脱硫除雾器频繁堵塞原因分析及对策

杨宏慧，陈晨，林继香，刘鹏，马法峰

(商丘裕东发电有限责任公司，河南 永城 476600)

1 系统概况

商丘裕东发电有限责任公司(以下简称裕东发电公司)2×315 MW机组烟气脱硫工程采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺，配置江苏苏源环保有限公司设计的平流式喷淋塔，不设增压风机，其烟气在吸收塔内呈U形变向水平流动，与雾状浆液发生反应后，经除雾器除雾后进入烟囱，通过烟囱排入大气，烟气进、出口在吸收塔同一侧，吸收塔塔体为钢结构，采用玻璃鳞片树脂内衬，吸收塔直径为13.1m。

除雾器分两级，垂直布置于水平净烟道内，除雾器由聚丙烯材料制作，为波纹板形式，两级除雾器均由脱硫工艺水冲洗，分一级除雾器正面、背面和二级除雾器正面、背面。冲洗水系统布置如图1所示。

图1 除雾器冲洗水改造前布置示意图

2 除雾器运行现状

裕东发电公司脱硫工程在机组正常投产后投运，由于受场地限制，原设计烟道、净烟道很短，造成除雾器除雾效果较差，净烟气携带的浆液沉积于除雾器波纹片上结垢，最终导致除雾器堵塞。除雾器堵塞后，沿程阻力增大，吸收塔入口烟气压力大幅升高，机组高负荷运行时造成锅炉引风机抢风，引风机电耗大幅增加，影响机组带负荷能力，危及机组的安全、经济运行。裕东发电公司脱硫装置高负荷运行期间，基本上每个脱硫装置每月需停运2次进行除雾器冲洗，才能满足实际需要。除雾器堵塞情况如图2所示。

图2 除雾器堵塞情况

3 除雾器堵塞原因分析

(1)除雾器喷嘴布置不合理，有冲洗死角。实地观察发现，部分喷嘴正对除雾器支撑梁且大量喷嘴并未沿除雾器波形板平行的方向冲洗，除雾器表面干净，但内部拐角处实际上已基本堵死，造成局部堵塞不断扩大。

(2)除雾器冲洗重叠率达不到要求(单位面积上冲洗水量的大小直接影响除雾器冲洗效果)，正常重叠率要求为100% ～300%，鉴于裕东发电公司除雾器堵塞的频率较高，建议重叠率至少要达到200%。

(3)除雾器垂直冲洗水管由于焊接质量差或运行时间长而老化，水管底部的堵头经常脱落，造成部分管内漏，冲洗水压力低，导致该区域除雾器无法冲洗，堵塞加剧。

(4)除雾器冲洗门质量差，故障多，经常损坏而不能正常投运，导致该区域除雾器得不到有效冲洗，造成浆液沉积而引起堵塞。

(5)冲洗水管喷嘴脱落或堵塞。系统长时间运行后，衬胶管道的防腐层脱落，浆液随冲洗水进入喷嘴内，进而堵塞，喷嘴对应区域的除雾器波纹板无法冲洗，造成除雾器堵塞。

4 除雾器冲洗水系统改造内容

(1)调整除雾器喷嘴冲洗方向，将其改为和除雾器波形板平行，喷嘴方向如图3所示。

图3 喷嘴方向

(2)增加除雾器冲洗水管，每级除雾器由35块1.0 m×1.6 m的除雾器单元块组成，每个单元块至少布置6个喷嘴才能保证无冲洗死角，这样，每个冲洗面需要15根冲洗管(在吸收塔内部增加母管并重新布置冲洗水管位置)。

(3)二级除雾器后增加冲洗门。二级除雾器后冲洗门原设计为1个阀门控制12根冲洗水管，打开后流量过大造成冲洗水压力不足，达不到冲洗效果。将二级除雾器后冲洗门设置成和一级除雾器前的一样:1个阀门控制4根冲洗水管，由3个单元组成。除雾器冲洗水系统改造后布置如图4所示。

(4)二级除雾器前、后暂不增加冲洗水管及喷嘴，仅调整现有喷嘴方向。

图4 除雾器冲洗水改造后系统布置

5 改造后效果评估

2011年5月10日，#2吸收塔除雾器冲洗水系统改造完成后投入运行，从运行的实际情况来看，能够满足当初改造的要求(在无需停运脱硫进行人工冲洗的前提下，保证除雾器能够连续运行3个月以上)。2011年5—8月，#2机组在315 MW工况下运行时，#2吸收塔运行参数对比见表1。

表1 #2机组315 MW工况下#2吸收塔运行参数对比(2011年) kPa

6 经济效益评估

此次除雾器改造在满足运行要求的同时，取得了良好的经济效益。

由于停运#2脱硫装置，导致二氧化硫多排放增加的排污费用如下(按机组最低负荷150MW，给煤量60t计算;每次停运时间为10 h，按#1脱硫系统每月停运2次(每年运行9个月，每年停运18次)计算):

每月SO2排放量=1 600×硫分×给煤量×次数 =1600×0.008×60000×10×2=15360(kg)。

每月排污费 =15360 ×0.6/0.95=9701(元)。

每年排污费=9701×18=174618(元)。

由于停运脱硫系统导致的脱硫电价损失为

每年脱硫电价损失=150000×0.015×10×18/10000=40.5(万元)。

每年损失 =17.46+40.5=57.96(万元)。

由计算结果可知，改造后取得的经济效益是相当可观的，而每台机组改造费用大约为10万元，1个季度即可收回成本。

7 结论

通过此次技术改造，脱硫系统正常运行过程中除雾器堵塞的问题基本得到解决，能满足机组正常连续运行4个月的要求，不需停运脱硫系统进行人工冲洗除雾器。改造后取得了可观的经济效益，积累了经验，节约了成本，为机组长周期安全、稳定运行创造了条件。