脱硫事故喷淋系统故障分析及处理

罗凯

摘要：舟山煤电公司脱硫事故喷淋系统自基建完成投运后，多次发生管路泄漏、喷嘴堵塞问题，降低了设备的可靠性，同时因发生缺陷的设备在脱硫烟道内，需停机时才能进行处理。为解决该问题采用优化喷淋管路和引接氧化风进行吹扫，并加装管道补偿器进行解决。

关键词：脱硫事故喷淋;喷嘴;堵塞;泄漏;管道优化;氧化风吹扫

0引言

为了防止脱硫系统原烟气温度的突然升高对系统造成损坏，甚至机组MFT动作，在吸收塔入口设置有两级事故喷淋装置，当烟温超过设定温度后，根据不同的保护值，立即投入事故喷淋装置。我厂两台机组脱硫事故喷淋系统在投运多次发生管路泄漏、喷嘴堵塞问题，为此，针对脱硫事故喷淋系统进行分析。

1系统概况

脱硫事故喷淋系统布置于吸收塔进口烟道，采用脱硫工艺水作为喷淋水源，消防水作为备用水源。事故喷淋系统分为一、二级喷淋，每级喷淋母管在吸收塔烟道顶部水平横向布置，每次喷淋母管分14根喷淋引烟道内，烟道内每根喷淋支管上各设置6只空心锥形喷嘴。同时，采用压缩空气作为事故喷淋系统吹扫气源，定期对事故喷淋管路进行吹扫。当机组运行中吸收塔烟进口烟温高于180℃或吸收塔再循环泵全部停运，烟温过高时，会立即投运事故喷淋系统，以降低高温烟气对设备的损坏。脱硫事故喷淋通过烟道内喷淋支管上的喷嘴对烟气进行喷水快速降温，从而保护后端脱硫系统设备。

2设备运行中的问题

通过检修时对事故喷淋系统进行检查发现，事故喷淋喷嘴堵塞严重，事故喷淋支管烟道内部分及支管穿过烟道上壁部分均多处穿孔，引起喷淋效果不佳及管路漏水。

3原因分析

3.1喷嘴堵塞原因分析

事故喷淋喷嘴平时处于停运状态，吸收塔进口烟气温度自投运基本未出现过超过130℃的现象，不需要开启事故喷淋，因此事故喷淋只有每个季度时进行一次喷淋试验才会进行喷淋，喷嘴位于烟道内，烟道内湿度较大，存在烟气、粉尘及石膏浆液，石膏浆液及粉尘粘附在喷嘴上，导致喷嘴堵塞和腐蚀。虽喷嘴定期采用压缩空气进行吹扫，但吹扫频率不足，因此未吹扫期间存在喷嘴堵塞问题。

3.2烟道内事故喷淋支管泄漏原因

烟道内湿度大，温度较低，烟气中SO2浓度为约900-2000mg/Nm?，自托盘上喷淋下来的石膏浆液飘散至事故喷淋支管处，事故喷淋支管湿度较大，湿润的管道外壁吸附SO2气体，出現腐蚀情况，事故喷淋支管采用316L材质，316L在该环境中耐腐蚀性能不足，因此导致管道穿孔。

3.3事故喷淋支管与吸收塔进口烟道顶部壁面接触点泄漏分析

事故喷淋系统母管固定于吸收塔进口烟道顶部，而事故喷淋支管自母管向下引接并穿过烟道顶板，焊接至烟道底板位置，两级事故喷淋前后段烟道各有一只烟道膨胀节，当烟道温度上高或温度降低时，烟道膨胀移动，事故喷淋支管随烟道膨胀异动，事故喷淋母管管路为刚性连接，母管与支管不同步移动，导致烟道顶板对事故喷淋支管进行拉动和刮磨，引起管道磨损穿孔。

图1 事故喷淋管路示意图

4改进措施

4.1优化事故喷淋管路材质

原事故喷淋管材质为316L，而吸收塔托盘材质为S32205，经多次检修察看，托盘在高浓度二氧化硫烟气及大流量石灰石浆液的喷淋冲击下，耐腐蚀性能突出，经过分析和向我厂脱硫系统设计人员咨询选定将事故喷淋管材质更换为S32205。

4.2引接氧化风对事故喷淋管进行持续吹扫

因事故喷淋喷嘴及喷淋管内部湿度较大时会导致堵塞和低温腐蚀，增湿前的氧化风温度在100℃左右，引接氧化风对事故喷淋管及喷嘴进行持续持续吹扫，将管道及喷嘴内粉尘吹扫干净的同时还能对事故喷淋管及喷嘴进行加热，减少附着的水分。

事故喷淋单级喷嘴数量为84只， 尺寸为3/8英寸，孔径约4mm，按照孔内气体流速20m/s计算，总共用气量为π×（4/2×10-3）2×20×84×60=1.266m3/min，外接母管的空气流速宜控制在15m/s以下，按此流速计算的管道内径为42mm，两级事故喷淋管所需外接母管道内径为60mm，为减少管道的阻力，改造选用DN80的外接母管。在机组停机期间，具备改造作业条件，从φ630的氧化风母管上引接φ89的吹扫管，同时在加装的管路上装设隔离阀，对氧化风系统影响较小，对事故喷淋系统改动也较小，并可随时恢复原管路的运行。

4.3加装管道补偿器

针对事故喷淋支管与烟道顶板接触部分易发生刮磨导致泄漏，在一、二级事故喷淋母管上各加装一只管道补偿器，当烟道膨胀移动时，管道随烟道一起发生移动，减小烟道与喷淋管之间刮蹭磨损。

5实施效果

自2017年对#1、#2机组脱硫事故喷淋系统进行改造后，每次计划检修对事故喷淋系统进行喷淋试验和检查时，喷淋效果良好，喷淋喷嘴出现喷嘴堵塞及喷淋管道泄漏的问题较少出现。