楊愛勇,申智勇,袁立明,祝業(yè)青

(國電環(huán)境保護(hù)研究院,江蘇南京 210031)

石灰石—石膏濕法脫硫裝置磨損腐蝕問題分析

楊愛勇,申智勇,袁立明,祝業(yè)青

(國電環(huán)境保護(hù)研究院,江蘇南京 210031)

分析了目前國內(nèi)現(xiàn)有石灰石—石膏濕法脫硫裝置的磨損防腐問題,簡述了在運石灰石—石膏濕法脫硫裝置的主要磨損腐蝕環(huán)境及相應(yīng)的防護(hù)措施。

濕法脫硫;防腐;磨損

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝是一種較為成熟的脫硫工藝,被廣泛應(yīng)用到火電廠煙氣脫硫工程中。據(jù)統(tǒng)計,目前國內(nèi)火電廠石灰石—石膏濕法脫硫裝置運行中存在較多問題,磨損和腐蝕是影響脫硫系統(tǒng)運行的主要因素之一。

1 主要磨損腐蝕環(huán)境及防護(hù)措施

1.1 高溫?zé)煔舛?/h3>

高溫?zé)煔鉁囟纫话阍?110～140℃之間,高于酸露點,腐蝕不明顯,在脫硫系統(tǒng)設(shè)計時基本不需要采取額外的防腐蝕措施。該段一般含塵量較高,對煙道及設(shè)備存在一定的磨損,煙道內(nèi)撐件需要采取相應(yīng)的防磨措施。GGH疏水溝后和 GGH與吸收塔之間的煙道存在沖洗疏水及水汽凝露,需要采取防腐措施,一般采用耐高溫玻璃鱗片樹脂。

1.2 低溫?zé)煔舛?/h3>

低溫?zé)煔舛沃饕肝账隹跓煹?煙溫較低,水分含量較高,低于酸露點和水露點,主要腐蝕成分為 H2O、SO2、SO3、HCl、煙氣中攜帶的漿液等。防護(hù)措施主要考慮耐腐蝕和耐水汽滲透,一般采用耐水汽滲透性較好的玻璃鱗片樹脂。

1.3 旁路煙道

旁路煙道中可能存在高、低溫?zé)煔饨惶?因此,一般選擇同時耐高溫和耐水汽滲透的兩種玻璃鱗片樹脂結(jié)合施工的方法。

1.4 吸收塔入口干濕界面

吸收塔入口存在一個煙氣與漿液接觸的干濕界面;該部分同時存在煙氣腐蝕和漿液腐蝕,且由于冷熱交替,對防腐材料的破壞較嚴(yán)重,同時熱煙氣蒸干漿液而造成結(jié)垢,屬于嚴(yán)重腐蝕結(jié)垢并存區(qū)域。目前,國內(nèi)通常有兩種做法,一種是采用碳鋼貼襯C276合金鋼的方式,另外一種是采用碳鋼 +耐高溫玻璃鱗片樹脂 +局部貼襯耐酸磚的方案。

1.5 吸收塔反應(yīng)槽底部區(qū)域

腐蝕介質(zhì)主要是漿液,腐蝕成分是氯離子、酸腐蝕。漿液 pH一般在 5.5左右,Cl-1含量一般在20000～40000mg/L。漿液處于流動狀態(tài),固體物含量 12%～20%范圍內(nèi),腐蝕的同時存在較強的磨損。具體的措施:對于襯膠防腐的噴淋塔,一般采用雙層襯膠的方案;對于玻璃鱗片樹脂防腐的噴淋塔,一般采用雙層厚度的玻璃鱗片防腐,外表層采用添加陶瓷粉磨耐磨的玻璃鱗片樹脂涂層。

1.6 吸收塔噴淋區(qū)

腐蝕介質(zhì)主要是漿液、冷卻飽和煙氣等。該區(qū)域布置有噴淋管噴嘴,存在著較為嚴(yán)重的漿液沖刷。防護(hù)措施一般與吸收塔底部區(qū)域相同,采用加強防護(hù)的方法;除此之外還應(yīng)優(yōu)化噴淋層及噴嘴的設(shè)計,減少對塔壁及支撐梁的沖刷。

1.7 漿液系統(tǒng)的管道及設(shè)備

漿液系統(tǒng)分為石灰石漿液和石膏漿液兩部分。對于石灰石漿液,由于一般采用石膏脫水后的濾液水制漿,因此,漿液里存在較高的氯離子,且漿液固體物含量較高,對管道及設(shè)備存在著嚴(yán)重的磨損及腐蝕。對于石膏漿液,主要是氯離子、酸腐蝕,同時由于漿液物體物含量也較高,對管道及設(shè)備也存在較重的磨損及腐蝕。國內(nèi)大部分石灰石—石膏濕法脫硫工程采用碳鋼襯膠管道,少部分工程采用玻璃鋼管道。襯膠管道屬于預(yù)制件,現(xiàn)場更改的難度較大,且存在調(diào)整段安裝后需要返廠襯膠二次安裝的問題;對于玻璃鋼管道,由于材質(zhì)的伸縮性較大,剛度稍差,設(shè)計時需充分考慮管道的支撐和伸縮問題。

漿液系統(tǒng)的泵類設(shè)備,目前防腐方式主要包括三類:一是全金屬泵,泵殼及葉輪均采用雙相不銹鋼鑄造而成;二是襯膠泵,泵殼采用鑄鐵 +橡膠泵殼,葉輪采用雙相不銹鋼或者橡膠;三是陶瓷泵,泵殼采用用鑄鐵 +陶瓷樹脂,葉輪采用陶瓷樹脂鑄造。相對來說,前兩種泵國內(nèi)使用的較多;陶瓷泵剛剛起步,業(yè)績不是很多。漿液系統(tǒng)箱罐一般采用碳鋼 +玻璃鱗片樹脂防腐。箱罐的小型攪拌機采用雙相不銹鋼材質(zhì)或者碳鋼襯膠。

2 濕法脫硫裝置中磨損腐蝕問題分析

2.1 泵及攪拌機磨損腐蝕

通過對在運的石灰石—石膏濕法脫硫裝置運行情況調(diào)查發(fā)現(xiàn),目前漿液系統(tǒng)泵及攪拌機類設(shè)備存在嚴(yán)重的磨損及腐蝕現(xiàn)象。泵及攪拌機設(shè)備機械密封損壞嚴(yán)重,尤其是外圍泵的機械密封,實際可用壽命基本都在 1年以下。泵殼、泵葉輪及攪拌機葉輪磨損腐蝕嚴(yán)重。通過對現(xiàn)場設(shè)備損壞情況的了解,泵、攪拌機的損壞應(yīng)該是磨損和腐蝕聯(lián)合作用的結(jié)果。雙相不銹鋼的防腐機理是在金屬表面形成一層鈍化膜,避免金屬的進(jìn)一步腐蝕。由于泵、攪拌機等設(shè)備與漿液存在較高的相對運動,漿液中的固體物會在運動過程中對設(shè)備金屬表面的鈍化膜形成破壞作用,為腐蝕的發(fā)展創(chuàng)造了條件。

2.2 吸收塔噴淋層的沖刷腐蝕

在稍早期的脫硫工程中對吸收塔噴淋層部分對塔壁的沖刷估計不足,部分工況噴淋區(qū)部分未做防磨處理,或者即使做了防磨處理,但是由于噴淋層設(shè)計不合理,沖刷嚴(yán)重,破壞了塔壁的防腐層,腐蝕性的漿液對塔壁腐蝕造成塔壁穿孔影響系統(tǒng)的安全性。另外設(shè)計不合理的噴淋層,噴嘴直接沖刷支撐梁,也會造成噴淋層支撐梁防腐結(jié)構(gòu)的破壞,進(jìn)而腐蝕噴淋層支撐梁,對塔的安全運行造成影響。

2.3 襯膠管道的磨損腐蝕

大部分石灰石—石膏濕法脫硫工藝漿液管道采用襯膠管道,脫硫裝置運行過程中襯膠管道尤其是彎頭、三通、異徑管等管件存在嚴(yán)重的磨損及腐蝕現(xiàn)象。目前,國內(nèi)襯膠管道生產(chǎn)廠家較多,部分廠家質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán),生產(chǎn)過程中膠層與金屬管道之間沒有結(jié)合緊密,或者存在氣泡等因素,在使用過程中隨著溫度變化,襯膠層脫落,漿液直接對碳鋼管道接觸,造成磨損及腐蝕。另外在設(shè)計環(huán)節(jié)上,部分系統(tǒng)管道流速設(shè)計不合理,使用過程中磨損、氣蝕、腐蝕聯(lián)合作用,使得膠皮脫落,管道穿孔。

2.4 施工質(zhì)量差引起的設(shè)備腐蝕

由于脫硫工程工期比較緊張,部分脫硫工程的防腐施工安排在冬季,雖采取一定措施,但施工質(zhì)量仍然難以保證。另外,吸收塔出口煙道及伸縮節(jié)等處存在積水,造成腐蝕加劇。

3 結(jié)語

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫根據(jù)不同的腐蝕環(huán)境,一般會采取相應(yīng)的防腐措施,常規(guī)的方法有襯膠、玻璃鱗片樹脂涂層、設(shè)備采用雙相不銹鋼制造、貼襯鎳基不銹鋼等。通過對在運濕法脫硫工程存在突出的磨損和腐蝕問題的分析,為今后的工程中設(shè)計和施工質(zhì)量提供借鑒;運營人員也可以了解濕法脫硫裝置突出的磨損腐蝕問題的主要原因并采取相應(yīng)的措施,提高系統(tǒng)運行的可靠性。

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Analysis about the notable erosion and corrosion inWetLimestone FGD equipments

The erosion and corrosion in wet l im estone-gypsum FGD equipments in our country were analyzed.The different erosion and co rrosion environm ent and its protective measures were proposed.

wet l imestone FGD;erosion;corrosion

X701.3

B

1674-8069(2010)06-031-02

2010-08-19;

2010-11-04

楊愛勇 (1978-),男,河南開封人,工程師,主要從事煙氣脫硫、脫硝工程設(shè)計及調(diào)試工作。E-mail:yangaiyong@vip.163.com