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摘要:在石灰石—石膏湿法脱硫工艺中，设备经常发生磨损、结垢堵塞、腐蚀等缺陷，严重时会影响到脱硫设施的投入率。根据生产实际对容易发生的缺陷原因进行分析，提出解决方案和对策措施，并在原有设备的基础上提出改进建议，提高设备的可靠性。国电康平发电有限公司2×MW机组锅炉为超临界直流炉，每台炉配备双室五电场静电除尘器，除尘效率大于99.83%，烟气脱硫采用的是石灰石—石膏湿法脱硫，脱硫效率大于95%。整套脱硫装置由烟气系统、吸收塔系统、石膏脱水系统、石灰石粉制备浆液系统、废水处理系统、工艺水系统、事故浆罐及浆液疏排系统和相应的电气和控制系统组成。该系统自年8月完成h试运以来，总的运行情况良好，但也经常发生一些缺陷及设备磨损、结垢堵塞等问题，影响脱硫系统的投入。电厂专业人员根据现场实际情况逐步摸索，积累出一些成功的经验及解决问题的方法，并提出了进一步的改进措施。1GGH转子部件与固定部件刮卡1.1刮卡现象为降低进入吸收塔的烟气温度及提高进入烟囱的烟气温度，目前已投运的湿法烟气脱硫装置大多数设置了回转式烟气换热器(GGH)，康平发电有限公司烟气脱硫装置安装了2台由哈尔滨锅炉厂生产的GGH。GGH在空负荷运行时，转子运行正常，电动机电流平稳，参数在正常范围内，但随着机组负荷的升高(一般超过MW)后，电动机电流出现周期性脉冲式升高，如机组负荷继续升高，电动机电流超过额定值跳闸，脱硫系统被迫退出运行。打开GGH人孔进入内部检查，发现转子径向密封片有刮痕，环型旁路密封片撬起，转子密封角钢少部分有刮痕。1.2原因分析a．支撑轴承或导向轴承固定不牢固或强度不够，GGH转子转动时，发生晃动，由于转子直径很大，轴承部位轻微晃动传递到转子边缘，就会发生较大的位移，使安装在转子边缘的密封角钢和固定部位发生刮碰。b．转子角钢表面车削不平，未处同一个水平面上，部分高出部位运行时发生碰触。c．机组升负荷过快。由于转子部分面积较大，受热不均匀，GGH转子受热后膨胀会发生反蘑菇状变形，边缘向上升起，温升越快变形量越大，超过预留膨胀空间便会发生刮卡。这就是导致GGH空负荷运行良好，而随着负荷快速升高，电动机电流上升，最后发生转子卡死的直接原因。d．由于施工质量原因，GGH壳体部分位置的圆度不够，距离转子间隙过小，不能够满足转子的径向膨胀。e．由于设计原因，转子距离旁路密封片和扇板的间距过小。为减少原烟气向净烟气侧的漏风量，设计按理论值为23mm，而检查摩擦部位，转子边缘最大膨胀量为40mm，这是转子发生卡死的主要原因。f．转子蓄热片结垢积灰后阻力增加，原烟气和净烟气的流动形成侧翻力，增大了转子的晃动，造成刮卡，随着GGH运行时间的增长，刮卡现象越来越严重。1.3采取的措施a．重新调整支撑轴承和导向轴承支座，使转子各部位的间隙相同，对强度不够的部位进行加固。b．对转子角钢表面高度重新测量，确定基准面后，重新车削，使角钢上下两面分别处在同一水平高度。c．机组升负荷时，要考虑GGH的膨胀时间，GGH受热时边缘先向上隆起，随着全部受热后，边缘向下回落，缓慢加负荷，注意观察电动机电流，发现超流立刻停止加负荷，待GGH受热均匀后再加负荷。兼顾GGH本身特性，运行调度要全面考虑，不能只重视机组负荷而忽视脱硫设施。d．调整扇形板的高度，把转子角钢和扇形板之间的间隙调整为40mm，虽然漏风量增大，降低了脱硫效率，但为了保证GGH的正常运行还是有必要的。e．虽然无法避免GGH蓄热片结垢，但应采取有效措施减少GGH蓄热片结垢和积灰，当结垢严重时应及时清理。2喷淋层喷嘴堵塞2.1原因分析部分喷淋层喷嘴堵塞后，浆液分布不均，对脱硫效率影响很大。喷淋层喷嘴堵塞主要是吸收塔浆液中存在大颗粒杂质，运行时通过浆液循环泵进入喷淋层喷嘴，由于喷嘴为倒锥体，杂质卡在喷嘴上，日积月累造成喷嘴堵塞。杂质的产生主要途径:一是系统中残留的工业垃圾;二是因操作控制的原因，系统紊乱积垢生成颗粒较大的杂质;另外也存在衬胶管路损坏后，脱落的胶片被浆液带入喷嘴。2.2处理措施a．在每次大小修后，彻底清理脱硫工艺系统，同时控制好制浆系统、脱水系统以及地坑排水至吸收塔的污染物，避免杂质残留在系统内造成喷淋层喷嘴堵塞。b．提高锅炉电除尘器的效率和可靠性，减少烟气中的粉尘进入脱硫工艺系统。c．运行控制吸收塔浆液中石膏过饱和度最大不超过%，避免积垢形成杂质。d．选择合理的pH值运行，浆液的pH值对系统结垢的影响程度较高，浆液的pH值高，有利于碱性溶液与酸性气体之间的化学反应，对脱除SO2有利，但对脱硫的氧化会起抑制作用，适当降低并保持相对稳定的pH值，可以抑制H2SO3分解为SO2－3，使反应物大多为易溶性的Ca(HSO3)2，从而减轻系统内的结垢倾向。保证吸收塔浆液的充分氧化，避免形成积垢。e．定期向吸收剂中加入添加剂，如镁离子、乙二酸等，缓解垢物的生成。f．在长期低负荷的情况下，不要长期停运喷淋层，应定期切换，防止烟尘及石膏附着在喷嘴上造成喷嘴堵塞。g．检修时对循环泵入口滤网认真检查，发现损坏及时处理。3浆液循环泵机械密封经常损坏浆液循环泵的机械密封是浆液循环泵的易损件，但如果使用周期过短，不但影响泵的正常投入，而且影响文明生产水平和增加维护人员的工作量，更大大增加了泵的维护费用。国电康平发电有限公司脱硫装置采用的是从德国进口的KSB泵，原装进口的机械密封每套价格约10万元，国产机械密封每套价格也在3万元左右，因此延长机械密封的使用寿命对降低生产成本很有必要。3.1易损原因a．浆液是容易沉淀物质，浆液进入机械密封内部后，在橡胶圈处结垢，影响橡胶圈的滑动和弹性，使动静环之间间隙增大，一旦有浆液进入间隙中，机械密封马上磨损。b．原装的循环泵无机械密封冷却水，在高浓度的浆液环境中使用，机械密封温度高，磨损严重，缩短了机械密封的正常使用寿命。c．进口机械密封装配精细，当泵的轴承游隙稍有增大后，轴运行中晃度增大，机械密封容易损坏。d．浆液循环泵停运后，机械密封处的浆液冲洗不干净，长时间停运，机械密封动静部发生结垢，再启泵运行时，机械密封损坏。e．安装操作不当，安装间隙调整不好。3.2延长使用寿命的措施a．为降低更换机械密封的成本，把进口机械密封国产化，与产品质量可靠、技术能力强的生产厂家合作，对损坏的机械密封修复，只更换损坏的动、静环和密封胶圈。b．对机械密封进行改进，增加冷却水管和冷却水室，使冷却水在浆液和机械密封之间形成隔离层，减轻浆液磨损转动部件及避免浆液沉积;增大静环凸槽内口直径，以免泵轴承少量磨损时机械密封动、静环损坏。c．请机械密封厂家人员亲自到现场指导安装工作，避免人为原因损坏。d．注意运行操作。启泵前先开启冷却水门，再启泵;停泵后应行将管路内的浆液冲洗干净后，再停冷却水和循环泵;短时间停泵或运行中冷却水中断，应先检查机械密封的温度，不能在温度较高的情况下投冷却水，以免动、静环损坏。4浆液循环泵叶轮磨损浆液循环泵叶轮是脱硫装置的主要消耗部件，由于使用周期短，备件价格高使脱硫运行维护成本提高。国电康平发电有限公司使用的KSB泵，每只进口叶轮价格在50万元以上，使用周期为2年，维护费用电厂无法承受。4.1磨损原因a．石灰石粉颗粒较大，对叶轮形成冲刷。从磨损后的叶轮检查来看，这是叶轮磨损严重的主要原因。b．泵扬程偏大，存在气蚀现象。叶轮的背部及产生涡流处磨损较严重可以证明这一点。4.2采取的措施a．用国产叶轮替代进口叶轮。目前湖北襄樊五二五公司设计制造的特种耐蚀、耐磨全合金浆液循环泵，在国内同行业使用中，反响都不错，完全可以替代进口叶轮，价格只是进口叶轮的三分之一。b．采用叶轮表面陶瓷修补技术，在叶轮使用一年后对叶轮进行修补，达到叶轮翻新的目的，此种方式相比叶轮国产化的成本还要低一些。c．运行中要保证石灰石粉的颗度达到标准，不合格产品不许进厂。5除雾器运行中压差大脱硫系统在运行中，发生过除雾器严重积垢的问题，除雾器的压差由原有的不到Pa上升到Pa，并且有迅速升高的趋势，加强冲洗已无法恢复正常值，严重威胁设备系统的安全，系统停运后检查除雾器，积垢已非常严重。5.1原因分析造成除雾器结垢和堵塞的原因有很多，除受除雾器自身的叶型、冲洗水压、冲洗水量、冲洗覆盖率、冲洗周期影响外，还与化学反应过程、被处理烟气的含固量、烟气流速和其他外因有关。其中化学反应过程对除雾器的运行性能有很大的影响，当烟气通过除湿装置时，其中的SO2与除雾器表面的浆液会发生SO2的吸收反应，会形成大量的亚硫酸盐和硫酸盐，经过一定时间以后将会发生结垢现象。a．从除雾器各级叶片结垢的情况来看，喷淋层喷嘴堵塞往往是除雾器叶片结垢的主要原因。喷淋层喷嘴大面积堵塞，烟气的穿透力增强，烟气携带大量浆液颗粒上行，这部分烟气温度相对较高，很容易将灰垢留在叶片上。这时如果还按原有的冲洗频率、冲洗水量冲洗，已经不能满足除雾器叶片的冲洗需要，积灰迅速在S型叶片的腰中堆积，这部分积灰在叶片上结晶产生石膏垢，在只有0.2MPa左右的冲洗水压下，已很难将除雾器彻底冲洗干净，除雾器工况持续恶化，最终导致除雾器压差严重超标。b．在检查中发现，第一级除雾器迎风面叶片屋脊顶部最为严重，这与除雾器冲洗喷嘴冲洗模型有一定关系，设计要求喷嘴与叶片最大距离在1m以内，而喷嘴距屋脊处的距离较远，冲洗效果相对较差，冲洗不足的部位易形成结垢，一旦叶片上形成晶粒基体，很快会在此基础上长大，这是除雾器屋脊顶部易结垢的主要原因。c．在运行中，烟气的流速对除雾器的性能有很大的影响。保持较高的烟气流速可以得到较好的分离效果，但一旦超过临界流速会造成除雾器液滴二次携带。d．除雾器塔体处的结垢是除雾器叶片结晶物的外延，靠近塔体的叶片上石膏缓慢地生长，最终扩展到塔体上，并进一步生长产生大量的结垢。e．检查除雾器冲洗模型，部分喷嘴喷出的为水柱，并不是扩散开的水幕，不能有效覆盖叶片，存在盲区。5.2处理措施a．利用停炉机会，采用人工敲打方式对除雾器叶片进行彻底清理，并逐一检查除雾冲洗喷嘴，更换损坏喷嘴，确保除雾器的冲洗效果。b．尽量消除除雾器的结垢现象。一般情况下，除雾器发生结垢的原因是在氧化程度低下，甚至无氧化发生的条件下生成的一种反应物Ca(SO3)0.8(SO4)0.21/2H2O，称为CSS软垢，使系统发生堵塞。而控制氧化是目前采取的一个有效方法。实验研究证明，当亚硫酸钙的氧化率为15%～95%，钙的利用率低于80%时，硫酸钙容易结垢，采用抑制或强制氧化的方法将氧化率控制在小于15%或大于95%，可有效控制硫酸钙结垢。c．采取有效措施，保证喷啉层喷嘴可靠运行，使浆液均匀完整地覆盖喷淋层，减少热烟气逃逸和浆液过量携带。d．第一级除雾器叶片的负载最大，后面的叶片负担相对较轻。因此，修改除雾器冲洗功能组，增加第一级冲洗的频率和冲洗时长，调整合适的二级冲洗模式，达到最佳的冲洗效果。e．合理控制吸收塔浆液池的液位，确保除雾器能及时冲洗。f．通过运行调节，尽量保证除雾器在合适的参数状态下运行，以保证达到最好除雾性能，并保证除雾器不发生结垢和堵塞。g．加强除尘器的管理，提高除尘器的效率和可靠性，严格控制烟气中的含尘量，减轻灰尘对脱硫系统的污染。h．定期检验除雾器的压差变送器，为运行提供准确的判断，及时采取措施，确保除雾器在清洁的状态下运行。6GGH积垢堵塞国内原设计、安装的大多数石灰石—石膏湿法脱硫装置配有GGH，不但增加了脱硫系统投资和运行电耗，而最大的问题是普遍存在GGH换热元件堵塞严重而大大降低脱硫系统的可靠性和脱硫效率。6.1GGH积垢情况转子换热元件冷端最外圆弧的区域积垢最为严重，垢物非常致密、坚硬，占整个换热元件截面的25%，损失非常大。其他区域也有比较多的积垢，转子换热元件的热端相对比较干净。6.2原因分析a．近年来由于电煤供应紧张，原设计煤种已不能充分供应，电厂被迫掺烧设计外煤种及劣质煤，降低了静电除尘器的除尘效果，烟气系统含尘量偏大，造成GGH换热元件积灰的可能性大大增加。b．除雾器在运行中，有一定数量的石膏浆液透过除雾器逃逸，进入GGH换热元件，这部分浆液较难清除，很容易在GGH换热元件上附着固化。c．GGH是旋转设备，运行中外圆的线速度最高，吹灰吹扫时作用在外圆的时间相对最短，由于外圆上积灰最为严重，吹灰不彻底，在GGH换热元件的外圆上日积月累形成最为严重的附着物。d．GGH在线冲洗设备本身缺陷，康平发电有限公司吹灰器采用的是落后的摆臂式吹灰器，存在刮卡现象，喷嘴距离也较大，达不到预期的吹灰效果。6.3采取的措施a．加强电除尘器的维护，严格控制电除尘器的投入率和除尘效率，使除尘器保持长期高效运行，控制进入脱硫系统的烟气含尘量。b．对吹灰器进行改造，把摆臂式吹灰器改为伸缩式吹灰器，提高设备的运行稳定性。c．利用机组停运机会，对GGH换热元件采用高压水进行人工彻底清理，清除残余的积垢。d．加强GGH烟气出入口压力变送器的维护，以便随时掌握换热元件的结垢情况，适当增加高压水冲洗的次数。e．每次停炉都要对吹灰器喷嘴进行检查和清理，对高压水泵滤网要定期检查和清理。7石膏脱水系统故障7.1系统常见故障a．旋流分离器管路磨损及喷嘴脱落。由于旋流分离器是靠离心作用使石膏与水分离，因此浆液流速高，管路磨损快，使喷嘴受振动和冲击，容易松动和脱落。b．真空皮带容易跑偏。造成皮带跑偏的因素很多，主要有:安装质量原因使各托辊不平行;个别托辊磨损或轴承损坏，转动阻力加大;调偏托辊松动或调整不到位。c．滤布损坏。由于滤布在运行中始终处于反复自动调偏中，总在左右摆动，使滤布出现纵向褶皱，长期运行后，褶皱部位磨损，形成纵向裂口。另外有杂物落入滤布中，也会发生滤布损坏。7.2预防措施a．适当控制旋流分离器浆液的流速，减少设备磨损;经过检查喷嘴，发现松动及时安装牢固。b．经常检查托辊，发现转动不灵活及时更换轴承;对托辊平行度和水平度进行找正;缓慢调整调偏托辊的手轮，长时间观察找正。c．把滤布调偏行程控制在最小范围内;通过技术改造增加去皱托辊;经常巡视检查，有松的部件及时固定，防止脱落后掉入滤布中;发现滤布有异物要及时停运设备，清除并查明原因后再启动设备。8结束语石灰石—石膏湿法脱硫装置运行中的常见故障还有很多，本文只介绍一些较重大的故障，并结合生产实际分析了问题的原因，并有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面提出解决方案和对策措施，提高设备的可靠性和降低维护成本，对今后脱硫系统的检修和维护具有一定的指导意义。

石膏脱水困难是湿法脱硫装置普遍存在的问题，其影响因素众多，需要从外部介质、反应条件及设备运行状况等多个方面进行综合分析及调整。深入了解脱硫反应机理和设备运行特性，合理控制系统主要运行参数，才能保障脱硫石膏的脱水效果。

但是由于各厂实际条件，往往不能采取很有针对性的措施，小编隆重推出石膏脱水异常原因分析，我们将历年来获取的了全国很多电厂的烂石膏做了一个数据库，现在可以根据化验推断出大概的问题，远程或上门指导服务，有意向联系于大哥或者刘老师。

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以下是历年案例

年10月江苏电厂白色石膏

年12月河北开滦协鑫电厂分层石膏

年6月大庆油田电厂白色烂石膏

年7月魏桥电厂千层饼石膏

年9月青海宁北电厂灰黑色石膏

年7月徐州中能电厂红褐色烂石膏

年7月安顺电厂咖啡色烂石膏

年7月湖南常德电厂灰色烂石膏

年7月南京化工园电厂烂石膏

年8月陕西大唐渭河电厂泥饼状带点石膏

年12月陕西大唐韩城电厂砖块石膏

年12月河南永城电厂喷氨过量石膏

年4月徐州阚山电厂杂质过多石膏

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年7月四川广安电厂

年2月大唐太二电厂

年8月大港电厂

年8月漯河银鸽电厂

年8月南京化工园电厂

年8月山东魏桥邹平汇能热电

年9月苏州华能热电

年9月大唐清苑电厂

年10月山东华宇电厂

年1月清新包头电厂

年6月沙洲电厂石膏纯度低

年6月河南丰鹤电厂

年9月大唐韩城电厂

年12月大唐新余电厂

年5月常德电厂

年4月南海电厂

年5月潍坊盛世热电

年5月威海皮带机现场单位

年6月大庆电厂

年11月潍坊热电

年12月包头铝业自备电厂

年1月清新环境包头热电

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