火电厂脱硫吸收塔漏泄原因分析及防腐工艺的改进

元宝山发电有限责任公司 杨斌超

石灰石-石膏湿法脱硫工艺的原理是，除尘器来的烟气通过增压风机进入吸收塔，吸收塔内设置浆液喷淋装置，通过浆液循环泵供给浆液，使浆液与烟气在吸收塔内部充分的接触反应，烟气中的二氧化硫和三氧化硫与浆液中石灰石反应，生成硫酸钙（石膏）及亚硫酸钙，从而使烟气得到净化。

元宝山发电有限责任公司3号机组脱硫系统采用石灰石-石膏湿法单塔双循环脱硫工艺，自2015年投运至2018年进行脱硫系统超低排放改造，由于吸收塔壁板无论是利旧部位还是新增部位防腐施工工艺仍采用陈旧的施工工艺，未做防磨处理，因此新建部分塔壁、利旧部分塔壁及吸收塔底板都产生了不同程度的漏泄[1]。

1 吸收塔漏泄现状

元宝山发电有限责任公司3号机组脱硫石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔自投入使用以来频繁漏泄，主要漏泄的原因是吸收塔内部防腐未做耐磨层、浆液冲刷导致塔壁频繁漏泄。石灰石反应活性偏低投加量偏大、石灰石颗粒度偏大、过剩石灰石析出结垢及较大颗粒磨损，导致喷淋层及脉冲层喷嘴及直接冲刷塔壁部位磨损过快，烟气中粉尘过多进入吸收塔内产生结垢现象，并产生颗粒物磨损。

3号机组脱硫系统自2015年投入运行，投运后3个月开始在喷淋层部位壁板、喷淋层支撑钢梁、氧化层部位壁板及脉冲层喷嘴下方底板产生不同程度的漏泄。多次利用停机机会进入吸收塔内部检查，发现如下问题：

喷淋层壁板及支撑钢梁漏泄点主要集中在各层的喷嘴直接冲刷部位，该位置防腐已产生大面积冲刷或磨损，吸收塔塔壁板及支撑钢梁已腐蚀一定程度，大多数部位几乎要产生漏泄甚至已经漏泄；氧化层氧化风管断裂，导致氧化风管断裂直接带动浆液冲刷塔壁，致使断裂处塔壁及支撑钢梁产生防腐磨损和漏泄；脉冲层脉冲管路喷嘴距地板较近，喷嘴下方底板防腐已发生一定程度的损坏，个别部位产生裂纹或漏泄；其他部位如吸收塔浆液池液位上方至喷淋层部位防腐也产生不同程度脱落现象。

2 吸收塔漏泄原因分析

经过对漏泄点部位及防腐磨损部位的检查和分析，吸收塔漏泄点部位的防腐未做防磨是主要原因，其他如防腐厚度不均匀、喷淋部位距吸收塔壁版及支撑钢梁距离较近、氧化风管断裂等原因也是直接影响吸收塔漏泄的因素，分析如下：

喷淋层共6层（自下向上排列），停机后进入喷淋层检查发现2层至5层喷淋层塔壁板和支撑梁多处产生漏泄和防腐脱落现象，其他各层也产生不同程度的防腐脱落，经过对喷嘴角度喷射角度的测量和喷嘴位置的测量发现：一部分喷淋层的漏泄点及防腐脱落部位的喷嘴产生不同程度的磨损，经过对浆液、石灰石粉等颗粒含量的分析，原因为吸收塔内部结垢、石灰石粉中的大颗粒或者砂砾含量大对喷嘴的冲刷造成磨损，导致喷嘴角度变大；另一部分喷淋层漏泄点位置的喷嘴距吸收塔壁板和支撑钢梁距离大多为230mm至300mm，而设计的喷嘴距塔壁和支撑梁的距离为500mm，且喷嘴的喷射角度直接冲刷吸收塔壁板和支撑梁，较近的喷嘴对塔壁长期冲刷导致防腐磨损直至漏泄。

氧化风管断裂导致裂口处距吸收塔壁板及氧化风管支撑钢梁较近，导致氧化空气带动浆液直接冲刷吸收塔壁板和支撑钢梁，由于氧化空气压力较高，冲刷吸收塔壁和支撑钢梁的防腐层产生较大面积磨损和脱落现象。

脉冲管路经测量距吸收塔底板距离为1.3m，通过对其他机组脉冲管路距吸收塔底板的测量距离为1.8m，因此脉冲管路喷嘴距吸收塔底板距离较近是导致吸收塔底板喷射部位防腐层脱落和严重漏泄的主要原因。

3 吸收塔腐蚀漏泄治理

经过分析、测量和方案的确定，决定对吸收塔壁板及支撑钢梁腐蚀及漏泄部位的吸收塔内部件进行改造及防腐工艺的改进，以防止漏泄的频繁发生。利用2019年机组超低排放改造的机会，对吸收塔漏泄部位的部件及防腐工艺进行改进，具体措施如下：

3.1 调整喷淋层距塔壁及支撑钢梁近的喷嘴喷射角度

调整喷淋层距塔壁及支撑钢梁近的喷嘴喷射角度，增加距吸收塔壁板近的喷嘴有效喷射距离，并将部分距离吸收塔壁版和支撑梁距离较近的喷嘴间距调整为500mm，并对磨损喷嘴进行更换，使各部位喷嘴与吸收塔塔壁及支撑钢梁保持安全距离并保证喷嘴喷射浆液使避开支撑梁，有效的减少浆液在循环过程中自喷嘴喷出口对喷淋层壁板及支撑梁的冲刷。

3.2 对吸收塔内氧化风管焊接工艺进行严格控制并改进

严格执行打磨及焊接标准，在管路焊接完成后，决定在焊口处增加补强板覆盖焊口，有效地提高焊口的抗拉和抗剪切强度；并对原有氧化风管进行加固处理，将管卡宽度由原由50mm增加至80mm，厚度由原来6mm改为10mm，螺栓由M16改为M20,使氧化风管与支撑钢梁固定的更加牢固，有效增加管路的固定强度。

3.3 增加脉冲循环管路喷嘴至吸收塔底板的距离

加高至1.8m，使其达到安全喷射距离，减少喷嘴对底板的冲刷强度，并在喷嘴下方增加耐磨涂层，以增加吸收塔底板的耐磨强度[2]。

3.4 增加耐磨防腐涂层

原有防腐涂层为环氧树脂+玻璃鳞片形式，厚度为4mm，此种防腐方式目前只适合在无喷射区域使用，而实际在吸收塔喷淋层、氧化风管层、脉冲循环搅拌层只采用此方法是行不通的，因此吸收塔防腐施工过程中做出以下措施对防腐工艺进行改进：

首先要对漏泄点进行焊补，并对塔壁腐蚀部位进行补强，方法为挖补焊或补强焊，确保塔壁铁板保持原来的设计厚度；严格控制吸收塔壁板及支撑钢梁的打磨标准，如果由于环境原因及原有利旧的壁板部位导致无法喷砂，因此打磨要按喷砂级别去除表面内衬及氧化皮，确保打磨后塔壁铁板的粗糙度必须符合Sa2.5的要求。

按照0.2kg/m2用量刷涂底漆，要做到均匀涂刷，杜绝产生流挂、漏刷现象，涂刷后固化8小时以上。底漆固化后清理表面灰尘，涂刷第一遍玻璃鳞片胶泥（DH601-T），用滚刷沾苯乙烯进行滚压，力求表面光滑平整，厚度保持在1mm，涂刷完成后固化8小时，待固化完成后进行第二遍玻璃鳞片胶泥涂刷，厚度也保持在1mm，继续固化8小时。用干膜测厚仪及电火花仪100%检验，确保两层鳞片干膜厚度均为2mm。

根据吸收塔内部浆液情况需要补强防腐内衬，采用450号玻璃纤维布+DH401低温树脂（俗称玻璃钢）进行补强，低温树脂要具有良好的粘接力，玻璃纤维布直接采用叠加方式，低温树脂要求1.2～1.4kg/m2，固化后的玻璃钢层目测光滑平整、颜色一致，无褶皱、气泡，玻璃钢干膜厚度均为1mm；增加耐磨层，玻璃钢经8小时以上固化后确定不沾手方可进行耐磨层施工，根据耐磨材料配方，根据使用位置主要有碳化硅和氧化铝粉，用抹刀抹涂施工、确保平整，干膜厚度为2mm。

上述工艺施工过程中要确保空气相对湿度不大于85%，防腐耐磨施工完毕，需要用干膜测厚仪对防腐厚度进行抽样检查，干膜厚度应不小于5mm，确保无误后方可结束防腐施工[3]。

3.5 其他

提高除尘投入率，定期检查除尘器滤袋密封情况，如有损坏及时更换，保证除尘效率的同时减少烟气进入塔中的含尘量，确保脱硫系统的脱硫效率；对石灰石品质进行严格检验，对石灰石检测合格率低于95%的石灰石粉拒绝使用，确保石灰石检测合格后使用。

综上，经过吸收塔各部位部件的改造和防腐施工方法的改进，3号机组吸收塔漏泄的问题得到有效的治理，在脱硫系统超低排放改造后，吸收塔壁板、支撑钢梁和吸收塔底板漏泄频次大幅度降低，在确保脱硫主体设备安全稳定运行的同时，也减少了吸收塔漏泄对其他设备及环境的污染，极大的提高了火电企业安全文明生产的水平，为今后处理同样的吸收塔漏泄问题提供了可靠的依据[4]。