會對電除塵器內部進行全面沖洗。檢查陰極錘和陽極錘的完好性和靈活性，檢查磁軸等部件的完好性。對電氣部分檢查，做電場升壓試驗，盡量保證二次電壓、二次電流和火化率接近設計值。

根據GB13223—2011《火電廠大氣污染物排放標準》規定，從2014-07-01起，燃煤鍋爐的出口煙塵濃度應不大于30 mg/m3，否則機組不得投入運行。三電場的6號電除塵器已不能滿足除塵要求，需對其進行改造。在機組等級檢修期間，將其改造為袋式除塵器或電袋復合式除塵器，以滿足國家環保要求的煙塵排放標準，保證脫硫系統的正常運行。

4.4 提高沖洗水壓力和流量

為了保證除霧器的正常沖洗，需提高沖洗水壓力和流量，為此對沖洗水系統進行了改造。改造內容為：增加2臺除霧器沖洗水泵，1臺運行、1臺備用，確保在沖洗除霧器時，沖洗水壓力和流量能夠滿足除霧器的沖洗要求。每次脫硫系統停運以后，對除霧器進行全面檢查，清理垢層，修復和更換變形的葉片，疏通堵塞的噴嘴，確保除霧器在最佳工況下運行。

4.5 改造沖洗水噴嘴位置

脫硫系統停運后，對除霧器進行全面檢查，發現除霧器存在變形和坍塌時，根據情況將其恢復；若不能恢復則應全部更換，以確保除霧器葉片間距均勻，使通過除霧器的煙氣分布均勻。利用機組B級檢修機會，將除霧器沖洗水噴嘴安裝位置由沖洗水母管底部改在兩側，以防止雜質沉積而堵塞噴嘴；并增加噴嘴數量，以提高除霧器的沖洗覆蓋率。3，4號脫硫系統的除霧器沖洗水噴嘴安裝位置改造后，再未發生過噴嘴堵塞，而且沖洗效果特別好。

4.6 提高值班人員的責任心

利用學習日加強對運行人員的培訓，提高運行人員的技術理論水平、現場操作能力和責任心。完善除霧器沖洗制度，脫硫系統運行時，應根據除霧器前后差壓變化來調整沖洗次數；若吸收塔漿液濃度持續在20 %以上，應增加除霧器沖洗次數，防止煙氣攜帶固體顆粒物過多。管理人員應定期檢查各班組對除霧器的沖洗情況，并根據實際情況指導運行人員進行調整，以滿足除霧器的運行要求。

5 結束語

對石灰石-石膏濕法脫硫系統而言，除霧器堵塞將直接影響脫硫系統的安全運行。隨著脫硫系統旁路擋板門的逐漸拆除，脫硫系統能否安全運行將直接影響機組的安全運行，因此如何防止吸收塔除霧器堵塞至關重要。只有不斷優化運行方式，根據運行情況對系統和設備進行改造，才能確保機組的安全運行。