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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

本臺機組為了降低出口SO2排放濃度，該脫硫系統(tǒng)進行了增容改造，改造工作第一步是拆除GGH，并對脫硫塔入口煙道進行了相應改造。由于現(xiàn)場場地緊湊，拆除GGH后在增壓風機出口后直接設置了一個1200°急轉彎頭，然后再經(jīng)過多個彎頭進入吸收塔。增壓風機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)部未設置導流裝置，導致了該段煙道內(nèi)煙氣流場沒有經(jīng)過組織即進入了吸收塔內(nèi)。煙氣流場不均勻，湍流較為嚴重，特別是進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)，導致噴淋層的液滴被回旋煙氣卷吸至入口煙道內(nèi)，同時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運行方式不合理

該機組脫硫吸收塔內(nèi)部設置四層噴淋層，對應塔外的4臺漿液循環(huán)泵。通過查閱該系統(tǒng)事故停機前兩個月的運行數(shù)據(jù)，得知這段時間對應最下噴淋層的循環(huán)泵處于連續(xù)運行狀態(tài)，且該機組在運行中負荷調整頻繁，最下一個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，因此在低負荷運行時，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到入口煙道內(nèi)。特別是后期為了減緩增壓風機喘振而長期在低負荷下運行，導致該區(qū)域積垢快速發(fā)展。

另一方面，在無脫硫旁路的機組啟動時煙道粉塵，為了保護吸收塔內(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，停機時也是煙氣停止入塔后待出口溫度低于60℃時才能停運循環(huán)泵。循環(huán)泵運行時，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入吸收塔入口處，待高溫煙氣引入后，隨著水分的蒸發(fā)會形成硬垢。當循環(huán)泵與增壓風機的啟動時間間隔或停運時間間隔較長時，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)生反應形成了硬垢；

（3）垢物在高溫煙氣的不斷沖刷下，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

增壓風機出口至脫硫塔入口的原煙氣煙道布置不合理，需要進行設計優(yōu)化。通過對此處煙道進行煙氣分布的流場模擬，應用計算流體動力學手段提出了煙道優(yōu)化方案，在增壓風機出口彎頭底部和傾斜煙道上部各設置4片煙氣導流板。通過加裝導流板，可以強化煙道的流場組織，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煙道的氣流氯氣報警器，同時降低了煙氣系統(tǒng)阻力。另外，通過加裝煙氣導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)運行方式

運行過程中，脫硫系統(tǒng)的煙氣流量與機組負荷有直接關系，建議運行人員根據(jù)實際情況，對循環(huán)泵配置方式進行了優(yōu)化。低負荷時，入口煙氣流速較低，在保證脫硫系統(tǒng)出口SO2達標的情況下，停運最下層噴淋層對應的循環(huán)泵，避免漿液直接噴淋至入口煙道。

機組啟動時，循環(huán)泵啟動與增壓風機啟動時間間隔應盡量縮短;同樣，在停機時增壓風機停運與循環(huán)泵停運時間間隔也應盡量縮短。停機時，增壓風機停運后，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，縮短增壓風機與循環(huán)泵的停運時間間隔，盡量避免在無煙氣進入的條件下，漿液直接噴淋至入口煙道。

6實施效果

該機組在經(jīng)過清理積垢、修復煙道、加裝導流板、重新防腐后再次投運煙道粉塵，增壓風機入口煙氣壓力恢復正常，風機喘振現(xiàn)象消失，振動值在合理范圍。

機組按照優(yōu)化方式進行操作，連續(xù)運行半年后脫硫系統(tǒng)各處壓力值均正常平穩(wěn)，增壓風機運轉正常。

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，證明通過加裝導流板改善入口煙道氣流分布和運行優(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結語

脫硫塔入口煙道處形成的大量積垢難以清理，不僅停機時間長，清理費用高，且清理時易造成該處防腐層損壞，嚴重影響機組的正常運行。

在后續(xù)運行中，建議通過觀察系統(tǒng)各處的煙氣壓力、增壓風機電流、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，應及時排查原因，避免該處再次出現(xiàn)大量積垢引發(fā)煙道堵塞的嚴重后果。

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