摘要：为满足国家对火力发电厂超低排放的要求，火电厂烟气脱硫由炉内石灰石脱硫改为炉外烟气湿法脱硫后，改造后脱硫系统吸收塔、循环泵连接管道发生多次泄漏，针对泄漏原因进行全面分析，并提出治理措施，措施实施后有效减少了脱硫系统的泄漏。
关键词：脱硫；吸收塔；喷头；泄漏
0引言
内蒙古京泰发电有限责任公司为两台300 MW循环流化床锅炉，项目于2008年开工建设，2009年3月两台机组全部投产发电，是蒙西电网重要坑口电站。电厂开始建设时国家对循环流化床机组烟气硫化物排放要求较低，脱硫采用炉内石灰石脱硫，二氧化硫排放合格标准为不超200 mg/m3。随着国家对火电厂污染物排放要求的提高，为使机组能达到超低排放要求，公司在2017年完成对2台机组超低排放改造，采用烟气炉外湿法脱硫工艺，改造后二氧化硫排放可控制在50 mg/m3以下。2台机组脱硫设备经过两年运行，脱硫系统发生多次泄漏，严重影响机组安全运行，针对运行中出现的泄漏问题，进行汇总分析，并采取了有针对性的处理措施，取得了较好的效果。
1 概述
公司采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，按两炉一塔设计，引增合一，不设烟气换热器（GGH），脱硫效率按不低于95%设计。脱硫吸收塔内防腐采用玻璃鳞片衬里防腐工艺。其内部筒壁、循环浆液管道支撑粱、湍流器支撑梁、环形固定件等部位根据运行工况，采用不同类型的鳞片衬里防腐工艺。吸收塔采用国电清新自主研发的高效旋汇耦合湍流喷雾塔技术，于2017年年末完成全部脱硫设施改造。脱硫系统运行两年多发生多次穿孔漏浆事件，泄漏部位主要分布在第四、五层喷淋层处、循环泵进口衬胶管道、循环泵出口管进吸收塔处、吸收塔竖井烟道与水平烟道。2020年5月公司二号机组D修中，发现脱硫吸收塔内部10个喷淋喷嘴掉落，掉落喷嘴层各喷淋管道上表面90%均受到冲刷破坏，共有15处喷淋管上部穿孔。
2 脱硫系统泄漏原因分析
通过塔内现场检查分析得出,吸收塔本体泄漏均是由于塔壁防腐层被破坏造成塔板基体腐蚀穿孔引起的。吸收塔内的浆液腐蚀性很强，而且温度较高，一旦玻璃鳞片防腐层出现破损，吸收塔塔壁金属基体就会直接与浆液接触，产生严重的化学、磨损腐蚀，使破损部位的筒体被快速腐蚀，最终导致泄漏问题的发生。塔壁漏浆原因总结如下：
2.1超低排放改造时，部分喷嘴安装角度不合理与塔壁的安装距离过小，或安装时向塔壁倾斜。
2.2部分喷嘴局部堵塞或过度磨损后造成喷嘴喷淋角度变向，使部分浆液正好喷刷到塔壁。堵塞喷嘴主要集中在喷淋母管末端支管处，初步分析原因为：掺配电石渣粉后，吸收塔PH值容易大幅波动，浆液高pH运行,使吸收塔浆液中的石灰石、电石渣、石膏含量经常处于过饱和状态,从而导致浆液中的电石渣、石灰石、石膏、酸不溶物等固体物质析出,形成难溶的晶体状物质。此外，因吸收塔浆液中酸不溶物、大粒度杂质含量多,造成浆液循环泵叶轮磨损严重,叶轮叶片间距增大,引起循环泵的出力降低,末端压头下降,喷淋层喷嘴压力不够,也是造成喷嘴处浆液结垢、堵塞原因之一。
局部堵塞喷嘴 喷嘴连接管断裂
2.3超低排放改造后，浆液循环泵扬程增大，喷嘴内径缩小，流经喷嘴支管浆液流速增加 ，浆液对管道喷淋管内壁磨损加大，导致喷淋支管断裂或喷嘴脱落，造成浆液直接冲刷塔壁。喷嘴脱落还有一个重要原因为浆液在喷嘴前部管道段形成湍流，对玻璃钢管道内壁形成环状冲刷切割。
2.4 检修人员每次检修中未能对脱硫系统全面检查，没及时发现磨损、减薄塔壁与管道。同时吸收塔鳞片衬里防腐因受施工条件、施工质量及运行环境的影响，经过一段时间运行后，防腐层不可避免地会出现磨损及损坏现象。由于吸收塔内部防腐层面积大、运行情况比较复杂，检查难度很大。
2.5吸收塔浆液中含有大量酸不溶物及大粒度颗粒，致设备磨损加剧。主要为石灰石品质差致使浆液含沙量大，对喷淋管、喷淋梁、塔壁等冲刷严重。
2.6为了防止石膏结晶物、石灰石杂质以及长期运行中衬胶管道破损的橡胶碎片等杂物堵塞喷淋喷嘴，通常在浆液进入浆液循环泵前安装塔外管道式锥形滤网，当滤网杂物聚积较多时需增加浆液循环泵出力才能满足脱硫需要，泵出口压力提高后，加剧了脱硫管道、喷嘴磨损。
3.防范措施：
3.1严格执操作要求，精心调整，保证石膏浆液PH值维持在5.2~5.6之间。长时间低于5.0以下，会造成设备严重腐蚀，而长时间高于6.0，尤其是电石渣运行期间，则会加重系统结垢倾向。
3.2将吸收塔内石膏浆液密度控制在1140Kg/m3左右，密度太高会加剧脱硫设备磨损。
3.3严格控制石灰石粉、电石渣粉粒度，每次来粉都必须进行化验，符合脱硫现场生产要求才可卸粉。
3.4每次大、小修时，仔细检查吸收塔区域防腐层，如发现变薄或破损，应进行全面修补。调整与吸收塔筒壁距离太近或位置不正的喷嘴，减轻喷嘴喷淋浆液对吸收塔筒壁的冲刷，延缓鳞片的磨损。加强返修部位的质量控制，每道工序结束，都要进行仔细检查，合理安排修补时间，充分利用夜间间隔。如工期较紧，可适当缩短固化时间，选择兼容性好的鳞片树脂。修补的防腐层一定进行联合验收，且干燥时间必须超过24小时才可接触浆液与烟气。
3.5系统检修完毕后，人工逐层检查吸收塔喷嘴的雾化程度及喷出浆液与支撑钢梁、吸收塔内壁的接触距离，保证合理距离，避免距离太近造成冲刷。
3.6利用机组停运检修机会清理吸收塔塔底积沙与杂物，同时利用公司研发的捕捉管道内介质中杂物的装置进行在线拆卸清理，不用停运循环泵即可保证浆液压力与循环正常。该装置将锥形滤网整体式改为分体式，分为直筒滤网I段和锥体滤网II段两部分，I段滤网两端及锥体II底部法兰与网外衬胶管道采用法兰配合。合页轴承采用非金属滑动轴承，迷宫密封及轴承端盖液采用工程塑料材质，该装置具有单体重量轻、检修维护方便、耐腐蚀磨损、防浆液回流、可实现滤网在线检修等特点。
4.结束语
脱硫系统作为火电厂控制污染物排放的核心装置，一旦发生泄漏，轻则迫使机组降出力运行，重则脱硫系统故障停运，直接迫停对应的运行机组，这对脱硫系统中所有设备的运行可靠性提出了较高要求。针对脱硫系统泄漏进行原因分析并制定应对措施，处理后明显减少了脱硫系统的泄漏点，确保脱硫环保设备的正常投运，使二氧化硫达标排放，保证了机组安全运行。
参考文献
[1] 李艳．湿法脱硫吸收塔泄漏原因分析及修复 [J] 吉林电力，2010.01 -0047-03
[2] 柳清溪．探讨燃煤烟气湿法脱硫吸收塔泄漏处理 全国火电300MW级机组能效对标 第四十一届年会论文集