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液柱+噴淋脫硫塔存在問題及處理

濕法煙氣脫硫塔內(nèi)折形板除霧器優(yōu)化的數(shù)值模擬

濕法煙氣脫硫塔的優(yōu)化數(shù)值模擬研究

大型脫硫塔噴淋段氣液兩相流動與傳熱的數(shù)值仿真及驗(yàn)證

4干-濕交界面大量積垢原因分析

4.1煙道布置不合理

本臺機(jī)組為了降低出口SO2排放濃度，該脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了增容改造，改造工作第一步是拆除GGH，并對脫硫塔入口煙道進(jìn)行了相應(yīng)改造。由于現(xiàn)場場地緊湊，拆除GGH后在增壓風(fēng)機(jī)出口后直接設(shè)置了一個(gè)1200°急轉(zhuǎn)彎頭，然后再經(jīng)過多個(gè)彎頭進(jìn)入吸收塔。增壓風(fēng)機(jī)出口至吸收塔入口段煙道彎頭較多，煙氣多次改變流動方向，且煙道內(nèi)部未設(shè)置導(dǎo)流裝置，導(dǎo)致了該段煙道內(nèi)煙氣流場沒有經(jīng)過組織即進(jìn)入了吸收塔內(nèi)。煙氣流場不均勻，湍流較為嚴(yán)重，特別是進(jìn)入吸收塔前的彎頭處，產(chǎn)生了渦流，部分煙氣回旋至煙道內(nèi)，導(dǎo)致噴淋層的液滴被回旋煙氣卷吸至入口煙道內(nèi)，同時(shí)這些液滴還可捕獲入口煙氣攜帶的粉塵顆粒，在入口煙道的內(nèi)壁和內(nèi)部支撐桿上發(fā)生沉積，形成大量的硬垢。

4.2運(yùn)行方式不合理

該機(jī)組脫硫吸收塔內(nèi)部設(shè)置四層噴淋層，對應(yīng)塔外的4臺漿液循環(huán)泵。通過查閱該系統(tǒng)事故停機(jī)前兩個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，得知這段時(shí)間對應(yīng)最下噴淋層的循環(huán)泵處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，且該機(jī)組在運(yùn)行中負(fù)荷調(diào)整頻繁，最下一個(gè)噴淋層中心線距離吸收塔入口煙道上邊沿僅2.10m，距離較近，因此在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于脫硫塔入口處煙氣流速較低，該噴淋層噴淋的漿液極易進(jìn)到入口煙道內(nèi)。特別是后期為了減緩增壓風(fēng)機(jī)喘振而長期在低負(fù)荷下運(yùn)行，導(dǎo)致該區(qū)域積垢快速發(fā)展。

另一方面，在無脫硫旁路的機(jī)組啟動時(shí)煙道粉塵，為了保護(hù)吸收塔內(nèi)的防腐層和除霧器，需先開啟漿液循環(huán)泵，然后才能引入煙氣，停機(jī)時(shí)也是煙氣停止入塔后待出口溫度低于60℃時(shí)才能停運(yùn)循環(huán)泵。循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)，若無煙氣入塔，缺少煙氣的沖擊作用，則噴淋的漿液液滴會直接進(jìn)入吸收塔入口處，待高溫?zé)煔庖牒?，隨著水分的蒸發(fā)會形成硬垢。當(dāng)循環(huán)泵與增壓風(fēng)機(jī)的啟動時(shí)間間隔或停運(yùn)時(shí)間間隔較長時(shí)，這種現(xiàn)象更加明顯。

經(jīng)過初步分析煙道粉塵，脫硫塔入口煙道干一濕交界面大量積垢的形成過程是：

（1）細(xì)小的漿液液滴直接噴淋或被煙氣攜帶至脫硫塔入口煙道壁面碰撞沉積；

（2）入口煙氣攜帶一定的粉塵，與液滴中的硫酸鈣、亞硫酸鈣發(fā)生反應(yīng)形成了硬垢；

（3）垢物在高溫?zé)煔獾牟粩鄾_刷下，其中攜帶的水分丟失，形成大量干態(tài)的硬垢。

5干一濕交界面大量積垢解決對策

5.1優(yōu)化原煙氣煙道布置

增壓風(fēng)機(jī)出口至脫硫塔入口的原煙氣煙道布置不合理，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。通過對此處煙道進(jìn)行煙氣分布的流場模擬，應(yīng)用計(jì)算流體動力學(xué)手段提出了煙道優(yōu)化方案，在增壓風(fēng)機(jī)出口彎頭底部和傾斜煙道上部各設(shè)置4片煙氣導(dǎo)流板。通過加裝導(dǎo)流板，可以強(qiáng)化煙道的流場組織，經(jīng)過優(yōu)化后的煙道流場基本均勻，有效消除了煙道內(nèi)煙氣的局部渦流，避免了在吸收塔入口處形成返回?zé)煹赖臍饬髀葰鈭?bào)警器，同時(shí)降低了煙氣系統(tǒng)阻力。另外，通過加裝煙氣導(dǎo)流板來改善煙道及吸收塔內(nèi)的流場分布，還可以提高脫硫效率。

5.2優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式

運(yùn)行過程中，脫硫系統(tǒng)的煙氣流量與機(jī)組負(fù)荷有直接關(guān)系，建議運(yùn)行人員根據(jù)實(shí)際情況，對循環(huán)泵配置方式進(jìn)行了優(yōu)化。低負(fù)荷時(shí)，入口煙氣流速較低，在保證脫硫系統(tǒng)出口SO2達(dá)標(biāo)的情況下，停運(yùn)最下層噴淋層對應(yīng)的循環(huán)泵，避免漿液直接噴淋至入口煙道。

機(jī)組啟動時(shí)，循環(huán)泵啟動與增壓風(fēng)機(jī)啟動時(shí)間間隔應(yīng)盡量縮短;同樣，在停機(jī)時(shí)增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)與循環(huán)泵停運(yùn)時(shí)間間隔也應(yīng)盡量縮短。停機(jī)時(shí)，增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，可利用除霧器沖洗水或吸收塔入口的事故降溫水來快速降低吸收塔內(nèi)部溫度，縮短增壓風(fēng)機(jī)與循環(huán)泵的停運(yùn)時(shí)間間隔，盡量避免在無煙氣進(jìn)入的條件下，漿液直接噴淋至入口煙道。

6實(shí)施效果

該機(jī)組在經(jīng)過清理積垢、修復(fù)煙道、加裝導(dǎo)流板、重新防腐后再次投運(yùn)煙道粉塵，增壓風(fēng)機(jī)入口煙氣壓力恢復(fù)正常，風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象消失，振動值在合理范圍。

機(jī)組按照優(yōu)化方式進(jìn)行操作，連續(xù)運(yùn)行半年后脫硫系統(tǒng)各處壓力值均正常平穩(wěn)，增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

最近一次檢修中發(fā)現(xiàn)脫硫塔入口處僅邊緣附近少量垢物，證明通過加裝導(dǎo)流板改善入口煙道氣流分布和運(yùn)行優(yōu)化，可以有效避免脫硫塔入口煙道干-濕交界面大量積垢事故的再次發(fā)生。

7結(jié)語

脫硫塔入口煙道處形成的大量積垢難以清理，不僅停機(jī)時(shí)間長，清理費(fèi)用高，且清理時(shí)易造成該處防腐層損壞，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

在后續(xù)運(yùn)行中，建議通過觀察系統(tǒng)各處的煙氣壓力、增壓風(fēng)機(jī)電流、除霧器差壓等參數(shù)的變化voc氣體檢測儀，來間接判斷脫硫塔入口煙道干-濕交界面區(qū)域的積垢情況，在出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)排查原因，避免該處再次出現(xiàn)大量積垢引發(fā)煙道堵塞的嚴(yán)重后果。

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