郭正朝

濕法脫硫系統(tǒng)中管路堵塞和泄漏的防治

郭正朝

(山西興能發(fā)電有限公司，山西 太原 030206)

電廠的煙氣濕法脫硫系統(tǒng)有眾多漿液管路，在運(yùn)行中往往發(fā)生大量的堵塞和泄漏，嚴(yán)重影響脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)日常的脫硫檢修工作，分析了產(chǎn)生這些管路缺陷的主要原因是工藝設(shè)計(jì)不合理、安裝質(zhì)量不標(biāo)準(zhǔn)、材料不合格或不能滿足脫硫工況。針對管路缺陷存在的主要原因，提出了解決辦法，解決了脫硫系統(tǒng)的管路堵塞和泄露問題。

脫硫;管路;堵塞;泄漏;措施

山西武鄉(xiāng)和信電廠為2×600 MW燃煤機(jī)組。脫硫系統(tǒng)采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝，反應(yīng)塔為鼓泡吸收塔，各種工藝管路約8 000 m，其中襯膠襯塑管約4 000 m;大小閥門995個，由于運(yùn)行介質(zhì)極具腐蝕和沖刷性，管路跑冒滴漏嚴(yán)重;同時(shí)運(yùn)行中設(shè)備切換啟停，又造成管路的堵塞。因此，管路泄漏堵塞占了缺陷的一半多，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還造成現(xiàn)場漿液橫流，達(dá)不到文明生產(chǎn)的要求。

1 防止管道堵塞

1.1 情況簡介

采用石灰石－石膏濕法脫硫工藝的脫硫系統(tǒng)包含有很多箱罐、管路、泵體和噴嘴，在其中流動或儲存的是比較濃的漿液，因而，運(yùn)行一段時(shí)間后噴嘴往往會堵塞，系統(tǒng)停運(yùn)再啟動時(shí)總有一些管路或泵體堵塞，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的及時(shí)投運(yùn)。在武鄉(xiāng)電廠的脫硫系統(tǒng)，較嚴(yán)重的有以下幾種表現(xiàn)：磨機(jī)研磨水管堵塞、石灰石旋流器旋流子堵塞、鼓泡塔沖洗水噴嘴堵塞、煙冷器漿液管和噴嘴堵塞、進(jìn)塔的濾液管、返回水管和事故管堵塞、濾液箱積泥、脫水皮帶機(jī)密封水通道堵塞、地坑出口管路堵塞等。

1.2 分析和解決

1)管路布置不合理。管路布置設(shè)計(jì)必須考慮一定斜度，保證在管路停運(yùn)時(shí)能夠從一端或兩端分別退走;不能設(shè)計(jì)有積水彎或低位管段，避免漿液積存沉淀;管路上要盡量減少死角和盲區(qū)，在有三通和支路的管段上，閥門應(yīng)布置在分叉處，在沖洗水管的封閉端最好裝一個噴嘴，避免漿液在死角或盲區(qū)積存沉淀;管路不能設(shè)計(jì)太多的彎頭和縮口管段，避免流速太慢而沉積;要根據(jù)介質(zhì)濃度調(diào)整合適的管徑，管徑太粗會造成漿液流動慢而沉積，管徑太細(xì)一旦有較大雜物和顆粒就容易堵塞。

吸收塔區(qū)域地坑泵出口管路分成3支去1#、2#吸收塔和事故漿液箱，3路支管經(jīng)常堵塞，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)漿液去1#塔時(shí)，由于三通后1～2 m才布置2#塔和事故箱的閥門，因而，在分支處造成漿液積淀和堵死，另外1#、2#管路相互切換時(shí)，停運(yùn)管路的漿液不能回到吸收塔或地坑，造成管路堵塞;基于以上分析，該廠將閥門挪位、將水平管改造為45°斜管，并完善運(yùn)行方式—在切換管路時(shí)，先停泵退走漿液后，再關(guān)門切換，解決了這個問題。改造前布置示意圖見圖1，改造后布置示意圖見圖2。

圖1 改造前布置示意圖

圖2 改造后布置示意圖

煙道冷凝水帶有灰份，當(dāng)主煙道回水管管徑過大、坡度過小時(shí)(實(shí)際僅20°左右)，極易積淀堵塞;當(dāng)管路坡度改為45°后，主煙道回水管再沒有堵塞。

濕磨起停時(shí)研磨水管總堵塞，發(fā)現(xiàn)研磨水管接入磨機(jī)的石料進(jìn)料箱，停水時(shí)石子堵塞管口，同時(shí)管路太細(xì)(DN50)，管路布置拐彎過多;后將管路入口改到石料箱上方的進(jìn)料管，同時(shí)將管路變粗(DN80)，末端采用膠皮管減少彎頭4個，解決了該處管路堵塞。

2)沒有設(shè)計(jì)排放門或漿液排放管路。對于較長的管線或有低位布置的管線，除按以上要求設(shè)計(jì)外，還應(yīng)當(dāng)在最低位置以及容易積存漿液的位置設(shè)計(jì)排放管路或排放門(同時(shí)設(shè)計(jì)排空門使排放順暢)，當(dāng)管路停用時(shí)進(jìn)行排空操作，避免停運(yùn)期間積液沉淀堵塞管路。例如進(jìn)塔的濾液管、返回水管和事故管有較長的水平段和低位管段，當(dāng)在最低位安裝排放管路后基本再沒有發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

3)由于天氣寒冷設(shè)備和管路凍結(jié)而堵塞。如果天氣不太冷，只要管路和設(shè)備運(yùn)行就不會發(fā)生凍結(jié);關(guān)鍵是當(dāng)設(shè)備和管路停運(yùn)時(shí)能否排盡積液，這必須設(shè)計(jì)好排放管路的坡度和走向，對于泵或設(shè)備要有排污口或排放堵;不能安裝排放管路，要完善保溫，必要時(shí)采取拌熱措施(電拌熱或汽拌熱)。

4)沒有設(shè)計(jì)沖洗系統(tǒng)，或者沖洗系統(tǒng)不合理。并聯(lián)泵出口設(shè)置有止回閥，這會使運(yùn)行泵的漿液在備用泵出口積存;同時(shí)泵停運(yùn)后漿液會在泵體和出入口管路內(nèi)沉淀;因此，必須在泵的出入口分別設(shè)置閥門，在出入口之間設(shè)置沖洗水管和排污門;停泵后能夠分別排放漿液并沖洗泵體、出口管路，泵入口堵塞后也能沖洗入口管。對于母管后的2路分管，要在分管上布置沖洗水管。

5)外部雜物進(jìn)入漿液系統(tǒng)。石灰石在開采中夾雜有樹枝、草根、木屑等，磨機(jī)出料口濾網(wǎng)太小，漿液從濾網(wǎng)中間濺出，使得許多雜物進(jìn)入漿液系統(tǒng)，最后進(jìn)入吸收塔，并造成噴嘴堵塞。另外當(dāng)磨機(jī)運(yùn)行調(diào)整不合適時(shí)，較大的石料顆粒進(jìn)入漿液系統(tǒng)，并且首先會堵塞石灰石旋流器的旋流子。以上問題，在石灰石漿液箱進(jìn)口和吸收塔漿液進(jìn)口分別增加濾網(wǎng)后得到了解決，濾網(wǎng)的孔徑按照實(shí)際情況考慮(選擇d10 mm)。

脫硫現(xiàn)場有許多開放式溝道，在剛投運(yùn)時(shí)，包括幾個地坑都是敞口的，這不可避免地使得外部雜物進(jìn)入漿液系統(tǒng);為此盡可能將溝道和地坑封閉，同時(shí)在地坑入口增加箅子。

在檢修工作中要杜絕隨意拋擲雜物，檢修完畢要嚴(yán)格清理工作現(xiàn)場，不能留下任何線繩、紙片、塑料、膠帶等;清掃工作中要嚴(yán)禁將雜物掃入溝道、卸料斗，嚴(yán)禁將垃圾倒入皮帶機(jī)和敞口容器，現(xiàn)場泄漏的漿液不能直接回到系統(tǒng)，要干涸后清理。

6)沒有設(shè)計(jì)過濾系統(tǒng)或過濾系統(tǒng)失效。漿液循環(huán)泵入口設(shè)計(jì)有濾箱，但發(fā)現(xiàn)濾箱內(nèi)濾網(wǎng)和箱體不能貼合緊密，使得雜物能夠進(jìn)入煙冷器管路，而堵塞噴嘴;另外發(fā)現(xiàn)箱內(nèi)濾網(wǎng)孔徑不合適(濾網(wǎng)太小很快堵塞，需要頻繁沖洗，太大起不到作用，應(yīng)根據(jù)漿液噴嘴通徑來確定濾網(wǎng)孔徑)，因此，濾箱不完善是管路和噴嘴堵塞的主要原因之一。

由于石膏旋流器在系統(tǒng)的下游，所以石膏旋流子被膠皮、玻璃鱗片堵塞很多次，因此，在石膏緩沖箱出口增加了過濾器，極大地減少了石膏旋流子的堵塞。

真空皮帶脫水機(jī)的密封水路和濾布沖洗水管經(jīng)常堵塞，檢查發(fā)現(xiàn)是管路中的垢渣堵塞了水眼，除將水眼擴(kuò)大外，還在供水泵出口和沖洗管的入口分別布置了Y型不銹鋼過濾器，過濾了介質(zhì)和管路的渣垢，以后該處管路再沒有發(fā)生堵塞。

7)管道和設(shè)備防腐層脫落。脫硫管道大多是襯膠管和襯塑管，吸收塔和箱罐內(nèi)壁也有防腐層(襯膠、玻璃鱗片等)，各處的防腐層可能會破損脫落，還有許多塔內(nèi)部件可能會損壞脫落，這些碎片零件會在系統(tǒng)內(nèi)流動而堵塞噴嘴和管路。因此，在計(jì)劃檢修中要全面檢查各處防腐層，對鼓裂開脫的防腐層及時(shí)修復(fù);在日常消缺中對泄漏的管道，要盡量及時(shí)更換。

襯塑管襯塑層的內(nèi)鼓易造成管路堵塞，主要是采用插入式生產(chǎn)方法的襯塑管的塑料層和外壁鋼管粘合性不好，在脫硫漿液溫度下塑料層膨脹量過大而內(nèi)鼓，通過更換供貨商，采用噴融式生產(chǎn)的襯塑管，杜絕了此類問題的發(fā)生。

8)地坑和箱罐沒有布置攪拌器或攪動裝置。脫硫箱罐和地坑必須有攪拌器或攪動裝置，才能保證漿液不沉淀。濾液箱在使用一段時(shí)間后，底部積泥嚴(yán)重，曾多次導(dǎo)致故障，分析原因主要是沒有設(shè)置攪拌機(jī)或攪動裝置。因此，將濾液泵的再循環(huán)管從頂部插入改為從底部水平插入(水平插入不能太深，否則擾動效果不好)，使得濾液箱的漿液在高速擾流下不能夠沉淀，石膏細(xì)小顆?；氐街茲{罐或吸收塔。

9)嚴(yán)格操作程序，調(diào)整漿液參數(shù)，也是防止堵塞的重要方面。運(yùn)行人員要按規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行沖洗和排放操作程序，及時(shí)清洗排空泵體、管道、設(shè)備;同時(shí)調(diào)整漿液參數(shù)以減少吸收塔內(nèi)部的積垢，從而避免脫落的硬垢堵塞管路和噴嘴。為避免堵塞現(xiàn)象，從運(yùn)行角度需要注意的細(xì)節(jié)還有很多，例如系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)，可以適當(dāng)降低吸收塔液位以減少氧化風(fēng)管積垢堵塞。

脫硫系統(tǒng)是一個整體裝置，脫硫過程是一個連續(xù)流程，某處堵塞或局部堵塞必須從各方面綜合考慮，把好各個環(huán)節(jié)才能解決。

2 解決管路頻繁破損與泄漏

2.1 情況簡介

脫硫系統(tǒng)有大量的管路，主要是漿液管，運(yùn)行的介質(zhì)既有腐蝕性，又含顆粒而具有高速沖刷的性質(zhì)，某些部位的管件極易損壞，石灰石旋流器底流管進(jìn)磨機(jī)的彎頭往往用不了2個月，就磨漏損壞;另外還有卸料系統(tǒng)的石料輸送管路也因?yàn)槭夏p而經(jīng)常更換;工藝水管路的某些位置也極易泄露。不僅影響設(shè)備運(yùn)行，耗費(fèi)材料費(fèi)用和檢修工時(shí)，還嚴(yán)重污染環(huán)境。

2.2 分析與解決

1)使用更好的材料。漿液管泄漏的主要原因是運(yùn)行工況惡劣，既有腐蝕又有沖刷和磨損。脫硫漿液管一般采用襯膠或襯塑，在彎頭、變徑、三通、閥門前后的部位這些材料往往不能經(jīng)受帶顆粒的高速流體沖刷，頻繁損壞，即使有充足備件，也費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢，因此，應(yīng)重新選用一種耐磨管。選用時(shí)優(yōu)先考慮抗沖刷和抗磨性能，同時(shí)兼顧耐腐蝕性;限于條件，抗磨性能主要以硬度為指標(biāo)，硬度≥56HRC。

通過調(diào)研，武鄉(xiāng)電廠選擇了抗磨白口高鉻鑄鐵復(fù)合管，這種管道為復(fù)合管，內(nèi)層是抗磨白口高鉻鑄鐵(原牌號是KmTBCr26G或KmTBCr35，要求在此基礎(chǔ)上提高Ni含量≥2.0%)，外層是普通碳鋼管，保證該種管既保證抗磨耐腐的性能，又避免了管道的脆裂，同時(shí)比純粹的高鉻鑄鐵降低了成本和價(jià)格。

首先定做該材料管路進(jìn)行試用，將石灰石旋流器底流管進(jìn)磨機(jī)的彎頭更換為抗磨白口高鉻鑄鐵復(fù)合管，使用效果好(從2007年6月至今沒有發(fā)生破損)。目前，該廠脫硫系統(tǒng)所有易磨漏部位的漿液管件都采用了該種材料，例如石膏漿液管路電調(diào)門后直管、進(jìn)旋流器的三通，所有漿液泵的出口變徑短管，有效避免了這些位置的頻繁泄漏，也節(jié)約了生產(chǎn)費(fèi)用。

2)重新布置管路的坡度和走向。原則上管路布置應(yīng)盡量減少流體對管壁的偏刷和流速的突變。例如：管路布置盡量減少彎頭和變徑，管路轉(zhuǎn)彎盡量加大轉(zhuǎn)彎半徑，盡量采用大角度彎頭(145°或120°)，變徑管要加長以減少流速的突然變化;為了減少管路損壞，可以不按照橫平豎直的要求布置。例如進(jìn)出石灰石旋流器的漿液管的5處直角彎總是磨漏，在更換材料的同時(shí)將管路重新布置，彎頭改為大半徑圓弧過度的45°，相應(yīng)水平管路改為45°斜向布置，經(jīng)過以上改進(jìn)，該處再沒有發(fā)生破損泄漏。改造后布置示意圖見圖3。

圖3 改造后布置示意圖

3)減少管路連接法蘭，簡化管路。通過減少管路連接處，能夠有效減少管路的泄漏缺陷。例如，除霧器頂部的沖洗水管路，各個管段和三通全部采用法蘭連接而成，短短的180 m管路總共有近400個法蘭，在運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生泄漏，尤其在冬天，因?yàn)槭鞘彝夤苈?，由于連接處的膠墊老化脆化而頻繁發(fā)生泄漏。而將該處所有法蘭全部改為焊接管路后，除霧器頂部沖洗水泄漏再沒有發(fā)生。

4)嚴(yán)格要求管路制作安裝質(zhì)量。管路制作安裝工藝不到位時(shí)，也會產(chǎn)生泄漏。制作安裝管件時(shí)除符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，尤其還要注意以下幾點(diǎn)：新制金屬管口必須做到垂直不偏斜;管件內(nèi)壁必須平整不能有凹坑和突起;為減少流體在法蘭連接處的擾動，法蘭外平面應(yīng)和管件齊平焊接，并且要開坡口焊接，焊后務(wù)必打磨平端面;管路連接不能有錯口;膠皮墊內(nèi)孔要圓整，大小要和管內(nèi)徑相同，安裝時(shí)要和管道內(nèi)孔對齊，不能偏斜。

5)避免和減少管路的沖擊和振動。當(dāng)泵啟停、閥門開關(guān)和管路切換時(shí)，管路受到?jīng)_擊;壓力和流量的變化往往造成管道振動;這些振動和沖擊到一定時(shí)間往往在管路的薄弱位置造成失效。因此，要從切換程序、調(diào)整流體參數(shù)、管路固定等方面避免管路受到?jīng)_擊和振動。

例如除霧器沖洗水設(shè)計(jì)有自動沖洗程序，逐組進(jìn)行沖洗，但以前的沖洗程序是：上一組沖洗閥門關(guān)閉后，開啟下一組沖洗閥門，較大的水壓會嚴(yán)重沖擊管路和閥門，使得管路破損、閥門損壞。尤其是除霧器內(nèi)部水管是PVC，在水壓突變下焊口往往開裂。通過修改沖洗程序：將所有閥組沖洗周期交叉10 s，即上一組閥門關(guān)閉前10 s開啟下一組閥門。極大減少了管路的破損。

6)取消泵系統(tǒng)的再循環(huán)管路。脫硫的大多數(shù)泵采用分流調(diào)節(jié)，設(shè)置有再循環(huán)管路，管路上的彎頭等位置極易磨損;基于節(jié)能考慮改為出口節(jié)流調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)后，拆除了再循環(huán)管路，也就不存在管路泄漏損壞的問題了。

7)除霧器沖洗水管斷裂的解決。除霧器配套的沖洗水管(管道PP材料，管道連接為塑料焊接)頻繁脫落斷裂。經(jīng)檢查分析，其主要原因有：塑料焊口存在施工質(zhì)量問題(焊材匹配、焊縫清潔、過度熔化等);沖洗水氣動閥門開啟速度過快(約0.5 s就全開)，對沖洗管造成劇烈沖擊;上下管道支架制作安裝有問題(上下支架不在一個平面內(nèi)，造成沖洗管不在一條直線上而變形彎曲);另外，沖洗水管的固定管卡的卯榫容易失效開裂，從而使管道不能固定，在沖擊下懸空擺動。

根據(jù)上述問題，采取了如下措施：對所有焊縫按正確的焊接工藝重新焊接;把沖洗水氣動閥門的開啟時(shí)間延長(約2 s全開)，以降低沖洗水進(jìn)入管道時(shí)產(chǎn)生的瞬間沖擊力;通過加焊墊塊的方法將所有支架調(diào)平，使固定器上的水管不再變形;將固定管道的大部分塑料管卡改為尼龍自鎖帶，使管道不會再松脫擺動。經(jīng)過以上整改后，除霧器沖洗水管未發(fā)現(xiàn)再斷裂的現(xiàn)象。

3 結(jié)語

在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中，管路的堵塞和泄漏是發(fā)生最頻繁、數(shù)量最多的缺陷，許多缺陷往往會影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)從這三方面來解決：工藝設(shè)計(jì)不合理，安裝質(zhì)量差，材料不合格或不滿足要求;同時(shí)脫硫系統(tǒng)是一個整體系統(tǒng)，一個位置一個環(huán)節(jié)的問題往往造成連鎖反應(yīng)，因此，需要整體考慮。

［1］ 國家電力公司金屬抗磨件質(zhì)監(jiān)檢測中心.DL/T 680－1999耐磨管道技術(shù)條件［M］.北京：中國電力出版社，1999：2－4.

Prevention and Control of Pipeline Blocking and Leakage in Wet Desulfurization System

Guo Zheng－chao

There are a great quantity of slurry pipeline in flue gas wet desulfurization system of the power plant，in operation often happen a large number of blocking and leakage，seriously influence the stable operation of the desulfurization system.According to the daily desulfurization repair work，analyses the main reason of the pipeline defects is of the design process is not reasonable，installation quality is not standard，material is not qualified or can＇t meet the desulfurization condition，in view of the main reason for the pipeline defects，puts forward the solutions，solves the blocking and leakage of the pipeline in desulphurization system.

Desulfurization;Pipeline;Blocking;Leakage;Measures

TD612

B

1672－0652(2011)10－0021－04

2011－10－08

郭正朝(1971—)，男，山西孝義人，1993年畢業(yè)于西安交通大學(xué)，工程師，主要從事電廠脫硫檢修工作(E －mail)guoapi@163.com