火电厂脱硫纤维除雾器器,堵塞的概率高吗?为什么?

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火电厂脱离除雾器堵塞的清洗方案
火电厂脱离除雾器经常发生被浆液堵塞问题,如何保证清洗效果,防止脱硫系统停运和减少电耗是一个亟待解决的问题。现有的固定管道冲洗效果不够,应该从结构上给予改变,请教提供思路。
谈一下我的思路。
(1)可在前面加一级(旋风)除尘器,减少带入后工序的灰尘。
(2)可在除雾器出浆口中间设计一个上下移动的杆或搅动的装置,防止浆液堵塞。
回答数:103节能环保正文页
我国火电厂烟气脱硫设备使用现状调查报告
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&&& 截止2008年底,我国已投产烟气脱硫机组3.97亿千瓦,全国火电厂已投运烟气脱硫机组容量占全国燃煤机组容量的66%,其中90%以上采用石灰石/石灰一石膏湿法烟气脱硫工艺。&&
&&& 大量实践证明,烟气脱硫在机理上、技术上是成熟的,其主要风险在设备的制造、使用上。
&&& 据业内人士介绍,2005年以前我国所有脱硫设备均依靠国外进口。当时进口脱硫设备成本每千瓦需要1000元。一台30万千瓦火电机组的脱硫设备的成本大约3亿元。随着国内环保设备行业的快速发展,国内生产的脱硫设备使每千瓦成本造价降至200-300元左右,仅2006年新增从事脱硫设备的企业就由2005年的100多家猛增到200家,形成年配套1亿千瓦火电脱硫工程设计、设备制造及总承包能力。
&&& 在巨大的商机面前,一些资质较差甚至没有资质的企业也纷纷入市生产脱硫设备,这些设备厂家为获取项目,不顾质量,恶意降价的后果一是设计、生产、安装的脱硫装置稳定性、可操作性低,故障率高,不仅使电厂被迫大幅提高运行成本,而且降低了脱硫效果,使企业不能完成节能减排任务,更好地履行社会责任。二是导致市场混乱,形成好品质的产品没市场,劣质产品异常火爆的混乱局面;三是这种局面除了对生产脱硫设备的正规厂商带来不小的冲击,而且在一定程度上阻滞了国内脱硫设备生产企业的自主研发和升级换代。&
&&& & 为贯彻落实《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》,推进环保产业健康发展,制订和完善有关政策、技术规范,提高烟气脱硫装置运行的可靠性、经济性,确保实现二氧化硫减排目标,根据《国家发展改革委关于印发加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见的通知》(发改环资[号),国家发改委委托中国电力企业联合会在开展火电厂烟气脱硫产业化发展情况登记调查的基础上,增加主要设备运行使用情况登记调查,以便进一步摸清有关情况,有针对性地研究解决问题。本次调查的重点是石灰石,石灰一石膏湿法烟气脱硫工艺的设备。为此,全国电力行业脱硫脱硝技术协作网配合中电联,围绕政府工作要点,针对当前脱硫设备市场的混乱局面,开展了脱硫设备运行使用现状的调查。
&&& 调查显示,从目前已投运脱硫装置的运行情况来看,大多数电厂的脱硫设施情况较好,但部分电厂由于系统设计、设备质量、安装、调试以及运行管理等多方面因素,致使脱硫系统不能正常运行,环保作用得不到充分发挥。
& &&通过调查发现,目前无论从设备本身,还是从应用上说,现有烟气脱硫设备脱硫水平与国家规定的环保要求仍有差距,腐蚀、结垢、堵塞、烟气带水等问题还没有得到很好的解决,在实际运行时的脱硫效率达不到设计要求,不能很好地满足国家提出的污染物浓度和总量控制目标的要求,烟气脱硫技术及设备还需在实践中不断改进、完善和提高。
& &&通过调查还发现,目前国内脱硫设备业正处于市场整合阶段,市场竞争和科技竞争的结果,将改变目前的产业格局,改变产业发展基础相对薄弱,产品和技术与国际先进水平存在较大的差距,企业规模小、生产力过于分散的不利发展的局面,并增强这一领域的科技创新能力,提升整体技术水平。众多小企业被迫纷纷退市,拥有较强的经济实力和投资能力,拥有较强的研发能力和引进消化吸收能力及产业化能力的企业逐步赢得市场,获得快速发展就是证明。
调查时间、范围、形式和内容
&&& 根据《国家发展改革委关于印发加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见的通知》(发改环资[号),国家发改委委托中国电力企业联合会在开展火电厂烟气脱硫产业化发展情况登记调查的基础上,增加主要设备运行使用情况登记调查。全国电力行业脱硫脱硝技术协作网配合开展了相关工作:
&&& 一、调查时间、范围、形式和内容
&&& (一)时间
&&& 自日,国家发改委办公厅下发了《关于开展火电厂烟气脱硫设备使用情况调查的通知》(发改办环资[号),正式着手开展调查工作,至日结束第一阶段工作并完成《我国火电厂烟气脱硫设备使用现状的调查报告(第一部分)》。
&&& (二)范围
&&& (1)对电力集团公司、火电发电企业,开展火电厂燃煤发电机组烟气脱硫系统主要设备调查;
&&& (2)对主要脱硫设备制造厂家开展火电厂燃煤发电机组烟气脱硫系统主要设备情况调查;
&&& (3)对拥有较多烟气脱硫工程业绩的脱硫公司开展火电厂燃煤发电机组烟气脱硫系统主要设备调查。
&&& (三)形式和内容
&&& 鉴于石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺是当前世界上较为成熟的脱硫主要工艺之一,且目前国内投运的烟气脱硫装置绝大多数采用石灰石一石膏湿法,因此对当前运行的火电厂石灰石一石膏湿法烟气脱硫装置和主要设备情况进行了第一阶段的调查分析工作。
&二、烟气脱硫系统主要设备情况分析
&&& 调查概况
&&& 截至2008年1月底,共有170个单位进行了调查反馈,其中华能、大唐、国电、中电投、粤电、国华、浙能等发电(集团)公司和部分地方电力企业共计155家火力发电企业,石家庄强大渣浆泵有限公司(石家庄强大泵业集团公司子公司)、襄樊五二五泵业集团公司、石家庄工业泵厂11家等脱硫设备制造单位以及国电龙源、北京博奇、浙大网新、大唐科技4家等脱硫公司对火电厂燃煤发电机组脱硫系统主要设备调查情况进行了反馈,涉及的脱硫机组共计383台、1.3亿千瓦,占2007年整年全国已授烟气脱硫机组容量的近50%。
表1 反馈情况的脱硫机组容量登记分布情况
脱硫机组容量等级
机组数(台)
脱硫机组容量(MW)
占反馈机组总容量的比例(%)
10万千瓦级
20万千瓦级
30万千瓦级
60万千瓦级及以上
气-气换热器(GGH)
&&& 气一气换热器(Gas Gas Heater),通常有蓄热式和非蓄热式两种形式,统称GGH。GGH是脱硫系统中主要装置之一,设置GGH后可提高烟气排烟温度和抬升高度,降低污染物落地浓度,降低系统水耗,明显减轻湿法脱硫后烟囱冒白烟的问题;尤其对多台脱硫机组共用一根烟囱的机组来说,无需对烟囱进行专门的防腐,有利于减低成本、缩短工时等。
&&& GGH堵塞的影响主要有:
&&& (一)对系统安全性的影响
&&& 为保证系统正常运行,必须将GGH差压控制在合理范围内。一旦GGH发生堵塞并且现有的吹灰、冲洗手段不能使蓄热元件上的污垢得到有效的清理,必然导致烟气系统阻力增加,风机电流增大。堵塞严重时会造成烟气系统阻力超过风机的最大出力,引起增压风机发生喘振或振动超标,甚至威胁到锅炉的安全运行,对设备稳定运行造成危害,最终导致脱硫系统被迫长期开启脱硫旁路运行。
&&& (二)对系统经济性的影响
&&& 由于风机静压升是根据正常工作状态对应自各项阻力值确定的,并且其工作点一般处于风机的高效区。GGH结垢后系统阻力增加,运行工况点偏移,运行电耗增加。为降低由于结垢引起的GGH差压上升,需要加大在线和人工高压水冲洗的频率,提高了冲洗成本。GGH结垢严重冲洗时需停运脱硫系统,降低了脱硫装置的投用率。
&&& (三)对环保方面的影响
&&& GGH严重堵塞后,为保证系统安全运行,旁路烟气挡板门长期处于开启状态,只有部分烟气脱硫,使排放浓度偏高,总排放量也很难控制,必然引起环保罚款。尤其目前伴随着国家环保政策的日益严格,开启旁路运行方式很可能不被接受,因此主机运行会受到影响。
&&& 随着我国对环保工作要求的明显提高,对火电厂烟气脱硫装置的运行要求也有了明显的提高。2007年5月国家发展改革委和国家环保总局制定的《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法(试行)》中规定:脱硫设施投运率在90%以上的,扣减停运时间所发电量的脱硫电价款;投运率在80%~90%的.扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处1倍罚款;投运率低于80%的,扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处5倍罚款。同时目前对于火电厂S02排放总量的要求也决定了脱硫装置必须具备较高的可用率。因此我国目前新建机组的脱硫装置已倾向于取消GGH,而采用湿烟囱和烟气脱硝装置来解决取消GGH后的不利影响。而对于有GGH的在役机组,有必要开展相关的研究并采取措施来控制GGH的堵塞问题。
& 一、调查情况简介
&&依据反馈情况统计,目前国内电厂采购使用的GGH设备大部分来源于20多个设备制造商。其中,豪顿华(Howeden)、上海锅炉厂的GGH市场应用在此次调查中列前两位,分别占反馈总台数的41.37%及29.72%。同时,德国巴特杜尔公司、日本ALSTOM也占有一定的市场份额。GGH主要缺陷情况见表4。
& 二、主要缺陷
&&& 表4 GGH主要缺陷情况一览表
主要故障现象
出现该故障台数
占反馈应用总台数的百分比
堵灰、积灰
密封片不严
三、存在的问题
&&& 我国最早的石灰石/石灰一石膏湿法脱硫技术主要从德国引进,因此目前已投运的湿法烟气脱硫装置大多数设置了回转式的烟气加热装置GGH。
&&& 但从近年来湿法脱硫工程的实践来看,GGH的设置存在着很大的问题。GGH不仅增加了系统的投资和运行电耗,最大的问题是普遍堵塞严重,从而大大降低了系统的可靠性和可用率。
&&& (一)净烟气携带浆液的沉积结垢引起堵塞
&&& 锅炉烟气经过吸收塔后,烟温降低、水分饱和,虽经两级除雾器除下大部分液滴,出口液滴含量在75mg/m3以下或更低,但因烟气总量大、GGH连续运行的时间长,携带的石膏浆液的总量很大。这些浆液通过GGH时会粘附在换热元件上,烟气的冷热交替通过,使得部分水分蒸发,留下溶质或固形物并逐渐加厚形成恶性循环,最终堵塞换热元件通道。
&&& (二)烟尘引起的GGH堵塞
&&& 因吸收塔出口烟气处于饱和状态,并携带一定量的水分,GGH加热元件表面比较潮湿,在GGH原烟气侧特别是冷端,烟尘会粘附在加热元件的表面。另外,烟尘具有水硬性,其中的CaO可以激活烟尘的活性,烟气中的S03以及塔内浆液等与烟尘相互反应形成类似水泥的酸盐,随着运行时间的累积硬化,即使高压水也难以清除,这同样引起堵塞问题,在烟尘量大时堵塞更快。
&&& (三)设计不合理引起的GGH堵塞
&&& GGH本身设计不合理,如GGH换热面高度、换热片间距、换热片型式、吹灰方式、布置型式、吹灰器数量、吹灰器喷头吹扫位置、覆盖范围等,对GGH积灰、结垢均有影响。另外喷淋层和除雾器的设计对堵塞也有很大影响。GGH前后直烟道过短,导流板也不能使流场分布均匀,这使得GGH局部会先产生浆液粘结堵塞,继而形成恶性循环。
&&& 例如上海锅炉厂有限公司、豪顿华工程有限公司普遍采用DNF、UNF型换热片,其波形特点为中间波浪,易积垢,吹扫不易,堵灰严重。
&&& (四)当吸收塔内pH值较高时,烟气携带的Ca-C03含量也多,它们会与原/净烟气中S02继续反应生成结晶石膏而牢固地粘附在GGH换热元件上引起堵塞。
&&& (五)在运行中有时吸收塔液位过高,溢流管排浆不畅,浆液从吸收塔原烟气入口倒流入GGH。吸收塔在运行时由于氧化空气的鼓人液位有一定的上升,另外吸收塔运行时在液面上常会产生大量泡沫,泡沫中携带石灰石和石膏混合物颗粒。液位测量反映不出液面上虚假的部分,造成泡沫从吸收塔原烟气入口倒流入GGH。原烟气穿过GGH时,泡沫在原烟气高温作用下,水分被蒸发,泡沫中携带的石灰石和石膏混合物颗粒粘附在换热片表面。在此过程中,原烟气中的灰尘首先被吸附在泡沫上,随着泡沫水分的蒸发进而粘附在换热片表面,造成结垢。既便瞬间反流,GGH积污也非常严重。
&&& (六)GGH吹扫或冲洗不正常或故障
&&& 1、运行时GGH不吹扫自然会结垢。有的FGD系统未能按运行规程进行GGH的定期吹扫,或吹扫的周期长、每次吹扫的时间较短,不能及时去除积灰/垢而形成累积;
&&& 2、吹扫气/汽源参数不满足设计要求,不能达到吹扫效果;
&&& 3、吹灰步序、步长、停留时间设置不合理,如有未吹到的死角等等。
&(七)除雾器的堵塞会直接影响GGH的堵塞
&&& 若除雾器发生堵塞,除雾器出口的液滴含量增加,会明显加快GGH的堵塞。
&&& (八)循环泵长时间启动而FGD系统未通烟时,也可使吸收塔浆液飘流粘附在GGH上。
&&& (九)吸收塔浆液出现问题,如碳酸钙或亚硫酸钙的含量明显偏高,会导致GGH的堵塞。
浆液循环泵
&&浆液循环泵是把吸收塔内浆液连续地升压向塔内喷淋层提供喷淋浆液,通过喷嘴雾化效能把浆液喷淋区内形成较强的雾滴环境与逆流而上升的烟气充分接触吸收S02气体,从而保证适当的液/气比(I/G)以可靠地实现脱硫效率。
&&& 循环泵一般由三部分组成,电机、减速箱以及泵本体,并且安装在同一刚性钢结构底座上,三部分用联轴器连接,其中减速箱与泵轴的连接应使用膜片联轴器。也有的设计是取消减速箱,采用8机电机,直接通过膜片联轴器驱动泵轴。循环泵的消耗功率仅次于增压风机,一般几百千瓦一台,因此设计运行并维护好是非常重要的。
&&& 浆液循环为叶片式泵,叶片式泵按照叶轮设计型式分为离心式、混流式、轴流式。循环泵的工作介质是吸收塔内的浆液,该浆液具有以下三种特点:含有15%质量浓度的硫酸钙结晶物以及新补充进去的石灰石固体颗粒,具有很强的磨损性;另外,在液体的水溶液中含有穿透性高的C1-(20000ppm)和F-;浆液中充满空气,具有氧化性;吸收了S02等酸性气体的浆液虽然溶解的石灰石但系统仍然具有酸性,pH值一般在控制在5左右,特殊情况下PH还要下降。
&&& 从上面的总结来看,循环泵过流部件的使用环境很恶劣。既有复杂的腐蚀环境,又有固体颗粒带来的磨损。
& 一、调查情况简介
& &&据调查,目前烟气脱硫吸收塔采用的浆液循环泵主要来自20多个生产厂家,国内比较有代表性的生产厂家主要包括石家庄强大泵业集团有限责任公司、襄樊五二五泵业有限公司、石家庄工业泵厂等,国外主要包括德国KSB、澳大利亚Warman、芬兰苏尔寿等,这些公司在脱硫浆液循环泵市场中占有很大的份额。
&&& 此次调查结果显示,采用石家庄强大泵业集团生产的浆液循环泵的脱硫机组最多,占此次反馈脱硫机组总容量的30%左右;采用德国KSB浆液循环泵的居第二位,占18.8%;采用澳大利亚Warman浆液循环泵的居第三位,占16%;采用襄樊五二五泵业集团浆液循环泵的居第四位,占10%;采用芬兰苏尔寿浆液循环泵的居第五位,占9%;采用石家庄工业泵厂浆液循环泵的居第六位,占5.3%;其余采用其他浆液循环泵生产厂家的占10.9%。
&&& 二、主要缺陷
&&& 目前,烟气脱硫吸收塔采用的浆液循环泵均为离心泵,石灰石中二氧化硅含量高、浆液浓度大、浆液pH值低、浆液泵转速快、叶轮材料不合适,均可能导致浆液泵过流部件磨损腐蚀。根据调查反馈信息,目前浆液循环泵普遍存在的主要问题及缺陷包括:机封磨损、泄漏,叶轮磨损、腐蚀等。浆液循环泵主要缺陷情况见表6。
&&& 表6浆液循环泵主要缺陷情况一览表
主要故障现象
出现该故障台数
占反馈应用总台数的比例
机封泄露、寿命短
叶轮磨损、腐蚀
减速箱温度高
入口门不严
&&& 三、存在的问题及建议
&&& (一)机封泄漏。更换频繁
&&& 从目前使用来看,机械密封使用效果一般都不好。
&&& 原因:产生料干摩擦、泵本身的振动超标以及机械密封本身制造问题。此次调查当中发现石家庄泵业集团出现较多的此类设备质量问题。
&&& (二)浆泵叶轮磨蚀过快
&&& 有的脱硫工程投运后不足半年甚至不足三个月便出现循环泵出口压力下降,导致脱硫效率下降,解体检查发现叶轮局部磨蚀严重。
&&& 1.原因:叶轮铸造前对钢水中镍元素加入量不足(取样化验结果)。
&&& 2.原因:浆液中硬质颗粒超标,泵机转速太高,加剧磨损。
&&& (三)机械密封护板腐蚀过快
&&& 设备调查当中发现某脱硫工程投运三个月便出现循环泵机械密封护扳(28mm厚)腐蚀漏浆,生产单位为上海××机械密封公司。t
&&& 原因:该公司为了降低生产成本,未按国外图纸中指定的1.4571合金钢制作,而用了替代材料加工所致。
&&& 除雾器和喷淋管是湿法脱硫中必不可少的设备。当含有污染物的烟气经过喷淋管雾化的浆液后,烟气继续向上流动,由于此时的烟气中夹带有较多液滴,如若不能有效清除,将会沉积在吸收塔下游一侧的设备表面(如GGH),形成石膏垢,增大降压,影响换热。为了减少烟气中的含水,需要在吸收塔的出口布置除雾器除掉大颗粒的液滴。
& 一、调查情况简介
&&& 根据反馈情况统计,目前绝大多数除雾器为进口设备,主要来自Munters、KOCH,分别占反馈机组总台数的49.01%和14.14%。国内生产的除雾器占有的市场份额很少。除雾器市场应用及满意度情况见表7
&二、主要缺陷
表8除雾器主要缺陷情况一览表
主要故障现象
出现该故障台数
占反馈应用总台数的百分比(%)
堵塞、结垢
阀门不严或故障
& 三、存在的问题
& (一)除雾效率不高,致使其下游的GGH结垢严重或烟囱下“石膏雨”。
&&& 矛盾突出的是塔外布置的水平流除雾器。由于场地有限布置紧凑,吸收塔出口至除雾器入口缺少符合要求的直管段,即使装有导流板,也难以调整气流分布,除雾器入口端面处气流速度偏差甚大,高的达10m/s以上,低的出现涡流区,造成除雾器人口处石膏堆积,除雾器出口烟气携带的液滴超标,对有GGH的脱硫系统,GGH换热元件结垢加剧;对不设GGH的脱硫系统,由于排烟温度较低,烟气扩散条件不利,烟气携带的液滴会在烟囱出口形成“石膏雨”,影响电厂周围环境。
&&& (二)除雾器板片结垢堵塞,冲冼失常,造成除雾器坍塌
&&& 当燃煤含硫量大幅度超出设计值或校核值,脱硫系统处理能力严重不足时,鼓人吸收塔浆池的氧化空气不足以将浆液中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙,而大量亚硫酸钙的存在又给石膏脱水系统运行带来困难,进而影响到石膏排浆泵的运行,此时,吸收塔浆池长期在高液位下运行,又影响了除雾器冲洗系统的启动,除雾器板片上结垢得不到及时冲洗,恶性循环越演越烈,塔内布置的垂直流除雾器板片上亚硫酸钙与硫酸钙堆积物越来越多,终使除雾器不堪重负而坍塌。
&&工作原理是当电机通过联轴器或带轮带动主动轴转动时,安装在主动轮上的齿轮带动从动轮上的齿轮,按相反方向同步旋转,使啮合的转子相随转动,从而使机壳与转子形成一个空间,气体从进气口进人空间。这是气体会受到压缩并被转子挤出出气口,而另一个转子则转道与第一个转子在压缩开始的相对位置,与机壳的另一边形成一个新空间,新的气体又进入这一空间,被挤压出。连续运动从而达到鼓风的目的。
& 一、调查情况简介
&&& 据调查,成都电力机械厂生产的增压风机占反馈脱硫机组总台数的55.56%,应用最多;其次为豪顿华生产的增压风机占19.14%;上海鼓风机厂生产的增压风机占17.59%,居第三位。这三个厂家生产的增压风机的市场分额占反馈脱硫机组总数的90%以上。
&& 二、主要缺陷
表12增压风机主要缺陷情况一览表(待补)
主要故障现象
出现该故障台数
占反馈应用总台数的百分比(%)
轴承损坏或漏油
液压管漏油
& 三、存在的问题及建议
&&& 增压风机运行工况如同锅炉引风机,由于制造工艺和运行经验都很成熟,因此可靠性较高。但是也出现过个别异常,表现在:
&&& (一)某厂脱硫试运中静叶可调轴流风机内轴瓦温度升高烧损。
&&& 原因:可能安装过程轴瓦中心不正,或轴瓦内油脂不足等。
&(二)增压风机壳体保温层大面积锈蚀。
&&& 原因:为施工安装过程中风机壳体法兰接合面不严而漏烟后烟气冷凝结露腐蚀及烟气中s0:溶于风机壳体上的雨雪中形成酸液腐蚀。
&&& (三)大机组脱硫增压风机电机轴瓦均设有油循环系统,油系统的安全也是增压风机安全的一个组成部分。鉴于目前增压风机配套电机油系统电源只一路,可靠性不足。
(四)静调风机中转子叶片表面存在均匀腐蚀问题;每半年叶轮发生不平衡现象。
&&& 建议:需要做静平衡试验,加配重块。
& &&(五)动调风机部分风机振动大。
&&& (六)油站至风机的高压油管质量差,易爆管,联接件易脱落,造成漏油,需停机处理;轴承密封处漏油。
&&& (七)静调风机叶片卡涩
挡板门是湿法脱硫工程中的重要设备,它通过控制锅炉烟气的流通来实现脱硫装置的投入或退出,其性能好坏直接影响烟气脱硫系统的正常运行。
&&& 一、电厂应用及满意度情况
据统计,挡板门国产化率较高,无锡华东占33.6%;无锡华通电力占24.61%。
& 二、主要缺陷
表16挡板门主要缺陷情况一览表
主要故障现象
出现该故障台数
占反馈应用总台数的百分比
机组高负荷时漏烟
& 三、存在的问题
& &&(一)旁路挡板开不动(供货商是无锡华东电力设备厂)
&&& 原因:执行机构力矩余量小,厂家未按合同要求供货。
&&& (二)挡板门严密性差
&&& 当脱硫装置停运检修时,挡板门关闭且投入密封风系统仍有微量原烟气进入脱硫装置内,入口挡板门起不到隔断作用,
&&& 原因:是密封片局部变形双百叶间密封风泄压从而导致原烟气串人脱硫装置中。
&&& (三)挡板门局部腐蚀
&&& 部分电厂在运行几年后,挡板门局部有腐蚀现象
&&& 原因:一是材料质量有名不副实问题,二是内衬合金簿板之间焊接有缺焊现象,导致酸性冷凝液流至碳钢使碳钢腐蚀。
&&& (四)旁路挡板门操作时间不当,多数工程对旁路挡板门快速开启未做保护传动试验。
&&& 目前旁路挡板门操作即开/关一般有两种方式:慢开、慢关和快开,慢开慢关一般为45―60秒钟,而快开有:2秒、5秒、15秒、25秒。通过现场试验,快开2秒钟对锅炉基本没有形成任何不安全影响,但快开5秒以至25秒钟都没进行过动态试验。
吸收塔搅拌器
&&& 吸收塔是脱硫装置中核心设备,吸收塔内将承担烟气脱硫、除雾、脱硫剂分解、化学中和反应、氧化、石膏结晶、石膏粒径生长等一系列化学过程。是集气相、液相、固相等三相流复杂的化学反应装置。
&&& 吸收塔浆液池中其液位一般在8-13m,其浓度一般在8-20%,大部分为石膏和少量补入的石灰石。由于这些固体物是不易溶于水中,因此必须配置搅拌装置使这些固体物悬浮在浆液中。其作用是使浆液的固体维持在悬浮状态,同时分散氧化空气。搅拌器安装有轴承罩、主轴、搅拌叶片、机械密封等。
&&& 目前国内湿法脱硫塔配置的搅拌装置有两种:
&&& (1)侧入式搅拌机,应用较多。
&&& (2)脉冲悬浮装置,使用较少。
&&& (3)立式搅拌机,使用较少。
&&& 一、电厂应用及满意度情况
据统计,吸收塔搅拌器绝大多数采用进口设备。从统计结果来看,EKATO生产的搅拌器占反馈机组总数的40.06%,SHARPE MIXERS占17.72%,MUT占10.93%。
二、主要缺陷
表1 8& 吸收塔搅拌器主要缺陷情况一览表
主要故障现象
出现该故障台数
占反馈应用总台数的百分比
机封损坏或漏油
叶片磨损或断裂
&&& 三、存在的问题及建议
&&& 目前,吸收塔搅拌机多数应用侧人式搅拌机,由于基本上为引进设备,因此可靠性较高。此次调查发现,德国EKATE的搅拌机加工、组装非常精细,没有出现问题;使用美国、澳大利亚生产的搅拌机出现过机封漏浆,承建单位能够及时更换。
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&nbsp&nbsp&nbsp 在工业生产中,如果气体中含有某种物质的蒸汽,当将其冷却到一定的温度时,蒸汽会冷凝结成液体或固体。或者气体高速通过某种液体,气体被液体的蒸汽饱和并夹带液体飞沫。用湿式电滤器来清除悬浮于气体中的微细液体和固体粒子。即为湿式电滤器。如硫酸生产净化清除气体中的硫酸雾。发生炉煤气和焦炉煤气除焦油雾,硫酸生产的放空尾气中除硫酸雾。硫酸浓缩废气中除硫酸雾。电厂废气除硫酸和亚硫酸雾,以及水蒸汽雾等。均系湿式电滤器类。
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&nbsp&nbsp&nbsp 一、湿式电滤器的原理
&nbsp&nbsp&nbsp 待处理气体为含有微细尘粒,雾粒及被液体蒸汽饱和的湿气体。为了满足生产工艺, 环境保护,有价金属回收的要求。必须将气体中的悬浮物清除,处理合格后的气体用于下工序生产或排入大空。
&nbsp&nbsp&nbsp 各种待处理的气体,由于受到紫外线照射,高温和放射性副射的作用。使得每种中性气体中都含有1-2%的带电分子和电子(1)。另方面,当这种带有悬浮粒子的湿气体进入电滤器电场后,由于在电滤器的电晕极线上施加了足够高的直流电压,从电晕极发射出大量向沉淀极高速运动的电子。在电场力的作用下,高速运动的电子高速撞击中性分子,从气体分子中打出一个或若干个外层电子,中性分子转变为正离子和自由电子,这些派生的电子在电场作用下继续高速运动,撞击新的中性分子而使其电离,如此迅速地派生出新的离子和电子,在电晕极线附近的气体发生雪崩式电离,在电极线周围2mm形成电离区。同时,带负电的粒子和电子向沉淀极的运动过程中被过渡区的雾粒捕集,中性粒子荷电并长大,继续向沉淀极运动,最后在沉淀极沉积并发生电中和。
&nbsp&nbsp&nbsp 含有微细悬浮粒籽的气体,在管式湿式电滤器中,它们在沿着管子的轴线方向运动,其中的悬浮粒子受到气体流动的推动力,粒子本身的重力,电场的电力,粒子运动的摩擦力和电场力的共同作用。带电粒子在电场里的运动是在以上几种主要作用力的合力作用下进行的,因此,它的运动速度称为漂移速度。对任何具体湿式电滤器,当漂移速度过小时,倘若气体的电离,粒子荷电以及粒子通过两极间所需要的时间比气体通过整个管长所需时间要长。悬浮粒子被逃脱。电场产生“电晕闭塞”。因此,漂移速度的大小决定电滤器的电场气速和除雾的效率。对某一特定条件时,漂移速度随施加于电晕电极的电压升高而增大。因为电压升高之后,气体在电离区的电离加快,粒子可以获得更多的电荷,所受电场的作用力增大。
&nbsp&nbsp&nbsp 另方面,如果改变电晕电极的形状,提高它发射电子的能力和扩大电离区有效断面, 是提高漂移速度和缩短荷电时间的有效办法之一。 螺旋锯齿电晕极线,利用尖端放电来增强电离能力,同时利用形状的变化形成更良好的非均匀电场和扩大电离区,有效地提高了电滤器的能力。
&nbsp&nbsp&nbsp 三、 结构比较&nbsp&nbsp
&nbsp&nbsp&nbsp (一)电晕电极: 又称放电极和负极。国内的电源均采用负极为电晕极,
&nbsp&nbsp&nbsp 根据电的性质,电流是从导体的表面通过。所以导体的表面积影响电流的通量,表面积大其单位时间内所通过的电流量亦大(6)。这与我们经常选择使用电线的截面积大小是同一道理。直径大的极线周围的电离区截面积也大。电晕极的形状和大小,直接影响电子的矢放,电离的程度。以下就电晕极的演变进行比较。
&nbsp&nbsp&nbsp (1)光滑园形电晕极线:
&nbsp &nbsp&nbsp最早使用的是直径为2.5mm的钢丝做电晕极线。在沉淀管内的电力线分布是放射性的。满足电晕放电的条件。所采用电场气速为0.5m/s左右。但是人们发现,当待处理气体中的悬浮粒子较多或者速度较高时,除雾效率下降,“电晕闭塞”的现象很频繁。人们开始思索原因和寻求解决的办法。  
&nbsp&nbsp&nbsp (2) 钢丝包铅正方形电晕极线:这种极线是采用直径2.5mm的钢丝外包铅材,外形6*6mm方形。它有四条棱角,放电能力和电离区都比第一种增大了。因此,在与第一种电晕极线相同的条件下,电滤器的处理 能力提高。同时也解决了耐腐蚀的问题。
&nbsp&nbsp&nbsp (3)钢丝包铅六棱电晕极线:人们根椐方形极线探索的思路,开发了所示的六棱电晕极线。其外形的外切园直径有6mm和10mm两种。这种线与第二种线的区别是六条棱更锐利,六棱的棱与棱之间的空间也成为电离区。这种电晕极线是目前国内使用最普遍的一种。它的电场气速以0.6m/s-0.8米/秒为最佳。生产实践中发现当处理气体中的尘雾含量高时,电晕极线上容易沉积尘埃(结大肠)。当电场的负荷加重时,还是较容易发生“电晕闭塞”。另方面,生产系统大型化,低生产强度设备林立和气体分布不均的矛盾,人们尝试改变设备部件的结构,提高设备的生产能力。
&nbsp&nbsp&nbsp (4) 螺旋形锯齿电晕极线:
&nbsp&nbsp&nbsp 人们试图应用尖端放电的原理,开发出一种放电能力强,又是连续的非均匀的电场。 据出国考察的同志介绍: 鲁奇公司曾做过盲刺形和铅锯齿形电晕极线试验,铅锯齿因齿尖容易钝化,该两种极线都没有推广使用。二十世纪90年代初,南化研究院开发并推广钛螺旋锯齿形电晕极线,它具有四条连续放电棱和放电很强的齿尖。因此,它的抗粘附和抗电晕闭塞能力都很强。电场气速国内己实际达到1.2m/s。如抚顺石油二厂,恭城冶炼厂,锌泉公司等。但是,由于硫酸生产的气体成分和腐蚀形态复杂,另外,也由于一些制造商不注意用材的选择,理念的错误,导致一些电晕极线被腐蚀。用户担心极线被腐蚀不敢用,制造商怕赔偿不敢推荐。又回到采用低气速,六棱铅极线。这样,设备管数增加一倍,增加新设备的投资弗,也降低了设备的除雾效率。同时对大型系统会造成电除雾器并并串串设备林立。
&nbsp&nbsp针对钛极线被腐蚀的各种状态,通过静态和动态试验,经浓酸洗净化,高砷氟稀酸洗净化等生产系统中的试验,筛选出一种特种耐腐蚀不锈钢。用该材质加工的电晕极线己在高氟硫铁矿制酸和钛白粉生产的电除雾器中使用。具有优良的耐蚀性能。
&nbsp&nbsp&nbsp (5)目前新型龙骨阴极线(鱼骨阴极线)类新高效阴极线:
&nbsp&nbsp&nbsp 更适应恒流源电源的电场,具有放电端密集,电晕直径大,从而获得更高的电流强度和更高的电压。阴极线电晕极有30㎜,50㎜或定制更宽的电晕电极,获得更高气速的电场最高可达左右2.0m/s。
&nbsp&nbsp&nbsp (二)沉淀极: 又称正极或阳极。
&nbsp&nbsp&nbsp (1)园管形: 国内首先是用 256×3×4000铅管。
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp二十世纪60年代,国内开发出&nbsp φ270×10×4000硬PVC塑料园管。由若干根园管用管板组装在一起成为湿式电滤器的沉淀极。
&nbsp&nbsp&nbsp 由于这种管式电滤器中气体走不了短路,其除雾效率较高。但是,两极若沉积有尘埃,清理是很麻烦。另外,气体通过的横截面和沉淀极表面不能充分利用,有效截面积只占总截面积的80%只利用了沉淀极的一个表,耗材较多。
&nbsp&nbsp&nbsp (2) 板式:
是由若干块符合要求形状的板,按一定距离相互平行地安装在一起,组成沉淀极。两相邻沉淀极间的距离一般为
300mm。它的优点是极板的两个表面积都得到了充分利用。缺点是气体容易从上下吊架的电场外空间逃脱。除雾效率不如管式。&nbsp&nbsp      
&nbsp&nbsp&nbsp (3) 正六边形管:
&nbsp&nbsp&nbsp 由若干根正六边形管组合在一起,上下花板将它与上下气室连起来,组成沉淀极。这种管国外有外切园直径为250mm硬PVC正六边形管。国内在二十世90年代末,开始开发外切园直径为300mm的导电玻璃钢正六边形管。现在经过不断改进国内外切园直径采用350㎜;内外切园360mm在烟气制酸、电厂脱硫己普遍应用,管长在4500㎜或6000㎜。
&nbsp&nbsp&nbsp &nbsp
&nbsp&nbsp&nbsp  (三)电晕极线固定方式:
&nbsp&nbsp&nbsp (1)悬挂式: 由绝缘箱将阴极框架吊挂于上气室中,每根电晕极线固定在相对应的上方阴极框架的小梁上,由重锤拉直下悬。这种固定方式适用于气速不大高时使用。结构简单。安装方便,较经济。
&nbsp&nbsp&nbsp (2)固定式: 上下气室均设有阴极框架,并用绝缘箱固定。电晕线固定于上下阴极框架上。采用这种固定的稳定性好。电场气速可在2.5m/s以上,电晕线不易发生摆动。
&nbsp&nbsp&nbsp (四)绝缘箱:
&nbsp&nbsp&nbsp 绝缘箱的作用是把电晕极和沉淀极组合在一起,但又使施加于电晕极上的高压电与沉淀极绝缘,并承担支承阴极的重量和电源的引入。主要类型分述如下:
&nbsp&nbsp&nbsp (1) 具有加热式支持绝缘子的绝缘箱:
&nbsp&nbsp&nbsp 这类绝缘箱用在电滤器操作温度为40-50 C,操从压力为 2500mm水柱。为避免水汽在缘子表面冷凝,采用电加热保持绝缘箱内恒温在110 C之上。如图(4) 所示。
&nbsp&nbsp&nbsp (2)具有加热式套管绝缘子绝缘箱:
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp这类绝缘箱使用在操作温度在40-50 C,压力在-600mm水柱以下的电滤器中。为避免水汽和酸雾在绝缘子上冷凝,利用加热器将绝缘子加热到150 C。如图(5) 所示。
&nbsp&nbsp&nbsp (3)有空气缓冲保护的绝缘箱:
&nbsp&nbsp&nbsp 这类绝缘箱安装在负压较小,允许补充空气或特殊气体的电滤器上。缓冲气体是由独立的加热系统加热后,利用电滤器本身的负压或是另有的风机送进绝缘箱。
&nbsp         &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp
&nbsp&nbsp&nbsp (五)电源
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 恒流高压直流电源:恒流高压直流电源能够增大输出功率、提高工作电压实现节能。
&nbsp&nbsp&nbsp 四 湿式电滤器看法的误区
&nbsp&nbsp&nbsp 湿式电滤器是工业气体净化的重要设备之一。它运行稳定可靠, 操作控制范围宽, 被较广泛地应用。但由于有关资料少。故在选择和使中出现一些模糊的看法。以下谈谈我的一些粗浅的认识。
&nbsp&nbsp&nbsp (1) 除雾效率与电场气速的关系:
&nbsp&nbsp&nbsp 工业生产中,用化学分析的方法测定电除雾器进出口气体中酸雾的含量来计算设备的除雾效率。算式表示如下:
η=[(C1-C2 ) /C1]*100%
&nbsp&nbsp&nbsp 该算式中不反映出电场中的气速, 但实际它包含了在测定时气体在电场中流速的因子。 所得出的除雾效率反映出测定时电场状态下的实际效率。实际效率总是低于理论效率。 理论效率计算式如下:
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp η=1-(1/e w*L*s/v*Q )100%
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 式中: w—漂移速度,&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp
&nbspL—沉淀管长度,&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp &nbspv—气流速度&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp &nbsp&nbsps—沉淀极有效周边长,
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp Q—沉淀极总沉淀面积
&nbsp&nbsp&nbsp 式中v为电场中气体的流速,当气速增大时式中第二项变大, 除雾效率则降低。实际操作中电除雾器的负荷加重时,除雾效率下降,甚至发生“电晕闭塞”。也是同样的道理。
&nbsp&nbsp&nbsp (2) 空试:
&nbsp&nbsp&nbsp 在新电除雾器建成或老设备捡修后,要以空气为介质进行试送电,是捡查设备的安装和修理的质量,以及有无物品留在电场内。另外,由于空试电场中的介质是空气且几乎是静止的,随二次电压的升高,二次电流的迅速升高。其升高的速度,静止的空气介质中远比在流动的二氧化硫混合气体介质中要大很多。所以,空试中往往是二次电压不很高,而二次电流已达到机组的额定值,己无法继续升压。
&nbsp&nbsp&nbsp 如何确定空试的二次电压呢! 一般认为在40KV以上就可以了。因为在二氧化硫混合气体介质中的二次电压较空试电压会高出10KV以上。而且二次电压在40KV以上,己能满足捡查设备安装质量的要求。
&nbsp&nbsp&nbsp (3) 实际运行二次电流不要一味追求高: 因为二次电流是与二次电压相关连的。电流虽说它是电除雾器的效率的表征值,但只要满足除雾指标就可以了。二次电流过高,功率消耗也增大,对绝缘子的要求也提高。因此,比电流只要大于0.1mA/m就可以了。
&nbsp&nbsp&nbsp (4)粉尘粒子的比电阻不影响电除雾器的收尘效果: 由于在电除雾器内的气体含有饱和的液体蒸气与液体雾粒,尘埃被液体粒子粘附,液体雾的比电阻都在104-2*1010之间,是适合采用电滤器的方法清除的。当然,在某种情况下,采取添加增湿剂或化学药剂,增加对某组分的清除率,并非为比电阻的原因。雾粒达到沉淀极后则被粘附在上面,不可能再飞扬。一般液体都是良导体,不会因为粒子的比电阻的关系而产生反电晕。
&nbsp&nbsp&nbsp (5) 接地电阻宜小,可靠: 接地问题常被人们忽视。其实接地的好坏,对电除雾器的效率和操作稳定是有很大影响的。同时,从安全的角度看,沉淀极的电荷不能及时移走而产生积累,在设备壳体上会产生很高的静电危及生命的安全。电除雾器就是一个大电容器。根椐设备选择足够的接地线截面积,连接可靠,接触良好。一般要求接地总电阻小于4欧姆。
&nbsp&nbsp&nbsp (6)缘箱应自动恒定在适度的温度范围: 曾经有因把绝缘箱温度控在2500 C而使相关部位的衬铅熔化。恒温的目的是防止绝缘子上面结露,降低绝缘性能。一般要求自动控制在1100 C-1500 C, 特殊污损严重的绝缘子恒温控制可适当选高些,最好不超过1500。 C-1800 C。在系统开车前提前加热绝缘箱,待绝缘电阻大于75兆欧以上方可送高压。为保证电除雾器的稳定运转,绝不可小看绝缘箱内的温控问题,曾有因手工控温,不重视保证恒温和不注意开车前予热,造成绝缘子击穿损坏的不在少数。
、 湿式电滤器在各行业的应用:
&nbsp&nbsp&nbsp 一 、煤气和炼焦炉煤气除焦油及尘:
&nbsp 无论是作为工业原料用途的煤气还是作为燃料用途的煤气和焦炉煤气(3)(4),在经过水洗后仍然含有较多的焦油雾和尘粒,如不能有效地进行精细净化,对后续使用会带来较严重的困难,如合成氨压缩机的阀片频繁被堵,燃气喷咀堵塞等。
&nbsp&nbsp&nbsp 采用HQ1型湿式电滤器,可以较有效地克服尘和焦油在电极上粘着。主要技术指标如下:
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp &nbsp进口尘舍量 mmg/HM3&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 净化后尘含量mmg/HM3&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp ≤30
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 进口气温&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 0 C&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp ≤70
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 电场气速&nbsp&nbsp&nbsp 米/秒&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 1-1.5
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 阻力损失&nbsp mmH2O&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 30-50
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 比电流&nbsp&nbsp mA/M&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 0.2-0.5
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 净化效率&nbsp&nbsp&nbsp %&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 98以上
&nbsp&nbsp&nbsp 二 、 有害,有腐蚀性化工生产中原料气或废气的除尘及除雾:
&nbsp&nbsp&nbsp 钛白粉,硫酸生产,由于焙烧气中含有硫酸雾和尘粒。具有极强的腐蚀性。选用HC1型湿式电滤器较好。它的构件是采用耐腐蚀材料制造或进行了防腐蚀。主要技术指标如下:
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 进口雾含量&nbsp&nbsp mmg/HM3&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 出口雾含量&nbsp&nbsp mmg/HM3&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 5-30
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 除雾效率&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp %&nbsp&nbsp&nbsp &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp ≥99
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 电场气速&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 米/秒&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 1-1.5
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 比电流&nbsp&nbsp &nbsp&nbsp&nbspmA/M&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp0.1以上
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 阻力损失&nbsp&nbsp&nbsp mmH2O&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 30-60
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 气体温度&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 0C&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 35-45
&nbsp&nbsp&nbsp
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