2205合金在除霧器沖洗水系統中的應用

熊 巍，孫園園

(武漢立為工程技術有限公司， 武漢 430000)

2205合金在除霧器沖洗水系統中的應用

熊 巍，孫園園

(武漢立為工程技術有限公司， 武漢 430000)

濕法脫硫系統運行過程中，常發生除霧器沖洗水管斷裂的現象，對除霧效果造成很大的影響。對除霧器沖洗水管發生斷裂的原因進行了分析，提出使用2205合金管代替PP材質沖洗水管。通過改造實例分析，提出了2205合金在除霧器沖洗水系統中應用時的具體優化措施。改進后，系統實際運行效果良好。

除霧器；沖洗水系統；2205合金

石灰石-石膏濕法脫硫技術是目前國內電廠應用最廣泛的脫硫工藝[1-2]。除霧器是濕法脫硫系統的重要組成部分，除霧效率的高低與排放煙氣的潔凈程度及系統的達標排放密切相關。在實際運行過程中，除霧器表面常發生結垢現象，嚴重時對除霧效果產生很大的影響。因此，除霧器沖洗水系統的正常運行十分關鍵。

1 除霧器結垢的原因及危害

除霧器通常布置在吸收塔的上部，煙氣向上流經除霧器時，攜帶的液滴在相互撞擊、慣性力及轉向離心力的作用下被捕集，避免“石膏雨”的產生[3-4]。石膏漿液滴流經除霧器時，其中的細小粉塵會附著在葉片上；同時，液滴中的亞硫酸鈣被氧化成硫酸鈣，過飽和析出石膏，附著在葉片上，形成硬結垢[5]。大量結晶垢固體導致除霧器質量加大，而除霧器為PP材質，承載力有限。因此，嚴重時可能導致除霧器坍塌事故。并且除霧器堵塞后，未堵塞處煙氣流速過快，除霧效果變差，甚至掀翻除霧器。

雖然除霧器的結垢現象不可避免，但通過合理的沖洗，可以減輕甚至避免結垢產生的不良后果，保證整個脫硫系統的穩定運行。而根據實際運行經驗，導致除霧器堵塞的主要原因之一是除霧器沖洗水管達不到應有的沖洗效果。因此，優化沖洗水管設計受到了越來越多的關注。

2 除霧器沖洗水管

除霧器沖洗水源為工藝水，由工藝水泵或專門的除霧器沖洗水泵提供。除霧器沖洗水系統包括沖洗水泵、閥門、塔外水管、塔內沖洗水管及支撐、噴嘴等。通常在長期運行情況下，塔內管道部分損壞較為嚴重。

2.1 性能要求

吸收塔內沖洗水系統接觸的介質包括工藝水、石膏漿液和煙氣，沖洗水接觸的介質具有溫度高、弱酸性等特點。因此，沖洗水管及噴嘴必須具備以下性能。

2.1.1 優良的耐腐蝕性能，避免因腐蝕嚴重產生斷裂現象；

2.1.2 較好的耐熱性，防止在熱的煙氣和漿液作用下產生彎曲和變形；

2.1.3 噴嘴與管道的連接牢固,并且易于拆卸，防止噴嘴在流體壓力過大情況下脫落，失去作用；

2.1.4 管道易于拆卸和組合；

2.1.5 管道具有足夠的強度，能夠承受一定的水壓。

2.2 斷裂原因

目前，吸收塔內除霧器沖洗水管多與除霧器本體保持一致，采用PP材質。在實際運行中常發生斷裂現象，導致沖洗水從斷口處流出，水壓降低，斷裂管路上的噴嘴全部失效，所覆蓋的沖洗范圍內很快形成石膏結垢，造成除霧器堵塞。通過現場勘察發現，水管斷裂的主要原因分析如下。

2.2.1 沖洗水壓過大。除霧器噴嘴前的沖洗壓力通常調至2 bar，以保證沖洗效果。但很多電廠在實際投運中，不管是除霧器沖洗水泵的壓頭選擇還是流量選擇，其設計余量都遠遠大于沖洗需要，給除霧器沖洗管道的運行造成很大的壓力。

2.2.2 焊接質量差。運行過程中，沖洗水管的斷裂大多在焊口處斷裂。除霧器安裝過程中，除霧器廠家通常臨時外聘安裝人員，其安裝人員很少掌握PP的焊接技術，同時由于現場條件的局限性，現場塑料焊槍焊接很難保證塑料管對焊焊口的強度，而一直以來，對塑料焊口的質量控制和檢驗又是各建設、檢修單位的弱項。因此，焊接質量較差，造成沖洗水管的斷裂。

2.2.3 長期承受沖洗水閥門產生的瞬間水擊。由于每組除霧器沖洗系統前設計有自動閥門執行自動沖洗程序。當閥門(特別是氣動閥門)快速開啟時，會產生瞬間的水擊現象，長期的沖擊及大壓頭很容易造成塔內的PP管斷裂。

除霧器沖洗水管的斷裂，不僅造成除霧器模塊的堵塞，而且影響脫硫后凈煙氣的潔凈程度，特別在超低排放對粉塵的嚴格要求下，給整個脫硫系統的安全運行帶來隱患。因此，必須改進除霧器沖洗水管道設計。

2.3 合金沖洗水管

2205合金具有優良的抗腐蝕性能，在脫硫系統中有很多應用，如吸收塔托盤、聚氣環、循環泵入口濾網等。PP管和2205合金都具備優良的耐腐蝕性能，但2205合金管具有更高的抗壓強度、更低的熱膨脹系數和更優良的耐老化性能。因此，為徹底避免管道斷裂給脫硫系統運行造成的影響，可以考慮采用2205合金材質的除霧器沖洗水管道及噴嘴。

3 改造實例

某電廠在運行中發現除霧器沖洗水管斷裂現象嚴重。因此，在實施超低排放改造工程中，要求將原PP材質除霧器沖洗水管及噴嘴統一更換為2205合金材質，避免因水管斷裂而影響沖洗效果。

針對造成沖洗水管斷裂的原因，在施工過程中相應采取如下措施，保證沖洗水系統的正常運行。

a.合金2205沖洗水管道根據除霧器沖洗水管圖紙在工廠實現部分預制，采用分段法蘭連接，減少現場接頭數量。

b.考慮熱膨脹問題，使用滑動合金管卡代替塑料管卡。

c.噴嘴設計應牢固，管座焊死，噴嘴采用螺紋連接，防止噴頭脫落。

圖1 改造前

圖2 改造后

d.由于2205合金密度較高，更換材質后沖洗水管道荷載增加較多， 需單獨考慮支架來實現對管道的支撐，支架需考慮塔內腐蝕環境的影響。

e.在塔外的除霧器沖洗水母管上增設調節門，為沖洗水管道的正常運行提供雙保險。

圖1、圖2分別為改造前后的除霧器沖洗水管，從圖中可以看出，改造后水管斷裂現象大大減少，除霧效果明顯改善。除霧器沖洗水量和水壓是保證沖洗水系統正常運行的重要因素，在運行過程中要注意調控。除霧器沖洗水量，不僅要滿足除霧器自身沖洗效果，還需考慮脫硫系統水平衡。有時需要大水量短時間沖洗，有時則要小水量長時間沖洗，具體沖洗水量應由運行工況條件確定。另一方面，除霧器沖洗水壓應按照規定的程序進行調整，水壓過低，沖洗效果變差，除霧器葉片易產生結垢現象；水壓過高，則易增加煙氣的帶水量，降低波紋板的使用壽命，同時給除霧器沖洗水管的接頭帶來較大壓力。

4 結 語

隨著國內電廠超低排放改造工作的不斷推進，除霧器在濕法脫硫系統中的作用愈加重要。因此，必須重視除霧器沖洗水系統的優化設計。采用2205合金材質的沖洗水管道和噴嘴，可有效避免沖洗水管的斷裂。系統運行中，應該合理調控除霧器沖洗水量和沖洗壓頭，保證整個脫硫系統的穩定運行。

[1] 王巖，孫偉，許鵬．火電廠石灰石-石膏濕法脫硫特點及效率的影響因素[J]．東北電力技術，2011,32(8)：48-52． WANG Yan, SUN Wei, XU Peng. Characteristics of limestone-gypsum wet desulphurization system in coat-fired generating units and influencing factor there of[J]. Northeast Electric Power Technology, 2011,32(8): 48-52.

[2] 楊治中，郭士義．火電廠石灰石-石膏濕法脫硫除霧器的研究及應用進展[J]．能源環境保護，2014，28(6)：11 -14． YANG Zhizhong, GUO Shiyi. A review on the research and application of demister in wet limestone-gypsum flue gas denitrification system at coal-fired power plant[J]. Energy Environmental Protection, 2014, 28(6): 11-14.

[3] 蘇椿． 除霧器結垢及沖洗水管開焊原因及改進措施[J]．科技創業家，2011,1(11)：168-169． SU Chun. Reason and improved measures of demister scale and water pipe cracking[J]. Technological Pioneers, 2011,1(11): 168-169.

[4] 謝乾．脫硫除霧器除霧性能研究[D]．北京：華北電力大學，2009． XIE Qian. Experiment study of the performance of desuiphurization of mist eliminator[D]. Beijing: North China Electric Power University, 2009.

[5] 聶鵬飛，邊東升，吳學民，等．600MW機組濕法脫硫系統除霧器堵塞原因分析及對策[J]． 華電技術，2011，33(11)：69-73． NIE Pengfei, BIAN Dongshen, WU Xuemin, et al. Analysis on reasons of demister blockage of 600 MW unit wet FGD system and countermeasures[J]. Huadian Technology, 2011, 33(11): 69-73.

(編輯 李世杰)

Application of 2205 alloy in flushing water system of demister

XIONG Wei，SUN Yuanyuan

(Leaway Engineering & Technology Co., Ltd., Wuhan 430000，China)

During the operation of the wet flue gas desulfurization system, demister’s flushing water pipe often fractures, leading to the deviation of defogging performance. Therefore, the reasons causing the fracture of the flushing pipe are analyzed and the usage of 2205 alloy pipe is raised in place of the flushing pipe with PP material. By analysis on case reformation, specific measures are given to promote the application of 2205 alloy in flushing water system of demister. After the improvement, the system runs in a good effect.

demister; flushing water system; 2205 alloy

2016-12-14。

熊 巍(1981—),男,碩士,工程師,從事煙氣脫硫脫硝工程和研究開發工作。

X701

B

2095-6843(2017)02-0178-03