陡河电厂除雾器堵塞分析及改造的技术探讨

冯佳勇

摘 要：分析了陡河发电厂湿法烟气脱硫系统除雾器的结构原理及堵塞原因，对除雾器冲洗系统进行了改造，初步解决了除雾器堵塞的问题，并提出了除雾器运行维护及优化建议，为其他火电厂湿法脱硫系统解决同类问题提供参考。

关键词：除雾器;堵塞;改造

中图分类号： TU271.1            文献标识码： A            文章编号： 1673-1069（2016）30-185-2

0  引言

随着人们环保意思不断增强，我国出台了多部环境保护法律法规，在环保技术上也不断地进步和发展，在火电行业中烟气脱硫技术以其优良的环保性能得到越来越广泛的应用。石灰石-石膏湿法脱硫技术具有投资少、运行稳定、效率高等优点成为国际上烟气脱硫最主要的技术之一。除雾器是整个脱硫技术体系中最关键位置，其位于吸收塔内顶部，当含硫的烟气在反应区和石灰石浆液发生反应便会形成雾滴，而雾滴又在烟气的作用下被推送至除雾区集中除去，这样可以有效预防后续工序设备的损伤和结垢。脱硫除雾器的工作效率不仅对烟气的纯度产生影响，还会对系统的运行效率造成限制，若除雾器的性能良好整个湿法洗涤烟气脱硫系统便可顺畅、平稳的运行;相反若除雾器出现故障则会对整个机组造成停机的影响。

大唐国际唐山陡河发电厂#3～#8机组采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫装置需要对所有的烟气进行脱硫处理，因此将其布置与烟囱后，在设计之处便对该装置的效率进行预设（≥95%）。发电厂使用折板式除雾器作为整个系统的除雾器装置，采用两级方式进行布置，其工作原理为烟气（含有雾滴）经由除雾器通道时，雾滴自身的惯性、撞击等作用力会和除雾器片产生摩擦和吸附，因此所有的雾滴便会被抓捕收集。除雾器的叶片多设计成“之”字形，冲洗水为专门的脱硫工艺水，在0.2MPa的冲洗压力下，水珠喷淋的重叠率高达200%。自投产以来有多次停机现象发生，每次的故障原因均是由于除雾器堵塞所致，除雾器系统前后压降升高至500Pa（正常压降为150Pa），严重威胁系统的稳定和可靠性。

1  除雾器堵塞情况

脱硫系统#3～#8机组除雾器堵塞情况如图1、图2所示。

可以看出，除雾器表面及内部都有严重的结垢现象，结垢面遍布整个除雾器，特别是除雾器表面结垢厚度达10mm 以上，除雾器冲洗水无法冲洗掉，严重影响了除雾器的正常运行。在采取多种冲洗手段无效后，最终由专业高压冲洗队对除雾器进行了彻底清理，冲洗水压力高达15MPa。虽然冲洗后除雾器前后压差恢复正常，但经常采用上述处理方式，一方面冲洗费用大幅增加，另一方面冲洗水的高压力也会对除雾器本身造成损坏，影响除雾效果。因此，找出除雾器结垢堵塞的原因，并通过运行调整来维持除雾器叶片洁净是解决问题的根本所在。#6机组脱硫系统投入运行后，除雾器I、II 级差压的变化情况如图3所示。

2  除雾器堵塞原因分析

对除雾器运行及设计参数进行系统分析，发现冲洗系统设计不合理以及除雾器叶片形式落后是造成除雾器堵塞的根本原因，具体表现如下。

①除雾器本体是北京某公司提供的仿制意大利KOCH公司除雾器形式，第一级除雾器本体叶片为两通道对折式叶片，宽度190mm;第二级除雾器本体叶片为双对折三通道叶片，宽度235mm，该种叶片尤其是双对折式三通道叶片堵塞已成为普遍问题，难以透彻冲洗洁净，已成为淘汰的产品。

②冲洗喷嘴为切线全锥形120°，喷嘴离除雾器距离545mm。该设计参数是造成除雾器堵塞的主要原因。以#6机组为例，脱硫吸收塔径为11.9m，每层喷嘴个数为142个，冲洗覆盖率虽然达到300%以上，但实际上存在大量未覆盖区域，且由于采用120°的冲洗喷嘴，冲洗能量不均匀，在重叠区域冲洗能量大大消耗，存在大量无效冲洗。因此对冲洗系统整体进行改造是改变除雾器堵塞的状况的最佳措施。

③部分冲洗管道弯曲变形严重，部分喷嘴冲洗偏离原冲洗中心，造成部分区域没有冲洗。

3  除雾器改造方案及效果

3.1 除雾器冲洗系统的改造

①针对除雾器冲洗系统设计不合理的情况，对除雾器冲洗系统整体重新设计，更换。

②将所有喷嘴更换为90°实心锥喷嘴，重新布置，调整冲洗管道与除雾器本体间   距，调整喷嘴到除雾器距离为687mm，以#6机组为例，每层冲洗喷嘴为136个，冲洗覆盖率为181%。由于采用了90°实心锥喷嘴，均匀覆盖除雾器表面，无冲洗死区且重叠交叉区域较少，基本上不存在无效冲洗，且冲洗能量大，因此能够很好地对除雾器本体表面进行冲洗。采用了三片式法兰接口，既可以防止外力破坏，也可防止PP管道受到紫外线 照射加速老化而断裂。在管道弯曲处增加冲洗管加强筋，可以有效防止冲洗管弯曲变形和受到水压的频繁冲击而断裂。

3.2 除雾器改造后的效果

对#6机组的除雾器改造完成后，在其投入使用时其一级压差、二级压差的变化情况，具体详见图4内容所示。

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图4  改造后除雾器压差变化

上图是改造完成且投入运行时间长达2个月后，该机组（#6）脱硫系统的除雾器的一级压差最高值在100Pa左右，而二级压差的最高值徘徊在200Pa左右，两项指标均远低于改造之前。除雾器冲洗系统改造后，脱硫系统运行6个月，除雾器工作状态良好，压差稳定。

4  对除雾器运行维护及优化的建议

4.1 除雾器的运行状况是否良好与除雾器日常运行维护也有着密切的关系。

除雾器的具体位置在吸收塔最顶部的烟气出口，该区域为干区和湿区的交界区。吸收塔浆液中的物质种类繁多，含量比重较高的有碳酸钙、硫酸钙和亚硫酸钙等化合物，还有铝、铁金属，非金属硅和粉尘，这些物质最大的特性为黏度较高，因此一旦浆液和除雾器的叶片发生触碰便会有少量黏附其上;再加上烟气自身的温度过高很容易蒸发掉浆液中水分，久而久之除雾器叶片上的结垢越来越多，质地也越来越密最终形成硬垢[9]。因而通常情况下除雾器在脱硫系统运行状态下超过4小时不进行冲洗就会产生硬垢，如长时间不进行冲洗，势必造成除雾器堵塞。因此建议对除雾器的冲洗系统即便在机组低负荷运行状态下，冲洗间隔时间也不宜超过4小时。

4.2 改造后

目前大唐国际唐山陡河发电厂除雾器冲洗系统进行彻底改造后虽然已基本解决除雾器堵塞问题，但由于仍是采用较早期的除雾器叶片形式，尤其是第二级的三通道叶片，叶片内部仍存在无法冲洗区域，仍存在除雾器叶片断裂，变形，坠落的隐患，建议对除雾器本体进行改造。

5  结束语

陡河发电厂#3～#8机组在大修或停修期间对脱硫系统除雾器进行了技术改造，在均投运6个月之后除雾器压差稳定，除雾器Ⅱ级前后差压最大在200Pa以内，改造效果明显，可供其他同类机组脱硫系统除雾器参考。

参 考 文 献

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