石灰石—石膏濕法脫硫裝置磨損腐蝕問(wèn)題分析

楊愛(ài)勇,申智勇,袁立明,祝業(yè)青

(國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院,江蘇南京 210031)

石灰石—石膏濕法脫硫裝置磨損腐蝕問(wèn)題分析

楊愛(ài)勇,申智勇,袁立明,祝業(yè)青

(國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院,江蘇南京 210031)

分析了目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有石灰石—石膏濕法脫硫裝置的磨損防腐問(wèn)題,簡(jiǎn)述了在運(yùn)石灰石—石膏濕法脫硫裝置的主要磨損腐蝕環(huán)境及相應(yīng)的防護(hù)措施。

濕法脫硫;防腐;磨損

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝是一種較為成熟的脫硫工藝,被廣泛應(yīng)用到火電廠煙氣脫硫工程中。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)火電廠石灰石—石膏濕法脫硫裝置運(yùn)行中存在較多問(wèn)題,磨損和腐蝕是影響脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的主要因素之一。

1 主要磨損腐蝕環(huán)境及防護(hù)措施

1.1 高溫?zé)煔舛?/h3>

高溫?zé)煔鉁囟纫话阍?110～140℃之間,高于酸露點(diǎn),腐蝕不明顯,在脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)基本不需要采取額外的防腐蝕措施。該段一般含塵量較高,對(duì)煙道及設(shè)備存在一定的磨損,煙道內(nèi)撐件需要采取相應(yīng)的防磨措施。GGH疏水溝后和 GGH與吸收塔之間的煙道存在沖洗疏水及水汽凝露,需要采取防腐措施,一般采用耐高溫玻璃鱗片樹(shù)脂。

1.2 低溫?zé)煔舛?/h3>

低溫?zé)煔舛沃饕肝账隹跓煹?煙溫較低,水分含量較高,低于酸露點(diǎn)和水露點(diǎn),主要腐蝕成分為 H2O、SO2、SO3、HCl、煙氣中攜帶的漿液等。防護(hù)措施主要考慮耐腐蝕和耐水汽滲透,一般采用耐水汽滲透性較好的玻璃鱗片樹(shù)脂。

1.3 旁路煙道

旁路煙道中可能存在高、低溫?zé)煔饨惶?因此,一般選擇同時(shí)耐高溫和耐水汽滲透的兩種玻璃鱗片樹(shù)脂結(jié)合施工的方法。

1.4 吸收塔入口干濕界面

吸收塔入口存在一個(gè)煙氣與漿液接觸的干濕界面;該部分同時(shí)存在煙氣腐蝕和漿液腐蝕,且由于冷熱交替,對(duì)防腐材料的破壞較嚴(yán)重,同時(shí)熱煙氣蒸干漿液而造成結(jié)垢,屬于嚴(yán)重腐蝕結(jié)垢并存區(qū)域。目前,國(guó)內(nèi)通常有兩種做法,一種是采用碳鋼貼襯C276合金鋼的方式,另外一種是采用碳鋼 +耐高溫玻璃鱗片樹(shù)脂 +局部貼襯耐酸磚的方案。

1.5 吸收塔反應(yīng)槽底部區(qū)域

腐蝕介質(zhì)主要是漿液,腐蝕成分是氯離子、酸腐蝕。漿液 pH一般在 5.5左右,Cl-1含量一般在20000～40000mg/L。漿液處于流動(dòng)狀態(tài),固體物含量 12%～20%范圍內(nèi),腐蝕的同時(shí)存在較強(qiáng)的磨損。具體的措施:對(duì)于襯膠防腐的噴淋塔,一般采用雙層襯膠的方案;對(duì)于玻璃鱗片樹(shù)脂防腐的噴淋塔,一般采用雙層厚度的玻璃鱗片防腐,外表層采用添加陶瓷粉磨耐磨的玻璃鱗片樹(shù)脂涂層。

1.6 吸收塔噴淋區(qū)

腐蝕介質(zhì)主要是漿液、冷卻飽和煙氣等。該區(qū)域布置有噴淋管噴嘴,存在著較為嚴(yán)重的漿液沖刷。防護(hù)措施一般與吸收塔底部區(qū)域相同,采用加強(qiáng)防護(hù)的方法;除此之外還應(yīng)優(yōu)化噴淋層及噴嘴的設(shè)計(jì),減少對(duì)塔壁及支撐梁的沖刷。

1.7 漿液系統(tǒng)的管道及設(shè)備

漿液系統(tǒng)分為石灰石漿液和石膏漿液兩部分。對(duì)于石灰石漿液,由于一般采用石膏脫水后的濾液水制漿,因此,漿液里存在較高的氯離子,且漿液固體物含量較高,對(duì)管道及設(shè)備存在著嚴(yán)重的磨損及腐蝕。對(duì)于石膏漿液,主要是氯離子、酸腐蝕,同時(shí)由于漿液物體物含量也較高,對(duì)管道及設(shè)備也存在較重的磨損及腐蝕。國(guó)內(nèi)大部分石灰石—石膏濕法脫硫工程采用碳鋼襯膠管道,少部分工程采用玻璃鋼管道。襯膠管道屬于預(yù)制件,現(xiàn)場(chǎng)更改的難度較大,且存在調(diào)整段安裝后需要返廠襯膠二次安裝的問(wèn)題;對(duì)于玻璃鋼管道,由于材質(zhì)的伸縮性較大,剛度稍差,設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮管道的支撐和伸縮問(wèn)題。

漿液系統(tǒng)的泵類設(shè)備,目前防腐方式主要包括三類:一是全金屬泵,泵殼及葉輪均采用雙相不銹鋼鑄造而成;二是襯膠泵,泵殼采用鑄鐵 +橡膠泵殼,葉輪采用雙相不銹鋼或者橡膠;三是陶瓷泵,泵殼采用用鑄鐵 +陶瓷樹(shù)脂,葉輪采用陶瓷樹(shù)脂鑄造。相對(duì)來(lái)說(shuō),前兩種泵國(guó)內(nèi)使用的較多;陶瓷泵剛剛起步,業(yè)績(jī)不是很多。漿液系統(tǒng)箱罐一般采用碳鋼 +玻璃鱗片樹(shù)脂防腐。箱罐的小型攪拌機(jī)采用雙相不銹鋼材質(zhì)或者碳鋼襯膠。

2 濕法脫硫裝置中磨損腐蝕問(wèn)題分析

2.1 泵及攪拌機(jī)磨損腐蝕

通過(guò)對(duì)在運(yùn)的石灰石—石膏濕法脫硫裝置運(yùn)行情況調(diào)查發(fā)現(xiàn),目前漿液系統(tǒng)泵及攪拌機(jī)類設(shè)備存在嚴(yán)重的磨損及腐蝕現(xiàn)象。泵及攪拌機(jī)設(shè)備機(jī)械密封損壞嚴(yán)重,尤其是外圍泵的機(jī)械密封,實(shí)際可用壽命基本都在 1年以下。泵殼、泵葉輪及攪拌機(jī)葉輪磨損腐蝕嚴(yán)重。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備損壞情況的了解,泵、攪拌機(jī)的損壞應(yīng)該是磨損和腐蝕聯(lián)合作用的結(jié)果。雙相不銹鋼的防腐機(jī)理是在金屬表面形成一層鈍化膜,避免金屬的進(jìn)一步腐蝕。由于泵、攪拌機(jī)等設(shè)備與漿液存在較高的相對(duì)運(yùn)動(dòng),漿液中的固體物會(huì)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)設(shè)備金屬表面的鈍化膜形成破壞作用,為腐蝕的發(fā)展創(chuàng)造了條件。

2.2 吸收塔噴淋層的沖刷腐蝕

在稍早期的脫硫工程中對(duì)吸收塔噴淋層部分對(duì)塔壁的沖刷估計(jì)不足,部分工況噴淋區(qū)部分未做防磨處理,或者即使做了防磨處理,但是由于噴淋層設(shè)計(jì)不合理,沖刷嚴(yán)重,破壞了塔壁的防腐層,腐蝕性的漿液對(duì)塔壁腐蝕造成塔壁穿孔影響系統(tǒng)的安全性。另外設(shè)計(jì)不合理的噴淋層,噴嘴直接沖刷支撐梁,也會(huì)造成噴淋層支撐梁防腐結(jié)構(gòu)的破壞,進(jìn)而腐蝕噴淋層支撐梁,對(duì)塔的安全運(yùn)行造成影響。

2.3 襯膠管道的磨損腐蝕

大部分石灰石—石膏濕法脫硫工藝漿液管道采用襯膠管道,脫硫裝置運(yùn)行過(guò)程中襯膠管道尤其是彎頭、三通、異徑管等管件存在嚴(yán)重的磨損及腐蝕現(xiàn)象。目前,國(guó)內(nèi)襯膠管道生產(chǎn)廠家較多,部分廠家質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán),生產(chǎn)過(guò)程中膠層與金屬管道之間沒(méi)有結(jié)合緊密,或者存在氣泡等因素,在使用過(guò)程中隨著溫度變化,襯膠層脫落,漿液直接對(duì)碳鋼管道接觸,造成磨損及腐蝕。另外在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上,部分系統(tǒng)管道流速設(shè)計(jì)不合理,使用過(guò)程中磨損、氣蝕、腐蝕聯(lián)合作用,使得膠皮脫落,管道穿孔。

2.4 施工質(zhì)量差引起的設(shè)備腐蝕

由于脫硫工程工期比較緊張,部分脫硫工程的防腐施工安排在冬季,雖采取一定措施,但施工質(zhì)量仍然難以保證。另外,吸收塔出口煙道及伸縮節(jié)等處存在積水,造成腐蝕加劇。

3 結(jié)語(yǔ)

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫根據(jù)不同的腐蝕環(huán)境,一般會(huì)采取相應(yīng)的防腐措施,常規(guī)的方法有襯膠、玻璃鱗片樹(shù)脂涂層、設(shè)備采用雙相不銹鋼制造、貼襯鎳基不銹鋼等。通過(guò)對(duì)在運(yùn)濕法脫硫工程存在突出的磨損和腐蝕問(wèn)題的分析,為今后的工程中設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量提供借鑒;運(yùn)營(yíng)人員也可以了解濕法脫硫裝置突出的磨損腐蝕問(wèn)題的主要原因并采取相應(yīng)的措施,提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

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Analysis about the notable erosion and corrosion inWetLimestone FGD equipments

The erosion and corrosion in wet l im estone-gypsum FGD equipments in our country were analyzed.The different erosion and co rrosion environm ent and its protective measures were proposed.

wet l imestone FGD;erosion;corrosion

X701.3

B

1674-8069(2010)06-031-02

2010-08-19;

2010-11-04

楊愛(ài)勇 (1978-),男,河南開(kāi)封人,工程師,主要從事煙氣脫硫、脫硝工程設(shè)計(jì)及調(diào)試工作。E-mail:yangaiyong@vip.163.com