淺析玻璃鋼噴淋管故障原因及預(yù)防措施

摘? 要：玻璃鋼噴淋管若發(fā)生故障將直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組停運(yùn)。基于此，本文以某電廠#3機(jī)組脫硫系統(tǒng)噴淋管斷裂事故為例，分析了噴淋管運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)故障原因，并提出對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施，以期為類似事故提供參考。

關(guān)鍵詞：脫硫;噴淋管;玻璃鋼

中圖分類號(hào)：TQ327.1? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）12-0000-00

0 引言

玻璃鋼噴淋管因其具有耐腐蝕、成本低等優(yōu)點(diǎn)成為石灰石濕法脫硫的首選設(shè)備。玻璃鋼噴淋管在安裝調(diào)試和運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)斷裂事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

1 玻璃鋼噴淋管介紹

1.1 成分結(jié)構(gòu)

玻璃鋼又稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料。以玻璃纖維及其制品作為增強(qiáng)材料，以合成樹(shù)脂作基體材料的一種復(fù)合材料。纖維（或晶須）的直徑很小，一般在10μm以下，斷裂應(yīng)變?yōu)榍Х种詢?nèi)，屬于脆性材料，其易損傷、斷裂和受到腐蝕?；w強(qiáng)度、模量都要低很多，可以經(jīng)受較大的應(yīng)變[1]。

玻璃鋼噴淋管由四層組成：（1）內(nèi)耐磨損層：處于噴淋管最內(nèi)層和最外層，有玻璃鋼纖維表面氈、樹(shù)脂、耐磨填料組成，抗腐蝕，耐磨和減少管道內(nèi)流體阻力。（2）抗腐蝕層：由富樹(shù)脂層和中間層構(gòu)成，有玻璃纖維表面氈、樹(shù)脂組成，抗腐蝕。（3）增強(qiáng)層：主要承受管道壓力和其他載荷，有玻璃纖維表面氈、短切氈和樹(shù)脂組成。（4）外耐磨損層：該層成分和內(nèi)耐磨損層一樣，主要是防止上層噴淋層所噴淋的漿液以及含有漿液的煙氣對(duì)管道外部的磨損[2]。

1.2 加工方法

常用方法有：（1）往復(fù)式旋轉(zhuǎn)纏繞法：將浸有適量樹(shù)脂的玻璃纖維按工藝要求逐層纏繞在旋轉(zhuǎn)的模芯上。（2）手糊法：按要求將工藝管件糊制成型，適用于異型管件制作和現(xiàn)場(chǎng)施工。

1.3 玻璃鋼噴淋管的優(yōu)點(diǎn)

（1）耐腐蝕。主要材質(zhì)是樹(shù)脂和玻璃纖維，具有較好的耐酸性和耐離子腐蝕性，適應(yīng)塔內(nèi)的復(fù)雜環(huán)境。（2）耐沖刷。玻璃鋼管道內(nèi)襯耐磨層，配有碳化硅等，耐沖刷，耐磨。（3）施工維修方便。可以現(xiàn)場(chǎng)手工施工，便于趕工期和搶修工作 [3]。

2 噴淋層常見(jiàn)故障和影響

2.1 噴嘴、噴淋管堵塞

常見(jiàn)故障主要是噴嘴和噴淋支管堵塞，主管堵塞。

噴嘴堵塞后，流量降低甚至完全無(wú)量，漿液霧化層缺失，煙氣逃逸，降低脫硫效率。

個(gè)別噴嘴堵塞后，支路漿液流量減小，漿液沉積，造成噴淋管全面堵塞，使噴淋層失去作用。

個(gè)別噴嘴堵塞后，其他噴嘴壓頭升高，流量加大，造成噴淋管磨損嚴(yán)重，降低噴淋支管使用壽命。

2.2 噴淋管斷裂

噴淋層支管，主管斷裂。

噴淋管斷裂后，導(dǎo)致噴淋層無(wú)法運(yùn)行，直接導(dǎo)致機(jī)組停運(yùn)。

上層噴淋管斷裂后，噴淋管斷裂后掉入漿液池中，損壞攪拌器等設(shè)備。堵塞循環(huán)泵入口，造成循環(huán)泵入口流量不足，迫使機(jī)組整體停運(yùn)。

3 噴淋層故障的原因分析

3.1 雜物進(jìn)入

雜物通過(guò)敞開(kāi)式溝道進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，噴淋層噴嘴極易被堵塞。漿液流量降低后，該區(qū)域煙氣逃逸，因高溫?zé)煔庾饔?，石膏結(jié)垢進(jìn)一步加劇噴嘴堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致噴嘴失去作用。

3.2 防腐鱗片、膠皮脫落

質(zhì)量不合格導(dǎo)致鱗片脫落，經(jīng)攪拌器，泵葉輪破碎后容易在噴嘴處堵塞。

襯丁基橡膠或者襯聚四氟乙烯塑料在長(zhǎng)期運(yùn)行中，異形件因長(zhǎng)期沖刷而導(dǎo)致防腐層脫落，經(jīng)過(guò)循環(huán)堵塞噴嘴。

3.3 除霧器故障

平板式除霧器安裝過(guò)程中支撐梁存在位置偏差，間距過(guò)大或除霧器模塊尺寸過(guò)小情況，會(huì)導(dǎo)致固定接觸面積小。因氣流作用，模塊壓板螺栓松動(dòng)，除霧器堵塞，導(dǎo)致其他區(qū)域除霧器煙氣流量增大。除霧器松動(dòng)掉落，攪拌器會(huì)使除霧器模塊破碎，經(jīng)過(guò)漿液循環(huán)系統(tǒng)后會(huì)導(dǎo)致噴嘴堵塞。

3.4 施工工藝差

噴淋支管和主管，噴淋支管和噴嘴均為手工包纏。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足，搶工期的情況下，不能完全按照施工工藝操作。接口打磨清理不徹底，玻璃絲布每層之間固化時(shí)間不夠，接口重疊寬度不足等因素，均會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量不合格。噴淋層支管脫落事故中，多數(shù)為支管和主管的接口處脫落。

3.5 成品質(zhì)量不合格

設(shè)計(jì)荷載不準(zhǔn)確，生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)錯(cuò)誤等問(wèn)題常發(fā)生。

在該電廠噴淋管斷裂事故中，設(shè)計(jì)的管道壁厚度與其跨距不匹配，噴淋管在塔內(nèi)撓度偏大，局部應(yīng)力過(guò)大問(wèn)題，是導(dǎo)致本次發(fā)生斷裂的主要原因。從斷口裂紋可以看出，噴淋管樹(shù)脂含量偏低，樹(shù)脂和玻璃絲布的配比不滿足要求。噴淋層厚度如表1和表2所示。

4 故障的預(yù)防措施

4.1 減少雜物進(jìn)入

地溝、地坑等設(shè)施采取封閉式蓋板，待脫硫系統(tǒng)檢修后，確保內(nèi)部雜物清理干凈。

4.2 提高除霧器穩(wěn)定性

建設(shè)過(guò)程中嚴(yán)格核對(duì)圖紙和除霧器模塊制作數(shù)據(jù)，確保支撐梁間距和模塊尺寸一致，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)、嚴(yán)格進(jìn)行支撐梁安裝質(zhì)量驗(yàn)收和除霧器到貨驗(yàn)收工作。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，平板式除霧器模塊掉落較為頻繁，可設(shè)計(jì)安裝屋脊式除霧器或者將除霧器安裝在吸收塔后部水平煙道，從而減少除霧器模塊掉落事故的發(fā)生概率。

運(yùn)行過(guò)程中按工藝要求進(jìn)行除霧器沖洗，減少除霧器結(jié)垢，堵塞等影響。

4.3 嚴(yán)格控制施工工藝

現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中，安排技能熟練的工人，嚴(yán)格按照工藝做好基體打磨、對(duì)口、填縫、樹(shù)脂刷涂、玻璃絲布包纏和養(yǎng)護(hù)工作。尤其是在工期較短的情況下，應(yīng)避免為確保樹(shù)脂較快固化而過(guò)多的摻加固化劑，減少養(yǎng)護(hù)周期短而導(dǎo)致的分層及強(qiáng)度不足等缺陷的發(fā)生。

4.4 提高噴淋管產(chǎn)品質(zhì)量

噴淋管供貨單位應(yīng)嚴(yán)格按照噴淋管自身靜荷載，運(yùn)行中充滿漿液狀態(tài)的動(dòng)載荷以及噴淋層支撐梁跨度等因素設(shè)計(jì)噴淋管直徑和厚度，不得隨意將管壁減薄，確保噴淋管厚度滿足荷載要求。

噴淋管制造單位應(yīng)嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)備制作，不得為降低成本而任意減少材料。設(shè)備出廠和設(shè)備到廠驗(yàn)收過(guò)程中，應(yīng)做好設(shè)備檢驗(yàn)工作，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)處理。

4.5 安裝循環(huán)泵入口濾網(wǎng)

在吸收塔內(nèi)部循環(huán)泵入口安裝濾網(wǎng)，在保證通流面積的情況下，盡可能減少孔直徑，有效避免吸收漿液池中雜物進(jìn)入漿液循環(huán)系統(tǒng)，而堵塞噴嘴。該電廠在此次事故后，增加了濾網(wǎng)，極大地減少了噴淋層堵塞故障頻率。

4.6 加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視

在設(shè)備運(yùn)行中，運(yùn)行人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)漿液循環(huán)泵電流，出口壓力和脫硫效率等參數(shù)的監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)噴嘴堵塞、噴淋管斷裂等異常情況，掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，進(jìn)行計(jì)劃性檢修安排。

5 結(jié)論

本文對(duì)玻璃鋼噴淋管進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)常見(jiàn)故障及其影響進(jìn)行了分析，提出預(yù)防措施?；诖酥饕贸鲆韵陆Y(jié)論：（1）噴淋管常見(jiàn)故障是噴嘴、噴淋支管甚至噴淋主管堵塞，在運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格防范雜物進(jìn)入系統(tǒng)，其中在塔內(nèi)循環(huán)泵入口增加濾網(wǎng)能夠起到很好過(guò)濾作用。充分利用檢修機(jī)會(huì)，對(duì)噴淋層進(jìn)行徹底疏通，保證噴淋管暢通。（2）噴淋管?chē)?yán)重故障是支管和主管斷裂，這直接導(dǎo)致機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)。其主要原因是噴淋管質(zhì)量不合格造成的，因此應(yīng)當(dāng)在施工過(guò)程中加強(qiáng)設(shè)備驗(yàn)收，避免斷裂事故的發(fā)生。（3）運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備參數(shù)的監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采取預(yù)防性措施。

參考文獻(xiàn)

[1] DL/T 5196-2004.火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] HJ/T 179-2005.火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范.石灰石/石灰-石膏法[S].

[3] HG/T 21633-1991.玻璃鋼管和管件[S].

收稿日期：2020-09-06

作者簡(jiǎn)介：蔣弘毅（1984—），男，江蘇蘇州人，本科，工程師，從事火力發(fā)電廠煙氣治理、廢棄電器電子產(chǎn)品處理、水污染防治工作。