湿法烟气脱硫系统故障分析及处理.pdf

2 0 1 6年 2月 第 4 4卷 第 1期 ( 总 第 2 4 2 期 ) Fe b2 0 16 Vo 1 4 4 NO 1 ( S e r NO 2 4 2 ) 湿法烟气脱硫系统故障分析及处理 Fa u l t Ana l y s i s o f W FGD Sy s t e m a n d i t s Tr e a t me n t 李忠辉 ( 大唐长春第二热电有限责任公 司， 长春1 3 0 0 3 1 ) 摘 要 ： 针对 湿法烟气 脱硫( WF G D) 系统 出现 的故 障， 结合系统设计 、 运行参 数调整、 设 备本身结构特征 ， 分析 了吸 收塔塔体泄漏 、 除雾器坍塌 、 浆 液循 环泵 入 口滤网堵塞、 过流元件磨蚀等 WF GD系统故 障原因 ， 提 出了降低喷嘴及 喷淋 管堵 塞、 调整 冲洗水 压 0 2 5 MP a 、 降低垢 的形 成等处 理措 施 ， 排 除 了故 障， 保证 了机 组 WF GD 系统 的安全 运行 。 关键词 ： 湿法烟气脱硫 ( WF GD) ； 吸 收塔 ； 除雾 器 ； 浆液循环泵 ； 泄漏 中图分 类号 ： TMT 0 3 1 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 5 3 0 6 ( 2 0 1 6 ) 0 1 0 0 5 4 0 3 吸收塔是湿法烟气脱硫 ( WF GD) 系统的核心 ， 主要 由喷淋层 ( 含湍流器) 及循环泵、 除雾器及其冲 洗水系统 、 氧化空气系统 、 浆液搅拌系统组成， 它是 集预洗 、 冷却、 吸收、 氧化多功能于一体的核心设备 。 大唐长春第二热 电有限责任公司 WF GD系统 自运 行 以来相继出现了吸收塔塔体防腐层脱落及塔体泄 漏、 除雾器坍塌及冲洗水管断裂、 喷淋母管端头开裂 及分支管路喷嘴脱落、 吸收塔入 口烟道结垢堵塞 、 浆 液循环泵人 口滤网堵塞及泵体 冲刷磨 损等系列 问 题。事实证 明， 吸收塔运行性能 ， 直接或间接决定 WF GD系统的可靠性 。 1 设备概况 大唐长春第二热电有限责任公司现装机容量为 6 2 0 0 MW ，锅 炉 为 HG 一 6 7 0 1 4 0 一 YM1 4 9型 。6 台机组的 WF GD系统均无烟气加热装置， 其中， 5 、 6 号机组 WF G D系统为“ 2 炉 1 塔” 方式 ， 分别于 2 0 0 7 年 、 2 0 1 0年投运 。该公司于 2 0 1 4年、 2 0 1 5年分别对 5号 、 6号 除尘器 进行 电袋 复合 式 除尘器 施工并 对 增 压风机取消实施 了“ 增 引合一” 技术改造。1 至 4号 机组 WF GD系统均采用“ 一炉一塔” 方式 ， 未设置增 压 风机与烟气旁路 系统 ， 其 中， 3 、 4号机 组于 2 0 1 2 年 WF GD系统投运 ， 同年实施了电袋复合除尘器改 造项 目， 2 0 1 4年系统 部分设备 出现泄漏 ， 以下对脱 硫塔 出现 的故 障原 因进行 分 析 。 2 吸收塔泄漏原 因分析及处理 2 1 吸收塔 塔体 漏点 统计 及原 因分 析 3号 至 6号 机 组 W F GD 系 统 吸 收塔 出 现 的漏 点统计见表 1 。 表 1 吸收塔塔体 漏点统计 从 表 1 统 计 结 果可 以看 出 ， 吸 收塔 喷 淋 区 泄漏 次数居多， 占泄漏次数的 4 5 ， 造成该区域泄漏的主 要原因多为喷淋母管端头开裂或喷嘴脱落后带压浆 液直接对塔壁冲刷 。腐蚀穿孔的重要原因是喷嘴调 整或安装位置不合理 ， 喷淋层外圈喷嘴喷出的循环 浆液对塔壁防腐内衬 的冲刷， 主要表现在对支撑梁 收稿 日期 ： 2 o 1 5 0 9 0 5 作者简介： 李忠辉( 1 9 7 2 ) ， 男， 工程师， 从事火力发电厂运行管理工作。 5 4 2 0 1 6年 2月 第 4 4卷 第 1期( 总第 2 4 2期) Fe b 2 01 6 Vo 1 4 4 No 1 ( S e t No 2 4 2 ) 及塔壁 的冲刷磨蚀上 。吸收塔 防腐层的工艺与质量 差也是影响其使用寿命的重要原因。 2 2 塔体泄漏处理措施 a 最大限度降低喷嘴及喷淋管的堵塞 ， 减缓或 避免喷淋母管端头脱落及喷淋分支管路穿孔或喷嘴 脱落 ， 运行 中应避免循环泵因故长时间停运， 减少对 应喷淋管石膏浆液的沉积 ， 降低喷嘴或喷淋管的堵 塞； 运行期间加强出口压力、 流量或 电流的监视 ， 根 据参数变化分析判断喷淋管的堵塞情况 ； 利用系统 停运机会检查喷嘴堵塞情况及喷嘴与分支管路 的结 合情况 ， 发现堵塞及时疏通 ， 对下部喷淋分支管上出 现 的穿孔 等 缺陷重 新 进行 防腐 加 固 。 b 利用机组检修机会 ， 根据塔壁冲刷痕迹调整 外圈喷嘴的安装位置或角度 ， 减轻防腐内衬 的冲刷 磨损， 合理布置了喷淋层外圈喷嘴 ， 外圈喷嘴与塔壁 保持合适 的距离 ( 大于 5 0 0 mm) ， 外圈喷嘴的喷射 角应小于 内圈喷嘴的喷射角 ， 一般控制在 9 O 。 左右 ； 另外 ， 为 了满足 喷淋覆盖率 ， 在必要位置需增设 P P 板 防 冲刷 。 C 对于吸收塔 内防腐 ， 在正确设计、 合理选材、 科学施工的基础上 ， 重视 、 分析防腐层的劣化趋势并 采取相应措施 ， 利 用机组检修机会对塔底 、 浆 液区 ( 反应区) 、 喷淋区的防腐层进行冲刷与腐蚀检测 ， 将 不 同区域 的检测结果进行分析 ， 得 出劣化趋势分析 表确定修复方案。 d 针对泄漏部位 的位置、 防腐层材料、 介质流速 以及系统运行周期等诸多因素， 漏泄初期采用木楔 钉住后 ， 制作保护罩并填充耐磨胶泥进行封堵。 3 除雾器坍塌原 因分析及处理 3 1 除 雾器 坍塌原 因分析 除雾器是 WF G D系统中的关键设备 ， 它用于分 离烟气携带 的液滴， 其性能直接影响到湿法系统 的 连续可靠运行 ， 除雾器堵塞或坍塌， 将会造成除雾效 果降低， 净烟气携带水分与石膏量增加 。 1至 4号机 组 WF GD系统 的除雾器采用一层管式除雾器+三 层屋脊式结构 ， 发生坍塌 的除雾器主要集 中于屋脊 式除雾器 。 造成除雾器坍塌的原因， 一是由于工艺水 系统阀门内漏 ， 改变 了系统的水平衡 ， 特别是在系统 长期低负荷运行时， 导致除雾器得不到足够的有效 冲洗 ， 因而会加重 除雾器的堵塞 ， 堵塞恶化 时， 大量 石膏堆积造成了除雾器坍塌 。另外当除雾器内部冲 洗水管断裂或固定处断开后 ， 局部水压力增大， 因长 期水冲击 ， 引发除雾器发生机械损伤而坍塌。 3 2 处理 措 施 a 调整冲洗水水压保 持在 0 2 5 MP a左右 ， 过 大， 对 P P材质的除雾器元件造成冲击损伤、 断裂或 坍塌 ； 过小 ， 则起不到应有的冲洗效果， 造成除雾器 因阻塞结垢严重而引发坍塌， 通过监视除雾器压差 值、 某一 回路冲洗水压力 的波动、 吸收塔液位等分析 判断， 为除雾器检修提供依据 。 b 利用机组检修 的机会检查 冲洗水 阀门的 内 漏情况 ， 消除 内漏缺陷 ； 对冲洗水管路的固定与密封 部位应进行细致检查， 以降低 因水锤或 固定不牢 固 造成的管路断裂 。 在除雾器安装上要确保其水平度， 有效降低浆液液滴与冲洗水水滴 在除雾器上的滞 留； 保证 冲洗水水质及 P P标准材质施焊时除雾器 的整体强度不受影响。 4 浆 液循环泵入 口滤 网堵塞 、 过流元件磨蚀 原 因分 析及 处理 4 1 原 因分析 浆液循环泵作为保持吸收塔浆液往复循环的动 力设备 ， 每台 WF GD系统均装有 3台大流量离心式 浆 液 循 环泵 ， 由 于浆 液 中含 有 一定 量 的 S i O 与 Ai 0。 、 浓度大、 p H值低等原因， 造成循环泵入 口滤 网堵塞 ， 叶轮及泵 壳磨 损汽蚀严重 ， 以上缺陷 的发 生， 直接影响了系统的安全运行 。 WF GD系统 中， 浆液的物理特性与流动特性、 空气的含量， 决定了浆液泵的磨损与腐蚀 ， 浆液的磨 蚀性与浆液 中固体颗粒的动能、 固体颗粒相对泵过 流元件的硬度、 固体颗粒对泵过流元件的冲击频率 有关 。公式 为 ： CA b = KPd。 Ds 式中： C 舳 为磨蚀性 ， 无量纲数 ； K 为比例常数 ； d为 固体颗粒尺寸； P为固体颗粒密度 ； 为液体 的体积 流速 ； D 为 浆液 浓度 。 由式 中可看出， 泵的磨蚀性与颗粒密度、 颗粒尺 寸的 3 次方、 浆液流速的 2次方及浆液浓度成正比， 因此 ， 限制浆液流速 、 降低石灰石粉的粒径对减缓泵 的磨蚀具有重要意义 。 泵入 口滤网堵塞越严重 ， 导致 泵过流元件浆液 的流速会越大， 磨蚀也会加剧。当 浆液 中 C a S O。 浓度偏高时就会与 C a S O 同时结 晶 析出， 形成碳垢 ， 该垢在吸收塔内各组件表面逐渐长 大形成片状垢层 ， 也是造成入 口滤网堵塞的原因。 55 。 2 0 1 6年 2月 第 4 4卷 第 l 期 ( 总第 2 4 2期 ) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c Po we r Fe b 2 01 6 Vo 1 4 4 No 1 ( S e r NO 2 4 2 ) 4 2处 理措施 C 降低 运行 周 期 内泵 的磨 蚀 速度 ， 对循 环 泵 吸 a 降低灰垢 的生成 ， 是解决入 口滤网堵塞 的有 入盖、 护板、 机械密封等设备表面进行保护和修复 ， 效措施 。 在除尘器的效果满足要求的前提下 ， 严格控 延长过流元件 的使用寿命、 降低更换成本。 制 吸收 塔入 口的 烟温 ， 在 吸 收 塔入 口干 湿 交界 处 防 止高温烟气中携带的灰分与石膏液一起堆积在入 5 结束语 口， 形成的大量坚硬的灰垢， 夹杂在滤网中或堆积在 吸收塔人 口烟道处 ， 严重时堵塞入 t 2 1 烟道。 在运行调 大唐第二热 电有 限责任公 司通 过采取 以上措 整上选择合理 的 p H 值、 控制浆液中石膏 的过饱和 施 ， 减少了吸收塔 喷嘴与喷淋管的堵塞 、脱 落 ， 控 制 度 、 保持足够的含固量等措施 ， 控制结垢 。 除雾器冲洗水在 0 2 5 MP ， 增 大 浆液循 环泵 入 口滤 b - 将入 口滤网 由原来 的小方孔改 为圆孔 以及 网的通流面积， 降低灰垢的生成 ， 使 WF GD系统安 通过增大滤 网规格尺寸， 增加通流面积降低堵塞， 降 全 、稳 定运 行 。 低碳垢 的形成 ， 保证氧化风量充足 ， 应减少氧化风管 堵塞与断裂现象 的发生。 ( 编辑 韩桂春) 扩 l， 摩 8 矿 0 p ( 上接 第 4 5页) 林地、 耕地 ， 分歧线路增多， 风 电场距离升压站位置 比较远 ， 线 路 出风 电场 后 接人 升 压 站 2回路 比 3回 路连接距离缩短 幅度较大， 致使 2回路投资远低 于 3回路 。 表 6 B风 电场 2回路与 3回路投资 的经济 比较 项 目L GJ L GJ _ 1 8 光缆 6 结论 风电场内集电线路回路的确定应结合风电场规 划、 风机布置、 升压站位置、 风 电场地形和地物情况 及工程造价进行综合分析后确定 ， 一般情况如下 ： a 风电场规划容量大 于 2 0 0 Mw 或风 电场位 5 6 于丘 陵 、 山区时 ， 宜采 用 2回路 ； b 风电场范围内涉及林地 、 耕地 、 铁路 、 高速公 路、 河流等敏感地物时， 宜采用 2回路连接； C 风 电场 规 划 容 量 小 于 2 O 0 MW ， 且 风 电 场 内 地形平坦、 地物简单、 风机布置集中有序时 ， 宜采用 3回路连 接 ； d 从 运行 维护 方面 分析 ， 当路 径长度 相 近时 ， 宜 采用 3回路连接 否则宜采用 2回路 。 参考文献 1 周沈杰 风电场 集电线路导线选 型分 析 J 上海 电力 ， 2 0 0 8 ( 0 6 )： 5 0 3 5 0 6 2 国家电网公 司组编 风 电场 电气系统典 设 汁： 第 3册 线路部分 M 北京 ： 中国电力 出版社 ， 2 0 1 1 3 张殿 生 电力 工程 高 压送 电线路 设 计 手册 ( 第 2版 ) M 北京 ： 中国电力出版社 ， 2 0 0 3 4 6 6 k V及 以下 架空 电力线 路 设计 规范