淺析玻璃鋼噴淋管故障原因及預防措施

摘? 要：玻璃鋼噴淋管若發生故障將直接導致發電機組停運。基于此，本文以某電廠#3機組脫硫系統噴淋管斷裂事故為例，分析了噴淋管運行過程中常見故障原因，并提出對應的預防措施，以期為類似事故提供參考。

關鍵詞：脫硫;噴淋管;玻璃鋼

中圖分類號：TQ327.1? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）12-0000-00

0 引言

玻璃鋼噴淋管因其具有耐腐蝕、成本低等優點成為石灰石濕法脫硫的首選設備。玻璃鋼噴淋管在安裝調試和運行過程中經常出現斷裂事故，造成嚴重的經濟損失。

1 玻璃鋼噴淋管介紹

1.1 成分結構

玻璃鋼又稱玻璃纖維增強塑料。以玻璃纖維及其制品作為增強材料，以合成樹脂作基體材料的一種復合材料。纖維（或晶須）的直徑很小，一般在10μm以下，斷裂應變為千分之三以內，屬于脆性材料，其易損傷、斷裂和受到腐蝕。基體強度、模量都要低很多，可以經受較大的應變[1]。

玻璃鋼噴淋管由四層組成：（1）內耐磨損層：處于噴淋管最內層和最外層，有玻璃鋼纖維表面氈、樹脂、耐磨填料組成，抗腐蝕，耐磨和減少管道內流體阻力。（2）抗腐蝕層：由富樹脂層和中間層構成，有玻璃纖維表面氈、樹脂組成，抗腐蝕。（3）增強層：主要承受管道壓力和其他載荷，有玻璃纖維表面氈、短切氈和樹脂組成。（4）外耐磨損層：該層成分和內耐磨損層一樣，主要是防止上層噴淋層所噴淋的漿液以及含有漿液的煙氣對管道外部的磨損[2]。

1.2 加工方法

常用方法有：（1）往復式旋轉纏繞法：將浸有適量樹脂的玻璃纖維按工藝要求逐層纏繞在旋轉的模芯上。（2）手糊法：按要求將工藝管件糊制成型，適用于異型管件制作和現場施工。

1.3 玻璃鋼噴淋管的優點

（1）耐腐蝕。主要材質是樹脂和玻璃纖維，具有較好的耐酸性和耐離子腐蝕性，適應塔內的復雜環境。（2）耐沖刷。玻璃鋼管道內襯耐磨層，配有碳化硅等，耐沖刷，耐磨。（3）施工維修方便。可以現場手工施工，便于趕工期和搶修工作 [3]。

2 噴淋層常見故障和影響

2.1 噴嘴、噴淋管堵塞

常見故障主要是噴嘴和噴淋支管堵塞，主管堵塞。

噴嘴堵塞后，流量降低甚至完全無量，漿液霧化層缺失，煙氣逃逸，降低脫硫效率。

個別噴嘴堵塞后，支路漿液流量減小，漿液沉積，造成噴淋管全面堵塞，使噴淋層失去作用。

個別噴嘴堵塞后，其他噴嘴壓頭升高，流量加大，造成噴淋管磨損嚴重，降低噴淋支管使用壽命。

2.2 噴淋管斷裂

噴淋層支管，主管斷裂。

噴淋管斷裂后，導致噴淋層無法運行，直接導致機組停運。

上層噴淋管斷裂后，噴淋管斷裂后掉入漿液池中，損壞攪拌器等設備。堵塞循環泵入口，造成循環泵入口流量不足，迫使機組整體停運。

3 噴淋層故障的原因分析

3.1 雜物進入

雜物通過敞開式溝道進入循環系統，噴淋層噴嘴極易被堵塞。漿液流量降低后，該區域煙氣逃逸，因高溫煙氣作用，石膏結垢進一步加劇噴嘴堵塞，進而導致噴嘴失去作用。

3.2 防腐鱗片、膠皮脫落

質量不合格導致鱗片脫落，經攪拌器，泵葉輪破碎后容易在噴嘴處堵塞。

襯丁基橡膠或者襯聚四氟乙烯塑料在長期運行中，異形件因長期沖刷而導致防腐層脫落，經過循環堵塞噴嘴。

3.3 除霧器故障

平板式除霧器安裝過程中支撐梁存在位置偏差，間距過大或除霧器模塊尺寸過小情況，會導致固定接觸面積小。因氣流作用，模塊壓板螺栓松動，除霧器堵塞，導致其他區域除霧器煙氣流量增大。除霧器松動掉落，攪拌器會使除霧器模塊破碎，經過漿液循環系統后會導致噴嘴堵塞。

3.4 施工工藝差

噴淋支管和主管，噴淋支管和噴嘴均為手工包纏。養護時間不足，搶工期的情況下，不能完全按照施工工藝操作。接口打磨清理不徹底，玻璃絲布每層之間固化時間不夠，接口重疊寬度不足等因素，均會導致質量不合格。噴淋層支管脫落事故中，多數為支管和主管的接口處脫落。

3.5 成品質量不合格

設計荷載不準確，生產工藝設計錯誤等問題常發生。

在該電廠噴淋管斷裂事故中，設計的管道壁厚度與其跨距不匹配，噴淋管在塔內撓度偏大，局部應力過大問題，是導致本次發生斷裂的主要原因。從斷口裂紋可以看出，噴淋管樹脂含量偏低，樹脂和玻璃絲布的配比不滿足要求。噴淋層厚度如表1和表2所示。

4 故障的預防措施

4.1 減少雜物進入

地溝、地坑等設施采取封閉式蓋板，待脫硫系統檢修后，確保內部雜物清理干凈。

4.2 提高除霧器穩定性

建設過程中嚴格核對圖紙和除霧器模塊制作數據，確保支撐梁間距和模塊尺寸一致，嚴把質量關、嚴格進行支撐梁安裝質量驗收和除霧器到貨驗收工作。

根據經驗，平板式除霧器模塊掉落較為頻繁，可設計安裝屋脊式除霧器或者將除霧器安裝在吸收塔后部水平煙道，從而減少除霧器模塊掉落事故的發生概率。

運行過程中按工藝要求進行除霧器沖洗，減少除霧器結垢，堵塞等影響。

4.3 嚴格控制施工工藝

現場安裝過程中，安排技能熟練的工人，嚴格按照工藝做好基體打磨、對口、填縫、樹脂刷涂、玻璃絲布包纏和養護工作。尤其是在工期較短的情況下，應避免為確保樹脂較快固化而過多的摻加固化劑，減少養護周期短而導致的分層及強度不足等缺陷的發生。

4.4 提高噴淋管產品質量

噴淋管供貨單位應嚴格按照噴淋管自身靜荷載，運行中充滿漿液狀態的動載荷以及噴淋層支撐梁跨度等因素設計噴淋管直徑和厚度，不得隨意將管壁減薄，確保噴淋管厚度滿足荷載要求。

噴淋管制造單位應嚴格按照工藝標準進行設備制作，不得為降低成本而任意減少材料。設備出廠和設備到廠驗收過程中，應做好設備檢驗工作，發現質量問題及時處理。

4.5 安裝循環泵入口濾網

在吸收塔內部循環泵入口安裝濾網，在保證通流面積的情況下，盡可能減少孔直徑，有效避免吸收漿液池中雜物進入漿液循環系統，而堵塞噴嘴。該電廠在此次事故后，增加了濾網，極大地減少了噴淋層堵塞故障頻率。

4.6 加強運行監視

在設備運行中，運行人員應當加強漿液循環泵電流，出口壓力和脫硫效率等參數的監視，及時發現噴嘴堵塞、噴淋管斷裂等異常情況，掌握設備運行狀況，進行計劃性檢修安排。

5 結論

本文對玻璃鋼噴淋管進行了簡單介紹，并對常見故障及其影響進行了分析，提出預防措施。基于此主要得出以下結論：（1）噴淋管常見故障是噴嘴、噴淋支管甚至噴淋主管堵塞，在運行中應當嚴格防范雜物進入系統，其中在塔內循環泵入口增加濾網能夠起到很好過濾作用。充分利用檢修機會，對噴淋層進行徹底疏通，保證噴淋管暢通。（2）噴淋管嚴重故障是支管和主管斷裂，這直接導致機組非計劃停運。其主要原因是噴淋管質量不合格造成的，因此應當在施工過程中加強設備驗收，避免斷裂事故的發生。（3）運行中應當加強對設備參數的監督，及時發現問題，采取預防性措施。

參考文獻

[1] DL/T 5196-2004.火力發電廠煙氣脫硫設計技術規程[S].

[2] HJ/T 179-2005.火電廠煙氣脫硫工程技術規范.石灰石/石灰-石膏法[S].

[3] HG/T 21633-1991.玻璃鋼管和管件[S].

收稿日期：2020-09-06

作者簡介：蔣弘毅（1984—），男，江蘇蘇州人，本科，工程師，從事火力發電廠煙氣治理、廢棄電器電子產品處理、水污染防治工作。