某600MW机组湿法脱硫除雾器改造分析

聂鹏飞

（河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北唐山 063611）

某600MW机组湿法脱硫除雾器改造分析

聂鹏飞

（河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北唐山 063611）

为解决某电厂600MW机组湿法烟气脱硫系统经常出现的除雾器堵塞和失效问题，将两层平板式除雾器改造为一级管式加两级屋顶式除雾器，并详细介绍了改造方案、施工工期、工程造价和试验效果，改造后有效减少了吸收塔出口烟气的液滴含量，保证了机组和脱硫系统的安全运行。

600MW机组；湿法烟气脱硫；除雾器；改造分析

0 引言

河北大唐某电厂2×600 MW机组采用石灰石-石膏湿法脱硫装置，于2006年6月投产。该脱硫装置投产以来，发现平板式除雾器不能很好适应实际工况，多次出现结垢堵塞，影响机组和脱硫系统的安全运行。由于脱硫除雾器运行效果不佳，净烟气经常携带固体颗粒在烟囱出口形成降雨，对厂区环境造成危害，影响公司形象，为此，对原平板式除雾器进行了改造。

1 系统概况

1.1 工艺流程

烟气经过循环浆液脱硫处理后进入除雾器，除去烟气中夹带的液滴及固体颗粒物（如图1所示），烟气夹带液滴撞击除雾器叶片后汇集并流回吸收塔浆池中。

图1 平板式除雾器及工艺流程示意

1.2 吸收塔除雾器

1.2.1 设备概况

除雾器为两级平板式，下层除雾器为粗除雾器，叶片间距为40mm，上层除雾器为精除雾器，叶片间距为25mm。设计参数：安装位置，吸收塔上部；层数，2；结构形式，平板式；冲洗水层数，3层自动+1层手动；除雾效率（39μm），99.9%；设计烟气流速，4.4m／s；极限烟气流速，5.5m／s；除雾器出口水的质量浓度，75mg／m3；差压允许值，150Pa。

1.2.2 现有除雾器失效原因分析

（1）塔内烟气流速高。现有吸收塔直径为16.5m，较同类型机组吸收塔直径设计值偏小，而通过除雾器的烟气量较设计值偏大。同类型机组吸收塔内的烟气流速一般在3.8m／s左右，而该装置吸收塔内烟气流速为4.4m／s左右。烟气在吸收塔内的流速过高，烟气带浆飘出。

（2）除雾器结构不适应工况。平板式除雾器的通流面积小，二级除雾器叶片间距离小，易堵塞且难清理。吸收塔进出口烟道均在同侧，烟气在通过除雾器时的流场也不够均匀。

1.2.3 除雾器堵塞后的危害

（1）增加烟气系统阻力。除雾器堵塞后不仅使引风机出力变大，而且增加了烟气系统电耗和厂用电率。净烟气含水量大，容易凝结成水滴对下游设备、设施造成腐蚀，净烟道、烟囱内筒均出现不同程度的腐蚀、泄漏，长期下去将会直接威胁脱硫系统和主机组的安全运行。

（2）影响环保参数的稳定性。净烟气夹带浆液等液滴较多，烟气排放连续监测系统（CEMS）探头极易堵塞和受到腐蚀。这样，不仅加速损坏测量设备，增加维护费用，而且影响环保参数的可靠性，从而对环保参数和环保核查工作造成不利影响。

（3）形成酸雨。净烟气携带的液滴在烟囱出口会凝结成“石膏雨”等酸性雨滴形成二次污染，对厂区有较大污染，并会对人、车辆、建筑物、植被等造成危害。

2 除雾器改造方案［3］

为减少工程投资、工程量和施工周期，此次除雾器改造的前提是除雾器冲洗水泵、除雾器大梁、所有冲洗水阀门与接口均利用旧设备，除雾器冲洗水泵流量能满足改造后的冲洗水要求，对现有系统和设备尽量少做变动。在此基础上进行除雾器的设计和改造，并制定以下改造方案。

（1）将原有的两层平板式除雾器改造成两层屋脊式除雾器，将除雾器叶片改为除雾效率更高的带钩叶片，提高除雾效率。

（2）由于喷淋层与除雾器间距小，在喷淋层与除雾器中间增加一层管式除雾器，其中管式除雾器与一级屋脊式除雾器一体。管式除雾器的主要作用是调整和减少吸收塔出入口和喷淋层造成塔内带浆烟气分布不均的影响，防止流场不均造成局部堵塞影响除雾效率。此外，可以过滤掉大部分大颗粒石膏浆液的液滴，在一定程度上缓解除雾器带浆运行的情况。管式+屋脊式除雾器改造后的效果如图2所示。

图2 管式+屋脊式除雾器改造后效果

经计算，支撑梁荷载满足要求，不需要改动吸收塔内部钢梁结构，屋脊式除雾器直接在原平板式除雾器大梁上敷设。但因屋脊式除雾器冲洗水管与除雾器本体互为一体，冲洗水管道需要重新设计布置，冲洗水管与原有接口不能直连对接，因此，采用合金钢管连接。此次改造须停机施工，主要工作有防火措施实施、塔内脚手架搭设、防腐层打磨、平板式除雾器拆除、除雾器冲洗水管及吊架的切除、盲板焊接、防腐层恢复、管式及屋脊式除雾器安装、合金管道安装、阀门及电缆位置调整、系统调试等。此次改造停机施工工期共计22 d，改造费用见表1［4］。

表1 除雾器改造工程费用 万元

3 改造效果分析［5］

在运行4个月后，邀请专业机构对脱硫除雾器后的烟气进行了性能测试。试验仪器，3012H烟尘测试仪、烟气采集枪、液滴捕集器；测试方法，在除雾器出口净烟道采集烟气冷凝水，化验冷凝水中Mg2+的质量浓度，经过计算得出雾滴含量。具体计算方法如下。

（1）液滴中水的质量浓度

式中：m01，m02为采样后一、二级捕集器干燥后的质量；m11，m12为采样后一、二级捕集器干燥前的质量；V为抽取的烟气体积（标态，干烟气，过剩空气系数1.4）。

（2）扣除烟道冷凝水滴后的水滴质量浓度

式中：ρmg1为捕集器中液滴的镁离子质量浓度，mg／L；ρmg2为吸收塔浆液中镁离子的质量浓度，mg／L。

（3）液滴总质量浓度

式中：wX为吸收塔浆液含固量，%。

试验测得除雾器改造前、后吸收塔出口烟气携带的液滴质量浓度平均值分别为55.7，35.2mg／m3，由此可以看出，雾滴含量大幅减少，改造效果明显。

4 结束语

此次除雾器改造，前期论证充分、设计优化到位、工程造价低、施工时间短。在改造后的10个月里，严格控制脱硫浆液的品质，定期冲洗，除雾器压差始终稳定在150 Pa以下，能够有效减少吸收塔出口烟气的雾滴含量，一定程度上缓解了石膏雨现象，达到了预期目的。

［1］聂鹏飞.600MW机组湿法脱硫系统除雾器堵塞原因分析及对策［J］.华电技术，2011，33（11）：69-73.

［2］曾庭华，杨华，马斌，等.湿法烟气脱硫系统的安全性及优化［M］.北京：中国电力出版社，2005.

［3］沈海涛.湿法脱硫系统吸收塔除雾器改造分析及应用［J］.能源与环境，2013（6）：61-63.

［4］聂鹏飞.王滩电厂脱硫系统经济运行初探［J］.电力科技与环保，2010，26（4）：57-59.

［5］蒋建伟，楼杰，廖晓春.600MW机组烟气湿法脱硫装置吸收塔除雾器改造及效果分析［J］.能源技术经济，2011，23（12）：66-69.

（本文责编：白银雷）

TK 223.27

B

1674-1951（2015）08-0070-02

聂鹏飞（1983—），男，河南新乡人，工程师，从事火电厂脱硫技术监督与设备点检方面的工作（E-mail：daniao433＠163.com）。

2014-12-23；

2015-07-04