濕法脫硫氧化風管堵塞及斷裂分析診斷

【摘要】針對恒興電廠脫硫一級吸收塔頻繁出現氧化風管斷裂問題，通過現場分析，指出氧化空氣溫度高、氧化風管固定不牢固、氧化風管焊口應力集中的主要因素，并相應提出了改造和防范措施。

【關鍵詞】脫硫；吸收塔；氧化風管；斷裂

恒興公司2×330MW燃煤機組煙氣脫硫采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，2016年脫硫進行擴容改造，采用雙塔雙循環改造。

自2016年雙塔改造以來，#3、#4號機組一級塔氧化風管頻繁出現堵塞及斷裂問題.嚴重影響了機組的安全穩定運行。本文從氧化風管的結構布置出發，對氧化風管的堵塞及斷裂原因進行分析，并提出改造和防范措施。

1、氧化風管的結構布置

恒興電廠氧化空氣系統由3臺高速離心風機組成，兩個塔公用3臺氧化風機，兩用一備，型號D110—1.99，功率220Kw，進口流量110 m3/min，出口風壓為199.44Kpa。氧化風母管布置在吸收塔外直徑為Φ426x3mm，然后分成4根支管進入吸收塔，支管材料為1.4529，直徑為Φ300x3mm。支管前端布置噴水減溫，氧化風在進入吸收塔前用工藝水冷卻，冷卻前氧化風溫在100℃左右，冷卻后的氧化風溫在40℃左右。在吸收塔內，均勻布置4根主支撐梁，支撐梁之間均勻布置著氧化風管支撐梁，材質為槽鋼加襯膠防腐，長度為1132mm，支撐梁兩端直接焊接在吸收塔支撐梁母管上，防腐形式為襯膠。氧化風管為管網式布置方式，與支撐梁成90°直角，通過不銹鋼管箍固定，管箍兩端與支撐梁之間采用不銹鋼螺栓連接。吸收塔漿池直徑13m，總容積為1039m3，操作液位9.8m，溢流液位為11.5米，氧化風管布置在5.7m標高處。氧化風管下端均布2排排氣孔，孔徑12mm，間距40mm，正常運行時，氧化空氣從排氣孔排出，實現對漿液的氧化。

2、氧化風管堵塞及斷裂經過

恒興電廠#3、#4機分別于2015年11月和12月投產發電，對歷次吸收塔氧化風管堵塞及斷裂進行梳理，經過如下：2016年4月，#4機吸收塔A級檢修經檢查，氧化風管斷裂1根，進行了焊接修復。2017年6月#4機C級檢修，氧化風管斷裂1根，進行了焊接修復。2018年4月#4機臨時檢查，氧化風管斷裂3根，進行了焊接修復。2017年5月份#3機A級檢修氧化風管斷兩根，進行了焊接修復。2018年3月#3機臨時檢修氧化風管斷兩根，進行了焊接修復。

3、對脫硫系統的影響

3.1影響石膏脫水。因漿液氧化不充分，石膏漿液中CaSO3 成分較多，而CaSO3晶體顆粒較小，透水性也差，容易堵塞濾布，造成真空皮帶機脫水困難，從而提高了石膏的含水率，影響石膏的品質。

3.2引起塔內結垢。氧化風管堵塞及斷裂后，一方面會造成塔內漿液濃度增高，大于石膏的過飽和度，形成石膏垢；另一方面會造成漿液中CaSO3濃度偏高，與CaSO4同時結晶析出，形成CSS垢，CSS垢在吸收塔內各組件表面逐漸長大形成片狀的垢層，影響設備的使用壽命。

3.3造成塔內管道、支架震動。氧化風管斷裂后，氧化空氣直接水平沖擊漿液，在反向力的作用下，容易造成塔內管架震動，引起防腐開裂和剝離，導致塔壁腐蝕。

3.4影響脫硫效率。氧化風管堵塞及斷裂后，氧化空氣分布不均，氧化效果變差，將會使CaSO3濃度過高，包裹在CaCO3顆粒表面從而抑制了CaCO3的溶解，造成脫硫效率降低。

4 、 原因分析

從歷次檢修進行分析，氧化風管堵塞及斷裂有以下幾方面原因：

4.1氧化空氣溫度高。氧化風機運行時，其出口風溫維持在98C左右，使得氧化風管內壁的石膏漿液很快脫水，尤其是排氣孔位置，容易形成干濕界面。由于漿液中含有CaSO3、CaSO4、 CaCO4及飛灰中含有的雜質這些物質具有較大的粘度，脫水后便會粘附在排氣孔周圍，形成堅硬致密的石膏垢，從而造成堵塞。

4.2定期沖洗不及時。氧化風支管前端只有部分設置了噴水減溫，我廠水源來自衡水湖地表水，水質較差，運行過程中造成噴水減溫噴頭堵塞，不能有效降低氧化風溫度，從而造成氧化風眼堵塞。運行專業執行定期沖洗，容易造成管內漿液沉積。

4.3啟停保護不到位。脫硫系統啟動前，漿液逐漸淹沒氧化風管，而此時氧化風機未能及時啟動，會造成漿液進入氧化風管沉積。反之停機后，氧化風機停運較A早，漿液液位未能及時降至氧化風管以下，也會造成漿液沉積。

4.4設計不合理。我廠氧化風管為四根兩根9.25米，兩根為11.459米，且全部為焊接口，管道震動時應力集中在焊口上，易導致氧化風管斷裂。其次氧化風管振動過程中，會帶動管箍螺栓不斷摩擦支撐梁螺栓孔，導致防腐損壞，從而會造成螺栓孔不斷腐蝕擴大，當孔徑超過墊片直徑時，管箍松脫，若氧化風管再受到振動影響，就會造成斷裂，鋼梁選材不合理。

5、改造和防范措施

5.1對焊口進行滿焊加強。將所有焊口不合格的地方進行切割，重新打磨，采用1.4529的專用焊條進行滿焊處理，保證其強度。

5.2對氧化風入口進行改造，在四根氧化風分支管上加裝膨脹節，消除管道焊口應力，讓氧化風管可以自由膨脹。

5.3將氧化風管的支撐梁更換為2205不銹鋼材質。將所有的管箍換成2205不銹鋼材質且加大不銹鋼墊片直徑，防止孔徑變大松脫。管箍緊固后，采用樹脂對螺栓孔進行灌注，防止磨損腐蝕。最后用玻璃絲布將卡子、管道、鋼梁再次進行纏繞加固。

5.4將工藝水由原來的循環水退水改為衡水湖來水，改善工藝水品質。

5.5執行定期沖洗。每三天對氧化風管沖洗一次，逐個啟閉各支管沖洗水手動閥，保證沖洗時間和沖洗頻次。

5.6執行啟停保護。脫硫系統啟動前，待漿液液位升至5.5米以前，先啟氧化風機，停機后及時排漿，待漿液液位降至5.5m以后，再停氧化風機。

參考文獻：

[1].祁慶寧，郁永紅.濕法脫硫吸收塔氧化風管改造 [J].寧夏電力，2013（5）：64-67

[2].李祥.脫硫吸收塔氧化風管堵塞及斷裂原因分析[J].黑龍江科技信息，2016（13）：150.