湿法脱硫之管道磨损防治探析
湿法烟气脱硫存在的问题及解决办法
湿法烟气脱硫存在的问题及解决办法摘要:我国是世界上最大的煤炭消费国,煤炭占一次能源消费总量的70%左右。
随着经济的迅猛发展,电力需求日益增加,煤炭消耗量亦迅速攀升,连续多年二氧化硫年排放量居世界首位。
二氧化硫形成的酸雨覆盖了40%以上的国土面积,全国50%以上的城市遭受酸雨的影响,严重危害人类生存环境。
因此,必须结合我国国情,加快烟气脱硫技术设备国产化的步伐。
本文主要阐述了湿法烟气脱硫存在的问题及解决办法。
关键词:烟气脱硫存在问题解决办法目前,我国已把解决烟气脱硫问题纳入国家大政方针并成为治理火电行业和化工行业首要解决的问题。
我国虽从20世纪60年代初开始研究火电厂烟气脱硫技术,但由于技术、经济等多方面的原因,至今还不完全具备200MW以上机组烟气脱硫的设计和设备成套能力。
随着我国环境保护法律、法规和标准的日趋严格及执法力度的加大,在未来10年内,至少有40GW以上火电装机容量需安装烟气脱硫装置,显然,这个任务太艰巨,所需的资金很庞大。
因此,必须结合我国国情,加快烟气脱硫技术设备国产化的步伐。
烟气脱硫技术是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一,按工艺特点主要分为湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。
其中,湿法脱硫是采用液体吸收剂洗涤SO2烟气以脱除SO2。
常用方法为石灰/石灰石吸收法、钠碱法、铝法、催化氧化还原法等,湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、钙硫比低、技术成熟、副产物石膏可做商品出售等优点成为世界上占统治地位的烟气脱硫方法。
本文仅就湿法烟气脱硫技术中的富液及烟气处理作一介绍。
1富液的处理用于烟气脱硫的化学吸收操作,不仅要达到脱硫的要求,满足国家及地区环境法规的要求,还必须对洗后SO2的富液(含有烟尘、硫酸盐、亚硫酸盐等废液)进行合理的处理,既要不浪费资源,又要不造成二次污染。
合理处理废液,往往是湿法烟气脱硫技术成败的关键因素之一。
因此,吸收法烟气脱硫工艺过程设计,需要同时考虑SO2吸收及富液合理的处理。
湿法脱硫存在的主要问题与技术探讨
湿法脱硫存在的主要问题与技术探讨摘要:经济的发展,城市化进程的加快,人们对电能的需求也逐渐增加。
在我国现代化建设阶段,燃煤电厂发挥着重要作用,也是国民经济的支柱性产业之一。
燃煤电厂的生产运作有效地满足了广大群体日常生活、生产中对电力的需求,对我国经济发展进步起到推动型作用。
燃煤发电阶段形成废水、废气等污染物,其中废水的类型较多,脱硫废水便是其中的典范。
化学沉淀是处理脱硫废水的常用方法,尽管其费用支出较少,但经该工艺处理后的污水,很难保证整体达标,污水内含盐量偏高,若未经处理直接排放很可能导致二次污染。
湿法脱硫废水零排放处理能解除如上问题,具有能耗低、环保等诸多优势。
本文就湿法脱硫存在的主要问题与技术展开探讨。
关键词:脱硫系统;问题;技术探讨;经验分享;经济运行;节能与减排引言随着环保形势的日益严格,以及《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》发布与执行,燃煤电厂脱硫废水零排放也成为关注重点。
脱硫废水零排放工艺是指将脱硫废水进行预处理后对废水进行采用蒸发、结晶等方法进行深度处理,达到废水零排放的目的。
1燃煤电厂脱硫废水的来源及特点在燃煤电厂,烟气污染物主要包括了二氧化硫、硫化物、氯化物、氟化物、重金属离子和烟尘等,为了防止硫化物的污染,要对含硫烟气进行脱硫处理。
按工艺特点目前主要可分湿法、半干法和干法3种烟气脱硫技术,中国烟气脱硫技术和其应用比例如图1所示,大部分燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺。
湿法脱硫工艺为避免系统内污染物富集,须排放一部分废水以维持系统内污染物浓度,这部分废水主要含有大量悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属等污染物。
脱硫废水水质特点及其可能危害影响见表1。
图1中国烟气脱硫技术与其应用占比表1脱硫废水水质特点及可能危害影响2湿法脱硫存在的主要问题某公司2×330MW机组采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,每台机组对应一座脱硫塔,烟气系统不设GGH和旁路烟道,增压风机与引风机合并设置,脱硫系统压降通过引风机克服,两台机组共用一座210m高内衬钛钢烟囱,每台机组脱硫设施原设计配置三台脱硫浆液循环泵,原脱硫设施设计脱硫出口二氧化硫排放浓度200mg/Nm3以下,为了进一步满足日益严格的污染物排放标准,2015年,通过对脱硫设施实施提效改造,目前,每座脱硫塔配置五台脱硫浆液循环泵,设计脱硫效率98.99%,在脱硫设施出口新增湿式除尘器,经过改造后,净烟气二氧化硫排放浓度达到35mg/Nm3以下,满足超低排放指标要求。
湿法脱硫的应用与常见问题分析
()可见烟羽 问题 。是否有GG 2 H只是决定 了烟羽
形成的高度和距离 ,所以 ,这个问题可以不予考虑 。
()系统稳定运 、水和压缩空 气冲洗 系统等 ,较为复杂 ,工作
雾 ,基本没有腐蚀性。但 烟气中的飞灰对该区域的部 件会造成冲刷磨损 ,这部 分磨损按 照风烟道正常磨损
处理 即可 。
② 吸收塔 区域
吸 收 塔 下 部 为 浆 液 池 , 浆 液 的 PH一 般 在
5 ~ .,对池壁的腐蚀较轻 ,但 浆液 中的C 一 引起 . 6 0 2 1会
()玻璃鳞片防腐是 一个对作业环 境条件要求较 3
()经过长期运行 ,吸收塔浆液喷 淋大梁和氧化 1
按 照F 工艺流程特 点 ,可将F D GD G 的腐蚀和磨损 分为烟 气流经 区域腐蚀磨损、石 灰石制备与石膏排放
系统腐蚀磨损和脱硫增压风机腐蚀磨损三种类型。
() 1 烟气流经区域
风管大梁经常会出现 冲刷和磨损严重 ,尤其是喷淋大
梁靠近喷嘴的位置和氧化风管和大梁的接 触部位 出现
结 。因此 ,无论 是否设 置GG H,湿法 脱硫 工艺 的烟
合的磨蚀。 因此 ,在整个F D系统 中 ,腐蚀 、磨损与 G
磨蚀 并存。
囱都 应该采取防腐。
图2 锈蚀严重的脱硫管道
图1 有 无GGH 烟气情况对 比
电力技 术
32 腐蚀 、磨损主要区域及设备 . 根据脱硫 系统运行检修经验 ,针对腐蚀和磨损应 特别注意以下几个 问题 :
板 ,增加大梁的防冲刷和耐磨能力 。实践证明 ,使用
效果 良好。
() 平烟道是腐蚀 和磨损的重 点区域 ,严重时 2水 会降低烟道的荷重能 力从而 引发安全事故。因此 ,要 经常对该区域 进行检 查 ,及时补焊腐蚀和磨损部位 , 对损坏的防腐层也要 及时修补 ;同时 ,要在水平烟道 加装凝结液排 出系统 ,保证凝结 的浆液及时排出。
湿法脱硫常见故障
石灰石-石膏湿法脱硫常见设备故障及对策探讨高小春①、卢练响②、安鸿③、王森④粤电台山发电( 省台山市529228)摘要:石灰石-石膏湿法脱硫为现在国多数电厂选用的脱硫方式。
随着各个电厂脱硫系统的逐步投运,系统和设备也逐步暴露出一些共性的问题。
本篇基于台山电厂1-5号机组脱硫系统设备调试和投产后出现的问题,对故障原因和解决方法进行简单探讨。
关键词:湿法脱硫;设备故障;对策1.引言台电一期5台600MW机组烟气脱硫系统采用的是日本千代田CT-121型石灰石-石膏湿法脱硫系统,吸收塔采用的是鼓泡式吸收塔。
1、2号机组是由日本荏原公司负责设计,主要设备基本进口。
3-5号机组是由博奇公司引进荏原公司技术设计,除增压风机和吸收塔搅拌机外,大部分设备为国产或国合资企业生产。
脱硫系统主要分为烟风系统、吸收塔系统、石膏脱水系统、石灰石浆液制备系统、脱硫废水处理系统、工艺水系统、压缩空气系统、紧急浆液系统八个部分。
3-5号机组脱硫与1、2号机组脱硫区别主要在于3-5号机组脱硫取消了GGH,采用湿烟囱设计。
本文就我厂脱硫系统安装、调试及运行中出现的具有代表性的问题进行分析,并针对这些问题提出治理方案。
2.浆液泵2.1 存在问题石灰石-石膏湿法脱硫中浆液泵磨损是常见问题。
部分金属衬的浆液泵,包含日本WARMAN生产的浆液泵磨损严重。
而这些磨损主要是发生在石膏浆液排出泵、石灰石浆液泵、石灰石浆液循环泵、流量返回泵这些浆液浓度大、转速高的泵上。
磨损部位主要是叶轮、泵衬等通流部件,磨损部位呈蜂窝状。
耐磨部件使用寿命一般不超过6个月,最短3个月就发生泵壳磨损泄漏。
导致泵耐磨部件更换频繁,设备投运率低,维护成本高。
2.2 原因分析1、泵材质问题:材质选择上偏重了泵衬对氯离子腐蚀的抵抗能力,但是降低了对浆液冲刷和汽蚀的抵抗能力。
泵材质偏软,经过金属检验硬度为260 HBW左右,耐浆液冲刷能力一般。
2、浆液中硬质颗粒超标:石灰石中的SiO2、Al2O3、Fe2O3这三种硬杂质含量一般都有严格要求,如果超标,将加剧磨损。
湿法烟气脱硫装置运行普遍存在的问题及对策
湿法烟气脱硫装置运行普遍存在的问题及对策湿法烟气脱硫装置运行普遍存在的问题及对策石灰石-石膏湿法工艺是我国目前烟气脱硫装置的主流工艺。
根据统计分析结果,截止2007年底,投运或已签订合同的烟气脱硫工程,其工艺技术仍以石灰石-石膏湿法为主,占90%以上。
如不作特别说明,本文中提到的湿法烟气脱硫装置均指石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置。
由于某些原因,我国湿法烟气脱硫装置的投运率一直偏低。
2008年第一季度投入运行的脱硫装置容量约1亿千瓦,占烟气脱硫设施装机总容量的37%。
而在投运的装置中,又由于各种因素导致装置运行中出现较多问题,部分问题甚至影响到系统的安全、稳定运行,导致系统退出或间断运行,不能实现真正意义上的投运。
在当前日益严峻的环保形势下,国家加强了环保执法力度,加大烟气脱硫设施运行在线监管和就地检测,脱硫装置的运行问题与环保监管之间的矛盾将显得更加突出,如何保证脱硫装置的安全稳定运行是脱硫行业目前亟待解决的重要课题。
1系统设计目前国内烟气脱硫工程的建设一般采取由脱硫公司进行EPC总承包的形式,设计是整个工程的源头,也是保证装置能安全、稳定运行最重要的环节。
任何设计失误、考虑不周或系统参数选择不当都将影响系统的安全可靠运行。
1.1氧化系统目前有石膏脱水系统的脱硫装置普遍采用强制氧化的方式,将石膏浆液内的亚硫酸钙氧化成硫酸钙,亚硫酸盐氧化程度是湿法脱硫装置强制氧化工艺重要的控制参数。
一个设计良好的脱硫系统,强制氧化程度应接近100%部分脱硫装置氧化装置设计不合理,氧化空气分布不均匀,或由于过于侧重降低投资成本而将氧化风机容量和氧化区的体积设计得偏小,导致装置内会发生大量结垢、垢块堵塞喷嘴、卡住蝶阀、堵塞小口径管道或结垢使流道面积减小的现象。
这些将引起故障频发、事故停机或降低出力。
此外,亚硫酸钙氧化不充分还将影响脱硫效率、石灰石利用率和石膏品质等系统性能,会导致石膏品质下降、脱水机不能正常工作等一系列问题,影响系统的安全稳定运行。
脱硫技术—(经验交流)湿法脱硫运行问题探讨
脱硫技术—(经验交流)湿法脱硫运行问题探讨堵塔、副盐、腐蚀是湿法脱硫装置运行普遍存在的三大难题,制约着生产连续稳定运行,三者相互影响,相互促进,最终导致问题发生。
一、堵塔堵塔分为两种形成模式,一是硫堵,二是盐堵。
硫堵的成因就是因溶液中的悬浮硫较高,脱硫溶液中的悬浮硫在脱硫塔内流动过程中粘附于填料层,长时间积累,极易造成硫堵。
原因一:前工序煤气较脏,洗涤、除尘、除焦效果差,煤气中夹带的粉尘、颗粒物等杂质较多,进入脱硫塔后,部分滞留在填料层,部分进入溶液系统,影响溶液再生,硫泡沫不易浮选,造成贫液中悬浮硫较高。
原因二:脱硫塔喷淋密度较小,无法达到35-50m3/(m2*h)正常控制范围,溶液循环量小,分布不均匀,易使塔内填料形成干区,气液接触不好,时间一长,就会形成局部堵塞,气液偏流,塔阻上升,造成塔堵。
原因三:再生调节控制不好,其一是再生空气量较大,泡沫层翻腾厉害呗空气打碎,硫泡沫浮选不出来,造成返混,进入贫液中,进而悬浮硫高;其二是对再生槽液位的控制,若液位控制过低,硫泡沫层过厚,硫泡沫未能及时溢出进入贫液中。
盐堵的成因是溶液中的NaCNS、Na2S2O3、Na2SO4三类副盐造成堵塔。
副盐的生成与煤气中的杂质有关,例如焦炉气中的HCN较多,生成的NaCNS就较多,但因NaCNS本身溶解度较大,溶液温度在35-42℃时,溶解度为170左右,此类盐不易造成盐堵,但若在富氧条件下,极易生成Na2SO4,溶解度仅为48,像Na2S2O3溶解度为105,NaHCO3溶解度则为12。
溶液中各组份溶解度的大小是关乎着盐堵成份的重要理论依据。
影响副盐的形成还与溶液的温度、催化剂的氧化能力及再生调节有关,具体见副盐形成介绍。
若是硫堵,可采用加大溶液循环量和减小煤气量方式,或溶液中添加清塔催化剂,也可降低脱硫塔阻力,还有加强溶液置换,提高溶液洁净度。
二、副盐溶液中主要有NaCNS、Na2S2O3、Na2SO4三种副盐,以下副盐的反应形成方式:2NaHS+2O2=Na2S2O3+H2O (1)Na2CO3+2HCN=2NaCN+H2O+CO2 (2)NaCN+S=NaCNS (3)2NaHS+2HCN+O2=2NaCNS+2H2O (4)2Na2S2O3+02=2Na2SO4+2S (5)2NaCNS+5O2=Na2SO4+ 2CO2+SO2+N2 (6)从以上的反应形成看,NaCNS副盐生成只与原料气中含有的HCN有关,此类副盐含量不可控制。
湿法脱硫设备的腐蚀分析与防护措施 周成宽
湿法脱硫设备的腐蚀分析与防护措施周成宽摘要:目前,石灰石-石膏湿法脱硫工艺由于适用的煤种范围广、脱硫效率高、吸收剂利用率高、设备运转率高、工作的可靠性高、脱硫剂-石灰石来源丰富且廉价等优点。
已经成为火电厂最成熟的烟气脱硫工艺,而湿法脱硫设备较多长期处于pH较低的介质环境中,极易腐蚀,因此了解脱硫设备的腐蚀机理,选择合适的防腐蚀耐冲刷材料作为衬里,对于设备的长周期安全稳定运行至关重要。
基于此,本文主要对湿法脱硫设备的腐蚀与防护措施进行分析探讨。
关键词:湿法脱硫设备;腐蚀分析;防护措施前言石膏湿法烟气脱硫技术成熟、脱硫效率高,但其系统浆液和烟气腐蚀性强、冲刷磨损性强对系统的设备造成强烈的腐蚀和磨损。
湿法脱硫机组运行三年80%以上的缺陷是腐蚀和磨损造成的,如何解决或减少脱硫系统的腐蚀和磨损问题是当前火力发电厂设备管理者主要考虑的问题。
1、脱硫吸收塔入口处1.1腐蚀的原因分析脱硫吸收塔入口干湿界面处是脱硫系统腐蚀最严重的区域,高温烟气中的SO2、SO3、HCI等物质与低温的石灰石浆液接触时会在干/湿界面产生高浓度的酸雾,酸雾的腐蚀性比热烟气中的二氧化硫、三氧化硫、氟化氢等腐蚀性物质强很多,因此在靠近吸收塔入口处腐蚀较重,同时低温的浆液在高温烟气作用下水分蒸发后形成可溶性盐,沉积在入口烟道上,容易结垢形成垢下腐蚀。
吸收塔入口干湿界面是气液接触区,此区域受的复杂性造成多种腐蚀因素集中在一起加速干湿界面的腐蚀程度。
1.2常规防护措施我国300MW及以上机组在吸收塔入口区域防护措施有多种,常用的方法是合成树脂衬里,合成树脂涂层的鳞片常用的材料有玻璃、镍合金、云母及硅酸盐等。
玻璃鳞片合成树脂涂层在我国被广泛使用。
但随着使用年限的增多发现玻璃鳞片合成树脂涂层的抗腐蚀性能较差。
以某电厂为例,吸收塔入口出采用的玻璃鳞片合成树脂涂层,机组运行一年时间玻璃鳞片树脂涂层腐蚀严重,每年对干湿界面进行一次重新防腐,清除原有衬里难度大、扬尘并伴有刺激性气体对工作人员伤害严重,建设及检修机组不建议采用此方案。
湿法脱硫装置及衬胶管道磨损腐蚀问题分析
湿法脱硫装置及衬胶管道磨损腐蚀问题分析石灰石 石膏湿法烟气脱硫工艺是一种较为成熟的脱硫工艺,被广泛应用到火电厂烟气脱硫工程中。
据统计,目前国内火电厂石灰石 石膏湿法脱硫装置运行中存在较多问题,磨损和腐蚀是影响脱硫系统运行的主要因素之一。
衬胶管道的应用能有效避免其他类型管道的磨损和腐蚀现象。
、 湿法脱硫装置中磨损腐蚀问题分析泵及搅拌机磨损腐蚀通过对在运的石灰石 石膏湿法脱硫装置运行情况调查发现,目前浆液系统泵及搅拌机类设备存在严重的磨损及腐蚀现象。
泵及搅拌机设备机械密封损坏严重,尤其是外围泵的机械密封,实际可用寿命基本都在 年以下。
泵壳、泵叶轮及搅拌机叶轮磨损腐蚀严重。
通过对现场设备损坏情况的了解,泵、搅拌机的损坏应该是磨损和腐蚀联合作用的结果。
双相不锈钢的防腐机理是在金属表面形成一层钝化膜,避免金属的进一步腐蚀。
由于泵、搅拌机等设备与桨液存在较高的相对运行,桨液中的固体物会在运行过程中对设备金属表面的钝化膜形成破坏作用,为腐蚀的发展创造了条件。
吸收塔喷淋层的冲刷腐蚀在稍早期的脱硫工程中对吸收塔喷淋层部分对塔壁的冲刷估计不足,部分工况喷淋区部分未做防磨处理,或者即使做了防磨处理,但是由于喷淋层设计不合理,冲刷严重,破坏了塔壁的防腐层,腐蚀性的桨液对塔壁腐蚀造成塔壁穿孔影响系统的安全性。
另外设计不合理的喷淋层,喷嘴直接冲刷支撑梁,也会造成喷淋层支撑梁防腐结构的破坏,进而腐蚀喷淋层支撑梁,对塔的安全运行造成影响。
衬胶管道的磨损腐蚀大部分石灰石 石膏湿法脱硫工艺浆液管道采用衬胶管道,脱硫装置运行过程中衬胶管道尤其是弯头,三通、异径管等管件存在严重的磨损及腐蚀现象。
目前,国内衬胶管道生产厂家较多,部分厂家质量把关不严,生产过程中胶层与金属管道之间没有结合紧密,或者存在气泡等因素,在使用过程中随着温度变化,衬胶层脱落,桨液直接对碳钢管道接触,造成磨损及腐蚀。
另外在设计环节上,部分系统管道流速设计不合理,使用过程中磨损,气蚀、腐蚀联合作用,使得胶皮脱落,管道穿孔。
湿法脱硫供浆管道泄露异常处理及分析
湿法脱硫供浆管道泄露异常处理及分析发表时间:2016-12-14T15:45:16.790Z 来源:《电力设备》2016年第19期作者:蒋晓靓[导读] 石灰石—石膏湿法脱硫技术是当前国内外应用最广的烟气脱硫技术,它采用价廉易得的石灰石作为脱硫吸收剂。
(江苏大唐国际吕四港发电公司江苏省启东市 226200)摘要:石灰石—石膏湿法脱硫技术是当前国内外应用最广的烟气脱硫技术,它采用价廉易得的石灰石作为脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状,与水混合搅拌成浆液。
在实际运行中,吸收塔浆液pH值是石灰石湿法脱硫系统的重要运行参数。
当石灰石供浆系统出现故障时,运行人员如何及时处置,防止环保指标超标,为抢修准备好条件至关重要。
本文通过一起典型案例,对湿法脱硫供浆管道泄漏时运行人员操作处理进行了总结,为今后处理类似事故积累了经验。
关键词:供浆管道;吸收塔PH;净烟气二氧化硫1 前言我厂4台660MW超超临界机组采用湿法烟气脱硫,石灰石浆液是主要的脱硫剂,石灰石浆液箱设置为单元制,即1、2号机共用一单元石灰石浆液箱,3、4号机共用二单元石灰石浆液箱。
在脱硫系统正常运行时,4台机吸收塔供浆门处于自动位,通常,吸收塔浆液PH值维持在5.2—5.8之间。
当PH值低于设定低限值自动开启,高于设定高限值自动关闭,石灰石浆液通过再循环门返回至浆液制备箱。
吸收塔浆液PH值直接影响脱硫的效率及净烟气二氧化硫的排放,当供浆系统因某种原因发生故障时,如果处理不好,必然影响环保指标,进而影响机组负荷。
吕四港电厂1、2号吸收塔二氧化硫排放值规定为小于35mg/Nm3。
1、2号吸收塔浆液浆中碳酸钙含量过剩系数偏低,PH值在短时间内会出现大范围的波动,也容易因负荷及燃煤硫分波动造成净烟气二氧化硫的波动。
2 脱硫一单元供浆管道泄漏异常时运行操作过程近期,吕四港电厂发生的脱硫一单元供浆管道泄漏异常,为防止1、2号吸收塔净烟气二氧化硫超标,并配合检修人员抢修,运行人员进行了大量操作,值得进行总结。
管道冲蚀磨损机理研究与预防
管道冲蚀磨损机理研究与预防管道冲蚀磨损是管道输送过程中常见的问题,主要由于管道中流体的高速冲刷和摩擦导致。
这些问题不仅影响管道的输送能力,还会对管道的使用寿命和安全性造成威胁。
因此,研究管道冲蚀磨损机理,并采取有效的预防措施,对于提高管道的输送能力和延长管道的使用寿命具有重要意义。
本文将介绍管道冲蚀磨损的机理及其影响因素,然后重点探讨如何采取有效的预防措施。
一、管道冲蚀磨损的机理管道冲蚀磨损是由于流体在管道中受到高速冲刷和摩擦而引起的。
具体来说,流体在管道中运动时,由于管道内部的摩擦和压力,会使管道表面产生微观的凹凸,这些凹凸运动会加剧流体的冲刷,从而导致管道表面受到磨损。
2.1 流体力学特性管道冲蚀磨损主要受到流体的特性的影响,包括流体的速度、压力、粘度、温度等。
当流体的速度较高时,会产生强烈的冲刷作用,使管道表面受到磨损;而当流体的压力较低时,由于流体的摩擦较小,管道表面的磨损也会相应减少。
2.2 管道内部因素管道内部因素也是导致管道冲蚀磨损的重要因素,包括管道的几何形状、材料、涂层等。
管道的几何形状不合理,如管道内部存在弯曲、凸起、不平等区域,会导致流体在管道中运动不畅,进而加剧磨损;管道的材料和涂层也会影响到管道的强度和耐磨性。
2.3 流体控制流体的控制也是影响管道冲蚀磨损的重要因素,包括流体的输送方式、流量调节等。
当流体的输送方式不当,如流量过大或过小,管道内部会产生较大的压力或摩擦力,从而导致管道的磨损加剧。
二、有效的预防措施针对管道冲蚀磨损的机理和影响因素,可以采取以下有效的预防措施:2.1 设计合理的管道结构设计合理的管道结构是减少管道冲蚀磨损的关键,包括选择合适的管道材料、合理的管道几何形状、合理的管道布局等。
2.2 改善管道材料选用合适的管道材料是减少管道冲蚀磨损的关键,包括选用强度高、耐磨性好的材料,采用复合涂层等。
2.3 进行涂层处理进行涂层处理是减少管道冲蚀磨损的有效措施,包括使用抗冲刷涂层、抗磨损涂层等。
湿法脱硫操作中常见的问题与对策
( ) ℃ ( ) ℃
升 ,H S吸收 效 率 下 降 。另 一 方 面 , 当 ADA溶 液 的 P 值 在 86 89范 围 内 , 收 H S的 操 作 就 有 H .— . 吸
一
定 的液 膜 阻 力 , p 值较 低 时液 膜 阻力 有 增 加 当 H
的 趋 势 。因 此 当 溶 液 温 度 偏 高 时 虽 然 能 降低 液 膜 的 阻 力 ,但 是 溶 液 中 的 副 反 应 增 加 ,单 耗 明显 上 升 。 以 2 01年 我 公 司 数 据 ( 1 为例 。 0 表 )
1 0
2 . 84 3 1 6.
l 1
2. 51 3 . 34
1 2
2 . 67 3 . 20
煤 气 温 度 1 9 溶 液 温 度
1
312 3 . . 26 3 5 3. 6. 41
3 4 2.
32脱硫 单 耗 的控 制 .
收 煤 气 中 H S的 关 键 ; 且 我 公 司 是 煤 气 调 幅 厂 , 煤气 产 量变 化 较 大 ,煤 气 中 的 H S含量 可 达 3 / gm3
稀碱 液 在 P 值 为 85 9 1范 围 内吸 收煤 气 中 的 H. ,并 在碱 液 中析 出硫 H .— . S
NaCO3 2 +H2 S=Na S+Na i r HCO3 () 1
() 2 2 rS+4 VO, Na i Na +H, Na O。 Na O= V +4 OH+2 I S
2一 0
油 煤 气 ——
商 冷 塔
1 流 程
温度 的控 制埘脱硫效 率至关重要 。在改 良AD A 法 脱 硫 中 ,煤 气 温 度 偏 高 ,煤 气 中 的饱 和 水 汽 会 冷 凝 至 循 环 液 中 ,破 坏 溶 液 的水 平 衡 而影 响硫 化 氢 的 吸 收 ;煤 气 温 度 偏 低 ,根 据 文 献 报 道 , 在 一 定 P 值 的溶 液 中 改 良ADA溶 液吸 收 气 体 中 的 H H S 是 气 膜 控 制 ,也 就 是 说 煤 气 温 度 低 , 气膜 阻 力 上
浅谈湿法脱硫装置设备的管道腐蚀及其对策
浅谈湿法脱硫装置设备的管道腐蚀及其对策李 鹏(内蒙古神华胜利发电厂,内蒙古锡林浩特 026000)摘 要:分析了湿法脱硫装置的腐蚀现象与腐蚀环境,并提出了湿法脱硫装置设备管道的防腐方式。
关键词:湿法脱硫装置设备;管道腐蚀;对策中图分类号:T K224.9+5 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2015)14—0097—02近年来,烟气脱硫装置已经在我国各个电厂中得到了广泛的应用,烟气脱硫装置的类型较多,有着其不同的适用条件与技术特征,就现阶段来看,石灰石-石膏烟气脱硫法是目前应该最广泛的技术,其技术水平也是最为成熟的,该种技术对于高硫煤以及大机组有着良好的应用价值,但是,湿法脱硫装置设备在应用的过程中,管道腐蚀问题是一个不容回避的问题,下面就针对这一问题进行深入的分析,并探讨该种问题的解决对策。
1 湿法脱硫装置的腐蚀现象与腐蚀环境分析1.1 湿法脱硫装置的腐蚀现象1.1.1 缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀是湿法脱硫装置中最为常见的一种腐蚀现象,该种腐蚀多以裂缝形式出现,主要产生于氧气供应不足且钝化膜受到破坏的位置,缝隙裂缝中的电解质在扩散因素的影响下更容易发生缺氧的情况,通水,阳极氯化物也会与其他的物质产生水解反应,种种因素综合起来,缝隙电解质的浓度会逐渐的升高。
缝隙附属会出现在不同材料之间,也会出现在同种材料之中,防止该种腐蚀发生的最好方法就是提升钼元素与铬元素的含量。
1.1.2 应力开裂腐蚀。
湿法脱硫装置设备的应力开裂腐蚀是在特定腐蚀介质与张应力作用下产生,该种腐蚀是难以预测的,产生腐蚀的设备也不会出现显著的变化,导致应力开裂腐蚀共有4个条件:①腐蚀环境中有特定介质;②材料对于导致应力腐蚀的特定介质十分的敏感;③其他腐蚀因素的影响;④表面存在的张应力超过了临界值。
1.1.3 点腐蚀。
点腐蚀在湿法脱硫装置设备中出现的频率也较为频繁,是一种发生在合金与金属钝化膜表面的局部腐蚀,若钝化膜再生速度较慢,那么腐蚀速度与腐蚀深度也会越来越强,该种腐蚀多发生在含有卤化物的溶液之中。
湿法脱硫浆液管道耐腐蚀和耐磨损性分析
湿法脱硫浆液管道耐腐蚀和耐磨损性分析摘要:现如今,各领域的快速发展。
本文以管道被腐蚀和磨损的原因和不同材质管道的耐腐蚀性和耐磨性以及浆液管道耐腐蚀和耐磨损设计措施进行分析。
关键词:湿法脱硫;浆液管道;耐腐蚀;耐磨损性设计引言目前,湿法脱硫技术在燃煤电厂、工业锅炉、焦化、有色冶炼、电解铝等窑炉烟气脱硫领域,具有重要的作用,其主流工艺为石灰石石膏法脱硫工艺和氨法脱硫工艺。
在整个脱硫工艺中,脱硫浆液管道是连接脱硫吸收塔、泵、浆液槽、旋流器等设备的中间桥梁。
因此,脱硫浆液管道的设计好坏直接影响着整个脱硫系统的长周期稳定运行。
近年来,湿法脱硫浆液管道出现的问题多为管道被介质腐蚀和磨损,导致管道穿孔介质泄漏。
1管道被腐蚀和磨损的原因脱硫浆液成分比较复杂,其中含有的 Cl - 、F - 、SO 4 2- 、SO 3 2- 等,这些离子对金属管道有很强的腐蚀作用,此外浆液中含有一定的固体颗粒成分,这些固体颗粒容易对管道内壁造成冲刷腐蚀,对于管道的寿命形成致命威胁。
脱硫浆液对输送管道的腐蚀过程是一种集机械作用、化学反应、电化学作用,磨损和腐蚀交互作用的过程。
因此,改善浆液管道耐腐蚀、耐磨损性能至关重要,目前常用的脱硫浆液输送管道有碳钢衬胶管道、玻璃钢管道、钢骨架聚乙烯复合管道、不锈钢管道和耐腐蚀合金钢管。
2不同材质管道的耐腐蚀性和耐磨性2.1 碳钢衬胶管道脱硫浆液管道用碳钢衬橡胶,如氯化丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶,这些橡胶使钢管兼顾了橡胶优异的化学稳定性,同时橡胶的高弹性吸收了浆液介质中颗粒物对管道的碰撞力,避免腐蚀性介质和碳钢直接接触,又阻止浆液中的固体颗粒对钢管内壁造成磨损,再加上碳钢管本身所具有的高机械结构强度,碳钢衬橡胶管被广泛的采用。
2.1.1 碳钢衬胶管道在现场需要通过法兰连接(1)设计师需要在图纸上完成下料前的分段,每一段的各端部都配法兰;(2)在工厂里完成下料,焊接支管接口和相应的连接法兰;(3)衬胶工作,管道内壁和法兰面均需要衬胶。
燃煤电厂湿法烟气脱硫的腐蚀与防护
燃煤电厂湿法烟气脱硫的腐蚀与防护摘要:现在我国主要以煤炭发电为主,产生的SO2数量相当多,全国正在进行超低排改造,将尾气排放达到国家环保法的要求,所以腐蚀的问题就相对严重,本文就是从脱硫腐蚀的机理到防腐材料的选择,给本行业的人员提供一些参考。
也介绍了一些常见的腐蚀形态,重点介绍了鳞片胶泥这种防腐材料的特点,标签:湿法脱硫;腐蚀;防腐材料1 前言我国的发电来源仍然以煤炭为主,所以火电厂生产的SO2数量相当之多,大约占到全国SO2总排放的44%,现全国的燃煤电厂都在进行超低排改造,脱硫设备吸收了绝大多数的SO2,以石灰石湿法脱硫为例,该方法将烟气生产的SO2转化成CaSO4。
在脱除SO2的过程中,不可避免地造成对脱硫设备的腐蚀,所以湿法脱硫工艺的防腐问题一直是脱硫行业中非常重要的问题,其所涉及到的腐蚀机理十分复杂,它将物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀集合起来,对设备造成的腐蚀相当严重。
脱硫设备种类较多,环境相对复杂,所以很多设备都存在着腐蚀严重的问题,每种设备的防腐措施并不一样,所以对脱硫设备防腐措施的研究十分重要。
2 湿法脱硫的腐蚀机理和形态湿法脱硫中吸收塔内部的环境十分复杂,固体、液体、气体交汇,腐蚀就更加容易产生,而且吸收塔是湿法脱硫最重要的设备之一,如果腐蚀严重,将造成不可重大的损失,在这样的一个复杂的环境中,腐蚀的形式多种多样,主要有化学腐蚀,电化学腐蚀,磨损腐蚀,结晶腐蚀,电腐蚀等。
2.1 化学腐蚀化学腐蚀是最基本的腐蚀,也是较为常见的一种腐蚀,化学腐蚀是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程。
在脱硫过程中,烟气中含有的一些腐蚀性介质在一定的条件下与设备发生化学反应,生成物为可溶性的盐类,设备从而会被逐渐腐蚀。
主要发生的化学反应如下:SO2 + H2O=H2SO3Fe + H2SO3 = FeSO3 + H2在吸收塔浆液内有溶解的氧气存在,可将FeSO3氧化成FeSO4,这两种盐都是可溶性盐,所以长期会对吸收塔塔壁造成化学腐蚀。
常见的几种湿法脱硫技术问题及其防治办法剖析
常见的几种湿法脱硫技术问题及其防治办法剖析湿法烟气脱硫技术较适用于大、中型工业锅炉烟气的脱硫除尘,具有设备简单、易操作、脱硫率高等优点,但在实践中,也存在着结垢堵塞、腐蚀、废液处理等问题。
本期小编针对湿法脱硫技术常见三大问题的形成原因及其防治办法进行简要叙述。
1.结垢堵塞在湿法烟气脱硫中,管道与设备是否结垢堵塞,已成为脱硫装置能否正常运行的关键问题。
要解决结垢堵塞问题,我们需弄清结垢的机理,以及影响和造成结垢堵塞的因素,然后才能有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面着手解决。
对于造成结垢堵塞的原因,有如下3种方式:1)因溶液或料浆中水分蒸发,导致固体沉积;2)Ca(OH)2或CaCO3,沉积或结晶析出,造成结垢;3)CaSO3或CaSO4从溶液中结晶析出,石膏晶种沉淀在设备表面并生长而造成结垢。
但在操作中出现的人为因素也是需重视的原因,如:1)没有严格按操作规程,加入的钙质脱硫剂过量,引起洗涤液pH值过高,促进了CO2的吸收,生成过多的CaCO3,CaSO4等沉淀物质;2)将含尘多的烟气没经严格除尘就进入吸收塔脱硫。
现在还没有完善的方法能绝对地解决此问题。
但一些常见的防止结垢堵塞的方法还是有的,如:1)在工艺操作上,控制吸收液中水分蒸发速度和蒸发量;2)适当控制料浆的pH值。
因为随pH值的升高,CaSO3溶解度明显下降。
所以料浆的pH越低就越不易造成结垢。
但是,若pH值过低,溶液中有较多的CaSO3,易使石灰石粒子表面钝化而抑制了吸收反应的进行,并且过低还易腐蚀设备,所以浆液的pH值应控制适当,一般采用石灰石浆液时,pH值控制为5.8-6.2;3)溶液中易于结晶的物质不能过饱和,保持溶液有一定的晶种;(垒)在吸收液中加入CaSO˙2H20或CaSO3晶种来控制吸收液过饱和并提供足够的沉积表面,使溶解盐优先沉淀在上面。
减少固体物向设备表面的沉积和增长;4)对于难溶的钙质吸收剂要采用较小的浓度和较大的液气比。
湿法烟气脱硫技术存在的问题及对策
随着我国经济的快速发展和电能需求的不断增加,燃煤电厂含So:废气的排放量也逐年上升。
烟气脱硫是削减So 排放量无可替代的技术。
脱硫方法很多,目前达产业化规模的有湿法、炉内喷钙尾部增湿活化法、烟气循环流化床法、旋转喷雾干燥法、海水脱硫法等_1]。
其中湿法的业绩最多、运行最稳定、效果最好,且能满足大容量、高参数火电机组烟气脱硫需要,在欧美、日本占85 以上市场份额。
但尽管如此,湿法烟气脱硫通常存在废液难以处理、结垢和堵塞、腐蚀和磨损等棘手问题。
这些问题如解决得不好,便会造成二次污染、运转效率低下或不能运转等。
1 废液的处理湿法脱硫常常采用碱液或弱酸盐溶液吸收烟气中的So ,产生含有大量烟尘、硫酸盐、亚硫酸盐等的废液。
这些废液如果不经处理而直接排放,则会对周围环境造成二次污染。
合理处理废液往往是湿法烟气脱硫技术成败的关键因素之一。
回收和利用废液中的硫酸盐类,使废物资源化是合理的处理技术。
2 除雾湿法加脱硫剂脱硫后的水雾含盐分(脱硫产物)种类多、浓度高。
其中有弱溶解性的硫酸盐,如加石灰脱硫时产生的硫酸钙。
水分在烟道蒸发后会析出石膏或其他盐分,在烟道壁,特别是引风机叶轮片上结起硬壳,破坏叶轮的动平衡,容易烧毁电机,甚至报废引风机。
因此,工艺上对吸收设备提出除雾的要求,被净化的烟气在排出吸收塔之前要除雾。
我国相当一部分脱硫装置未安装除雾器。
除雾器最好安装在脱硫塔的顶部,净化后的烟气出口。
根据烟气流速,可安装在塔的圆筒顶部(垂直布置)或塔出口弯道后的平直烟道上(水平布置)。
后者允许烟气流速高于前者,并对除雾器设置冲洗水,间歇冲洗除雾器,净化除雾后的烟气中残余水分不得高于1O0 mg/m。
3 排烟温度大多数含硫烟气温度为120~185℃或更高。
由于低温有利于吸收,为了提高脱硫效率,一般吸收要求在60℃左右进行。
因此,在吸收之前,要对烟气进行预冷却,再加上去除烟尘的要求,一般工艺在吸收塔之前都增设预洗涤器、喷淋器。
浅谈湿法脱硫装置设备的管道腐蚀及其对策构建
浅谈湿法脱硫装置设备的管道腐蚀及其对策构建摘要:湿法脱硫装置的管道腐蚀成为了当前亟待解决的问题,只有解决此问题才能够更好地进行烟气脱硫的工作,本文对腐蚀现象进行了分析,并提出防腐的对策。
关键词:湿法脱硫;管道腐蚀;对策构建我国各电厂都应用了烟气脱硫的装置,然而装置时常会出现腐蚀的现象,进而对实际的运行产生影响,因此应当对此问题进行有效地解决,保证电厂的日常运作。
1 腐蚀现象的分析应力开裂腐蚀:在张应力和特定的腐蚀介质共同作用下,湿法脱硫的装置或出现应力开裂的情况,这种腐蚀的现象较难预测,并且设备在遭到腐蚀后并不会在设备表面出现明显的变化。
脱硫设备通常在四种情况下会出现应力开裂的情况,其一,设备的使用材料在特定介质中具有较高的敏感性;其二,在设备所处的腐蚀环境当中含有特定的介质;其三,设备表面的张应力在临界值之上;其四,设备受到环境中存在其他的腐蚀因素影响。
缝隙腐蚀:在湿法脱硫装置中,最经常出现的腐蚀现象就是缝隙腐蚀,缝隙腐蚀的出现形式通常是裂缝的形式,出现裂缝的位置通常情况下是氧气供应量不足的地方,其钝化膜受到破坏而导致电解质从缝隙裂缝中受到影响,而在这种扩散因素的影响下设备的缺氧情况会愈发严重,若是通水的话,阳极的氯化物会与其他的物质发生化学反应进行水解,综合这些因素,电解质在缝隙裂缝中的浓度会愈加升高。
在不同的材料之间会出现缝隙附属,同种的材料间也会出现缝隙附属,为了对这种腐蚀现象加以控制和预防,最佳的途径就是提升铬和钼元素的含量。
点腐蚀:在湿法脱硫的设备装置当中,点腐蚀也是出现频率较高的腐蚀现象之一,其是一种局部腐蚀,发生于金属钝化膜和合金的表面,如果钝化膜受到破坏后其自身再生的效率较低,则会加深腐蚀的深度和加快腐蚀的速度,溶液中若含有卤化物,其发生点腐蚀的概率就会更大。
冲刷腐蚀与气泡腐蚀:由于设备的材料表面具有过高的机械力或者是设备的钝化膜由于某种原因被破坏,就会产生冲刷腐蚀与气泡腐蚀,而单看气泡腐蚀的话,形成气泡腐蚀的主要原因就是气泡的破裂,单分析冲刷腐蚀的形成原因,高流速和固体粒子的存在是产生冲刷腐蚀的最主要原因。
湿法脱硫常见故障精选文档
湿法脱硫常见故障精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-石灰石-石膏湿法脱硫常见设备故障及对策探讨高小春①、卢练响②、安鸿③、王森④广东国华粤电台山发电有限公司 ( 广东省台山市529228)摘要:石灰石-石膏湿法脱硫为现在国内多数电厂选用的脱硫方式。
随着各个电厂脱硫系统的逐步投运,系统和设备也逐步暴露出一些共性的问题。
本篇基于国华台山电厂1-5号机组脱硫系统设备调试和投产后出现的问题,对故障原因和解决方法进行简单探讨。
关键词:湿法脱硫;设备故障;对策1.引言国华台电一期5台600MW机组烟气脱硫系统采用的是日本千代田CT-121型石灰石-石膏湿法脱硫系统,吸收塔采用的是鼓泡式吸收塔。
1、2号机组是由日本荏原公司负责设计,主要设备基本进口。
3-5号机组是由北京博奇公司引进荏原公司技术设计,除增压风机和吸收塔搅拌机外,大部分设备为国产或国内合资企业生产。
脱硫系统主要分为烟风系统、吸收塔系统、石膏脱水系统、石灰石浆液制备系统、脱硫废水处理系统、工艺水系统、压缩空气系统、紧急浆液系统八个部分。
3-5号机组脱硫与1、2号机组脱硫区别主要在于3-5号机组脱硫取消了GGH,采用湿烟囱设计。
本文就我厂脱硫系统安装、调试及运行中出现的具有代表性的问题进行分析,并针对这些问题提出治理方案。
2.浆液泵存在问题石灰石-石膏湿法脱硫中浆液泵磨损是常见问题。
部分金属内衬的浆液泵,包含日本WARMAN生产的浆液泵磨损严重。
而这些磨损主要是发生在石膏浆液排出泵、石灰石浆液泵、石灰石浆液循环泵、流量返回泵这些浆液浓度大、转速高的泵上。
磨损部位主要是叶轮、泵内衬等通流部件,磨损部位呈蜂窝状。
耐磨部件使用寿命一般不超过6个月,最短3个月就发生泵壳磨损泄漏。
导致泵耐磨部件更换频繁,设备投运率低,维护成本高。
原因分析1、泵材质问题:材质选择上偏重了泵内衬对氯离子腐蚀的抵抗能力,但是降低了对浆液冲刷和汽蚀的抵抗能力。
湿法脱硫之管道磨损防治探析
湿法脱硫之管道磨损防治探析摘要: 石灰石-石膏湿法脱硫技术以其脱硫效率高,操作稳定可靠,适应煤种多,技术成熟等诸多优点被广泛应用于多数火力发电厂;然而石灰石-石膏湿法脱硫同样也存在结垢堵塞,设备和管道腐蚀等问题,本文从管道磨损的原理出发,结合国内某先进百万机组的脱硫系统的实际运行经验,对其系统出现输送浆液管道磨损穿孔,浆液滴漏甚至爆管现象,进行深入浅出的分析和论述,提出了预防措施,总结了保证脱硫系统长期稳定可靠运行的关键要素。
关键词:电厂;脱硫; 磨损;措施一、脱硫系统浆液输送管道磨损的危害输送浆液管道磨损穿孔对脱硫系统危害是极大的,现滴漏现象多数表现为吸收塔PH计排污管,吸收塔地坑泵,吸收塔搅拌器机封,石灰石浆液补浆回流管道,石膏脱水旋流器四通阀及回流管道等等;一方面处理管道磨穿需要停运设备及冲洗管路,需要花费大量时间维修,长时间停运对系统运行也是有一定的影响(譬如吸收塔石灰石浆液补浆管路,石膏浆液脱水管路等),另一方面管道长期磨损后,以至于无法进行修补,需要采购、更换管道,对维修成本也是有增加的;最后,由于石膏浆液成分的特殊性,沉淀能力极强,管道爆管对生产现场的环境污染影响也很大,还需要大量人力,物力资源清理现场;总之,管道磨损穿孔对整个脱硫系统运行是百害而无一利的。
下面是接触浆液的管道磨损后的图片及近三个月以来两台吸收塔及公用系统关于浆液滴漏的缺陷统计,可以看出公用系统占用整个缺陷比例是最多的,而且随着设备长期运行,缺陷滴漏的比例也是随之而升,这个问题也需要随时关注;二、影响管道磨损穿孔的因素1、FGD系统工艺管道输送的各种浆液都具有一定的磨蚀性;浆液的磨蚀性是浆液中固体颗粒物的动能、颗粒物相对于相对于被磨损材料的硬度、颗粒物撞击角度和撞击频率的函数。
在其他影响因素相同的情况下,颗粒物撞击频率正比于单位质量或单位体积下浆液中的颗粒物质量。
因此,可用公式(1)表示其磨损性:Abr=k×p×d3p×v2×cs (1)式中Abr—磨损性,无量纲;K—比例常数;P—单个颗粒的密度;dp—颗粒直径;v—物体流速;cs—浆液密度(颗粒质量/单位浆液质量)。
脱硫浆液管道防磨防腐技术研究应用
脱硫浆液管道防磨防腐技术研究应用摘要:石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是国内燃煤火电厂普遍采用的成熟工艺,在脱硫系统中应用广泛,而浆液管道泄漏占脱硫系统发生缺陷的80%,是影响脱硫设备环保稳定运行的主要原因,本文就黔东电厂在脱硫浆液管道防磨防腐方面的研究应用及取得的成效做了介绍,希望为其它电厂提供一些有价值的参考。
关键词:脱硫浆液管道;磨损泄漏;原因分析;防磨防腐技术研究应用Research and application of anti-wear and anti-corrosion technology for desulfurization slurry pipelinelidihuai(Guizhou Qiandong Electric Power Co.,LTD Guizhou 557702)【Abstract】:Limestone-gypsum wet flue gas desulfurization technology is a mature technology widely used in domestic combustion coal-fired power plants.It is widely used in desulfurization system.The leakage of slurry pipeline accounts for 80%of the defects in the desulfurization system.It is the main reason that affects the stable operation of desulfurization equipment.This paper introduces the research and application of desulfurization slurry pipeline in Qiandong Power Plant and the results achieved.Hope to provide some valuable reference for other power plants.【Key Words】:Desulfurization slurry pipeline;Wear leakage;Cause analysis;Anti-wear and anti-corrosion technology research and Application1 概况黔东电厂2*600MW机组脱硫系统由龙净环保采取EPC模式设计安装,设计硫份4.0-4.5%,采用的是石灰石-石膏湿法烟气脱硫,配有四套制浆系统,制浆主设备采用山东济南重工生产的FGDM2970型湿式球磨机,于2010年6月份正式投运。
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湿法脱硫之管道磨损防治探析
摘要: 石灰石-石膏湿法脱硫技术以其脱硫效率高,操作稳定可靠,适应煤种多,技术成熟等诸多优点被广泛应用于多数火力发电厂;然而石灰石-石膏湿法脱硫同样也存在结垢堵塞,设备和管道腐蚀等问题,本文从管道磨损的原理出发,结合国内某先进百万机组的脱硫系统的实际运行经验,对其系统出现输送浆液管道磨损穿孔,浆液滴漏甚至爆管现象,进行深入浅出的分析和论述,提出了预防措施,总结了保证脱硫系统长期稳定可靠运行的关键要素。
关键词:电厂;脱硫; 磨损;措施
一、脱硫系统浆液输送管道磨损的危害
输送浆液管道磨损穿孔对脱硫系统危害是极大的,现滴漏现象多数表现为吸收塔PH计排污管,吸收塔地坑泵,吸收塔搅拌器机封,石灰石浆液补浆回流管道,石膏脱水旋流器四通阀及回流管道等等;一方面处理管道磨穿需要停运设备及冲洗管路,需要花费大量时间维修,长时间停运对系统运行也是有一定的影响(譬如吸收塔石灰石浆液补浆管路,石膏浆液脱水管路等),另一方面管道长期磨损后,以至于无法进行修补,需要采购、更换管道,对维修成本也是有增加的;最后,由于石膏浆液成分的特殊性,沉淀能力极强,管道爆管对生产现场的环境污染影响也很大,还需要大量人力,物力资源清理现场;总之,管道磨损穿孔对整个脱硫系统运行是百害而无一利的。
下面是接触浆液的管道磨损后的图片及近三个月以来两台吸收塔及公用系统关于浆液滴漏的缺陷统计,可以看出公用系统占用整个缺陷比例是最多的,而且随着设备长期运行,缺陷滴漏的比例也是随之而升,这个问题也需要随时关注;
二、影响管道磨损穿孔的因素
1、FGD系统工艺管道输送的各种浆液都具有一定的磨蚀性;浆液的磨蚀性是浆液中固体颗粒物的动能、颗粒物相对于相对于被磨损材料的硬度、颗粒物撞击角度和撞击频率的函数。
在其他影响因素相同的情况下,颗粒物撞击频率正比于单位质量或单位体积下浆液中的颗粒物质量。
因此,可用公式(1)表示其磨损性:
Abr=k×p×d3p×v2×cs (1)
式中Abr—磨损性,无量纲;
K—比例常数;
P—单个颗粒的密度;
dp—颗粒直径;
v—物体流速;
cs—浆液密度(颗粒质量/单位浆液质量)。
由公式(1)表明,磨损性与颗粒密度、颗粒物直径的立方、流速的平方和浆液浓度成正比。
因此,限制管道内浆液流速、采用细磨的吸收剂以及在可能的情况下采用浓度较低的浆液是降低浆液磨损性的重要措施。
2、烟气中粉尘颗粒物质量及石灰石吸收剂纯度的影响
在运行中因除尘器故障、运行调整不当等原因会使FGD入口粉尘增加,从而会降低脱硫效率。
从煤粉灰的成份可知,粉尘含有大量氧化物SiO2、AL2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、MgO 、K2O、Na2O、SO3、MnO等,还含有大量的C1离子、F离子。
大量的粉尘进入吸收塔与浆液混合使得浆液的含固量增加,吸收塔浆液含固量范围是10%-15%,超过这个浓度对搅拌器叶片和浆液泵的叶轮磨损较大,另外由于FGD装置内流动的主要是石灰石、石膏浆液以及其他一些杂质,当流体以一定速度运动时,其中所含的固体物质会对设备,管道和管件造成磨损。
石灰石主要由碳酸钙组成,也含有碳酸镁及砂、粘土等杂质。
当石灰石粉中杂质含量超标及石粉颗粒密度变大,此时,石粉同水配比后搅拌制成一定浓度的吸收塔浆液(含固浓度为30%wt)进入吸收塔反应,对管道也会形成一定的磨损。
3、吸收塔浆液氯离子含量的影响
湿法脱硫系统中存在SO2、H2SO3、H2SO4、HCI、CaCO3、CaCI2、CaSO4等物质,因此系统中腐蚀问题比较严重,但SO2、H2SO3、H2SO4、HCI很快发生反应,最终生成CaSO4和CaCI2,由于CaSO4的溶解度很小,因而CI-的腐蚀影响就显得非常严重。
CaCI2极易溶于水,30℃时溶解度可达102g/100g水,由于脱硫系统水的循环使用,氯在吸收浆液中逐渐富集,浓度可高达1%。
当CI-含量达2%时,大多数不锈钢已不能使用,要选用氯丁基橡胶、玻璃鳞片衬里或其它耐腐蚀材料。
CI-是引起金属孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和选择性腐蚀的主要原因。
我厂脱硫废水系统设备因各种原因未投运,现脱硫废水排出方式为废水泵出口管道接至渣水系统高效浓缩机内。
7月下旬,运行人员发现废水泵出口至高效浓缩机管道流量逐渐减小,后降为零直至管道堵塞,判断为废水泵停运后未对出口管道进行冲洗,脱硫废水沉淀在管道内,长期运行导致输送管道完全堵塞。
脱硫废水不能排出,只能再次进入吸收塔进行循环,再加上7、8月份夏季高温用电高发区,机组负荷大,吸收塔处理烟气流量负载也增大,吸收塔内CL离子含量也会随之增加。
三、防止管道磨损穿孔的措施
1、由分析因素(1)中,我们可以从物体流速和浆液密度两个方面着手解决问题。
FGD系统管道内的流速一般设计为1.5-2.4m/s之间,浆液保持飞均匀流动;从防止浆液沉淀的角度来说,石灰石浆液最低流速为0.9m/s,石膏浆液最低流速为0.8m/s。
如果把流速稍微降低,达到非均匀流动,此时颗粒物仍然能保持悬浮于流体中,但水平管道下部浆液的密度大于上部。
非均匀流动会使水平管道下部四分之一的部分和任何方向布置的弯管外缘部分的管壁磨损稍微加重,一般影响不大。
就我厂脱硫脱水石膏旋流器来讲,受石膏排出泵电流(额定电流为240A)及石膏旋流器入口压力(需维持在0.13-0.14MPA之间)影响,石膏排出泵至石膏旋流器入口四通阀开度只能在1/2满足旋流器压力,石膏浆液回流管手动门也保持在1/2左右,石膏排出泵出口至石膏旋流器入口管道和回流管道弯管磨损是最严重的。
8月份,发电部与技术部灰硫专业针对此问题提出在石膏旋流器入口管道与回流管法兰处增设节流孔板,以降低管道内浆液流速,减小石膏浆液对弯管衬胶材料的摩擦系数,达到石膏旋流器入口四通阀与回流管手动门保持全开,旋流器运行压力满足要求。
现对8月份以来石膏旋流器管道滴漏缺陷进行统计,可以看出,降低物体流速对设备材料的影响巨大:
还需指出,保持吸收塔内浆液在规定的含固量也尤为重要;石膏浆液密度增大,管道的磨损性能也随之增加。
因此,严格执行专业下发的技术交底,当吸收塔内浆液密度达到1160mg/m3必须进行石膏脱水,维持浆液密度在20%wt之间。
2、降低粉尘对脱硫系统管道影响的最根本办法就是提高静电除尘器的除尘效率,降低脱硫系统入口粉尘浓度。
加强静电除尘器日常维护工作,提高静电除尘器运行的可靠性,投运率。
通过对各电场高压整流变的运行方式的调整,提高除尘效率。
特别是煤种变化时,要及时跟踪静电除尘器的运行变化情况,及时调整。
加强各电场输灰,防止灰斗长时间出现高料位而引起粉尘二次飞扬,特别是三、四电场。
3、正常情况下,保持脱硫废水泵连续运行,废水泵出口流量需大于15t/h 以上,废水泵停运后及时进行管道冲洗,防止管道堵塞造成脱硫废水无法外排现象;减少脱硫系统的废水含量,保证吸收塔浆液中氯离子含量小于20000mg/l;石膏脱水系统属于公用系统,现#1、#2滤液箱之间联络门为全开状态,应合理安排分配滤液箱至两台吸收塔补水流量,避免补水失衡。
4、巡检人员加强对现场设备的巡视力度,提高巡检质量,发现管道出现滴漏浆液或爆管及时汇报,联系维护人员第一时间进行修补,防止事故扩大;对于接触浆液的管道,在设备停止运行后,应及时冲洗管路排放,保证管路内部干净
无堵塞。