摘要：通过对脱硫吸收塔溢流管道运行中发现的问题进行分析，查找脱硫初设计时溢流管设计的不合理因素，制定并实施优化方案，有效的解决了吸收塔浆液虹吸现象及地沟、地坑泡沫溢流现象，大大提高了现场的文明生产水平。
关键词：脱硫；吸收塔；溢流管；
1、前言
陡河发电厂烟气脱硫装置，由北京国电清新环保技术股份有限公司承包建设，采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫单炉单塔设计，脱硫吸收塔使用的是北京国电清新环保技术股份有限公司的多元湍流吸收塔，吸收塔为逆流接触型洗涤反应塔、在吸收塔内将同时完成SO2的溶解、与石灰石浆液的反应、亚硫酸钙的氧化、石膏的结晶等过程。
脱硫吸收塔起泡溢流是脱硫系统中常见的问题，如果不能采取有效的预防和处理措施，将会造成烟气排放超标，污染周围环境，通过对陡河发电厂原始设计吸收塔溢流管道运行期间问题的分析，提出改造方案并进行实施，消除了溢流管设计的不合理因素，提高了对吸收塔起泡溢流的防范及掌握能力，解决了由于吸收塔溢流排气管堵塞虹吸现象及地沟、地坑泡沫大量溢流污染周边环境问题。
2、溢流管设计理念
脱硫吸收塔设计中，为了防止塔内液位过高，威胁其他设备安全，在吸收塔允许的最高液位标高位置设置有溢流管道，吸收塔溢流管道供吸收塔内部浆液异常时使用，确保吸收塔内浆液不超过高液位，吸收塔浆液液位过高浆液将没过吸收塔入口进入原烟道，造成未做防腐处理的原烟道腐蚀泄漏，严重时甚至会因浆液倒流导致吸风机叶片损坏等重大事故，带来极大的安全和环保隐患；溢流管的辅助作用是可以通过溢流的方式排出浆液表面堆积的杂质，提高浆液质量。
吸收塔浆液溢流主要有两大因素，一种是运行人员操作不当或吸收塔液位计测量表计不准确，造成液位增高，吸收塔溢流，一种是吸收塔内浆液泡沫引起的虚假液位造成的，主要是含有大量泡沫的吸收塔浆液密度远远低于正常浆液密度，通过密度折算的液位小于含有泡沫浆液的实际液位；
陡河发电厂吸收塔溢流管设计如图所示，溢流口标高在8米，塔内向下延伸1米，吸收塔正常运行期间液位为8.5米至9.5米，溢流管塔外垂直向上延伸到13米后向下至地沟（脱硫吸收塔入口烟道最低点标高13.5米，最高点15米），设置有向空排气管；脱硫吸收塔溢流管塔外直接引到脱硫地沟，溢流的浆液通过地沟进入脱硫地坑，使用地坑泵打回吸收塔或者通过地坑母管打入其他机组吸收塔。
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3、运行中发现的问题
随着脱硫运行时间的延长，脱硫吸收塔溢流发现很多问题，主要有以下几方面：
3.1 溢流管塔外排气管长期向空排气，冒出的热气含有腐蚀性气体，容易对脱硫塔保温层造成破坏；此处的化装板常年污染，清理及更换工作量较大；地面大量浆液液滴，文明生产水平无法保持；由于排气管较短，吸收塔浆液泡沫较多时从排气管喷出大量泡沫，污染周围化装板及周边环境，需要大量人力进行清理；
3.2 排气管堵塞，吸收塔产生虹吸现象，大量浆液通过溢流管流向地沟，最严重时吸收塔液位直接下降了1米，地沟、地坑均溢流，污染大面积地面，经过检查发现为排气管内结垢堵塞；
3.3 脱硫吸收塔为湍流吸收塔，喷淋层下方布置有一层湍流器，湍流器起到均布烟气、提高脱硫效率的作用，湍流器设计阻力为600-1400pa，运行循环泵越多阻力越大，当浆液循环泵启动时，吸收塔底部液位降低，浆液通过喷淋层与通过湍流器的烟气逆流接触。在这个过程中，喷淋层的浆液会在湍流层上形成一层液膜，这层液膜对于提高吸收塔脱硫效率作用明显，但是却在一定程度上增加了烟气阻力(约200Pa)，加上喷淋层产生的阻力及湍流器本身的阻力，烟气会在浆液上部和湍流层下部聚集压缩，造成此区域正压增大，实际脱硫吸收塔入口压力从1500pa到4000pa变化，吸收塔浆液上部压力增大致使溢流管内液位高于吸收塔塔内液位，未到溢流液位就发生溢流。
3.4 吸收塔运行中塔内堆积大量泡沫，泡沫从溢流口流出至地沟堆积，大量泡沫堆积后溢出地沟，污染现场环境卫生；
3.5 塔内溢流管破损，由于塔内管道无支持，管道全靠溢流口位置固定，塔内下降管在浆液内因受力变化，溢流口管道产生疲劳破坏，易发生断裂，低液位时未处理烟气通过溢流管排出，发生烟气泄漏，高液位时浆液从断裂处流出污染周围环境，不得不降低液位从塔外临时加固后保持高液位运行；
4、改造方案
针对现场实际问题，我们制定相应的处理方案，主要目标是提高脱硫吸收塔运行可靠性，减少现场环境污染，提高设备管理水平。改造后如右图：
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4.1 排气管增大，有原来的DN50管改为DN100管，管道加粗后消除排气管堵塞现象；
4.2 管道加长，长度从原来的200mm增大到1500mm，消除从排气管喷出泡沫现象；
4.3 在排气管顶部增加一个弯头，弯头方向为远离吸收塔方向，改变从排气管排出的热气流动方向；
4.4 在溢流管排气管上增加电动阀门，日常状态阀门关闭，避免正常运行状态下热气排出，设定吸收塔液位高于一定液位后自动开启电动阀门，破坏管道真空，防止浆液虹吸；为防止吸收塔内压力变化产生溢流，要求运行监盘人员发现地坑液位上涨明显时开启电动阀门，保证吸收塔正常溢流；由于阀门及管道的优化，日常无热气排出，开启阀门后热气从远离吸收塔的方向排出，可以避免污染化装板，现场化装板卫生保持良好；
4.5 在溢流口地坑处增加冲洗水管道，通过喷嘴的雾化将水直接覆盖地坑，溢流口溢出的泡沫在雾化水的冲洗下消除干净，保证地沟无泡沫，杜绝地沟泡沫溢流；
4.6 将吸收塔内溢流管进行加固，增加管道包裹及支撑，与吸收塔塔壁直接连接，做好防腐修复，并对塔内溢流管道进行重点检查，防止管道磨损泄漏；对穿过塔壁位置的管道及塔壁进行加固，防止疲劳破坏。
5、改造效果
5.1 改造后排气管不再喷出泡沫，溢流管周围塔壁及地面卫生水平提高明显，无需人员长期做卫生，减少了卫生清理人力消耗，减少了更换化装板费用；排气管喷出的热气量减少，喷出热气方向改变，化装板腐蚀明显好装，使用寿命大大延长；
5.2 排气管无堵塞，改造完成后消除了浆液虹吸现象，吸收塔液位保持稳定，地沟液位保持稳定，运行人员监盘简单，无需担心浆液虹吸；
5.3 地沟、地坑无泡沫溢流，不再需要人员长期清理泡沫，减少人力消耗，由于雾化的冲洗水最后通过地坑泵打入吸收塔内，补充了吸收塔的液位，改善脱硫水平衡；
5.4 溢流管加固后减少管道受力，管道通过支撑加固，浆液的冲刷力被支撑分摊一部分，对溢流口的疲劳破坏量大大减少，改造后未发生溢流管断裂现象；
6、改造的注意事项
6.1 排气管阀门一定要改为电动或气动阀门，且改造完成后如果长期低液位要进行定期试验，防止需要操作时阀门操作不动或者管道堵塞；
6.2 吸收塔检修时一定要检查吸收塔塔内溢流管口结垢堵塞情况，及时清理溢流管口的垢片，加固溢流管包裹、拉筋，防止运行中损坏；
6.3 运行监盘人员一定要对重要事项有掌握，一旦发生地坑液位不正常增长，吸收塔循环泵电流无异常时首先打开排气管电动门，无论是液位计不准或者泡沫影响，首要目标是先保证脱硫系统的安全运行，确保不因浆液溢流影响其他设备正常运行，保证脱硫效率保证达标排放；
6.4 定期检查地沟冲洗水管情况，确保冲洗水正常投运，检查溢流口溢流情况作为塔内浆液情况的参考。
7、总结
从陡河发电厂脱硫吸收塔溢流管运行发现的问题入手，查找溢流管设计的不合理因素，制定并实施优化方案，有效的解决了由于溢流管设计不合理产生的浆液虹吸及污染环境情况，大大提高了脱硫设施的稳定性和可靠性，在优化改造设计中也提出了对运行监盘的要求，考虑到使用的方便性设置了逻辑自启程序，增粗排气管消除了排气管堵塞隐患，改造后脱硫溢流系统运行良好，未发生浆液虹吸溢流及地坑、地沟大量泡沫溢流现象。
参考文献：
［1］史传红、周桂萍，脱硫吸收塔溢流管道的优化改造，山东电力技术，2017年第10期；
论文作者:徐杨
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：吸收塔论文; 浆液论文; 排气管论文; 液位论文; 地沟论文; 泡沫论文; 管道论文; 《电力设备》2019年第22期论文;