燃煤电厂脱硫设备运行中存在的问题及优化-北极星大气网

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摘要：分析烟气湿法脱硫系统结垢、腐蚀、磨损、泄漏及堵塞等常见问题，提出有效减少设备故障的措施，并提出只有改善设备管理、优化运行，才能保证脱硫系统高效、稳定地运行，最终实现企业节能、减排、效益最大化。

“十一五”期间火电机组脱硫设备快速普及，但工程质量参差不齐，部分设施腐蚀、结垢以及磨损情况严重，难以胜任甚至无法持续正常运转，技改势在必行。同时，国家在“十三五”规划中对节能减排提出新的目标要求，火电厂大气二氧化硫、氮氧化物、粉尘排放浓度要达到燃气轮机排放标准，以目前的脱硫工艺而言难以满足。因此，针对脱硫设备及其运行参数做一些优化调整，以提高设备的安全性、稳定性是非常必要的。

1脱硫设备常见问题及解决方法

1.1设备腐蚀

腐蚀是脱硫设备面临的第一大问题，尤其对于石灰石-石膏湿法脱硫工艺。腐蚀是相对金属而言的，可分为以下类型：

①点蚀，即金属表面出现细微的“锈孔”，腐蚀一般为纵深方向，最终导致钢材穿透，氯离子对其的影响明显；

②缝隙腐蚀，即在金属焊接处、螺钉连接处出现细微缝隙，电解质进入形成电解池发生电化学腐蚀

③应力腐蚀，即在拉应力和氯离子腐蚀环境共同作用下，金属的局部出现由表及里的裂纹;④磨损腐蚀，即腐蚀性流体(烟气中的灰分、石灰石、石膏颗粒等)与金属构件以较高速度相对运动而引起的金属损伤。

目前脱硫系统均采取了有效的防腐措施，主要有以下几种。

（1）使用耐腐蚀不锈钢(含镍、铬、铝的合金)，常用316L，904L，2205。出于成本考虑，很少整体使用不锈钢，而是在碳钢基体贴合金层。316L能够耐受氯离子的腐蚀，为脱硫系统常使用的材质；904L能够耐受很强的氯离子腐蚀和点蚀、缝隙腐蚀，可作为金属贴衬；2205双向不锈钢具有良好的抗冲击韧性和抗应力腐蚀能力，因此设计时可用于减轻质量。

（2）使用非金属材料，如玻璃钢(FRP)，PP等。FRP是一种纤维加强型合成树脂，具有很高的抗磨、抗拉伸、抗疲劳性，而且质量轻，可用作喷淋层管道等耐磨构件；PP材质具有很强的抗冲击性，可用作除雾器及冲洗水管。

（3）金属基体表面涂防腐层，如玻璃鳞片、橡胶、碳化硅(陶瓷)。玻璃鳞片具有很好的防渗透性，通常作为脱硫吸收塔及烟道内壁的防腐涂层;橡胶内衬是目前金属管道防腐的主要手段，特别是丁基橡胶，具有良好的防磨、防腐特性;碳化硅陶瓷或搪瓷防腐的应用，主要看重的是它的防磨性较好。

1.2设备磨损

磨损和腐蚀是紧密相连的。烟气中的飞灰、石灰石颗粒、石膏颗粒是造成磨损的主要因素，尤其是石灰石中的二氧化硅，磨损能力很强。高流速也是增加磨损的原因。防腐层的磨损会加速设备腐蚀，在磨损和腐蚀的双重作用下，设备的损坏速率将会大大增加。

脱硫设备的磨损和腐蚀相互交织，表现如下：

①叶轮的机械磨损和气蚀；

②喷淋层喷嘴的机械磨损；

③搅拌器叶片的磨损，在机械磨损和腐蚀的双重作用中，机械磨损占主要；

④管道衬胶的磨损经常发生在管道弯头、石灰石供浆管、浆液循环泵大小头。

使用耐磨材料，降低浆液固含量，保证烟气流场均匀、稳定是防止磨损的主要方法。

1.3设备结垢

浆液中氯离子或亚硫酸盐含量超标，容易导致脱硫设备容器或管道内壁结垢，严重时影响设备正常运行。结垢最严重的部位一般是滤液水系统和旋流器稀浆管道，以及一些浆液箱、吸收塔接口管根部位。曾有多个电厂真空泵内结垢导致真空泵皮带损坏。

控制氯离子含量(加强废水排放)、降低浆液pH值(促进亚硫酸根氧化)、及时脱水(防止石膏过饱和)可以有效降低结垢程度。

1.4设备泄漏

由腐蚀、磨损导致的设备或管道穿孔泄漏，表现为漏烟、漏气(汽)、漏浆、漏水、漏油、漏粉(石灰石与石膏粉)。脱硫介质为石灰石浆液或石膏浆液，一旦设备发生泄漏，会对环境及设备产生较大的污染。采用耐磨防腐材质，做好防泄漏试验是避免泄漏的有效措施。

1.5设备堵塞

1.5.1除雾器堵塞

某厂除雾器的堵塞情况如图1所示。

造成除雾器堵塞的主要原因是：

①设备选型不合理，当设计存在偏差，实际烟气流速过高时，除雾器无法达到设计的除雾效果，导致堵塞；

②除雾器冲洗装置的设计、布置和冲洗程序不合理；

③除雾器断面上流速分布不均；

④冲洗水压力、流量不足。

图1某厂除雾器的堵塞情况

防止除雾器堵塞的主要措施是：

①保证脱硫烟气入口粉尘含量在设计要求范围内；

②合理选择除雾器冲洗水压力和冲洗周期；

③合理控制吸收塔pH值及浆液的氧化程度。

1.5.2GGH堵塞

某厂烟气换热器(GGH)堵塞情况如图2所示。

图2某厂GGH堵塞情况

GGH堵塞主要有以下原因：

①吸收塔除雾器效果不好，净烟气携带液滴中石灰石、亚硫酸钙、石膏等混合粘附在GGH换热片上，逐渐形成结垢堵塞GGH；

②脱硫装置运行时，吸收塔运行液位过高，或吸收塔起泡，造成石膏浆液从吸收塔原烟气入口倒流入GGH，使得GGH结垢堵塞；

③GGH吹灰方式不当会造成积灰堵塞，如采用压缩空气吹灰而吹灰蒸汽参数不符合要求，高压水吹灰没有及时投入，吹灰频率不够等；

④脱硫GGH设计不合理，GGH换热面高度、换热片间距、换热片类型、吹扫方式、布置形式、吹扫位置、吹扫速度等，都对GGH的积灰、结垢有影响；

⑤吸收塔除雾器和喷淋层设计布置不合理，造成吸收塔内流场分布不均，或者吸收塔设计的流速过快，如烟气流经吸收塔时，流量大携带能力增强，会造成烟气携带较多石膏液滴进入GGH，逐渐造成GGH积灰堵塞。

GGH的堵塞控制是一项综合性的工作，包括设计和设备的优化、运行的优化和设备的日常维护等，其中运行优化和加强设备的维护尤为重要，保证烟尘不超标、吸收塔浆液成分正常、除雾器不堵塞是控制GGH堵塞的必要条件。

原标题：燃煤电厂脱硫设备运行中存在的问题及优化

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