660MW湿法脱硫系统除雾器堵塞原因分析及对策论文_刘杰

(陕西华电蒲城发电有限责任公司 陕西省渭南市 715501)

摘要:针对某发电公司6号机组脱硫系统除雾器的堵塞情况,通过检查现场和调阅运行参数,分析引起除雾器堵塞的原因,提出了检修处理和优化运行方式、合理控制参数等措施,确保了机组的长周期安全运行。

关键词:660MW机组 石膏雨 除雾器 堵塞 措施

2019年4月29日,6号机组烟囱出现石膏雨,DCS画面显示二级塔除雾器阻力急剧升高。5号、6号机组烟囱入口疏水管均有大量浆液流出。

2019年5月6日,机组负荷为330MW,测试发现二级塔三层除雾器差压约2200Pa,DCS差压显示约2500Pa。

2019年5月8日停机,进入脱硫塔检查发现:在可见范围内,一、二、三级除雾器堵塞严重;一、二、三级除雾器均有垮塌现象,其中一级除雾器模块垮塌数量较多,三级次之,二级最少。

1 现场检查情况

通过调阅历史曲线数据、进入脱硫塔检查等方式,对以下几方面进行了调查:

1.1 塔内冲洗水系统设备检查:现场检查发现二级塔内至少有14根水管断裂,水管断裂位置基本都是进入塔内后的水管连接处,同时还有部分冲洗水喷嘴脱落,部分喷嘴堵塞。查阅冲洗运行历史曲线,发现在6号机组2月15日启机后就有两个阀门冲洗流量超过175m3/h,初步判断其对应的2根除雾器冲洗水管断裂。3月19日,有5个阀门冲洗流量达到175m3/h,推断对应的5根除雾器冲洗管断裂。至运行后期有多个阀门的冲洗水流量达到175m3/h,冲洗管断裂数量增多。断裂水管对应区域的除雾器堵塞严重。

1.2 冲洗频率及冲洗方式调查:初步统计了6号机组二级塔除雾器冲洗时间间隔,发现有5次冲洗间隔时间超8h,最长为11h未冲洗。

1.3 冲洗水压力及流量情况:2月15日至5月8日,二级塔除雾器冲洗时,除雾器冲洗水压力与流量的变化趋势见图1。期间3月27日,二级塔除雾器冲洗水压力调节阀漏水,将冲洗水切换为旁路运行,手动调整压力和流量。4月15日再次调整冲洗手动门开度。

2月15日至3月27日,冲洗时水压力在0.5~0.6MPa之间,流量平均108m3/h;

3月27日至4月15日,冲洗时水压力在0.3~0.45MPa之间,流量平均68m3/h;

4月15日至5月8日,冲洗时水压力在0.4~0.8MPa之间,流量平均130m3/h。

可见,3月27日至4月15日,除雾器冲洗水压力偏小,流量偏低,会导致除雾器冲洗效果失效。4月15日至5月8日除雾器冲洗水压力偏大,容易导致除雾器冲洗水管连接处脱落,部分除雾器得不到冲洗,阻力迅速攀升。

图1 二级塔除雾器冲洗时压力与流量关系

1.4 脱硫系统阻力变化趋势:通过定义原烟气压力与机组负荷的比值,来表征脱硫系统阻力变化情况,2月15日至5月8日阻力变化趋势见图2。

1.5 脱硫系统重要参数:二级塔浆液pH值控制较高,此次运行期间平均值在6.5以上,同时系统原烟气SO2浓度偏高。通过调取历史数据,统计得出约25%的原烟气SO2浓度超设计值。

1.6 托盘脱落与断裂情况:托盘有3处位置,约5块发生脱落,有托盘发生断裂,多处托盘出现较大孔洞,沿着塔壁位置部分托盘有堵塞现象。部分托盘搭放在横梁上宽度较小,容易脱落。

2 原因分析

1)除雾器堵塞的原因是冲洗失效,冲洗失效的原因是:①除雾器冲洗水管断裂数量较多;②3月27日至4月15日,期间除雾器冲洗水压力偏小,流量偏低;③4月15日至5月8日,期间除雾器冲洗水压力偏大,会造成冲洗水雾化液滴粒径较小,使冲洗除雾上粘附的浆液效果变差。

2)除雾器冲洗水管断裂的主要原因是:冲洗水压力过高,导致冲洗水管螺纹连接处极易脱开,雾滴粒径较小,使冲洗除雾上粘附的浆液效果变差。

3)除雾器冲洗水压力偏小,流量偏低的原因是:手动调整门开度为2格,开度过小,冲洗水通过喷嘴无法形成喷射状。

4)3月27日至4月4日(5月8日停机),机组长期处于低负荷,除雾器冲洗水量及频率减少。

5)二级塔浆液pH值平均值在6.5以上,原因是:原烟气SO2浓度超设计值运行时间段较多,采取高pH值来提高脱硫效率。浆液pH值控制值偏高,大大增加吸收塔及除雾器结垢和堵塞风险。

6)其他原因。6号机组最顶层除雾器距离二级吸收塔出口距离约1.5m左右,距离偏小,影响除雾器流场分布,恶化除雾器除雾器效果。

7)托盘的脱落和断裂,会造成烟气短路,烟气短路后流速过高,烟气带浆量会变大,会使得对应除雾器除雾效果变差,加剧除雾器堵塞。同时也会降低脱硫效率。

图2 原烟气压力与机组负荷比值、原烟气SO2浓度的变化趋势

3 预防措施

1)修复自力式调节阀,通过两个调节阀调整二级塔除雾器冲洗水压力进塔处在0.2MPa~0.25MPa之间。

2)每次停机后检查除雾器冲洗水管断裂情况,或者改用法兰连接。

3)控制入炉煤硫份,严禁原烟气SO2浓度长期超系统设计值。

4)在低负荷期间,加大脱硫废水外排,保证除雾器冲洗水频率及冲洗水量。

5)拆除二级塔托盘上方的聚气环,聚气环的存在导致托盘靠近塔壁处无法持液,部分烟气短流,降低了二级塔的脱硫效率。

6)建议将原烟气压力、一级塔出口压力与机组负荷的比值引入DCS,定期调阅曲线趋势,提前预判除雾器堵塞程度。

7)仔细检查托盘松动情况,对托盘进行加固。

8)避免二级塔浆液pH值控制过高。

参考文献

[1]禾志强,祁利明,周鹏,等.石灰石-石膏湿法烟气脱硫优化运行[M].北京:中国电力出版社,2012。

[2]李兴华,牛拥军,雷鸣,等.火电机组脱硫系统超低排放改造节能优化[J].热力发电,2017,46(11):119-123。

[3]中国华电集团公司火电厂脱硫工程设计导则(D版)-2014。

[4]陕西华电蒲城发电有限责任公司2*660MW机组脱硫运行规程-2017。

作者简介

刘杰,1976年8月,性别:男,毕业于西安电力高等专科学校,技师,现任陕西华电蒲城发电有限责任公司生产技术部节能主管。

论文作者:刘杰

论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期

论文发表时间:2019/10/24

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