陡河電廠除霧器堵塞分析及改造的技術探討

馮佳勇

摘 要：分析了陡河發電廠濕法煙氣脫硫系統除霧器的結構原理及堵塞原因，對除霧器沖洗系統進行了改造，初步解決了除霧器堵塞的問題，并提出了除霧器運行維護及優化建議，為其他火電廠濕法脫硫系統解決同類問題提供參考。

關鍵詞：除霧器;堵塞;改造

中圖分類號： TU271.1 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2016）30-185-2

0 ?引言

隨著人們環保意思不斷增強，我國出臺了多部環境保護法律法規，在環保技術上也不斷地進步和發展，在火電行業中煙氣脫硫技術以其優良的環保性能得到越來越廣泛的應用。石灰石-石膏濕法脫硫技術具有投資少、運行穩定、效率高等優點成為國際上煙氣脫硫最主要的技術之一。除霧器是整個脫硫技術體系中最關鍵位置，其位于吸收塔內頂部，當含硫的煙氣在反應區和石灰石漿液發生反應便會形成霧滴，而霧滴又在煙氣的作用下被推送至除霧區集中除去，這樣可以有效預防后續工序設備的損傷和結垢。脫硫除霧器的工作效率不僅對煙氣的純度產生影響，還會對系統的運行效率造成限制，若除霧器的性能良好整個濕法洗滌煙氣脫硫系統便可順暢、平穩的運行;相反若除霧器出現故障則會對整個機組造成停機的影響。

大唐國際唐山陡河發電廠#3～#8機組采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫裝置需要對所有的煙氣進行脫硫處理，因此將其布置與煙囪后，在設計之處便對該裝置的效率進行預設（≥95%）。發電廠使用折板式除霧器作為整個系統的除霧器裝置，采用兩級方式進行布置，其工作原理為煙氣（含有霧滴）經由除霧器通道時，霧滴自身的慣性、撞擊等作用力會和除霧器片產生摩擦和吸附，因此所有的霧滴便會被抓捕收集。除霧器的葉片多設計成“之”字形，沖洗水為專門的脫硫工藝水，在0.2MPa的沖洗壓力下，水珠噴淋的重疊率高達200%。自投產以來有多次停機現象發生，每次的故障原因均是由于除霧器堵塞所致，除霧器系統前后壓降升高至500Pa（正常壓降為150Pa），嚴重威脅系統的穩定和可靠性。

1 ?除霧器堵塞情況

脫硫系統#3～#8機組除霧器堵塞情況如圖1、圖2所示。

可以看出，除霧器表面及內部都有嚴重的結垢現象，結垢面遍布整個除霧器，特別是除霧器表面結垢厚度達10mm 以上，除霧器沖洗水無法沖洗掉，嚴重影響了除霧器的正常運行。在采取多種沖洗手段無效后，最終由專業高壓沖洗隊對除霧器進行了徹底清理，沖洗水壓力高達15MPa。雖然沖洗后除霧器前后壓差恢復正常，但經常采用上述處理方式，一方面沖洗費用大幅增加，另一方面沖洗水的高壓力也會對除霧器本身造成損壞，影響除霧效果。因此，找出除霧器結垢堵塞的原因，并通過運行調整來維持除霧器葉片潔凈是解決問題的根本所在。#6機組脫硫系統投入運行后，除霧器I、II 級差壓的變化情況如圖3所示。

2 ?除霧器堵塞原因分析

對除霧器運行及設計參數進行系統分析，發現沖洗系統設計不合理以及除霧器葉片形式落后是造成除霧器堵塞的根本原因，具體表現如下。

①除霧器本體是北京某公司提供的仿制意大利KOCH公司除霧器形式，第一級除霧器本體葉片為兩通道對折式葉片，寬度190mm;第二級除霧器本體葉片為雙對折三通道葉片，寬度235mm，該種葉片尤其是雙對折式三通道葉片堵塞已成為普遍問題，難以透徹沖洗潔凈，已成為淘汰的產品。

②沖洗噴嘴為切線全錐形120°，噴嘴離除霧器距離545mm。該設計參數是造成除霧器堵塞的主要原因。以#6機組為例，脫硫吸收塔徑為11.9m，每層噴嘴個數為142個，沖洗覆蓋率雖然達到300%以上，但實際上存在大量未覆蓋區域，且由于采用120°的沖洗噴嘴，沖洗能量不均勻，在重疊區域沖洗能量大大消耗，存在大量無效沖洗。因此對沖洗系統整體進行改造是改變除霧器堵塞的狀況的最佳措施。

③部分沖洗管道彎曲變形嚴重，部分噴嘴沖洗偏離原沖洗中心，造成部分區域沒有沖洗。

3 ?除霧器改造方案及效果

3.1 除霧器沖洗系統的改造

①針對除霧器沖洗系統設計不合理的情況，對除霧器沖洗系統整體重新設計，更換。

②將所有噴嘴更換為90°實心錐噴嘴，重新布置，調整沖洗管道與除霧器本體間 ? 距，調整噴嘴到除霧器距離為687mm，以#6機組為例，每層沖洗噴嘴為136個，沖洗覆蓋率為181%。由于采用了90°實心錐噴嘴，均勻覆蓋除霧器表面，無沖洗死區且重疊交叉區域較少，基本上不存在無效沖洗，且沖洗能量大，因此能夠很好地對除霧器本體表面進行沖洗。采用了三片式法蘭接口，既可以防止外力破壞，也可防止PP管道受到紫外線 照射加速老化而斷裂。在管道彎曲處增加沖洗管加強筋，可以有效防止沖洗管彎曲變形和受到水壓的頻繁沖擊而斷裂。

3.2 除霧器改造后的效果

對#6機組的除霧器改造完成后，在其投入使用時其一級壓差、二級壓差的變化情況，具體詳見圖4內容所示。

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圖4 ?改造后除霧器壓差變化

上圖是改造完成且投入運行時間長達2個月后，該機組（#6）脫硫系統的除霧器的一級壓差最高值在100Pa左右，而二級壓差的最高值徘徊在200Pa左右，兩項指標均遠低于改造之前。除霧器沖洗系統改造后，脫硫系統運行6個月，除霧器工作狀態良好，壓差穩定。

4 ?對除霧器運行維護及優化的建議

4.1 除霧器的運行狀況是否良好與除霧器日常運行維護也有著密切的關系。

除霧器的具體位置在吸收塔最頂部的煙氣出口，該區域為干區和濕區的交界區。吸收塔漿液中的物質種類繁多，含量比重較高的有碳酸鈣、硫酸鈣和亞硫酸鈣等化合物，還有鋁、鐵金屬，非金屬硅和粉塵，這些物質最大的特性為黏度較高，因此一旦漿液和除霧器的葉片發生觸碰便會有少量黏附其上;再加上煙氣自身的溫度過高很容易蒸發掉漿液中水分，久而久之除霧器葉片上的結垢越來越多，質地也越來越密最終形成硬垢[9]。因而通常情況下除霧器在脫硫系統運行狀態下超過4小時不進行沖洗就會產生硬垢，如長時間不進行沖洗，勢必造成除霧器堵塞。因此建議對除霧器的沖洗系統即便在機組低負荷運行狀態下，沖洗間隔時間也不宜超過4小時。

4.2 改造后

目前大唐國際唐山陡河發電廠除霧器沖洗系統進行徹底改造后雖然已基本解決除霧器堵塞問題，但由于仍是采用較早期的除霧器葉片形式，尤其是第二級的三通道葉片，葉片內部仍存在無法沖洗區域，仍存在除霧器葉片斷裂，變形，墜落的隱患，建議對除霧器本體進行改造。

5 ?結束語

陡河發電廠#3～#8機組在大修或停修期間對脫硫系統除霧器進行了技術改造，在均投運6個月之后除霧器壓差穩定，除霧器Ⅱ級前后差壓最大在200Pa以內，改造效果明顯，可供其他同類機組脫硫系統除霧器參考。

參 考 文 獻

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