2205合金在除雾器冲洗水系统中的应用

熊 巍，孙园园

(武汉立为工程技术有限公司， 武汉 430000)

2205合金在除雾器冲洗水系统中的应用

熊 巍，孙园园

(武汉立为工程技术有限公司， 武汉 430000)

湿法脱硫系统运行过程中，常发生除雾器冲洗水管断裂的现象，对除雾效果造成很大的影响。对除雾器冲洗水管发生断裂的原因进行了分析，提出使用2205合金管代替PP材质冲洗水管。通过改造实例分析，提出了2205合金在除雾器冲洗水系统中应用时的具体优化措施。改进后，系统实际运行效果良好。

除雾器；冲洗水系统；2205合金

石灰石-石膏湿法脱硫技术是目前国内电厂应用最广泛的脱硫工艺[1-2]。除雾器是湿法脱硫系统的重要组成部分，除雾效率的高低与排放烟气的洁净程度及系统的达标排放密切相关。在实际运行过程中，除雾器表面常发生结垢现象，严重时对除雾效果产生很大的影响。因此，除雾器冲洗水系统的正常运行十分关键。

1 除雾器结垢的原因及危害

除雾器通常布置在吸收塔的上部，烟气向上流经除雾器时，携带的液滴在相互撞击、惯性力及转向离心力的作用下被捕集，避免“石膏雨”的产生[3-4]。石膏浆液滴流经除雾器时，其中的细小粉尘会附着在叶片上；同时，液滴中的亚硫酸钙被氧化成硫酸钙，过饱和析出石膏，附着在叶片上，形成硬结垢[5]。大量结晶垢固体导致除雾器质量加大，而除雾器为PP材质，承载力有限。因此，严重时可能导致除雾器坍塌事故。并且除雾器堵塞后，未堵塞处烟气流速过快，除雾效果变差，甚至掀翻除雾器。

虽然除雾器的结垢现象不可避免，但通过合理的冲洗，可以减轻甚至避免结垢产生的不良后果，保证整个脱硫系统的稳定运行。而根据实际运行经验，导致除雾器堵塞的主要原因之一是除雾器冲洗水管达不到应有的冲洗效果。因此，优化冲洗水管设计受到了越来越多的关注。

2 除雾器冲洗水管

除雾器冲洗水源为工艺水，由工艺水泵或专门的除雾器冲洗水泵提供。除雾器冲洗水系统包括冲洗水泵、阀门、塔外水管、塔内冲洗水管及支撑、喷嘴等。通常在长期运行情况下，塔内管道部分损坏较为严重。

2.1 性能要求

吸收塔内冲洗水系统接触的介质包括工艺水、石膏浆液和烟气，冲洗水接触的介质具有温度高、弱酸性等特点。因此，冲洗水管及喷嘴必须具备以下性能。

2.1.1 优良的耐腐蚀性能，避免因腐蚀严重产生断裂现象；

2.1.2 较好的耐热性，防止在热的烟气和浆液作用下产生弯曲和变形；

2.1.3 喷嘴与管道的连接牢固,并且易于拆卸，防止喷嘴在流体压力过大情况下脱落，失去作用；

2.1.4 管道易于拆卸和组合；

2.1.5 管道具有足够的强度，能够承受一定的水压。

2.2 断裂原因

目前，吸收塔内除雾器冲洗水管多与除雾器本体保持一致，采用PP材质。在实际运行中常发生断裂现象，导致冲洗水从断口处流出，水压降低，断裂管路上的喷嘴全部失效，所覆盖的冲洗范围内很快形成石膏结垢，造成除雾器堵塞。通过现场勘察发现，水管断裂的主要原因分析如下。

2.2.1 冲洗水压过大。除雾器喷嘴前的冲洗压力通常调至2 bar，以保证冲洗效果。但很多电厂在实际投运中，不管是除雾器冲洗水泵的压头选择还是流量选择，其设计余量都远远大于冲洗需要，给除雾器冲洗管道的运行造成很大的压力。

2.2.2 焊接质量差。运行过程中，冲洗水管的断裂大多在焊口处断裂。除雾器安装过程中，除雾器厂家通常临时外聘安装人员，其安装人员很少掌握PP的焊接技术，同时由于现场条件的局限性，现场塑料焊枪焊接很难保证塑料管对焊焊口的强度，而一直以来，对塑料焊口的质量控制和检验又是各建设、检修单位的弱项。因此，焊接质量较差，造成冲洗水管的断裂。

2.2.3 长期承受冲洗水阀门产生的瞬间水击。由于每组除雾器冲洗系统前设计有自动阀门执行自动冲洗程序。当阀门(特别是气动阀门)快速开启时，会产生瞬间的水击现象，长期的冲击及大压头很容易造成塔内的PP管断裂。

除雾器冲洗水管的断裂，不仅造成除雾器模块的堵塞，而且影响脱硫后净烟气的洁净程度，特别在超低排放对粉尘的严格要求下，给整个脱硫系统的安全运行带来隐患。因此，必须改进除雾器冲洗水管道设计。

2.3 合金冲洗水管

2205合金具有优良的抗腐蚀性能，在脱硫系统中有很多应用，如吸收塔托盘、聚气环、循环泵入口滤网等。PP管和2205合金都具备优良的耐腐蚀性能，但2205合金管具有更高的抗压强度、更低的热膨胀系数和更优良的耐老化性能。因此，为彻底避免管道断裂给脱硫系统运行造成的影响，可以考虑采用2205合金材质的除雾器冲洗水管道及喷嘴。

3 改造实例

某电厂在运行中发现除雾器冲洗水管断裂现象严重。因此，在实施超低排放改造工程中，要求将原PP材质除雾器冲洗水管及喷嘴统一更换为2205合金材质，避免因水管断裂而影响冲洗效果。

针对造成冲洗水管断裂的原因，在施工过程中相应采取如下措施，保证冲洗水系统的正常运行。

a.合金2205冲洗水管道根据除雾器冲洗水管图纸在工厂实现部分预制，采用分段法兰连接，减少现场接头数量。

b.考虑热膨胀问题，使用滑动合金管卡代替塑料管卡。

c.喷嘴设计应牢固，管座焊死，喷嘴采用螺纹连接，防止喷头脱落。

图1 改造前

图2 改造后

d.由于2205合金密度较高，更换材质后冲洗水管道荷载增加较多， 需单独考虑支架来实现对管道的支撑，支架需考虑塔内腐蚀环境的影响。

e.在塔外的除雾器冲洗水母管上增设调节门，为冲洗水管道的正常运行提供双保险。

图1、图2分别为改造前后的除雾器冲洗水管，从图中可以看出，改造后水管断裂现象大大减少，除雾效果明显改善。除雾器冲洗水量和水压是保证冲洗水系统正常运行的重要因素，在运行过程中要注意调控。除雾器冲洗水量，不仅要满足除雾器自身冲洗效果，还需考虑脱硫系统水平衡。有时需要大水量短时间冲洗，有时则要小水量长时间冲洗，具体冲洗水量应由运行工况条件确定。另一方面，除雾器冲洗水压应按照规定的程序进行调整，水压过低，冲洗效果变差，除雾器叶片易产生结垢现象；水压过高，则易增加烟气的带水量，降低波纹板的使用寿命，同时给除雾器冲洗水管的接头带来较大压力。

4 结 语

随着国内电厂超低排放改造工作的不断推进，除雾器在湿法脱硫系统中的作用愈加重要。因此，必须重视除雾器冲洗水系统的优化设计。采用2205合金材质的冲洗水管道和喷嘴，可有效避免冲洗水管的断裂。系统运行中，应该合理调控除雾器冲洗水量和冲洗压头，保证整个脱硫系统的稳定运行。

[1] 王岩，孙伟，许鹏．火电厂石灰石-石膏湿法脱硫特点及效率的影响因素[J]．东北电力技术，2011,32(8)：48-52． WANG Yan, SUN Wei, XU Peng. Characteristics of limestone-gypsum wet desulphurization system in coat-fired generating units and influencing factor there of[J]. Northeast Electric Power Technology, 2011,32(8): 48-52.

[2] 杨治中，郭士义．火电厂石灰石-石膏湿法脱硫除雾器的研究及应用进展[J]．能源环境保护，2014，28(6)：11 -14． YANG Zhizhong, GUO Shiyi. A review on the research and application of demister in wet limestone-gypsum flue gas denitrification system at coal-fired power plant[J]. Energy Environmental Protection, 2014, 28(6): 11-14.

[3] 苏椿． 除雾器结垢及冲洗水管开焊原因及改进措施[J]．科技创业家，2011,1(11)：168-169． SU Chun. Reason and improved measures of demister scale and water pipe cracking[J]. Technological Pioneers, 2011,1(11): 168-169.

[4] 谢乾．脱硫除雾器除雾性能研究[D]．北京：华北电力大学，2009． XIE Qian. Experiment study of the performance of desuiphurization of mist eliminator[D]. Beijing: North China Electric Power University, 2009.

[5] 聂鹏飞，边东升，吴学民，等．600MW机组湿法脱硫系统除雾器堵塞原因分析及对策[J]． 华电技术，2011，33(11)：69-73． NIE Pengfei, BIAN Dongshen, WU Xuemin, et al. Analysis on reasons of demister blockage of 600 MW unit wet FGD system and countermeasures[J]. Huadian Technology, 2011, 33(11): 69-73.

(编辑 李世杰)

Application of 2205 alloy in flushing water system of demister

XIONG Wei，SUN Yuanyuan

(Leaway Engineering & Technology Co., Ltd., Wuhan 430000，China)

During the operation of the wet flue gas desulfurization system, demister’s flushing water pipe often fractures, leading to the deviation of defogging performance. Therefore, the reasons causing the fracture of the flushing pipe are analyzed and the usage of 2205 alloy pipe is raised in place of the flushing pipe with PP material. By analysis on case reformation, specific measures are given to promote the application of 2205 alloy in flushing water system of demister. After the improvement, the system runs in a good effect.

demister; flushing water system; 2205 alloy

2016-12-14。

熊 巍(1981—),男,硕士,工程师,从事烟气脱硫脱硝工程和研究开发工作。

X701

B

2095-6843(2017)02-0178-03