燃煤電廠脫硫吸收塔出口煙道斜板立置式組合除霧裝置的開發和應用

陳瑤姬+單新宇

摘 要： 介紹了一種安裝于脫硫吸收塔出口煙道或濕煙氣流通煙道中的組合除霧裝置的結構和原理.該除霧裝置可利用煙道的原有結構進行安裝，在不明顯改變原系統運行阻力的同時，可以進一步脫除煙氣中夾帶的液滴，有效減輕相關影響.該除霧裝置采用斜板立置式，由多個斜板除霧器組合而成，具有阻力小、可實現自清洗、適用性好和結構簡單的特點，且結構輕巧堅固，易于維護，主要受力元件選用不銹鋼材質，可有效抵御腐蝕并延長設備壽命.該除霧裝置已在兩個大型電站機組中應用，并取得較好的效果.

關鍵詞： 除霧裝置； 斜板立置； 組合； 應用

中圖分類號： X 513文獻標志碼： A

文章編號： 1008-8857（2016）03-0150-03

Abstract： A combinational demister was designed and applied in the outlet flue gas duct of desulfurization tower or wet flue gas duct.The structure and principles of the demister were described.The demister could be installed based on the original duct structure，remove the droplets in the flue gas without significant influence on the flow resistance and mitigate the related impact.The demister was composed of several vertically arranged sloping plates with the advantage of small resistance，selfcleaning，good applicability and simple structure.The demister was light，durable，and easy to maintain.The main forced elements were made of stainless steel for longer service life.The demister has been put into operation in two power plants，and good results were obtained.

Keywords： demister； vertically arranged sloping plates； combination； application

目前，國內外大型燃煤機組的煙氣脫硫裝置90%以上采用石灰石石膏濕法脫硫工藝.由于受到各種因素制約，采用該工藝時脫硫塔中所設的除霧器很難達到最理想的除霧效果，脫硫后從塔內排出的凈煙氣會夾帶一定量的液滴，液滴中攜帶飛灰、石灰石和石膏等固體顆粒物，若不進行脫除，將造成以下不利影響：① 當脫硫系統中設置煙氣煙氣換熱器（GGH）設備時，液滴中的固體顆粒物會沉積粘附在GGH的流通壁面，很難吹掃干凈，不僅會增加脫硫煙氣系統的運行阻力，甚至會引起GGH設備堵塞，造成整套系統停運[1-2]；② 當脫硫系統中不設GGH設備時，液滴會被煙氣攜帶排出煙囪，因煙氣溫度只有50℃左右，煙氣不能有效抬升和擴散，液滴將集中飄落在廠區附近，對電廠和周邊地區的環境造成污染[3-5].

針對設于煙道中的凈煙氣除霧裝置，國內外已有相關研究，也有相關產品應用，如RPT公司的水平煙道除霧器等，但均存在阻力大、設備尺寸大且投資大等不足.

為了解決上述問題，本文利用脫硫塔出口煙道的原有結構，設計開發一種脫硫塔出口煙道斜板立置式除霧裝置，在不明顯改變原系統運行阻力的同時，可以進一步脫除煙氣中夾帶的液滴，有效減輕相關影響.

1 裝置結構

脫硫塔出口煙道斜板立置式除霧裝置主要由貼壁框架、除霧斜擋板、加強連板、集液排放槽和煙道內壁間的連接緊固件等構成.該裝置適合安裝在吸收塔出口后的水平煙道中，是貫穿煙道橫截面且布置在煙道底部的一種斜板式格柵裝置，裝配形式如圖1所示.

由于煙氣中氣、液兩相的密度存在差異，因此具有不同的流動特點.在高速流動的煙氣中，液滴在水平煙道中的運動呈向下的拋物線型，經過一段水平距離后，液滴在煙氣中呈上疏下密分布，并主要集中在煙道底部.利用這一特性，可將除霧裝置設置在煙道底部，這樣只需利用煙道下部較小的截面積，便可以獲得較大的液滴脫除效果.

該裝置通過焊接在煙道內壁上的螺柱進行安裝定位，其除霧斜擋板可分為若干級.由于煙道中濕度較大，該裝置的主要受力元件均采用不銹鋼材質.

除霧裝置中的貼壁框架是由槽鋼和邊板等焊接而成的兩個三角形支撐框架，分別布置在水平煙道的兩側壁上.貼壁框架通過焊接螺柱等連接緊固件安裝固定在煙道的側壁上.

為達到更好的除霧效果，可以按從上至下順序排列幾組該煙道除霧裝置，進行多次除霧，提高除霧效率.組合煙道除霧裝置裝配形式如圖2所示.

2 裝置特點

2.1 運行阻力小，除霧效果好

該除霧裝置布置在煙道底部，只占煙道截面的小部分面積，運行阻力較小.各級除霧斜擋板順著煙氣流向逐級布置，可改善煙氣中氣相部分的流通狀況，有利于進一步降低裝置的運行阻力.

各級斜擋板安裝時逐級抬高，上一級斜擋板與下一級斜擋板在垂直方向需有部分重疊，以確保斜擋板間的協同除霧效果，防止已收集到的液滴逃逸；最后一級斜擋板需伸入煙道底部的集液排放槽中，以確保收集到的液滴流入集液排放槽.

2.2 可實現自清潔，運行和維護成本低

各級除霧斜擋板按一定傾斜角度相互疊加安裝，使煙氣中的液滴撞擊斜擋板后，在后續煙氣的高速沖擊和頂壓下，逐級向下一級斜擋板滑落，最后流入集液排放槽中.在液滴脫除過程中，煙氣和霧滴自動完成了對擋板表面的沖刷和清洗，無需專門配置沖洗或清潔設施，有效降低了整套裝置的運行和維護成本.

2.3 易于維護，適用性較好

該裝置主體與煙道內壁間采用螺紋緊固件連接結構，可有效減少在煙道內安裝時的焊接工作，

提高現場施工的消防安全可靠性，有利于后續對裝置進行更新和維護.該裝置與煙道內壁的防腐襯層間采用橡膠墊片軟連接方式，可有效保證防腐襯層在運行期間不受損壞，進一步提升裝置的適用性.

2.4 結構簡單，制作方便

該除霧裝置布置在吸收塔出口水平煙道的一段區域內，可充分利用原有煙道的內部結構，因此結構簡單；其主要材料均為目前較通用的國內標準材料，采購方便，有利于降低裝置的制作成本.

2.5 結構輕巧堅固

當除霧斜擋板的板厚較小時，相鄰斜擋板之間需焊接加強連板，使各級斜擋板連接成為一個具有足夠剛度的整體，輕巧且堅固.

3 裝置應用效果

該裝置在合肥電廠1號機組（1×600 MW）和鳳臺電廠3號機組（1×660 MW）上進行了應用.西安熱工研究院對鳳臺電廠3號機組除霧器后的煙氣中霧滴質量濃度進行了測試（脫硫吸收塔出口SO2的質量濃度為49.3 mg·Nm-3，O2體積分數為4.15%），得到結果如表1所示.

由表中可見，煙氣中霧滴質量濃度為14.9 mg·Nm-3（標態，干基，6%O2），低于設計保證值50 mg·Nm-3（標態，干基，6%O2）.結果證明，該煙道除霧裝置對脫除煙氣中的霧滴有較好的效果.

4 結 論

該煙道除霧裝置結構簡單，安裝便利，結構輕巧堅固，易于維護；運行阻力小，并可實現自清潔；可單級或多級布置.

在電廠的應用實踐證明，該煙道除霧裝置對脫除煙氣中的霧滴有較好的效果.

參考文獻：

[1] 趙紅文.脫硫系統煙氣換熱器堵塞原因分析及對策[J].華電技術，2010，32（5）：71-73.

[2] 倪迎春.電廠GGH積灰結垢的原因分析與處理措施[J].電力科學與工程，2010，26（8）：61-64.

[3] 李春雨.火電廠濕法煙氣脫硫中“石膏雨”問題分析[J].能源工程，2012（1）：43-47.

[4] 郭長仕.石灰石石膏濕法脫硫“石膏雨”現象原因分析及治理措施[J].環境工程，2012，30（增刊）：221-223.

[5] 胡少華，齊美富.鍋爐煙氣脫硫技術進展[J].能源研究與信息，2003（2）：95-100.