脱硫管束式除尘器结垢堵塞原因分析及对策

文_卢志飞 淮浙电力有限责任公司凤台发电分公司

1 系统概述

某电厂一期1、2 号机组容量为2×630MW，2016 年实施烟气超低排放改造，脱硫系统采用三层标准喷淋层+一层交互喷淋层+旋汇耦合器+塔外浆池技术,除尘系统采用电袋复合除尘器+管束式除尘器技术，原电除尘器改造为电袋复合除尘器，将吸收塔除雾器更换为管束式除尘器。二期3、4号机组容量2×660MW，2015 年实施烟气超低排放改造，脱硫系统采用四层标准喷淋层+旋汇耦合器技术，除尘系统采用静电除尘器+管束式除尘器技术，将电除尘器高频电源升级，将吸收塔除雾器更换为管束式除尘器。吸收塔具有高效协同脱除技术，综合除尘效率不小于80%。改造后，烟气在吸收塔内经过旋汇耦合器、喷淋层、管束式除尘器除去烟尘、水雾后，经烟囱排入大气，满足烟气超低排放要求。

每台机组管束式除尘器配置一套冲洗水系统，每个管束筒体均在中间合理布置冲洗喷嘴，冲洗喷嘴采用实心锥型式，采用PP 材料制作，具有良好的雾化状态和防堵措施，确保整个管束式除尘器表面均能被冲洗到，保证烟尘和石膏能自由流动到脱硫吸收塔塔内。

2 管束式除尘器的工作原理

管束式除尘器通过在吸收塔顶部加载除尘管束替代原除雾器，烟气进入吸收塔经喷淋层后进入管束式除尘器，产生高速离心运动，在离心力作用下，雾滴和粉尘被壁面的液膜捕获，实现深度脱除，粉尘超低排放的目的。

管束式除尘器由管束筒体和多级增速器、旋流子分离器、汇流环及导流环组成，主要是脱除浆液液滴和尘颗粒。烟气通过旋流子分离器和增速器，经过加速后的气流高速旋转向上运动，气流中的细小雾滴、尘颗粒在离心力作用下与气体分离，向筒体壁面方向运动。而高速旋转运动的气流迫使被截留的液滴在筒体壁面形成一个旋转运动的液膜层。从气体分离的细小雾滴、微尘颗粒在与液膜层接触后被捕悉，实现细小雾滴与微尘颗粒从烟气中的脱除。气体旋转流速越大，离心分离效果越佳，捕悉液滴量越大，形成的液膜厚度越大，运行阻力越大，越容易发生二次雾滴的生成；因此采用多级分离器，分别在不同流速下对雾滴进行脱除，保证较低运行阻力下的高效除尘效果。

3 管束式除尘器结垢堵塞原因分析

在脱硫吸收塔中结垢堵塞现象十分普遍，经过脱硫后的净烟气中含有大量的固体物质，在经过管束式除尘器时多数以浆液的形式被捕捉下来，因冲洗水无法全面覆盖或冲洗水量不足，会使残留颗粒物迅速沉积下来，逐渐失去水分而成为石膏垢。石膏垢逐渐增多，造成管束式除尘器结垢、堵塞等故障发生，引起烟气流通面积减小，流速增加，进而造成管束式除尘器差压升高，增加引风机的出力，增加电耗，甚至会引起风机的失速现象，影响机组的安全性和可靠性。

3.1 冲洗效果差

3.1.1 冲洗水量不足

冲洗水量通过控制冲洗频率来调整，冲洗可自动顺控进行也可人工手动来控制。一般为顺控控制，设置每3h 为一个周期，按顺序逐个打开电动阀进行冲洗，每个通道冲洗150s。如果管束式除尘器差压异常，则需要人工手动控制，通过缩短冲洗时间间隔，增加每只阀门冲洗时间，直至管式除尘器差压降至正常范围。

但是冲洗水量受脱硫吸收塔液位和烟气流量制约，如果吸收塔液位较高时，容易引起冲洗顺控被中断或者冲洗顺控未按规定执行，运行也未通过手动及时调整，就造成冲洗频次不够和水量不足。

3.1.2 冲洗水管断裂

冲洗水管布置在管束式除尘器下部，管道和连接软管为PP 材质，我厂一、二期冲洗母管分别有11、14 个通道，连接软管有950 多根。如果冲洗水管或连接软管断裂，容易造成冲洗水压不够或冲洗不均。

原因：①PP 材质运行时间长后存在老化现象；②冲洗水阀采用蝶阀，在开启时也存在水锤现象；③在人工清理叶片结垢时，因空间狭窄，也存在软管和接头磕碰现象；④冲洗水压力过高，导致螺纹连接处极易脱开；⑤冲洗水管无法进行水压检查，检修后只能靠人工肉眼检查，发现隐患问题难度较大。

2020 年3 号机组一根冲洗水母管与吸收塔塔壁304 不锈钢法兰连接发生漏水，原因为冲洗水阀打开时膨胀节缓冲力不够，造成冲洗水母管连接端口产生裂纹。经过焊补和堵漏运行一段时间后，接口强度降低又发生断裂。多次发生后，漏水引起吸收塔区域漏水结冰，最后停运本母管冲洗。在机组停运检查时，发现本列母管对应的管束式除尘器底部叶片基本结垢堵死。

3.1.3 冲洗水质差

目前，脱硫吸收塔冲洗水取自工艺水，水源一般使用冷却塔回用水，水质比厂区工业水稍差。如果过滤器故障或未定期清理，也容易导致冲洗水喷嘴堵塞，冲洗效果差。

3.2 烟气品质差

3.2.1 石膏浆液中亚硫酸钙含量偏高

当吸收塔PH 值控制不当、氧化不充分或原烟气中二氧化硫含量大幅增加时，浆液中生成的亚硫酸钙将大大增加，更容易粘在管束式除尘器下部，亚硫酸钙会与硫酸钙同时结晶形成软垢，后慢慢被氧化，最终转变为石膏垢。

3.2.2 烟气流速降低

当机组长期低负荷时，烟气流速较低，不利于管束式除尘器气液分离，造成离心分离效果下降，液滴随烟气缓慢粘结在管束式除尘器内部。

3.2.3 烟气含尘量增大

当电除尘故障或除尘效率下降时，吸收塔入口烟气含固量增加，造成净烟气中携带固体颗粒量也大大增加,其粘性较强，飞灰粒径小。若按正常的冲洗周期和冲洗水量，这些固体颗粒物难以完全清除。

3.3 测量不准

压力变动器测点取样孔未执行定期检查和水冲洗，造成取样孔堵塞。或者压力变送器本身故障，造成测量误差大，差压高报警。管束式除尘器差压通过设置的上、下2 套压力变送器相减计算得到，由于吸收塔直径较大，所测量的差压也存在一定的误差和滞后。

3.4 吸收塔流场不均匀

我厂吸收塔采用的是脱硫除尘一体化高效协同脱除技术，停机检查发现旋汇耦合器存在叶片堵塞或者周边封板掉落现象，造成吸收塔流场的不均匀，导致管束式除尘器入口烟气携带液滴量差异较大，当烟气携带液滴超出处理能力时，会造成除尘效果不佳，导致堵塞发生。

4 管束式除尘器结垢堵塞对策措施

4.1 运行管理措施

①控制吸收塔PH、液位、密度、氧化风量在合理范围内，根据实时原烟气SO2含量实时调整，严禁原烟气SO2浓度长期超过脱硫系统设计值。②加强电除尘器运行状况监视，及时调整高频电源出力，保证吸收塔入口粉尘在允许范围内。如果电除尘出现多个电场故障跳闸，就需要吸收塔多启动一台浆液循环泵来降低出口含尘量。③运行中每班应严格执行管束除尘器冲洗定期工作，保证吸收塔系统的水平衡，防止因吸收塔液位高而影响管束式除尘器的正常冲洗。④严格控制管束除尘器前后差压在350Pa以内，条件允许的情况下可多冲洗。根据实际运行经验值制定机组各负荷对应的差压，偏差较大时进行手动冲洗。手动对管束除尘器冲洗时，要求逐个进行，不得跳跃遗漏。在机组启停操作过程中应加强冲洗。⑤定期检查管束除尘器冲洗水压是否正常、冲洗水阀门是否内漏，以保证冲洗的有效性。⑥尽量启动吸收塔下层喷淋对应的浆液循环泵，增大液滴沉降能力，减少进入管束除尘器的液滴。

4.2 检修维护措施

①运行中加强管束除尘器冲洗水系统的维护，确保冲洗水系统能可靠投运。②定期对压力变送器取样管路进行水冲洗，防止取样管路堵塞造成差压波动大。③定期对冲洗水过滤器进行反冲洗和清理。④将管束式除尘器和旋汇耦合器结垢堵塞检查列为机组停运重要工作，在C 级以上等级检修时，安排对管束式除尘器和旋汇耦合器进行结垢清理，对冲洗水连接管断裂情况进行检查和更换。检修后对冲洗管道试漏检查，调整冲洗水压，并检查冲洗效果。

5 结语

通过管束式除尘器结垢堵塞的原因分析，只要从运行管理和设备维护两方面入手，加强日常运行监控,精心维护设备,优化运行方式,提高管束式除尘器的重视程度，通过总结经验不断完善相关措施，堵塞结垢问题是基本上可以解决。