馬建明，崔鵬飛

(山西漳澤電力股份有限公司漳澤發(fā)電分公司，山西 長治 046021)

1 概述

某發(fā)電公司6號機(jī)組脫硫系統(tǒng)采用目前最成熟的石灰石-石膏濕法脫硫工藝，吸收塔為逆流噴淋塔，采用2級平板型除霧器，除霧器葉片為正弦波形。每級除霧器有上、下各2層沖洗水，每層有4個(gè)沖洗水門，96個(gè)沖洗水噴嘴，沖洗水壓力為0.15～0.2 MPa，每個(gè)噴嘴流量為2 m3/h。一般情況下，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，不對二級除霧器背煙側(cè)進(jìn)行沖洗；只有在脫硫系統(tǒng)停運(yùn)和除霧器前后差壓過高時(shí)，才對其進(jìn)行沖洗。2013年下半年，6號脫硫煙氣系統(tǒng)凈煙道底部排放門排出的積液含有大量石膏和灰垢，并且頻繁堵塞排水溝，清理工作量大。

2014-02-28，6號機(jī)組停運(yùn)后，檢查吸收塔除霧器，發(fā)現(xiàn)1，2級除霧器均有70 %～80 %堵塞，大量石膏垢和灰垢沉積在葉片之間，凈煙道最低處也有1 m多厚的含灰石膏，除霧器的效率降低，嚴(yán)重影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。脫硫運(yùn)行和檢修人員對現(xiàn)場進(jìn)行檢查分析，通過對沖洗水的試驗(yàn)，最終查找到引起除霧器堵塞的原因，并提出了調(diào)整建議和改造方案。

2 除霧器的作用

除霧器是吸收塔中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要作用是捕捉離開吸收塔的煙氣中攜帶的液滴，防止下游設(shè)備結(jié)垢、腐蝕，同時(shí)節(jié)約用水。除霧器性能的好壞直接影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行。一旦除霧器堵塞，不僅影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還影響機(jī)組的安全運(yùn)行(取消脫硫旁路)。除霧器的工作原理是：當(dāng)攜帶液滴的煙氣進(jìn)入除霧器通道時(shí)，由于流線的偏折，在慣性力作用下實(shí)現(xiàn)氣液分離，部分液滴撞擊在除霧器葉片上而被有效捕集。

3 除霧器堵塞的原因分析

3.1 進(jìn)入吸收塔的煙氣含塵量高

6號機(jī)組設(shè)計(jì)有2臺電除塵器，均為單室臥式三電場，除塵效率98 %以上?？紤]到經(jīng)濟(jì)效益，該發(fā)電公司采購的煤種灰分較高，且對電除塵器投入的維護(hù)資金不足，未進(jìn)行大規(guī)模的檢修工作，造成除塵器電壓和電流不能調(diào)整到正常運(yùn)行工況，導(dǎo)致除塵效率逐年下降，已達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。電除塵器出口煙塵濃度已超過設(shè)計(jì)值，大量煙塵通過吸收塔進(jìn)入除霧器，煙塵與煙氣中殘留的SO2及SO3碰撞除霧器后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硅酸鹽硬垢。由于使用高壓水也難以沖洗干凈，大量硬垢逐漸堆積，導(dǎo)致除霧器堵塞，影響除霧器的除霧效率。

3.2 除霧器沖洗水流量小、壓力低

除霧器沖洗裝置可及時(shí)或定期將垢層沖洗干凈，防止垢層堆積，其沖洗效果的好壞直接決定除霧效率的高低。6號脫硫系統(tǒng)未設(shè)計(jì)專門的除霧器沖洗水泵，而是借用工藝水泵。但工藝水泵主要負(fù)責(zé)石灰石漿液池的制漿補(bǔ)水和設(shè)備停運(yùn)后的沖洗；當(dāng)石灰石漿液池制漿補(bǔ)水和設(shè)備沖洗時(shí)，除霧器沖洗水壓力就會下降，達(dá)不到0.15～0.2 MPa，從而影響除霧器的沖洗效果，導(dǎo)致葉片之間逐漸結(jié)垢。6號機(jī)組停運(yùn)后，分別開啟沖洗水門，觀察沖洗水的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)任一沖洗水門開啟時(shí)，其沖洗水量約為35 m3/h，沖洗水母管壓力不足0.1 MPa，沖洗水流量小、壓力低。由于向下沖洗的噴嘴安裝在沖洗水母管底部，大量雜質(zhì)沉積，堵塞了噴嘴，影響了除霧器的正常沖洗。長此以往，除霧器捕捉的灰垢和石膏垢不斷堆積，最終堵塞了除霧器。

3.3 除霧器葉片間距不均勻

除霧器葉片間距不均勻，造成煙氣通過除霧器各葉片間的流速不均勻。葉片間距過窄處，煙氣流速大，捕捉能力強(qiáng)，加重了該處的堵塞，造成煙氣對液滴的二次夾帶，導(dǎo)致結(jié)垢、堵死；葉片間距過寬處，捕捉能力下降，不利于氣液分離和除霧效率，大量的液滴直接被排走，易形成“石膏雨”，影響周圍環(huán)境。2008年10月，6號機(jī)組C級檢修時(shí)，發(fā)現(xiàn)一級除霧器葉片之間70 %以上被堵塞，且有不同程度的損壞和坍塌。在檢修期間，工作人員清理了堵塞部分，廠家修復(fù)了損壞和坍塌部分，但葉片間距變得不均勻，對除霧器的運(yùn)行影響很大。

3.4 運(yùn)行人員調(diào)整控制不當(dāng)

3.4.1 吸收塔漿液亞硫酸鈣含量超標(biāo)

為降低生產(chǎn)成本，機(jī)組大量摻燒高硫分煤。為了控制脫硫系統(tǒng)出口SO2濃度不超標(biāo)，長時(shí)間維持高pH值運(yùn)行，導(dǎo)致吸收塔漿液中亞硫酸鈣含量增加且氧化不充分，造成亞硫酸鈣含量超過規(guī)定值。運(yùn)行人員為了防止吸收塔溢流，長時(shí)間維持低液位運(yùn)行，壓縮了亞硫酸鈣的氧化空間。煙氣中的亞硫酸鈣和碳酸鈣的液滴進(jìn)入除霧器，在除霧器葉片間形成軟垢，與煙氣中攜帶的O2和SO2反應(yīng)生成硬垢，堵塞除霧器。

3.4.2 吸收塔漿液濃度控制不當(dāng)

吸收塔漿液過飽和，煙氣中的含固量增加，亞硫酸鈣和硫酸鈣在吸收塔漿液中的溶解度較小，這些都是造成除霧器堵塞的原因。當(dāng)吸收塔漿液中的亞硫酸鈣、硫酸鈣含量超過石膏漿液的吸收極限時(shí)，亞硫酸鈣、硫酸鈣將在吸收塔塔壁、構(gòu)架和除霧器葉片上結(jié)晶。在實(shí)際運(yùn)行中，吸收塔漿液濃度大于25 %的控制標(biāo)準(zhǔn)，使得硫酸鹽濃度超過臨界飽和度，不斷生成結(jié)晶，造成煙氣中攜帶的顆粒物增加。若按正常的沖洗周期和沖洗水量，煙氣中的顆粒難以全部沖洗干凈，將沉積在葉片之間，逐漸堵塞除霧器。同時(shí)，石膏漿液濃度過高，會壓縮亞硫酸鈣的氧化空間，導(dǎo)致石膏漿液中的亞硫酸鈣濃度慢慢增加，甚至超過規(guī)定濃度。

3.4.3 除霧器沖洗不到位

按規(guī)定，應(yīng)每2 h沖洗除霧器1次，以便將附著在除霧器葉片之間的石膏顆粒、石灰石、煙塵沖洗干凈。如果沖洗間隔時(shí)間太長，這些固體顆粒會附著在除霧器葉片上，并在高溫?zé)煔獾臎_刷下硬化，形成致密的硬垢，且隨著結(jié)垢量的增大，沖洗越來越難，最終導(dǎo)致除霧器堵塞。脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中，由于運(yùn)行值班員責(zé)任心不強(qiáng)或系統(tǒng)操作過多，未按規(guī)定沖洗除霧器，最終造成大量固體顆粒積聚在除霧器上，堵塞除霧器。

4 調(diào)整措施

4.1 合理控制運(yùn)行參數(shù)

合理摻配入爐煤，保證入爐煤硫分在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，控制吸收塔漿液pH值在5.2～5.6，控制吸收塔液位在11.5～12.5 m，并根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和入爐煤硫分的變化調(diào)整吸收塔液位，保證有一定的氧化空間，使亞硫酸鈣充分氧化，控制吸收塔漿液亞硫酸鈣含量不大于1 %，吸收塔漿液濃度在15 %～25 %運(yùn)行。當(dāng)吸收塔漿液濃度大于15 %時(shí)，啟動脫水系統(tǒng)；當(dāng)真空皮帶脫水機(jī)故障時(shí)，可切換為另外一臺脫水機(jī)運(yùn)行。當(dāng)吸收塔漿液濃度升高時(shí)，還應(yīng)增加除霧器的沖洗次數(shù)。

4.2 加強(qiáng)吸收塔漿液指標(biāo)化驗(yàn)

制定吸收塔液位校對和液位計(jì)沖洗制度，每月對吸收塔液位就地實(shí)測1次，根據(jù)測量結(jié)果校對CRT顯示液位。每日白班定期對液位計(jì)沖洗，保證CRT顯示液位的準(zhǔn)確性，確保石膏漿液有足夠的氧化空間；每日白班和中班對吸收塔漿液pH值、濃度進(jìn)行化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果校對CRT顯示參數(shù)，指導(dǎo)運(yùn)行人員正確調(diào)整。每日白班對吸收塔漿液亞硫酸鈣化驗(yàn)1次，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整吸收塔的運(yùn)行參數(shù)；并在中班化驗(yàn)1次，檢查調(diào)整的效果。

4.3 降低除塵器脫硫入口煙塵濃度

6號機(jī)組停運(yùn)后，對電除塵器進(jìn)行全面檢查。檢查電除塵器內(nèi)部的陰極線和陽極板的完好性，如果構(gòu)件積灰嚴(yán)重，必須利用停運(yùn)機(jī)會對電除塵器內(nèi)部進(jìn)行全面沖洗。檢查陰極錘和陽極錘的完好性和靈活性，檢查磁軸等部件的完好性。對電氣部分檢查，做電場升壓試驗(yàn)，盡量保證二次電壓、二次電流和火化率接近設(shè)計(jì)值。

根據(jù)GB13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，從2014-07-01起，燃煤鍋爐的出口煙塵濃度應(yīng)不大于30 mg/m3，否則機(jī)組不得投入運(yùn)行。三電場的6號電除塵器已不能滿足除塵要求，需對其進(jìn)行改造。在機(jī)組等級檢修期間，將其改造為袋式除塵器或電袋復(fù)合式除塵器，以滿足國家環(huán)保要求的煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)，保證脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4.4 提高沖洗水壓力和流量

為了保證除霧器的正常沖洗，需提高沖洗水壓力和流量，為此對沖洗水系統(tǒng)進(jìn)行了改造。改造內(nèi)容為：增加2臺除霧器沖洗水泵，1臺運(yùn)行、1臺備用，確保在沖洗除霧器時(shí)，沖洗水壓力和流量能夠滿足除霧器的沖洗要求。每次脫硫系統(tǒng)停運(yùn)以后，對除霧器進(jìn)行全面檢查，清理垢層，修復(fù)和更換變形的葉片，疏通堵塞的噴嘴，確保除霧器在最佳工況下運(yùn)行。

4.5 改造沖洗水噴嘴位置

脫硫系統(tǒng)停運(yùn)后，對除霧器進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)除霧器存在變形和坍塌時(shí)，根據(jù)情況將其恢復(fù)；若不能恢復(fù)則應(yīng)全部更換，以確保除霧器葉片間距均勻，使通過除霧器的煙氣分布均勻。利用機(jī)組B級檢修機(jī)會，將除霧器沖洗水噴嘴安裝位置由沖洗水母管底部改在兩側(cè)，以防止雜質(zhì)沉積而堵塞噴嘴；并增加噴嘴數(shù)量，以提高除霧器的沖洗覆蓋率。3，4號脫硫系統(tǒng)的除霧器沖洗水噴嘴安裝位置改造后，再未發(fā)生過噴嘴堵塞，而且沖洗效果特別好。

4.6 提高值班人員的責(zé)任心

利用學(xué)習(xí)日加強(qiáng)對運(yùn)行人員的培訓(xùn)，提高運(yùn)行人員的技術(shù)理論水平、現(xiàn)場操作能力和責(zé)任心。完善除霧器沖洗制度，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)根據(jù)除霧器前后差壓變化來調(diào)整沖洗次數(shù)；若吸收塔漿液濃度持續(xù)在20 %以上，應(yīng)增加除霧器沖洗次數(shù)，防止煙氣攜帶固體顆粒物過多。管理人員應(yīng)定期檢查各班組對除霧器的沖洗情況，并根據(jù)實(shí)際情況指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行調(diào)整，以滿足除霧器的運(yùn)行要求。

5 結(jié)束語

對石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)而言，除霧器堵塞將直接影響脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行。隨著脫硫系統(tǒng)旁路擋板門的逐漸拆除，脫硫系統(tǒng)能否安全運(yùn)行將直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行，因此如何防止吸收塔除霧器堵塞至關(guān)重要。只有不斷優(yōu)化運(yùn)行方式，根據(jù)運(yùn)行情況對系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行改造，才能確保機(jī)組的安全運(yùn)行。