濕法脫硫氧化風(fēng)管堵塞及斷裂分析診斷

【摘要】針對(duì)恒興電廠脫硫一級(jí)吸收塔頻繁出現(xiàn)氧化風(fēng)管斷裂問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析，指出氧化空氣溫度高、氧化風(fēng)管固定不牢固、氧化風(fēng)管焊口應(yīng)力集中的主要因素，并相應(yīng)提出了改造和防范措施。

【關(guān)鍵詞】脫硫；吸收塔；氧化風(fēng)管；斷裂

恒興公司2×330MW燃煤機(jī)組煙氣脫硫采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，2016年脫硫進(jìn)行擴(kuò)容改造，采用雙塔雙循環(huán)改造。

自2016年雙塔改造以來(lái)，#3、#4號(hào)機(jī)組一級(jí)塔氧化風(fēng)管頻繁出現(xiàn)堵塞及斷裂問(wèn)題.嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文從氧化風(fēng)管的結(jié)構(gòu)布置出發(fā)，對(duì)氧化風(fēng)管的堵塞及斷裂原因進(jìn)行分析，并提出改造和防范措施。

1、氧化風(fēng)管的結(jié)構(gòu)布置

恒興電廠氧化空氣系統(tǒng)由3臺(tái)高速離心風(fēng)機(jī)組成，兩個(gè)塔公用3臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，兩用一備，型號(hào)D110—1.99，功率220Kw，進(jìn)口流量110 m3/min，出口風(fēng)壓為199.44Kpa。氧化風(fēng)母管布置在吸收塔外直徑為Φ426x3mm，然后分成4根支管進(jìn)入吸收塔，支管材料為1.4529，直徑為Φ300x3mm。支管前端布置噴水減溫，氧化風(fēng)在進(jìn)入吸收塔前用工藝水冷卻，冷卻前氧化風(fēng)溫在100℃左右，冷卻后的氧化風(fēng)溫在40℃左右。在吸收塔內(nèi)，均勻布置4根主支撐梁，支撐梁之間均勻布置著氧化風(fēng)管支撐梁，材質(zhì)為槽鋼加襯膠防腐，長(zhǎng)度為1132mm，支撐梁兩端直接焊接在吸收塔支撐梁母管上，防腐形式為襯膠。氧化風(fēng)管為管網(wǎng)式布置方式，與支撐梁成90°直角，通過(guò)不銹鋼管箍固定，管箍?jī)啥伺c支撐梁之間采用不銹鋼螺栓連接。吸收塔漿池直徑13m，總?cè)莘e為1039m3，操作液位9.8m，溢流液位為11.5米，氧化風(fēng)管布置在5.7m標(biāo)高處。氧化風(fēng)管下端均布2排排氣孔，孔徑12mm，間距40mm，正常運(yùn)行時(shí)，氧化空氣從排氣孔排出，實(shí)現(xiàn)對(duì)漿液的氧化。

2、氧化風(fēng)管堵塞及斷裂經(jīng)過(guò)

恒興電廠#3、#4機(jī)分別于2015年11月和12月投產(chǎn)發(fā)電，對(duì)歷次吸收塔氧化風(fēng)管堵塞及斷裂進(jìn)行梳理，經(jīng)過(guò)如下：2016年4月，#4機(jī)吸收塔A級(jí)檢修經(jīng)檢查，氧化風(fēng)管斷裂1根，進(jìn)行了焊接修復(fù)。2017年6月#4機(jī)C級(jí)檢修，氧化風(fēng)管斷裂1根，進(jìn)行了焊接修復(fù)。2018年4月#4機(jī)臨時(shí)檢查，氧化風(fēng)管斷裂3根，進(jìn)行了焊接修復(fù)。2017年5月份#3機(jī)A級(jí)檢修氧化風(fēng)管斷兩根，進(jìn)行了焊接修復(fù)。2018年3月#3機(jī)臨時(shí)檢修氧化風(fēng)管斷兩根，進(jìn)行了焊接修復(fù)。

3、對(duì)脫硫系統(tǒng)的影響

3.1影響石膏脫水。因漿液氧化不充分，石膏漿液中CaSO3 成分較多，而CaSO3晶體顆粒較小，透水性也差，容易堵塞濾布，造成真空皮帶機(jī)脫水困難，從而提高了石膏的含水率，影響石膏的品質(zhì)。

3.2引起塔內(nèi)結(jié)垢。氧化風(fēng)管堵塞及斷裂后，一方面會(huì)造成塔內(nèi)漿液濃度增高，大于石膏的過(guò)飽和度，形成石膏垢；另一方面會(huì)造成漿液中CaSO3濃度偏高，與CaSO4同時(shí)結(jié)晶析出，形成CSS垢，CSS垢在吸收塔內(nèi)各組件表面逐漸長(zhǎng)大形成片狀的垢層，影響設(shè)備的使用壽命。

3.3造成塔內(nèi)管道、支架震動(dòng)。氧化風(fēng)管斷裂后，氧化空氣直接水平?jīng)_擊漿液，在反向力的作用下，容易造成塔內(nèi)管架震動(dòng)，引起防腐開(kāi)裂和剝離，導(dǎo)致塔壁腐蝕。

3.4影響脫硫效率。氧化風(fēng)管堵塞及斷裂后，氧化空氣分布不均，氧化效果變差，將會(huì)使CaSO3濃度過(guò)高，包裹在CaCO3顆粒表面從而抑制了CaCO3的溶解，造成脫硫效率降低。

4 、 原因分析

從歷次檢修進(jìn)行分析，氧化風(fēng)管堵塞及斷裂有以下幾方面原因：

4.1氧化空氣溫度高。氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，其出口風(fēng)溫維持在98C左右，使得氧化風(fēng)管內(nèi)壁的石膏漿液很快脫水，尤其是排氣孔位置，容易形成干濕界面。由于漿液中含有CaSO3、CaSO4、 CaCO4及飛灰中含有的雜質(zhì)這些物質(zhì)具有較大的粘度，脫水后便會(huì)粘附在排氣孔周?chē)?，形成?jiān)硬致密的石膏垢，從而造成堵塞。

4.2定期沖洗不及時(shí)。氧化風(fēng)支管前端只有部分設(shè)置了噴水減溫，我廠水源來(lái)自衡水湖地表水，水質(zhì)較差，運(yùn)行過(guò)程中造成噴水減溫噴頭堵塞，不能有效降低氧化風(fēng)溫度，從而造成氧化風(fēng)眼堵塞。運(yùn)行專(zhuān)業(yè)執(zhí)行定期沖洗，容易造成管內(nèi)漿液沉積。

4.3啟停保護(hù)不到位。脫硫系統(tǒng)啟動(dòng)前，漿液逐漸淹沒(méi)氧化風(fēng)管，而此時(shí)氧化風(fēng)機(jī)未能及時(shí)啟動(dòng)，會(huì)造成漿液進(jìn)入氧化風(fēng)管沉積。反之停機(jī)后，氧化風(fēng)機(jī)停運(yùn)較A早，漿液液位未能及時(shí)降至氧化風(fēng)管以下，也會(huì)造成漿液沉積。

4.4設(shè)計(jì)不合理。我廠氧化風(fēng)管為四根兩根9.25米，兩根為11.459米，且全部為焊接口，管道震動(dòng)時(shí)應(yīng)力集中在焊口上，易導(dǎo)致氧化風(fēng)管斷裂。其次氧化風(fēng)管振動(dòng)過(guò)程中，會(huì)帶動(dòng)管箍螺栓不斷摩擦支撐梁螺栓孔，導(dǎo)致防腐損壞，從而會(huì)造成螺栓孔不斷腐蝕擴(kuò)大，當(dāng)孔徑超過(guò)墊片直徑時(shí)，管箍松脫，若氧化風(fēng)管再受到振動(dòng)影響，就會(huì)造成斷裂，鋼梁選材不合理。

5、改造和防范措施

5.1對(duì)焊口進(jìn)行滿焊加強(qiáng)。將所有焊口不合格的地方進(jìn)行切割，重新打磨，采用1.4529的專(zhuān)用焊條進(jìn)行滿焊處理，保證其強(qiáng)度。

5.2對(duì)氧化風(fēng)入口進(jìn)行改造，在四根氧化風(fēng)分支管上加裝膨脹節(jié)，消除管道焊口應(yīng)力，讓氧化風(fēng)管可以自由膨脹。

5.3將氧化風(fēng)管的支撐梁更換為2205不銹鋼材質(zhì)。將所有的管箍換成2205不銹鋼材質(zhì)且加大不銹鋼墊片直徑，防止孔徑變大松脫。管箍緊固后，采用樹(shù)脂對(duì)螺栓孔進(jìn)行灌注，防止磨損腐蝕。最后用玻璃絲布將卡子、管道、鋼梁再次進(jìn)行纏繞加固。

5.4將工藝水由原來(lái)的循環(huán)水退水改為衡水湖來(lái)水，改善工藝水品質(zhì)。

5.5執(zhí)行定期沖洗。每三天對(duì)氧化風(fēng)管沖洗一次，逐個(gè)啟閉各支管沖洗水手動(dòng)閥，保證沖洗時(shí)間和沖洗頻次。

5.6執(zhí)行啟停保護(hù)。脫硫系統(tǒng)啟動(dòng)前，待漿液液位升至5.5米以前，先啟氧化風(fēng)機(jī)，停機(jī)后及時(shí)排漿，待漿液液位降至5.5m以后，再停氧化風(fēng)機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

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