湿法脱硫原烟道压力高原因分析

[摘 要]针对3号机组湿法脱硫系统原烟道压力高的现象，对可能形成的阻力因素逐一进行排查分析，分析其产生的原因，最后确定是由于吸收塔入口干湿界面结垢严重，烟道流通面积大幅缩小造成原烟道压力高的现象，采取人工清垢的措施，保证了脱硫系统重新启动后的安全运行。

[关键词]原烟道;压力高;干湿界面;结垢

中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0358-02

1 前言

长春二热3号机组是200MW级热电联产供热机组，于2005年投产。随着国家环保要求的提高，在2012年改造安装了石灰石―石膏湿法脱硫系统，由北京国电清新环保技术股份有限公司总承包设计安装，系统采用一炉一塔设计，无旁路，无增压风机，不设GGH，吸收塔采用逆流接触型洗涤喷淋塔，设有一层湍流层，三层浆液喷淋层，一层管式加两层屋脊式除雾器。锅炉燃烧后的烟气，经过电袋复合式除尘器除尘后，经过两台引风机汇合，经过原烟道挡板门折弯变向后，进入吸收塔，在塔内先后经过湍流层、三层喷淋层和除雾器后，干净的烟气经过净烟道及挡板进入烟囱，排入大气。

2 原烟道压力逐渐升高的现象

3号机组于2014年3月10日停运进行C级检修，检修后于4月11日再次启动。由于公司在2014年进行1、2、6号机组的脱硝及配套工程改造，3号机组作为主力机组一直长周期运行，连续运行到2015年4月13日机组停运（2015年进行脱硝改造）。在长达一年的连续运行期间，从2014年12月末开始3号机组脱硫系统原烟气压力逐渐升高，在负荷高时出现原烟道压力高报警（≥1500 Pa），到2月18日原烟道压力报警更加频繁，并且长时间出现超量程（量程上限2000Pa）现象，从3月10日开始，当机组蒸发量达到500t/h时就出现原烟道压力超量程，直至机组停运。从表1可以看出机组蒸发量、原烟道压力计除雾器变化情况。（见图1）

红色曲线代表机组锅炉蒸发量，蓝色曲线代表原烟道压力，绿色曲线代表除雾器压差

3 原烟道压力逐渐升高的原因分析

根据整个脱硫系统中烟气流向和系统可能存在的阻力点，逐个排除分析压力升高的原因。

3.1 表计问题

由于在设计上，原烟道只在CEMS在线监测系统中设有有一个压力测点，由于是单侧点，首先怀疑表计的准确性。多次联系热控人员进行压力测点的表计校对，经过多次校对，并联系热力实验组就地测量，结论是表计准确，压力显示真实。

3.2 原烟道、净烟道挡板开度不正确

3号机组原设计有旁路烟道，由于环保政策的逐渐严格，改造过程中将已安装的旁路挡板取消，但保留了原烟气和净烟气挡板。但脱硫改造完成后，初次投运时，就将原烟气和净烟气挡板全部开启，并对执行机构进行断电处理，防止挡板误关造成机组跳闸现象发生。经过运行、检修人员多次到就地执行机构处进行查看，最后确认，原烟气、净烟气挡板机械位置一直为开启状态，不可能是由于挡板门开度问题引起的原烟气压力升高。

3.3 吸收塔入口烟道干湿界面结垢严重

3号机组脱硫改造属于利用现有预留场地进行改造，但预留空间不足，3号机组两台引风机出口管路汇合后进入吸收塔时几乎采用90°弯头连接，进入吸收塔段几乎没有水平段，直接倾角15°进入吸收塔，造成进入吸收塔的烟气在入口干湿界面处来不及均流就进入吸收塔，此处气流分布不均匀，入口烟道干湿界面矩形截面上出现负压回风区，吸收塔喷淋下落的低温浆液，被高温的烟气卷至入口干湿界面处，堆积浆液很快被烘干结成垢块，以往在脱硫系统检修时，每座吸收塔入口干湿界面处均有不同程度的石膏堆积，但原烟道压力高到超量程的还没有发生，但这种石膏堆积的现象确实存在，但具体堆积程度及是否是由此引发的原烟气压力高的现象只有机组停运后才能确定。

3.4 湍流层堵塞

吸收塔中的湍流层是主要是应用了国电清新的旋汇流耦合技术。湍流层布置在吸收塔入口烟道上方喷淋层的下方，由两个半圆形的预制而成，在每个半圆形的均布32个1米直径的旋流子。从引风机引来的烟气进入吸收塔后，首先进入旋汇耦合区，通过旋流和汇流的耦合，在湍流空间内形成一个旋转、翻覆、湍流度很大的有效气液传质体系.在完成第一阶段脱硫的同时，烟气温度迅速下降;在旋汇耦合装置和喷淋层之间，烟气的均气效果明显增强;烟气在旋汇耦合装置反应中，由于形成的亚硫酸钙在不饱和状态下汇入浆液，避免了旋汇耦合装置结垢的形成。第二阶段进入吸收区，经过旋汇耦合区一级脱硫的烟气继续上升进入二级脱硫区，来自吸收塔上部喷淋联管的雾化浆液在塔中均匀喷淋，与均匀上升的烟气继续反应，净化烟气经除雾后排放。

由此可见，由于湍流层的结构及作用，湍流层的大面积结垢现象不易发生，且通过湍流层上下的测量压差，压差在300-500Pa，变化趋势不大，此处造成原烟道压力升高的因素可以排除。

3.5 除雾器堵塞

由于除雾器的结构形式、所处的位置及其他电厂有过的除雾器严重堵塞甚至坍塌的经验，在整个脱硫系统中，推测由于除雾器堵塞造成原烟道压力升高的可能性最大。但经过数据的对比分析，除雾器的压差却没有大幅攀升的迹象，虽说经过一年的长周期运行，15个除雾器冲洗水门在冲洗过程中，出现了4个阀门的分支管路在冲洗时，除雾器冲洗水泵高于其他阀门，冲洗水压力低于其他阀门的现象，数据表明除雾器冲洗水母管存在脱扣或断裂的可能，将故障分支管路停用，不进行冲洗，会引起故障分支管路对应的除雾器无法进行冲洗而造成局部堵塞现象，其余管路与阀门冲洗正常，且除雾器压差表计经多次校验，均正常，除雾器压差低于200Pa，属于正常范围，除非存在特殊原因造成的压差显示不正常的现象，因此基本排除除雾器堵塞的原因造成的原烟气压力高的影响因素。

4 机组停运后确定最终结果

机组停运后，吸收塔除雾器的检修人孔门首先打开，查看末级除雾器的背风面，发现堵塞情况不严重，但有一组除雾器有坍塌现象，之前被发现电流及除雾器冲洗水压力异常的分支管路，存在分支管路堵头掉落，或分支管路整体从支架上掉落，但整体的除雾器堵塞情况不严重，轻微堵塞的除雾器不是引起原烟道压力升高的原因。打开湍流层的检修孔，发现部分湍流子损坏，只有部分湍流子周围存在轻微结垢现象。

6月9日吸收塔浆液倒换完毕后，打开吸收塔检修人口门，发现吸收塔入口干湿界面处堆积大量坚硬的石膏垢，红色范围是烟道矩形面积，白色区域为剩余的流通面积，矩形烟道的流通面积已不足三分之一，这才是造成原烟道压力高的真正原因。

5 结论

3号机组停运检修期间，对吸收塔入口烟道的干湿界面处进行了人工清理石膏垢，石膏垢非常坚硬。由于入口烟道流通面积大幅缩小，烟气流速及流向发生了较大的改变，造成了部分湍流子和除雾器损坏。11月份机组再次投运，原烟道压力恢复正常，基本在300-700Pa。此种现象在1号机组运行期间也同样出现，同样利用机组短时间停运的机会进行了人工清理，清理后压力恢复正常。

平时运行时，要严格控制吸收塔入口烟尘浓度，吸收塔内浆液密度不可过高，尽量降低排烟温度，减少液体和气体接触时的温度差。

由于每台机组均存在不同程度的结垢现象，影响机组带负荷，长周期运行无法进行人工清理，可以考虑在原烟道入口干湿界面处增设冲洗装置，利用除雾器冲洗水或其他水源进行，设定能修改冲洗时间的程序，便于实现冲洗功能，在陡河发电厂及乌沙山电厂应用的效果很好，减少了检修时人工清理的危险性和劳动量，公司六台机组排烟温度高，更容易在干湿界面处形成石膏垢，大量堆积后，还会造成原烟道压力高的现象，建议明年利用机组检修时机，加装冲洗装置，避免此类情况的再次发生。

参考文献

[1] 霍广文 脱硫吸收塔入口烟道干湿界面加装冲洗装置的研究及应用 《工程科学》

作者简介

姓名：郑固红（1975-），女，职称：工程师，从事专业：从事电厂灰硫运行管理工作