脱硫吸收塔入口烟道积垢的原因分析及处理措施

2012-09-01刘文涛

河北电力技术 2012年1期

刘文涛

（大唐河北发电有限公司马头热电分公司，河北邯郸 056044）

1 设备概况

大唐河北发电有限公司马头热电分公司（简称“马头发电公司”）9、10号机组为2台300MW热电联产机组，9、10号脱硫设施为石灰石－石膏湿法脱硫装置，由中国大唐科技环境工程有限公司总包，设计为一炉一塔，烟气脱硫系统（FGD）处理烟气量为9、10号机组100%烟气量，处理后烟气中二氧化硫的质量浓度小于400mg/Nm3。

吸收塔内配有4层喷淋层，烟气进气口布置在喷淋层与浆液池之间。吸收塔采用逆流喷淋塔，烟气由水泥烟道经弯段烟道变向后，由侧面进气口进入吸收塔，在上升区与雾状浆液逆流接触，处理后的烟气经除雾器除水后，从吸收塔顶部侧面排出至烟囱。吸收塔出、入口烟道分别布置有净烟气挡板、原烟气挡板及旁路烟道，在锅炉投油运行时，可将吸收塔解列。吸收塔入口烟道与锅炉吸风机出口水泥烟道相联，总体呈水平布置，经弯段变向后接入吸收塔。吸收塔入口烟道截面呈矩形，烟道转弯段布置有吸收塔事故喷淋管道；为防止烟道变形，在烟道内部设有管撑。在吸收塔入口烟道与吸收塔联接部位装有伸缩补偿段。

2 问题的提出

自9、10号机组投运后，每次脱硫系统随机组停运检修期间，均发现在吸收塔与原烟道交接处有石膏堆积（见图1），堆积量大约在10～20m3，不仅需要消耗大量人工清理石膏，而且使烟气进入吸收塔的流场紊乱，除雾器除雾效果降低，造成烟气出口含水量超标，在烟囱附近出现石膏雨。

图1 吸收塔入口烟道积垢情况

在清理过程中发现，有部分石膏已经探出烟道伸入吸收塔内，甚至有的石膏出现断裂面，证明运行中有大量块状石膏垢落入吸收塔。由于吸收塔浆液池底部布置有FRP（玻璃钢）材质的氧化风管和吸收塔搅拌器，脱落垢块极有可能将浆液池底部的设备砸坏，威胁脱硫系统的安全运行。

3 原因分析

利用脱硫系统停运检修的机会，进入吸收塔，发现吸收塔入口每次结垢均由弯段内弧开始堆积生长，且垢质与脱硫系统的脱硫产物石膏的成分相同。

在2011年初，利用检修机会将9号吸收塔入口烟道积垢清理干净，待1个月左右，9号机组再次停运时进入烟道检查发现吸收塔入口段已有7m3左右。经进一步检查，在吸收塔内弧壁面及其附近的顶部、底部壁面，均发现浆液由吸收塔内回流至烟道的痕迹。因此，可确定吸收塔入口烟道结垢原因及过程如下：原烟气从原烟气挡板进入吸收塔入口烟道，采用90°弯段联接，由于吸收塔入口原烟道弯头处未安装烟气导流板，导致气流分布不均，而且弯段出口至吸收塔之间的烟道直段过短，烟气经原烟气烟道弯段后尚来不及均流就进入吸收塔，使得烟气大量冲向与弯段外弧相联的一侧烟道，而弯段内弧烟气流量较小甚至无烟气经过，在此作用下，沿弯段内弧出现负压区，部分烟气形成回流卷吸，吸收塔喷淋下落的浆液被烟气卷吸至负压区，并逐步堆积形成结垢。烟气流动过程中受惯性影响，弯头内弧处形成局部真空，造成弯头内弧干湿界面处石膏逐渐沉积。

通过对10号吸收塔入口烟道的检查，发现有同样浆液由吸收塔内回流至烟道的现象，因此判断入口烟道存在设计缺陷，烟道内气流均布不佳，造成弯段内弧侧出线回风区，将吸收塔喷淋落下的浆液回旋至烟道内，待逐步干燥后形成垢块。

4 处理措施

根据原因分析所得的结论，拟在吸收塔入口烟道90°弯段增装导流板，以均衡气流在烟道内的分布，保证烟气能够均匀的进入吸收塔。根据弯段内弧结垢范围，确定90°弯段导流板的安装位置，为增加弯段内弧烟气流速，新增导流板的入口、出口截面积比为1.18左右，即导流板入口宽度与出口宽度比在1.18左右。2011年5月，利用9号机组状态检修的机会，对9号吸收塔入口烟道进行增装导流板改造工作：

a.人工清理吸收塔入口原烟道内的原有堆积石膏并外运。

b.对导流板安装的位置进行打磨，将玻璃鳞片去除，露出金属层。

c.在吸收塔入口烟道安装导流板及支撑管。

d.对导流板、支撑管进行焊接加固。

e.对安装完后的导流板、支撑管进行玻璃鳞片防腐处理。