脱硫塔入口烟道结垢问题浅析

樊彦玲，祝 文，马稳锋

（西安西矿环保科技有限公司，陕西西安 710075）

脱硫塔入口烟道结垢问题浅析

樊彦玲，祝 文，马稳锋

（西安西矿环保科技有限公司，陕西西安 710075）

结垢是石灰/石灰石-石膏湿法脱硫系统运行过程中常见的问题之一，可引起系统阻力增加，设备堵塞，直接威胁整个脱硫系统的安全稳定运行。针对天津某公司4×410 t/h烟气脱硫系统入口烟道结垢问题，深入分析其成因及危害，并提出了相应的处理措施，通过后期检查证明处理措施有效，效果明显。

脱硫塔；结垢；湿法脱硫

1 设备及问题描述

天津某公司4×410t/h烟气脱硫设备采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，入口烟气量4×480 000m3/h，入口二氧化硫浓度2 500mg/m3，入口粉尘浓度30mg/m3，要求出口二氧化硫排放浓度达到35mg/m3(标)以下，出口粉尘排放浓度达到5mg/ m3(标)以下。脱硫塔内配有四层喷淋，两级屋脊式+1级管式除雾器，烟气进气口布置在喷淋层和塔底浆液池之间。

本项目停炉期间，分别对1#和4#脱硫塔塔内部检查，发现1#和4#脱硫塔入口烟道均出现大量块状垢质堆积：距离脱硫塔塔壁1～2m的范围内较多，烟道中间堆积的厚度约为50～200mm，烟道的内部支撑件上也结满了块状垢质。

2 结垢成因分析

石灰/石灰石-石膏湿法系统运行过程中结垢形成机理非常复杂，其影响因子也非常多。不同的系统运行条件会产生不同的结垢类型，不同类型的结垢可能会相互促进及影响。浆液池中浆液回流以及入口烟气的颗粒物沉积为其中最常见的形成机理。

1）浆液回流：在湿法脱硫系统中，脱硫塔烟气入口处为浆液池浆液和烟气的最初接触区域，亦为干-湿交界面。脱硫塔入口烟道处最初设计的不合理，烟气将极易在入口烟道处形成涡流，如果同时存在浆液池液面与烟气入口过近的问题，此处的涡流将直接导致浆液池浆液被卷吸回流至入口烟道处，造成该区域产生结垢；

2）颗粒物沉积：脱硫系统入口处的烟气为含尘烟气，颗粒物重力沉积于入口烟道处产生块状垢。

本项目入口烟道处最初未设置导流板，在脱硫塔入口烟道的上部附近有一部分烟气向上流动，一部分烟气向脱硫塔底浆液池方向流动，由于向下流动的烟气量少，形成回流卷吸气流，该卷吸气流携带浆液从脱硫塔塔底浆液池反方向流至入口烟道处。

该项目利用停炉检修机会清理检修烟道，发现由脱硫塔入口烟道内弧处开始出现了大量的块状垢，经过对块状垢进行成分检测，确认该处的块状垢品质与湿法系统的副产物石膏一致，因此确定该项目的结垢原因为第一种：浆液回流。产生浆液回流的原因即系统存在设计缺陷，脱硫塔入口烟道处气流分布不均，导致此处产生涡流现象，入口烟道弯段内弧一侧形成了回风区，同时浆液池液面与烟气入口过近，导致浆液池内的浆液被回卷至入口烟道处，该项目入口烟气温度高达130～140℃，被回卷至此处的浆液在高温下迅速干燥结垢。

3 结垢危害分析

湿法脱硫系统运行过程中，结垢为常见问题，包括脱硫塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器结垢，而一旦出现又会产生严重的后果，整个系统将会因为结垢导致压损增大、设备堵塞甚至停运。

本项目烟道入口处的结垢厚度高达50～200mm，阻力增加，严重影响了系统的安全稳定运行。需要耗费大量人工和财力去清理垢块，烟气流场在脱硫塔入口处变得紊乱，除雾器除雾效果降低，出口烟气的含水量超标，甚至可能在烟囱附近产生石膏雨。

本项目清理垢质过程中，在块状垢上发现了断痕，证实存在入口烟气将块状垢带入脱硫塔落进浆液池中的问题。脱硫塔底部浆液池内的氧化曝气管和紊动管均为玻璃钢材质，这些设备极有可能遭到脱落块状垢的损坏，进一步威胁到整个系统的安全稳定运行。

4 处理措施

4.1 加装导流板

为解决气-液界面与烟道入口过近、脱硫塔入口烟道处压力和速度流场不均匀、涡流卷吸浆液至入口烟道的问题，本项目建议采用的第一种处理措施为加装导流板。

加装的导流板具有以下作用：①导流板加装后，脱硫塔内的压力分布和入口烟道处的压力分布层次感较之前更强，压力梯度的层次越强，涡流形成的可能性越低。②导流板加装后，可显著提高入口烟道下部区域的烟气流速，使得入口烟道中的烟气速度分布更为均匀，尤其是入口处的速度分布。速度分布均匀，可有效避免出现回流卷吸现象。即通过改变烟气流动方向，平衡入口烟道内的烟气流量，使得进入脱硫塔内的烟气尽量水平，从而避免回流卷吸。

加装导流板工作：①原有的块状垢质需要提前清理干净；②加装导流板的尺寸和位置需要通过数值模拟实验确定；③在对导流板进行安装和焊接加固前，先打磨预设的安装位置处并将玻璃鳞片去除；④导流板安装完成后，对其进行玻璃鳞片防腐处理。

4.2 优化运行管理

（1）该项目在最初设计时，设置了四层喷淋。实际运行过程中，可考虑上面三层运行，底层喷淋备用，避免底层喷淋时有浆液溅落到入口烟道处；

（2）为有效防止浆液池浆液被卷吸回流至入口烟道处，建议先通烟气10min后，再启动运行浆液循环泵；（3）如果系统存在旁路，且需要将烟气切换到旁路系统烟道时，待到旁路系统烟气稳定后，必须立刻停止运行浆液循环泵，避免浆液池浆液被卷吸回流至入口烟道处。

4.3 其他

（1）为有效防止被卷吸至入口烟道处的石膏浆液干燥结垢，可在该处加装冲洗水装置，冲洗频率可设置为每2 h一次，每次冲洗时间可设置为10min；

（2）压缩脱硫塔入口管道同样可以达到避免浆液卷吸的目的：入口烟道尺寸被压缩，烟气流速提高，可在一定程度上达到与加装导流板一样的功能。但亦有研究结果表明，其效果不如加装导流板，而且其工作量比加装导流板更大，费用更高。

5 结语

结垢问题在石灰/石灰石-石膏湿法脱硫系统运行过程中比较常见，严重的结垢不仅可引起系统阻力增加、设备堵塞、入口烟气流场紊乱导致除雾器效率降低出现石膏雨，还可能会引起块状垢质脱落至脱硫塔底部浆液池内损坏设备，严重威胁着整个脱硫系统的安全稳定运行。

通过深入分析，确认本项目脱硫塔入口烟道结垢是由于烟道设计不合理造成浆液被卷吸回流引起，被卷吸至脱硫塔入口烟道附近的浆液在高温下迅速干燥结垢。加装导流板后，入口烟道与塔入口附近的烟气动力学性能得到极大改善，同时加强系统运行管理，两种方式双管齐下，有效遏制了入口烟道结垢的再次发生，措施有效，效果明显。

[1] 马磊，沈汉年，赵立冬.石灰石/石灰湿法烟气脱硫结垢的机理及控制[J].工业安全与环保，2007，33（9）：19-20.

[2] 刘文涛.脱硫脱硫塔入口烟道结垢的原因分析及处理措施[J].河北电力技术，2012，（31）：36-37.

[3] 刘帅，杨向东.某600MW燃煤机组脱硫塔入口烟道改造设计[J].电站系统工程，2016，（32）：38-40.

Analysis on Flue Scaling of Entrance Flue of Desulphurization Tower

Fan Yan-ling，Zhu Wen，Ma Wen-feng

Scale is one of the common problems in the operation of lime/limestone-gypsum wet desulfurization system，which can cause the system to increase the resistance and block the equipment，which directly threatens the safe and stable operation of the whole desulfurization system.Aiming at the problem of flue scaling at the entrance of 4×410 t/h flue gas desulfurization system in Tianjin，the causes and hazards of the flue gas desulfurization system were analyzed，and the corresponding treatment measures were put forward. The post-inspection showed that the treatment measures were effective and the effect was obvious.

desulfurization tower；scaling；wet desulfurization

X701.3

B

1003-6490（2017）01-0065-02

2017-01-08

樊彦玲（1981—），女，陕西西安人，工程师，主要从事环保设计工作。