某电厂700MW机组湿法脱硫除雾器堵塞分析

某电厂700MW机组湿法脱硫除雾器堵塞分析

(山东华能发电有限公司德州电厂山东德州253024)

摘要:石灰石-石膏湿法脱硫工艺运行中,除雾器堵塞引起引风机等设备能耗增加,堵塞严重时机组被迫降低出力,甚至引起设备的异常运行,不得不停机进行人工清理。本文针对一起因改造设计不符合规范引起的除雾器严重堵塞的事件进行了分析,并提出了解决方案。

关键词:湿法脱硫;除雾器堵塞;冲洗管漏

1、设备简况

某电厂三期5、6号两台机组均为700MW燃煤发电机组,每套烟气脱硫系统采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺(以下简称FGD),2017年1月份完成脱硫设施超低排放改造,由原一级脱硫塔改造为两级脱硫塔串联运行。一级脱硫塔为逆流喷淋--托盘塔,二级脱硫塔为逆流喷淋塔,塔顶布置一体式湿式除尘器。二级塔除雾器位于二级脱硫塔上部,从烟气流向由1级管式除雾器和2级屋脊式除雾器组成。屋脊式除雾器设置4层冲洗水,分别对每级除雾器的两面进行水冲洗;每层冲洗水分为7组,每组由一个电动门控制,由脱硫塔的一侧进入,沿径向延伸至另一侧,如图一所示,其中最上层7组冲洗水门仅在机组停机后进行冲洗。冲洗水喷嘴数量2200个,单个喷嘴的水流量为28升/分钟,冲洗水平均/瞬时流量为61/175m3/h;冲洗水母管为Φ133mm,2205材质的不锈钢管。两级除雾器设计烟气压降150Pa;两台机组脱硫装置使用相同的除雾器冲洗水源。

2、除雾器堵塞过程

2017年6月30日19时,6号机组完成定期检修后并网发电。7月10日,发现脱硫二级塔烟气压差偏高达到报警值1700Pa(除雾器压差测点一直坏点),检查二级塔除雾器冲洗水流量合适(DCS无冲洗压力测点),通知运行班组加强除雾器冲洗;因除雾器压差测点一直不准(显示315Pa不变),联系热控校验烟气系统其余各测点显示正确。

7月18日11时,#6机组电负荷680MW,集控人员监盘发现A、B引风机轴承振动大报警,检查两台引风机动叶与历史同负荷比较开度偏大15%左右、电流偏高125A以上,脱硫二级塔烟气压差达3245Pa,汇报值长降负荷至610MW、A、B引风机动叶开度关小至60%时振动降至正常值。

7月19日热控恢复二级塔除雾器压差测点,机组负荷540MW时除雾器压差显示750Pa,同时就地除雾器冲洗水母管加装压力表,确认冲洗压力在0.2~0.35MPa符合要求。经协调二级塔浆液外排、除雾器冲洗频次由每日5遍提高至每日10遍加强冲洗。7月20日11时,机组升负荷期间再次发生两台引风机振动大的情况,被迫限制负荷最高不超过630MW维持运行。一直至8月29日机组停机前,二级塔除雾器压差显示最高为880Pa左右,最大烟气压差为3500Pa,与报警值1.7KPa比较增加1800Pa。机组再次启动后二级塔烟气压差约750Pa,据此估算除雾器堵塞产生的压降约2700Pa左右,除雾器压差最高显示880Pa左右实为量程上限。

3、原因分析

根据现场检查,二级塔除雾器冲洗水管道法兰垫片损坏较多,达到总数的90%,冲洗水喷嘴堵塞数量超过一半。因此可以明确判断,除雾器冲洗水失效是引起除雾器堵塞的根本原因(部分冲洗水喷嘴角度偏斜不对正在一定程度上影响冲洗效果)。由于除雾器冲洗水是从脱硫塔的一侧进入的,管道法兰垫片损坏导致泄漏,泄漏点前的冲洗水喷嘴压力降低,水中杂质在喷嘴沉积导致堵塞;泄漏点后的喷嘴水压远低于正常值,使得该部分区域的除雾器几乎得不到正常冲洗而迅速堵塞甚至坍塌,浆液沉积几乎将该区域内的水冲洗喷嘴全部糊死。这也解释了沿冲洗水流向布置的末端除雾器模块坍塌、封板开焊的原因所在。虽然后期运行加强了除雾器冲洗,也是仅仅对冲洗水支管入口段泄漏点之前的部分喷嘴有效。现场检查也证明,靠近冲洗水入口段的始端除雾器模块清洁(约占总数的五分之一左右),基本无浆液沉积;该部分是前期运行期间烟气通流的主要通道。

通过对机组烟气系统各段参数进行分析,可以判断在7月7日前#6二级塔除雾器压差正常,脱硫入口烟压、引风机电流及动叶开度等参数与6月初基本一致,此时除雾器清洁无异常;7月7日后除雾器开始堵塞并快速发展。

4、除雾器堵塞的危害

(1)除雾器堵塞使烟气系统阻力升高,对本机组来说,稳定工况下除雾器阻力升高也就是烟气阻力增加超过2.3KPa,影响引风机运行电流合计升高接近200A,使风机电耗显著升高。据统计,7、8两个月份风机电耗升高约0.2个百分点,按照这两个月实际发电量7.545亿KWH计算,因此导致的厂用电损失在150万度以上,因机组带负荷受限损失的发电量至少300万度;引风机运行部稳定甚至失速,振动增加可能导致设备损坏和寿命下降,可谓损失巨大。

(2)除雾器的正常除雾功能下降,引起除雾器后的设备如湿式电除尘器运行异常甚至故障,烟道内石膏等沉积物大量增加增加检修工作量,烟气排放的颗粒物增加存在较大的环保风险。

5、主要反措

(1)严格按照技术规范的要求对冲洗水管道法兰及螺栓、垫片冲洗设计选型,保证产品质量和施工质量。在工业发达的今天,使用标准件应是不二的选择。

(2)多个电厂的调研说明,湿法脱硫装置除雾器压差测点的准确性至关重要。只有测点准确,才能及时发现系统运行的异常情况并加以分析处理。增加必要的冲洗水压力测点并实施报警功能,对日常的监控调整十分有效。

作者简介:

李振生,男,1970年3月出生,山东德州市,工程师,大专学历,从事脱硫运行管理工作。

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