浅谈彬长电厂FGD脱硫除雾器堵塞及冲洗

浅谈彬长电厂FGD脱硫除雾器堵塞及冲洗

李安

（大唐彬长发电有限责任公司陕西咸阳713600）

摘要：本文叙述、分析、总结了大唐彬长发电有限责任公司2*630MW机组FGD脱硫在运行中所遇到的除雾器堵塞的原因，结合自己对该套脱硫设施的设计、运行、维护的理解提出了合理的吸收塔除雾器堵塞的原因及防治措施，对类似工程吸收塔的设计选型和运行维护提供参考。

关键词：FGD脱硫除雾器；堵塞；冲洗

一、设备说明

大唐彬长发电有限责任公司2*630MW湿法烟气脱硫吸收塔采用垂直逆流吸收塔，于吸收塔顶部布置有二级平板式除雾器，材质为聚丙烯（PP）材质，布置有除雾器冲洗母管及喷嘴，喷嘴材料为PP，采用断续式冲洗方式。

二、除雾器设计构成与原理

除雾器布置于吸收塔内顶部，含硫烟气经过反应区时与石灰石浆液进行中和反应后形成雾滴，雾滴随烟气上升至除雾器区域，被除雾器捕集除去，防止下游设备的结垢及腐蚀。脱硫除雾器是烟气脱硫系统中非常重要的装置，除雾器除雾效率的高低和压降的大小直接影响到脱硫后烟气的“干净”程度和系统的运行效率，其性能直接影响到湿法洗涤烟气脱硫系统能否连续可靠运行。除雾器故障不仅会造成脱硫系统的停运，甚至可能导致整个机组（系统）停机。

我厂脱硫系统除雾器采用二级折板式除雾器，分两级布置，当含有雾滴的烟气流经除雾器通道时，雾滴的撞击作用、惯性作用、转向离心力及其与波形板的摩擦作用、吸附作用等使得雾滴被捕集，除雾器波形板的折向结构增加了雾滴被捕集的机会，从而大大提高了除雾效率。除雾器冲洗水为脱硫系统工艺水，设计冲洗压力0.8MPa，冲洗水喷淋重叠率200%。投产以来在多次停机检查时均发现有除雾器堵塞现象，除雾器前后压降由初通烟气时的150Pa增加至300Pa左右，对脱硫系统的安全、稳定运行构成了一定威胁。

三、除雾器堵塞情况

我厂多次检查除雾器发现其表面及内部都有严重的结垢现象，结垢面遍布整个除雾器，特别是除雾器表面结垢厚度达5mm以上，除雾器冲洗水无法冲洗掉，严重影响了除雾器的正常运行，加重了下游设备的腐蚀，同时烟气带水量增加，下游设备酸性腐蚀加重。在采取加强自动冲洗手段无效后，最终由项目部高压冲洗队对除雾器进行了彻底清理，冲洗水压力高达10MPa。虽然冲洗后除雾器前后压差恢复正常，但经常采用上述处理方式，一方面冲洗费用大幅增加，另一方面冲洗水的高压力也会对除雾器本身造成损坏，影响除雾效果。因此，找出除雾器结垢堵塞地原因，并通过运行调整来维持除雾器洁净是解决问题的根本所在。

四、除雾器堵塞原因分析

除雾器位于吸收塔顶部烟气出口处，属于“湿-干”交界区，属于“湿-干”结垢。由于吸收塔浆液中含有CaSO4、CaSO3、CaCO3及飞灰中含有硅、铁、铝等物质，这些物质具有较大的粘度，当浆液碰撞到除雾器表面及塔壁时，它们中的部分便会粘附于除雾器及塔壁而沉降下来。同时，由于烟气具有较高的温度，加快沉积层水分的蒸发，使沉积层逐渐形成结构致密，类似于水泥的硬垢。具体引起除雾器结垢堵塞的原因归纳如下：

（1）除雾器冲洗周期长。正常的除雾器冲洗，是保证除雾器洁净的有效措施，特别是除雾器较为洁净时，除雾器运行中附着的少量石膏颗粒、飞灰都能被冲洗水冲刷掉。通常除雾器冲洗周期为1～2h一次，发现除雾器前后压差有增大趋势，应适当缩短冲洗周期。调整依据为：[1]缩短冲洗周期后，经过几个冲洗周期后，除雾器前后压差有下降趋势；[2]缩短冲洗周期后，要保证能够维持吸收塔液位，防止溢流现象发生，因此，除雾器冲洗应尽量安排在吸收塔液位降低较多时（如出石膏时）进行。为了保证除雾器冲洗正常进行，建议设置除雾器冲洗程序，自动完成整个冲洗过程，减少人为因素的干扰。

（2）除雾器冲洗水压力不够。除雾器投入时间较短时，表面光滑洁净，运行中形成的垢物多分散、疏散，一定压力的冲洗水就可以冲刷掉。但实际中由于管路设计不合理，或者除雾器冲洗水再循环管路节流孔板设置偏大，都有可能造成除雾器冲洗水压力无法达到设计要求，冲洗效果不理想，致使除雾器表面形成的结垢晶核不断长大，形成硬垢。为了保证冲洗压力，一方面要求管路及孔板设计合理，另一方面要避免多个冲洗门同时进行冲洗。

（3）除雾器冲洗水喷嘴布置不合理，存在冲洗死角。我厂脱硫系统停运后检查发现，部分冲洗水母管断裂，导致冲洗水无法完全覆盖除雾器，对冲洗造成一定影响。在停机检查期间应充分考虑上述问题。

（4）除雾器门损坏，不能正常冲洗。除雾器冲洗门的正常是冲洗进行的先决条件。由于除雾器冲洗门多采用露天布置，运行中经常发生控制部分进水等问题致使冲洗门无法正常投运，因此要求冲洗门必须达到相关防护等级并有一定的防护措施（如遮雨棚），并加强日常维护。（5）吸收塔浆液过饱和，烟气含固量增加。对于固体溶解度较低的浆液，当固体含量超过悬浮液的吸收极限，固体就会以晶体的形式开始沉积。从而使得硫酸盐浓度超过临界饱和度，烟气与浆液接触后携带固体颗粒量大大增加，与除雾器碰撞后部分附着在除雾器表面，逐渐形成垢物。

（6）原烟气粉尘浓度超过设计。在除雾器表面沉积的垢物除了吸收塔浆液中的固体颗粒，还有随烟气带入的飞灰，正常情况吸收塔浆液可以洗涤50%左右的飞灰，到达除雾器处的烟气飞灰含量一般较低，正常冲洗可以保证除雾器洁净。

五除雾器堵塞预防对策

为了预防除雾器堵塞，避免下游设备结垢、堵塞、腐蚀的加重，必须从设备管理到运行方式都采取适当的措施。具体措施如下：

（1）保证除雾器冲洗系统的正常运行。如前所述从以下几方面开展工作：①、根据除雾器前后压差设定合理的冲洗周期，维持除雾器压差在初通烟气的1.5倍左右；②在调试阶段或停机检修期间，实际检查冲洗效果，保证冲洗能够覆盖整个除雾器，并达到冲洗压力；③加强冲洗门维护，完善防护措施。④做好冲洗管道及喷嘴维护。冲洗管道FRP管道长时间运行管道支架疲劳脱落，导致管道断裂、弯曲及喷嘴脱落造成自动冲洗失效。

（2）加强除尘器的运行维护，保证除尘器的正常投运。如果煤质长期与设计煤种偏离较大，致使烟气飞灰浓度超标较多，应在大修期间对除尘器进行改造。

（3）保证氧化风量。目前多数湿法脱硫系统采用强制氧化来氧化脱硫过程中生成的亚硫酸盐，氧化风充足，可以使系统得到适当的氧总传质系数，有足够氧化亚硫酸钙的能力，从而保证系统浆液的固含物一定时，氧化比例能大于强制氧化临界值，为石膏结晶提供足够的晶种，石膏正常析出，维持浆液饱和度。氧化风不足时，石膏析出变慢，浆液过饱和，烟气携带固体颗粒增多，加重除雾器堵塞。

（4）维持适当的运行pH值。适当的浆液pH既可以保证正常的脱硫效率，又能使石灰石浆液充分利用。实践表明吸收塔浆液维持在5.2～5.5之间，脱硫效率最高。投入过多的石灰石浆液，不但提高脱硫效率十分有限，而且由于反应中SO2水合反应后生成的H+、HSO3-不能完全中和石灰石，使得浆液中Ca2+与SO42-及SO32-的溶度积不断增大，浆液过饱和度不断上升，会加重除雾器堵塞，同时浪费石灰石增多，也增加了运行成本。

（5）加强吸收塔浆液搅拌，提高反应液气比。如果系统搅拌不均匀，会造成局部反应传质过程变慢，亚硫酸盐饱和度过大。在工况发生强烈扰动时，会出现吸收塔浆液局部石膏过饱和的现象，此时应通过增加浆液循环泵投运数量，提高反应液气比来解决。

（6）遇停机机会，应彻底清理除雾器。

六结论

除雾器是防止下游设备结垢、堵塞、腐蚀的重要设备。采取适当的预防和运行管理措施，可以有效缓解除雾器堵塞。日常运行中应注意监控除雾器前后压差变化趋势，通过周期内冲洗水量的控制，来保证脱硫系统的安全运行。

参考文献：

[1]脱硫除雾器冲洗喷嘴性能指标优化[J].吕留根，徐玉梅，杨柳，顾中铸，金定强.西南科技大学学报.2010（04）

[2]石灰石-石膏法脱硫系统除雾器堵塞研究[J].禾志强，祁利明，马青树.锅炉技术.2010（01）

[3]火电厂湿法烟气脱硫系统除雾器研究[J].石俊，温高，温东.内蒙古石油化工.2008（05）