湿法脱硫常见故障.doc

学习资料收集于网络，仅供参考石灰石-石膏湿法脱硫常见设备故障及对策探讨 高小春、卢练响、安鸿、王森广东国华粤电台山发电有限公司 ( 广东省台山市529228) 摘 要： 石灰石-石膏湿法脱硫为现在国内多数电厂选用的脱硫方式。随着各个电厂脱硫系统的逐步投运，系统和设备也逐步暴露出一些共性的问题。本篇基于国华台山电厂1-5号机组脱硫系统设备调试和投产后出现的问题，对故障原因和解决方法进行简单探讨。 关键词： 湿法脱硫；设备故障；对策 1. 引 言国华台电一期5台600MW机组烟气脱硫系统采用的是日本千代田CT121型石灰石石膏湿法脱硫系统,吸收塔采用的是鼓泡式吸收塔。1、2号机组是由日本荏原公司负责设计，主要设备基本进口。3-5号机组是由北京博奇公司引进荏原公司技术设计，除增压风机和吸收塔搅拌机外，大部分设备为国产或国内合资企业生产。脱硫系统主要分为烟风系统、吸收塔系统、石膏脱水系统、石灰石浆液制备系统、脱硫废水处理系统、工艺水系统、压缩空气系统、紧急浆液系统八个部分。3-5号机组脱硫与1、2号机组脱硫区别主要在于3-5号机组脱硫取消了GGH，采用湿烟囱设计。 本文就我厂脱硫系统安装、调试及运行中出现的具有代表性的问题进行分析，并针对这些问题提出治理方案。2. 浆液泵2.1 存在问题石灰石-石膏湿法脱硫中浆液泵磨损是常见问题。部分金属内衬的浆液泵，包含日本WARMAN生产的浆液泵磨损严重。而这些磨损主要是发生在石膏浆液排出泵、石灰石浆液泵、石灰石浆液循环泵、流量返回泵这些浆液浓度大、转速高的泵上。磨损部位主要是叶轮、泵内衬等通流部件，磨损部位呈蜂窝状。耐磨部件使用寿命一般不超过6个月，最短3个月就发生泵壳磨损泄漏。导致泵耐磨部件更换频繁，设备投运率低，维护成本高。2.2 原因分析1、泵材质问题：材质选择上偏重了泵内衬对氯离子腐蚀的抵抗能力，但是降低了对浆液冲刷和汽蚀的抵抗能力。泵材质偏软，经过金属检验硬度为260 HBW左右，耐浆液冲刷能力一般。2、浆液中硬质颗粒超标：石灰石中的SiO2、Al2O3、Fe2O3这三种硬杂质含量一般都有严格要求，如果超标，将加剧磨损。3、汽蚀：浆液泵入口堵塞，造成汽蚀。在运行中能够发现泵入口膨胀节被抽扁的情况，这就说明入口有堵塞，入口阻力增加，从而造成汽蚀，加剧了通流部件的汽蚀损坏。4、泵转速太高，加剧了磨损：特别是石灰石浆液循环泵，本身输送介质颗粒浓度就很高（达到75wt），加上泵转速也高（1760rpm），更加剧了通流部件的磨损。而流量返回泵虽然疏通介质颗粒浓度不高，但是由于其转速高（2140rpm），通流部件磨损也照样非常严重。5、氯离子腐蚀：一般发生在脱硫废水系统投运不正常，导致浆液中氯离子浓度过高，从而造成氯离子对泵金属材料的腐蚀加剧，在腐蚀和磨损的双重作用下，耐磨部件失效快。2.3 处理方案1、材质耐磨性能提升：在基本保持原有耐腐蚀性能的情况下，采用硬度更高的材质。根据使用情况表明，原有的泵内衬硬度能达到260HB，提高到420HB后，其耐磨性能能够提高3到4倍。2、控制来料中杂质含量：要求石灰石供应单位定期对供料提供化验报告并且每两周进行一次抽检，日常巡检中观察来料颜色是否有发红或发白的颗粒。3、调试完毕后取消泵入口的滤网，定期进行切换反冲洗，防止由于泵入口堵塞造成汽蚀。4、改造泵，降低转速，减缓磨损。5、保证脱硫废水的正常投运，并且定期化验塔内浆液氯离子浓度，确保不超标。3. 球磨机3.1 存在问题球磨机出口甩料、入口漏料是较普遍的问题，甩料和漏料影响球磨机出力并且造成现场卫生工作量的增加，加之排入地沟的浆液颗粒有部分又被地坑泵抽到石灰石浆液箱内，从而造成浆液浓度降低，石灰石浆液中大颗粒增加，影响塔内反应。3.2 原因分析出口甩料问题主要原因有：1、石灰石浆液漩流器磨损或底流喷嘴选型不当，造成石灰石浆液漩流器底流过大，回流至球磨机内，造成球磨机内部液位过高，从而造成大量的浆液从出口网筛溢流出去。2、球磨机内部钢球过多，造成运行过程中球磨机筒体内部液位高。3、石灰石称重给料机计量不准，配水量过多，这些都容易造成配水过大或石灰石过多溢流。入口漏料主要原因有：密封形式不好，有些采用的是填料密封，密封结构简单，加之浆液浸泡和磨损，使用寿命短，一般不超过一周就有泄漏。3.3 处理方案对于出口甩料主要有以下一些措施：1、严格按照漩流器厂家的说明书进行调试，对漩流底流和成品浆液的流量、质量浓度进行测量。流量可以用秒表和一个桶计时称重测量，浓度则取样由实验室测量。根据测试的结果和在用的喷嘴尺寸，制作几个不同口径的喷嘴安装到漩流器上后进行测试，选用测试结果最接近厂家说明书要求时使用的喷嘴，然后最好再加工成陶瓷的喷嘴，这样就可以延长维护周期，一般可以使用2年以上。2、对球磨机进行一次大修，将球磨机内钢球彻底清理出来，然后根据厂家要求的尺寸和重量进行配比添加。钢球的筛选一般要求1年至少一次。日常维护中按照最初的电流进行钢球添加。3、定期对石灰石称重给料机进行称重校验，一般由地方技术监督局每年进行一次校验。对于入口漏料主要有以下措施：可以采用两种方案，一种是采用机械密封，一种是采用锥形盘密封形式。机械密封适用于小口径的入口管道和筒体，锥形盘密封适用于较大口径的管道和筒体。锥形体密封盘的结合面要高于球磨机液位才能起到密封作用，并且要定期进行紧力调整和更换。4. GGH4.1 存在问题GGH换热元件堵塞几乎成为了全国性的问题，现在国内各电厂开展了各种各样的治理研究，对于堵塞的成因及处理方案已经有所突破。4.2 原因分析各厂的吸收塔形式、除雾器结构形式、GGH换热元件结构、GGH换热元件吹扫方式等不尽相同，但是堵塞的成因基本可以归结为以下几个方面：1、 除雾器除雾性能虽能达标，但是烟气中仍有大量雾滴颗粒携带：现在招标中要求的除雾器除雾性能达标值为75mg/m3，实际运行中的测试结果也能达到这个值，但是就这些未除去的雾滴颗粒，在除雾器后的烟道、支撑及低泄漏风机叶轮上黏附的石膏情况来看，情况还是非常严重的。2、 吹灰器吹扫效果不好：GGH吹灰器现在主要有压缩空气吹扫、过热蒸汽两种，同时还带有高低压水，高压水仅在差压高时投，低压水极少投用。一些电厂设计一台吹灰器，从运行经验来看是不够的，这样容易造成冷（或热）端局部层面上堵塞。吹扫效果差的原因主要有压缩空气压力等级底、压缩空气携带水汽多（特别是沿海电厂）、吹扫行程和步进不合理、高压水投运不及时、蒸汽疏水不良、蒸汽压力不足等。3、 GGH布置方式和本体结构的局限：烟气流场如果采用热端在上，原烟气从上至下流动，更有利于吹扫后的水分、杂质等顺烟气流向进入吸收塔前烟道，始终保持换热元件表面干燥和洁净。并且由于GGH转子较大，换热元件重量大，因此转子的框架一般高度较高，有些厂家设计使用了高效性换热片，片间距较小，通道阻力大，从而造成结构物一但黏附后，不易清除，吹扫介质不易吹透。同时高效性换热片的高度较转子框架的高度要低，一般就但侧表面近，另一次既使加装了吹灰器，吹扫介质由于距离太远，吹扫能量衰减严重，吹扫效果差。4、 煤种和飞灰的影响：根据实际取样的热端结垢物分析结果认为,该类结垢物基本与水泥类似,主要成分以氧化物分析为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，而锅炉飞灰中这四类物质含量一般占到90,同时还含有极少量水泥生产用的催化剂CaF,这些物质在GGH热端极易黏附在有少量水分的换热板上,既使是极小的飞灰排放浓度,一旦黏附就基本无法吹扫下来。4.3 处理方案1、从设计选型阶段要做好预控：烟道的设计尽量要将GGH热端朝上；上下均要设计吹灰器，并且布置在原烟气侧；选用过热蒸汽吹扫，并且在吹灰器前设计压力调节阀，可根据吹扫效果进行调整；选用蒸汽和高压水双介质吹灰器，低压水的用处不大；选用易吹透的板型（而非高效换热型），确保吹扫通畅；GGH转子框架高度要与换热元件框架配套合理，确保上下吹灰器均能有效吹扫；空压机选用的压力等级不能低于10bar；如果是压缩空气的一定要多安装自动疏水装置，最好设计冷干机，特别是沿海电厂；如果是选用蒸汽吹扫的疏水要充分，在疏水管道上要加装温度传感器；除雾器流速设计不能太高；除雾器冲洗水管路设计压力变送器监控冲洗压力；除雾器前设计导流板，保持流场均匀。2、对于已经投运并且在运行的机组改造方面建议从以下几个方面入手：1）对除雾器前后流场进行流速测试，根据测试结果分析流场是否均匀，若不均匀则做电脑建模流场分析，并根据分析结果改造导流板，在除雾器出口至GGH净烟气侧水平烟道上设置疏水槽和排水管，以减少进入净烟气侧水汽。2）对吹灰系统改造：提升压缩空气压力等级；增加压缩空气管路疏水；定期检查压缩空气和高压水喷嘴口径，特别是高压水喷嘴容易磨损；若只有一台吹灰器的则建议增加一台蒸汽吹灰器，确保上下均能吹到；修改吹灰器行程逻辑，要求在外圈2米（依据GGH尺寸而定）范围内触发双倍停留吹扫时间，因为越靠外，换热元件的线速度越快，吹扫效果与离中心的距离成反比。3）运行方面：重点关注GGH两侧差压变化趋势，每班投运一次吹灰，一般先吹下部再吹上部；关注电除尘运行情况，如果电除尘出口粉尘浓度异常则要求加强吹扫，超标则要求停运脱硫，否则会造成永久性堵塞；关注除雾器运行差压，定期进行冲洗，如果差压上升不快，可以按照一级前每班冲洗一次，一级后和二级前每天冲洗一次（适用与垂直布置的除雾器）。另外在吸收塔PH值和浆液浓度、石灰石来料等方面也要根据各电厂实际制定相应措施。5. 脱水和废水系统5.1 存在问题脱水效果差和废水排放超标是很多电厂存在的问题。5.2 原因分析脱水效果差原因主要有：1、 旋流器未达到设计运行工况，这又与以下几个方面因素有关。1） 旋流器压力未达到要求，这个可以通过回流阀和旋流子节流阀进行调节。2） 旋流子溢流和底流喷嘴尺寸选择不恰当，当漩流器压力稳定后，对漩流器入口、漩流器底流、溢流三处进行取样化验，分析浓度情况，并根据浓度情况进行喷嘴尺寸的选择，厂家在最初都提供多种规格的喷嘴尺寸进行现场调试。选取一组最接近设计制度喷嘴来使用。2、 废水系统投运不正常，导致系统内大量的无法结晶的细微颗粒（如SiO2和Al2O3等）无法排出，堵塞滤布，造成脱水效果差。3、 脱水机滤布尺寸选择不当，建议对吸收塔内部的石膏结晶情况进行放大镜分析，观察结晶晶体是否足够大，根据结晶情况选择适当规格的滤布。4、 脱水机系统真空未能在滤布下良好的形成，这个主要有管道漏气、管道堵塞、真空泵异常等。废水系统不能正常投运的原因有：1、 废水旋流器调试不好，废水旋流器压力不足，旋流效果差。2、 旋流子喷嘴尺寸选择不当，导致溢流和底流浆液浓度不正常。3、 进入废水旋流器的浆液浓度过高，导致部分石膏进入脱硫废水。4、 排放至脱硫废水系统的浆液中石膏浆液含量超标，导致石膏容易黏附在离心脱水机内部，导致离心脱水机过载跳闸。5、 废水旋流器入口加装的滤网堵塞频繁，导致废水旋流器无法正常投运。5.3 处理方案脱水系统和废水系统息息相关，废水的正常排放有助于脱水系统的正常运行，而脱水效果的好坏又影响废水旋流器的运行和排放至废水系统的石膏含量。所以做好系统的调试工作最为关键，然后是做好运行中的监控。1、 首先对石膏旋流器和废水旋流器进行调试，对石膏浆液浓度和结晶情况进行分析，对两级旋流器的各部位浆液浓度和流量进行测试，确保旋流器各部分浆液浓度达到设计值，可以通过调节压力和选配恰口径当的喷嘴达到旋流效果。2、 正常投运以后要定期对浆液化验，若发现浓度异常了,则说明旋流器有磨损。3、 在石灰石制浆系统、脱水系统上各级流程上加装可在线人工清理的开式滤网（该型滤网属于我们自行设计的），如石灰石浆液箱顶部进浆液的管道上、石膏缓冲箱顶部、石膏溢流箱顶部，这些滤网能将进入系统内的所有稍大的杂质全部过滤掉，确保各系统不会发生堵塞。6. 膨胀节、烟道、烟气冷却泵（浆液循环泵）、阀门、管道6.1 存在问题 1、烟道膨胀节在原烟气部位容易发生破损泄漏,净烟气部位的容易发生酸液泄漏。 2、对于无GGH的脱硫系统容易发生净烟气侧烟道底部腐蚀泄漏问题。3、烟气冷却泵（浆液循环泵）有些设计了减速箱的容易发生减速箱温度高的问题,导致轴承使用寿命短，齿轮磨损严重。4、阀门容易发生内漏、磨损等问题。5、衬胶管道容易发生磨损泄漏。6.2 原因分析 1、烟道膨胀节破损和泄漏问题主要原因在设计选型和产品质量上。原烟气侧烟气温度高，而内部一般未设计保温棉，膨胀节老化快，对于净烟气风压高的部位采用分层的膨胀节，其强度较一次成型的要差。而净烟气侧虽然风压不高，一旦取消GGH后，烟气中水分含量大，膨胀节底部密封效果不好是泄漏酸液的主要原因。 2、脱硫系统取消GGH后，尾部烟道中酸液冷凝，极易造成烟道底部防腐失效，并且脱硫起停间主烟道部位冷热交替作用，容易造成防腐开裂，防腐开裂后酸液渗透很快就将烟道钢板腐蚀穿孔，造成大面积泄漏。当然，随着低价中标后，防腐材料质量和施工质量下降也是其中的原因之一。 3、烟气冷却泵（浆液循环泵）采用减速箱由于减速箱质量差，发热量大和油站冷却效果不良等容易造成减速箱温度高。 4、浆液系统阀门内漏是普遍问题。阀门质量的好坏影响最大,其次是磨损和腐蚀。 5、衬胶管道质量是一方面，另外对管道系统的优化设计也较重要。6.3 处理方案1、烟道膨胀节应当根据使用部位的不同而选用不同设计的，原烟气侧选用一次成型的，并且在膨胀节内部要做保温。净烟气侧的膨胀节要选用防腐蚀性能好的，可以选用多层结构，但是内部至少要有两层0.5mm以上的聚四氟乙烯薄膜，并且底部的法兰压板宽度不得低于50mm，螺栓孔距不得超过100mm,膨胀节与烟道法兰之间要涂密封胶,也可以使用弹性较好的4mm-5mm的垫片安装在底部的烟道法兰上。2、无GGH的尾部烟道腐蚀问题可以采用贴合金板的方案（特别适用于2台机组一根烟囱的，尾部主烟道较短），在设计时就选用烟道底部及侧面0.5m以下范围内做成钛复合板，钛板厚度可