脫硫管束式除塵器結(jié)垢堵塞原因分析及對(duì)策

文_盧志飛 淮浙電力有限責(zé)任公司鳳臺(tái)發(fā)電分公司

1 系統(tǒng)概述

某電廠一期1、2 號(hào)機(jī)組容量為2×630MW，2016 年實(shí)施煙氣超低排放改造，脫硫系統(tǒng)采用三層標(biāo)準(zhǔn)噴淋層+一層交互噴淋層+旋匯耦合器+塔外漿池技術(shù),除塵系統(tǒng)采用電袋復(fù)合除塵器+管束式除塵器技術(shù)，原電除塵器改造為電袋復(fù)合除塵器，將吸收塔除霧器更換為管束式除塵器。二期3、4號(hào)機(jī)組容量2×660MW，2015 年實(shí)施煙氣超低排放改造，脫硫系統(tǒng)采用四層標(biāo)準(zhǔn)噴淋層+旋匯耦合器技術(shù)，除塵系統(tǒng)采用靜電除塵器+管束式除塵器技術(shù)，將電除塵器高頻電源升級(jí)，將吸收塔除霧器更換為管束式除塵器。吸收塔具有高效協(xié)同脫除技術(shù)，綜合除塵效率不小于80%。改造后，煙氣在吸收塔內(nèi)經(jīng)過旋匯耦合器、噴淋層、管束式除塵器除去煙塵、水霧后，經(jīng)煙囪排入大氣，滿足煙氣超低排放要求。

每臺(tái)機(jī)組管束式除塵器配置一套沖洗水系統(tǒng)，每個(gè)管束筒體均在中間合理布置沖洗噴嘴，沖洗噴嘴采用實(shí)心錐型式，采用PP 材料制作，具有良好的霧化狀態(tài)和防堵措施，確保整個(gè)管束式除塵器表面均能被沖洗到，保證煙塵和石膏能自由流動(dòng)到脫硫吸收塔塔內(nèi)。

2 管束式除塵器的工作原理

管束式除塵器通過在吸收塔頂部加載除塵管束替代原除霧器，煙氣進(jìn)入吸收塔經(jīng)噴淋層后進(jìn)入管束式除塵器，產(chǎn)生高速離心運(yùn)動(dòng)，在離心力作用下，霧滴和粉塵被壁面的液膜捕獲，實(shí)現(xiàn)深度脫除，粉塵超低排放的目的。

管束式除塵器由管束筒體和多級(jí)增速器、旋流子分離器、匯流環(huán)及導(dǎo)流環(huán)組成，主要是脫除漿液液滴和塵顆粒。煙氣通過旋流子分離器和增速器，經(jīng)過加速后的氣流高速旋轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)，氣流中的細(xì)小霧滴、塵顆粒在離心力作用下與氣體分離，向筒體壁面方向運(yùn)動(dòng)。而高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣流迫使被截留的液滴在筒體壁面形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液膜層。從氣體分離的細(xì)小霧滴、微塵顆粒在與液膜層接觸后被捕悉，實(shí)現(xiàn)細(xì)小霧滴與微塵顆粒從煙氣中的脫除。氣體旋轉(zhuǎn)流速越大，離心分離效果越佳，捕悉液滴量越大，形成的液膜厚度越大，運(yùn)行阻力越大，越容易發(fā)生二次霧滴的生成；因此采用多級(jí)分離器，分別在不同流速下對(duì)霧滴進(jìn)行脫除，保證較低運(yùn)行阻力下的高效除塵效果。

3 管束式除塵器結(jié)垢堵塞原因分析

在脫硫吸收塔中結(jié)垢堵塞現(xiàn)象十分普遍，經(jīng)過脫硫后的凈煙氣中含有大量的固體物質(zhì)，在經(jīng)過管束式除塵器時(shí)多數(shù)以漿液的形式被捕捉下來，因沖洗水無法全面覆蓋或沖洗水量不足，會(huì)使殘留顆粒物迅速沉積下來，逐漸失去水分而成為石膏垢。石膏垢逐漸增多，造成管束式除塵器結(jié)垢、堵塞等故障發(fā)生，引起煙氣流通面積減小，流速增加，進(jìn)而造成管束式除塵器差壓升高，增加引風(fēng)機(jī)的出力，增加電耗，甚至?xí)痫L(fēng)機(jī)的失速現(xiàn)象，影響機(jī)組的安全性和可靠性。

3.1 沖洗效果差

3.1.1 沖洗水量不足

沖洗水量通過控制沖洗頻率來調(diào)整，沖洗可自動(dòng)順控進(jìn)行也可人工手動(dòng)來控制。一般為順控控制，設(shè)置每3h 為一個(gè)周期，按順序逐個(gè)打開電動(dòng)閥進(jìn)行沖洗，每個(gè)通道沖洗150s。如果管束式除塵器差壓異常，則需要人工手動(dòng)控制，通過縮短沖洗時(shí)間間隔，增加每只閥門沖洗時(shí)間，直至管式除塵器差壓降至正常范圍。

但是沖洗水量受脫硫吸收塔液位和煙氣流量制約，如果吸收塔液位較高時(shí)，容易引起沖洗順控被中斷或者沖洗順控未按規(guī)定執(zhí)行，運(yùn)行也未通過手動(dòng)及時(shí)調(diào)整，就造成沖洗頻次不夠和水量不足。

3.1.2 沖洗水管斷裂

沖洗水管布置在管束式除塵器下部，管道和連接軟管為PP 材質(zhì)，我廠一、二期沖洗母管分別有11、14 個(gè)通道，連接軟管有950 多根。如果沖洗水管或連接軟管斷裂，容易造成沖洗水壓不夠或沖洗不均。

原因：①PP 材質(zhì)運(yùn)行時(shí)間長后存在老化現(xiàn)象；②沖洗水閥采用蝶閥，在開啟時(shí)也存在水錘現(xiàn)象；③在人工清理葉片結(jié)垢時(shí)，因空間狹窄，也存在軟管和接頭磕碰現(xiàn)象；④沖洗水壓力過高，導(dǎo)致螺紋連接處極易脫開；⑤沖洗水管無法進(jìn)行水壓檢查，檢修后只能靠人工肉眼檢查，發(fā)現(xiàn)隱患問題難度較大。

2020 年3 號(hào)機(jī)組一根沖洗水母管與吸收塔塔壁304 不銹鋼法蘭連接發(fā)生漏水，原因?yàn)闆_洗水閥打開時(shí)膨脹節(jié)緩沖力不夠，造成沖洗水母管連接端口產(chǎn)生裂紋。經(jīng)過焊補(bǔ)和堵漏運(yùn)行一段時(shí)間后，接口強(qiáng)度降低又發(fā)生斷裂。多次發(fā)生后，漏水引起吸收塔區(qū)域漏水結(jié)冰，最后停運(yùn)本母管沖洗。在機(jī)組停運(yùn)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)本列母管對(duì)應(yīng)的管束式除塵器底部葉片基本結(jié)垢堵死。

3.1.3 沖洗水質(zhì)差

目前，脫硫吸收塔沖洗水取自工藝水，水源一般使用冷卻塔回用水，水質(zhì)比廠區(qū)工業(yè)水稍差。如果過濾器故障或未定期清理，也容易導(dǎo)致沖洗水噴嘴堵塞，沖洗效果差。

3.2 煙氣品質(zhì)差

3.2.1 石膏漿液中亞硫酸鈣含量偏高

當(dāng)吸收塔PH 值控制不當(dāng)、氧化不充分或原煙氣中二氧化硫含量大幅增加時(shí)，漿液中生成的亞硫酸鈣將大大增加，更容易粘在管束式除塵器下部，亞硫酸鈣會(huì)與硫酸鈣同時(shí)結(jié)晶形成軟垢，后慢慢被氧化，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槭喙浮?/p>

3.2.2 煙氣流速降低

當(dāng)機(jī)組長期低負(fù)荷時(shí)，煙氣流速較低，不利于管束式除塵器氣液分離，造成離心分離效果下降，液滴隨煙氣緩慢粘結(jié)在管束式除塵器內(nèi)部。

3.2.3 煙氣含塵量增大

當(dāng)電除塵故障或除塵效率下降時(shí)，吸收塔入口煙氣含固量增加，造成凈煙氣中攜帶固體顆粒量也大大增加,其粘性較強(qiáng)，飛灰粒徑小。若按正常的沖洗周期和沖洗水量，這些固體顆粒物難以完全清除。

3.3 測(cè)量不準(zhǔn)

壓力變動(dòng)器測(cè)點(diǎn)取樣孔未執(zhí)行定期檢查和水沖洗，造成取樣孔堵塞?；蛘邏毫ψ兯推鞅旧砉收?，造成測(cè)量誤差大，差壓高報(bào)警。管束式除塵器差壓通過設(shè)置的上、下2 套壓力變送器相減計(jì)算得到，由于吸收塔直徑較大，所測(cè)量的差壓也存在一定的誤差和滯后。

3.4 吸收塔流場(chǎng)不均勻

我廠吸收塔采用的是脫硫除塵一體化高效協(xié)同脫除技術(shù)，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)旋匯耦合器存在葉片堵塞或者周邊封板掉落現(xiàn)象，造成吸收塔流場(chǎng)的不均勻，導(dǎo)致管束式除塵器入口煙氣攜帶液滴量差異較大，當(dāng)煙氣攜帶液滴超出處理能力時(shí)，會(huì)造成除塵效果不佳，導(dǎo)致堵塞發(fā)生。

4 管束式除塵器結(jié)垢堵塞對(duì)策措施

4.1 運(yùn)行管理措施

①控制吸收塔PH、液位、密度、氧化風(fēng)量在合理范圍內(nèi)，根據(jù)實(shí)時(shí)原煙氣SO2含量實(shí)時(shí)調(diào)整，嚴(yán)禁原煙氣SO2濃度長期超過脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)值。②加強(qiáng)電除塵器運(yùn)行狀況監(jiān)視，及時(shí)調(diào)整高頻電源出力，保證吸收塔入口粉塵在允許范圍內(nèi)。如果電除塵出現(xiàn)多個(gè)電場(chǎng)故障跳閘，就需要吸收塔多啟動(dòng)一臺(tái)漿液循環(huán)泵來降低出口含塵量。③運(yùn)行中每班應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行管束除塵器沖洗定期工作，保證吸收塔系統(tǒng)的水平衡，防止因吸收塔液位高而影響管束式除塵器的正常沖洗。④嚴(yán)格控制管束除塵器前后差壓在350Pa以內(nèi)，條件允許的情況下可多沖洗。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)值制定機(jī)組各負(fù)荷對(duì)應(yīng)的差壓，偏差較大時(shí)進(jìn)行手動(dòng)沖洗。手動(dòng)對(duì)管束除塵器沖洗時(shí)，要求逐個(gè)進(jìn)行，不得跳躍遺漏。在機(jī)組啟停操作過程中應(yīng)加強(qiáng)沖洗。⑤定期檢查管束除塵器沖洗水壓是否正常、沖洗水閥門是否內(nèi)漏，以保證沖洗的有效性。⑥盡量啟動(dòng)吸收塔下層噴淋對(duì)應(yīng)的漿液循環(huán)泵，增大液滴沉降能力，減少進(jìn)入管束除塵器的液滴。

4.2 檢修維護(hù)措施

①運(yùn)行中加強(qiáng)管束除塵器沖洗水系統(tǒng)的維護(hù)，確保沖洗水系統(tǒng)能可靠投運(yùn)。②定期對(duì)壓力變送器取樣管路進(jìn)行水沖洗，防止取樣管路堵塞造成差壓波動(dòng)大。③定期對(duì)沖洗水過濾器進(jìn)行反沖洗和清理。④將管束式除塵器和旋匯耦合器結(jié)垢堵塞檢查列為機(jī)組停運(yùn)重要工作，在C 級(jí)以上等級(jí)檢修時(shí)，安排對(duì)管束式除塵器和旋匯耦合器進(jìn)行結(jié)垢清理，對(duì)沖洗水連接管斷裂情況進(jìn)行檢查和更換。檢修后對(duì)沖洗管道試漏檢查，調(diào)整沖洗水壓，并檢查沖洗效果。

5 結(jié)語

通過管束式除塵器結(jié)垢堵塞的原因分析，只要從運(yùn)行管理和設(shè)備維護(hù)兩方面入手，加強(qiáng)日常運(yùn)行監(jiān)控,精心維護(hù)設(shè)備,優(yōu)化運(yùn)行方式,提高管束式除塵器的重視程度，通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)不斷完善相關(guān)措施，堵塞結(jié)垢問題是基本上可以解決。