燃煤電廠脫硫吸收塔出口煙道斜板立置式組合除霧裝置的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

陳瑤姬+單新宇

摘 要： 介紹了一種安裝于脫硫吸收塔出口煙道或濕煙氣流通煙道中的組合除霧裝置的結(jié)構(gòu)和原理.該除霧裝置可利用煙道的原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，在不明顯改變?cè)到y(tǒng)運(yùn)行阻力的同時(shí)，可以進(jìn)一步脫除煙氣中夾帶的液滴，有效減輕相關(guān)影響.該除霧裝置采用斜板立置式，由多個(gè)斜板除霧器組合而成，具有阻力小、可實(shí)現(xiàn)自清洗、適用性好和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固，易于維護(hù)，主要受力元件選用不銹鋼材質(zhì)，可有效抵御腐蝕并延長(zhǎng)設(shè)備壽命.該除霧裝置已在兩個(gè)大型電站機(jī)組中應(yīng)用，并取得較好的效果.

關(guān)鍵詞： 除霧裝置； 斜板立置； 組合； 應(yīng)用

中圖分類號(hào)： X 513文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1008-8857（2016）03-0150-03

Abstract： A combinational demister was designed and applied in the outlet flue gas duct of desulfurization tower or wet flue gas duct.The structure and principles of the demister were described.The demister could be installed based on the original duct structure，remove the droplets in the flue gas without significant influence on the flow resistance and mitigate the related impact.The demister was composed of several vertically arranged sloping plates with the advantage of small resistance，selfcleaning，good applicability and simple structure.The demister was light，durable，and easy to maintain.The main forced elements were made of stainless steel for longer service life.The demister has been put into operation in two power plants，and good results were obtained.

Keywords： demister； vertically arranged sloping plates； combination； application

目前，國(guó)內(nèi)外大型燃煤機(jī)組的煙氣脫硫裝置90%以上采用石灰石石膏濕法脫硫工藝.由于受到各種因素制約，采用該工藝時(shí)脫硫塔中所設(shè)的除霧器很難達(dá)到最理想的除霧效果，脫硫后從塔內(nèi)排出的凈煙氣會(huì)夾帶一定量的液滴，液滴中攜帶飛灰、石灰石和石膏等固體顆粒物，若不進(jìn)行脫除，將造成以下不利影響：① 當(dāng)脫硫系統(tǒng)中設(shè)置煙氣煙氣換熱器（GGH）設(shè)備時(shí)，液滴中的固體顆粒物會(huì)沉積粘附在GGH的流通壁面，很難吹掃干凈，不僅會(huì)增加脫硫煙氣系統(tǒng)的運(yùn)行阻力，甚至?xí)餑GH設(shè)備堵塞，造成整套系統(tǒng)停運(yùn)[1-2]；② 當(dāng)脫硫系統(tǒng)中不設(shè)GGH設(shè)備時(shí)，液滴會(huì)被煙氣攜帶排出煙囪，因煙氣溫度只有50℃左右，煙氣不能有效抬升和擴(kuò)散，液滴將集中飄落在廠區(qū)附近，對(duì)電廠和周邊地區(qū)的環(huán)境造成污染[3-5].

針對(duì)設(shè)于煙道中的凈煙氣除霧裝置，國(guó)內(nèi)外已有相關(guān)研究，也有相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用，如RPT公司的水平煙道除霧器等，但均存在阻力大、設(shè)備尺寸大且投資大等不足.

為了解決上述問(wèn)題，本文利用脫硫塔出口煙道的原有結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種脫硫塔出口煙道斜板立置式除霧裝置，在不明顯改變?cè)到y(tǒng)運(yùn)行阻力的同時(shí)，可以進(jìn)一步脫除煙氣中夾帶的液滴，有效減輕相關(guān)影響.

1 裝置結(jié)構(gòu)

脫硫塔出口煙道斜板立置式除霧裝置主要由貼壁框架、除霧斜擋板、加強(qiáng)連板、集液排放槽和煙道內(nèi)壁間的連接緊固件等構(gòu)成.該裝置適合安裝在吸收塔出口后的水平煙道中，是貫穿煙道橫截面且布置在煙道底部的一種斜板式格柵裝置，裝配形式如圖1所示.

由于煙氣中氣、液兩相的密度存在差異，因此具有不同的流動(dòng)特點(diǎn).在高速流動(dòng)的煙氣中，液滴在水平煙道中的運(yùn)動(dòng)呈向下的拋物線型，經(jīng)過(guò)一段水平距離后，液滴在煙氣中呈上疏下密分布，并主要集中在煙道底部.利用這一特性，可將除霧裝置設(shè)置在煙道底部，這樣只需利用煙道下部較小的截面積，便可以獲得較大的液滴脫除效果.

該裝置通過(guò)焊接在煙道內(nèi)壁上的螺柱進(jìn)行安裝定位，其除霧斜擋板可分為若干級(jí).由于煙道中濕度較大，該裝置的主要受力元件均采用不銹鋼材質(zhì).

除霧裝置中的貼壁框架是由槽鋼和邊板等焊接而成的兩個(gè)三角形支撐框架，分別布置在水平煙道的兩側(cè)壁上.貼壁框架通過(guò)焊接螺柱等連接緊固件安裝固定在煙道的側(cè)壁上.

為達(dá)到更好的除霧效果，可以按從上至下順序排列幾組該煙道除霧裝置，進(jìn)行多次除霧，提高除霧效率.組合煙道除霧裝置裝配形式如圖2所示.

2 裝置特點(diǎn)

2.1 運(yùn)行阻力小，除霧效果好

該除霧裝置布置在煙道底部，只占煙道截面的小部分面積，運(yùn)行阻力較小.各級(jí)除霧斜擋板順著煙氣流向逐級(jí)布置，可改善煙氣中氣相部分的流通狀況，有利于進(jìn)一步降低裝置的運(yùn)行阻力.

各級(jí)斜擋板安裝時(shí)逐級(jí)抬高，上一級(jí)斜擋板與下一級(jí)斜擋板在垂直方向需有部分重疊，以確保斜擋板間的協(xié)同除霧效果，防止已收集到的液滴逃逸；最后一級(jí)斜擋板需伸入煙道底部的集液排放槽中，以確保收集到的液滴流入集液排放槽.

2.2 可實(shí)現(xiàn)自清潔，運(yùn)行和維護(hù)成本低

各級(jí)除霧斜擋板按一定傾斜角度相互疊加安裝，使煙氣中的液滴撞擊斜擋板后，在后續(xù)煙氣的高速?zèng)_擊和頂壓下，逐級(jí)向下一級(jí)斜擋板滑落，最后流入集液排放槽中.在液滴脫除過(guò)程中，煙氣和霧滴自動(dòng)完成了對(duì)擋板表面的沖刷和清洗，無(wú)需專門配置沖洗或清潔設(shè)施，有效降低了整套裝置的運(yùn)行和維護(hù)成本.

2.3 易于維護(hù)，適用性較好

該裝置主體與煙道內(nèi)壁間采用螺紋緊固件連接結(jié)構(gòu)，可有效減少在煙道內(nèi)安裝時(shí)的焊接工作，

提高現(xiàn)場(chǎng)施工的消防安全可靠性，有利于后續(xù)對(duì)裝置進(jìn)行更新和維護(hù).該裝置與煙道內(nèi)壁的防腐襯層間采用橡膠墊片軟連接方式，可有效保證防腐襯層在運(yùn)行期間不受損壞，進(jìn)一步提升裝置的適用性.

2.4 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便

該除霧裝置布置在吸收塔出口水平煙道的一段區(qū)域內(nèi)，可充分利用原有煙道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；其主要材料均為目前較通用的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)材料，采購(gòu)方便，有利于降低裝置的制作成本.

2.5 結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固

當(dāng)除霧斜擋板的板厚較小時(shí)，相鄰斜擋板之間需焊接加強(qiáng)連板，使各級(jí)斜擋板連接成為一個(gè)具有足夠剛度的整體，輕巧且堅(jiān)固.

3 裝置應(yīng)用效果

該裝置在合肥電廠1號(hào)機(jī)組（1×600 MW）和鳳臺(tái)電廠3號(hào)機(jī)組（1×660 MW）上進(jìn)行了應(yīng)用.西安熱工研究院對(duì)鳳臺(tái)電廠3號(hào)機(jī)組除霧器后的煙氣中霧滴質(zhì)量濃度進(jìn)行了測(cè)試（脫硫吸收塔出口SO2的質(zhì)量濃度為49.3 mg·Nm-3，O2體積分?jǐn)?shù)為4.15%），得到結(jié)果如表1所示.

由表中可見(jiàn)，煙氣中霧滴質(zhì)量濃度為14.9 mg·Nm-3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2），低于設(shè)計(jì)保證值50 mg·Nm-3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2）.結(jié)果證明，該煙道除霧裝置對(duì)脫除煙氣中的霧滴有較好的效果.

4 結(jié) 論

該煙道除霧裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝便利，結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固，易于維護(hù)；運(yùn)行阻力小，并可實(shí)現(xiàn)自清潔；可單級(jí)或多級(jí)布置.

在電廠的應(yīng)用實(shí)踐證明，該煙道除霧裝置對(duì)脫除煙氣中的霧滴有較好的效果.

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