火電廠脫硫吸收塔漏泄原因分析及防腐工藝的改進

元寶山發電有限責任公司 楊斌超

石灰石-石膏濕法脫硫工藝的原理是，除塵器來的煙氣通過增壓風機進入吸收塔，吸收塔內設置漿液噴淋裝置，通過漿液循環泵供給漿液，使漿液與煙氣在吸收塔內部充分的接觸反應，煙氣中的二氧化硫和三氧化硫與漿液中石灰石反應，生成硫酸鈣（石膏）及亞硫酸鈣，從而使煙氣得到凈化。

元寶山發電有限責任公司3號機組脫硫系統采用石灰石-石膏濕法單塔雙循環脫硫工藝，自2015年投運至2018年進行脫硫系統超低排放改造，由于吸收塔壁板無論是利舊部位還是新增部位防腐施工工藝仍采用陳舊的施工工藝，未做防磨處理，因此新建部分塔壁、利舊部分塔壁及吸收塔底板都產生了不同程度的漏泄[1]。

1 吸收塔漏泄現狀

元寶山發電有限責任公司3號機組脫硫石灰石-石膏濕法脫硫吸收塔自投入使用以來頻繁漏泄，主要漏泄的原因是吸收塔內部防腐未做耐磨層、漿液沖刷導致塔壁頻繁漏泄。石灰石反應活性偏低投加量偏大、石灰石顆粒度偏大、過剩石灰石析出結垢及較大顆粒磨損，導致噴淋層及脈沖層噴嘴及直接沖刷塔壁部位磨損過快，煙氣中粉塵過多進入吸收塔內產生結垢現象，并產生顆粒物磨損。

3號機組脫硫系統自2015年投入運行，投運后3個月開始在噴淋層部位壁板、噴淋層支撐鋼梁、氧化層部位壁板及脈沖層噴嘴下方底板產生不同程度的漏泄。多次利用停機機會進入吸收塔內部檢查，發現如下問題：

噴淋層壁板及支撐鋼梁漏泄點主要集中在各層的噴嘴直接沖刷部位，該位置防腐已產生大面積沖刷或磨損，吸收塔塔壁板及支撐鋼梁已腐蝕一定程度，大多數部位幾乎要產生漏泄甚至已經漏泄；氧化層氧化風管斷裂，導致氧化風管斷裂直接帶動漿液沖刷塔壁，致使斷裂處塔壁及支撐鋼梁產生防腐磨損和漏泄；脈沖層脈沖管路噴嘴距地板較近，噴嘴下方底板防腐已發生一定程度的損壞，個別部位產生裂紋或漏泄；其他部位如吸收塔漿液池液位上方至噴淋層部位防腐也產生不同程度脫落現象。

2 吸收塔漏泄原因分析

經過對漏泄點部位及防腐磨損部位的檢查和分析，吸收塔漏泄點部位的防腐未做防磨是主要原因，其他如防腐厚度不均勻、噴淋部位距吸收塔壁版及支撐鋼梁距離較近、氧化風管斷裂等原因也是直接影響吸收塔漏泄的因素，分析如下：

噴淋層共6層（自下向上排列），停機后進入噴淋層檢查發現2層至5層噴淋層塔壁板和支撐梁多處產生漏泄和防腐脫落現象，其他各層也產生不同程度的防腐脫落，經過對噴嘴角度噴射角度的測量和噴嘴位置的測量發現：一部分噴淋層的漏泄點及防腐脫落部位的噴嘴產生不同程度的磨損，經過對漿液、石灰石粉等顆粒含量的分析，原因為吸收塔內部結垢、石灰石粉中的大顆粒或者砂礫含量大對噴嘴的沖刷造成磨損，導致噴嘴角度變大；另一部分噴淋層漏泄點位置的噴嘴距吸收塔壁板和支撐鋼梁距離大多為230mm至300mm，而設計的噴嘴距塔壁和支撐梁的距離為500mm，且噴嘴的噴射角度直接沖刷吸收塔壁板和支撐梁，較近的噴嘴對塔壁長期沖刷導致防腐磨損直至漏泄。

氧化風管斷裂導致裂口處距吸收塔壁板及氧化風管支撐鋼梁較近，導致氧化空氣帶動漿液直接沖刷吸收塔壁板和支撐鋼梁，由于氧化空氣壓力較高，沖刷吸收塔壁和支撐鋼梁的防腐層產生較大面積磨損和脫落現象。

脈沖管路經測量距吸收塔底板距離為1.3m，通過對其他機組脈沖管路距吸收塔底板的測量距離為1.8m，因此脈沖管路噴嘴距吸收塔底板距離較近是導致吸收塔底板噴射部位防腐層脫落和嚴重漏泄的主要原因。

3 吸收塔腐蝕漏泄治理

經過分析、測量和方案的確定，決定對吸收塔壁板及支撐鋼梁腐蝕及漏泄部位的吸收塔內部件進行改造及防腐工藝的改進，以防止漏泄的頻繁發生。利用2019年機組超低排放改造的機會，對吸收塔漏泄部位的部件及防腐工藝進行改進，具體措施如下：

3.1 調整噴淋層距塔壁及支撐鋼梁近的噴嘴噴射角度

調整噴淋層距塔壁及支撐鋼梁近的噴嘴噴射角度，增加距吸收塔壁板近的噴嘴有效噴射距離，并將部分距離吸收塔壁版和支撐梁距離較近的噴嘴間距調整為500mm，并對磨損噴嘴進行更換，使各部位噴嘴與吸收塔塔壁及支撐鋼梁保持安全距離并保證噴嘴噴射漿液使避開支撐梁，有效的減少漿液在循環過程中自噴嘴噴出口對噴淋層壁板及支撐梁的沖刷。

3.2 對吸收塔內氧化風管焊接工藝進行嚴格控制并改進

嚴格執行打磨及焊接標準，在管路焊接完成后，決定在焊口處增加補強板覆蓋焊口，有效地提高焊口的抗拉和抗剪切強度；并對原有氧化風管進行加固處理，將管卡寬度由原由50mm增加至80mm，厚度由原來6mm改為10mm，螺栓由M16改為M20,使氧化風管與支撐鋼梁固定的更加牢固，有效增加管路的固定強度。

3.3 增加脈沖循環管路噴嘴至吸收塔底板的距離

加高至1.8m，使其達到安全噴射距離，減少噴嘴對底板的沖刷強度，并在噴嘴下方增加耐磨涂層，以增加吸收塔底板的耐磨強度[2]。

3.4 增加耐磨防腐涂層

原有防腐涂層為環氧樹脂+玻璃鱗片形式，厚度為4mm，此種防腐方式目前只適合在無噴射區域使用，而實際在吸收塔噴淋層、氧化風管層、脈沖循環攪拌層只采用此方法是行不通的，因此吸收塔防腐施工過程中做出以下措施對防腐工藝進行改進：

首先要對漏泄點進行焊補，并對塔壁腐蝕部位進行補強，方法為挖補焊或補強焊，確保塔壁鐵板保持原來的設計厚度；嚴格控制吸收塔壁板及支撐鋼梁的打磨標準，如果由于環境原因及原有利舊的壁板部位導致無法噴砂，因此打磨要按噴砂級別去除表面內襯及氧化皮，確保打磨后塔壁鐵板的粗糙度必須符合Sa2.5的要求。

按照0.2kg/m2用量刷涂底漆，要做到均勻涂刷，杜絕產生流掛、漏刷現象，涂刷后固化8小時以上。底漆固化后清理表面灰塵，涂刷第一遍玻璃鱗片膠泥（DH601-T），用滾刷沾苯乙烯進行滾壓，力求表面光滑平整，厚度保持在1mm，涂刷完成后固化8小時，待固化完成后進行第二遍玻璃鱗片膠泥涂刷，厚度也保持在1mm，繼續固化8小時。用干膜測厚儀及電火花儀100%檢驗，確保兩層鱗片干膜厚度均為2mm。

根據吸收塔內部漿液情況需要補強防腐內襯，采用450號玻璃纖維布+DH401低溫樹脂（俗稱玻璃鋼）進行補強，低溫樹脂要具有良好的粘接力，玻璃纖維布直接采用疊加方式，低溫樹脂要求1.2～1.4kg/m2，固化后的玻璃鋼層目測光滑平整、顏色一致，無褶皺、氣泡，玻璃鋼干膜厚度均為1mm；增加耐磨層，玻璃鋼經8小時以上固化后確定不沾手方可進行耐磨層施工，根據耐磨材料配方，根據使用位置主要有碳化硅和氧化鋁粉，用抹刀抹涂施工、確保平整，干膜厚度為2mm。

上述工藝施工過程中要確保空氣相對濕度不大于85%，防腐耐磨施工完畢，需要用干膜測厚儀對防腐厚度進行抽樣檢查，干膜厚度應不小于5mm，確保無誤后方可結束防腐施工[3]。

3.5 其他

提高除塵投入率，定期檢查除塵器濾袋密封情況，如有損壞及時更換，保證除塵效率的同時減少煙氣進入塔中的含塵量，確保脫硫系統的脫硫效率；對石灰石品質進行嚴格檢驗，對石灰石檢測合格率低于95%的石灰石粉拒絕使用，確保石灰石檢測合格后使用。

綜上，經過吸收塔各部位部件的改造和防腐施工方法的改進，3號機組吸收塔漏泄的問題得到有效的治理，在脫硫系統超低排放改造后，吸收塔壁板、支撐鋼梁和吸收塔底板漏泄頻次大幅度降低，在確保脫硫主體設備安全穩定運行的同時，也減少了吸收塔漏泄對其他設備及環境的污染，極大的提高了火電企業安全文明生產的水平，為今后處理同樣的吸收塔漏泄問題提供了可靠的依據[4]。