廣州環(huán)投南沙環(huán)保能源有限公司 劉秋霞

某垃圾焚燒發(fā)電廠自建廠投運(yùn)以來，煙氣處理系統(tǒng)中的反應(yīng)塔霧化器頻繁出現(xiàn)振動(dòng)值超標(biāo)甚至跳停情況，通過日常自修、外委技術(shù)支持及頻繁清洗霧化器零部件仍不能改善頻繁振動(dòng)超標(biāo)問題，嚴(yán)重影響煙氣環(huán)保指標(biāo)的穩(wěn)定排放，相關(guān)參數(shù)如下。

垃圾焚燒線參數(shù)：?jiǎn)闻_(tái)爐垃圾處理量750T/D，煙氣量145/450Nm3/h；霧化器參數(shù)：制造廠家美國(guó)KS，5臺(tái)（三用二備），功率55kW，轉(zhuǎn)速15000rpm，總流量2～10t/h，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針（從上往下），霧化盤噴嘴9個(gè)石灰漿最小/最大噴射量0～5（單臺(tái)爐）t/h，溫度40～60℃，進(jìn)漿管壓力0.12MPa，保護(hù)水最小用量(每臺(tái))0.12t/h，保護(hù)水水壓0.25MPa，工藝?yán)鋮s水壓力0.25MPa，工藝?yán)鋮s用量(每臺(tái))5.291t/h，冷卻風(fēng)機(jī)功率3kW，冷卻風(fēng)流量250kg/h，反應(yīng)塔3個(gè)，反應(yīng)塔煙氣進(jìn)氣溫度190～230℃，反應(yīng)塔煙氣出氣溫度150～160℃，煙氣在反應(yīng)塔中的額定停留時(shí)間20S，破碎機(jī)電機(jī)3臺(tái)，型號(hào)YE2132S-4，功率5.5kW。

1 霧化器存在問題

豎井支撐架變形。電廠#1、#2爐豎井支撐架存在變形，放置霧化器的支撐架已變形破損，導(dǎo)致霧化器支撐面不在同一水平面，使得霧化器高速旋轉(zhuǎn)軸與重力不在一個(gè)方向，漿液在霧化輪內(nèi)受到的重力與離心力不垂直，霧化器外殼和支撐管之間不能良好接觸致使振動(dòng)較大；化盤表面及內(nèi)部粘漿嚴(yán)重。反應(yīng)塔霧化器的旋轉(zhuǎn)盤表面及內(nèi)部粘結(jié)比較嚴(yán)重，造成霧化器震動(dòng)大并跳停；電機(jī)進(jìn)漿甚至燒壞線圈。霧化盤表面及內(nèi)部結(jié)漿嚴(yán)重，嚴(yán)重堵塞了霧化盤噴漿縫隙，使得石灰漿液反竄至線圈及上軸承，進(jìn)而線圈受潮造成線圈燒壞；霧化器下軸承不回油。經(jīng)拆機(jī)檢查霧化器下軸承擋油環(huán)回油孔，被石灰漿顆粒堵塞，高速軸承潤(rùn)滑油被污染，廢油不能及時(shí)排出。

霧化器旋流器積灰。在2020年6月發(fā)現(xiàn)#2鍋爐爐引風(fēng)機(jī)出力增大，并逐步開展此臺(tái)爐積灰問題的排查，發(fā)現(xiàn)鍋爐水平煙道、半干式反應(yīng)塔內(nèi)、布袋除塵器均無積灰現(xiàn)象，便開始進(jìn)行手動(dòng)檢測(cè)各設(shè)備實(shí)測(cè)壓力與設(shè)計(jì)壓力（Pa）的壓差情況：二級(jí)蒸發(fā)屏至省煤器-38/-30，一級(jí)省煤器出口-340/-300，四級(jí)省煤器出口-333/-340，省煤器至反應(yīng)塔水平段-711/-450，反應(yīng)塔內(nèi)-2700/-450，反應(yīng)塔至布袋連通管前-2846/-450，布袋進(jìn)口-2730/＜1200，布袋出口-3710/＜1200，引風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)擋板前-3890/-1800～-2200。

根據(jù)壓差情況分析引風(fēng)機(jī)出力大的原因。根據(jù)檢測(cè)壓力情況，初步推斷半干式反應(yīng)塔進(jìn)口旋流器處堵塞，開孔檢查結(jié)果是半干式反應(yīng)塔進(jìn)口旋流器處堵塞。

圖1 豎井支撐架變形

2 原因分析

運(yùn)行方式。垃圾焚燒發(fā)電廠初始投運(yùn)階段采用工藝水制漿，霧化器震動(dòng)大頻率相對(duì)較低，運(yùn)行一段時(shí)間后，由于廠區(qū)內(nèi)的廢水無法處理，開始采用濃水制漿，造成霧化器震動(dòng)跳停頻率逐步升高。目前項(xiàng)目由于水處理問題未啟用制漿系統(tǒng)，將洗煙廢水通過霧化器噴入反應(yīng)塔以處理洗煙廢水，但由于洗煙廢水存在腐蝕性，霧化盤腐蝕比較嚴(yán)重。該電廠技改前采用的是高位漿槽供漿方式，存在供漿管道堵塞、供漿流量低，霧化器震動(dòng)大的問題。供漿系統(tǒng)技改后同時(shí)采用開放式霧化盤，霧化器振動(dòng)大的頻率大幅下降（約每月出現(xiàn)一次震動(dòng)超標(biāo)情況），但出現(xiàn)了反應(yīng)塔掛壁的現(xiàn)象。

供漿壓力和流量。該電廠1#爐、2#爐相比于3#爐霧化器振動(dòng)大頻率較高，此時(shí)回漿管出口的壓力約為0.4MPa，當(dāng)壓力調(diào)整至0.1MPa后1、2#號(hào)爐振動(dòng)明顯改善，3#爐運(yùn)行不穩(wěn)定，可能與3#爐靠近供漿母管、供漿壓力有關(guān)。供漿壓力與供漿流量有關(guān)，當(dāng)壓力過高，造成霧化器投運(yùn)后短時(shí)間充滿漿液，無法立即將漿液甩出霧化器，時(shí)間一長(zhǎng)造成噴嘴堵塞，盤上下表面結(jié)漿塊厚重，甚至造成進(jìn)漿管堵漿。霧化盤表面結(jié)垢在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)異常掉塊，引起振動(dòng)大。

煙氣流量。該電廠的運(yùn)行煙氣量（煙囪位置數(shù)據(jù)）大約為1#線90000Nm3/h、2#線100000Nm3/h、3#線126000Nm3/h，3#線未存在掛壁的現(xiàn)象。該電廠的實(shí)際運(yùn)行煙氣量均低于設(shè)計(jì)煙氣量145450Nm3/h。煙氣量偏低使得分配器出口的煙氣流速較低，無法覆蓋石灰漿液體，使得石灰漿液體撞到反應(yīng)塔壁面。同時(shí)煙氣量偏低使得蒸發(fā)石灰漿液體的熱量較低，無法及時(shí)蒸發(fā)石灰漿液，進(jìn)而出現(xiàn)掛壁現(xiàn)象。

3 解決方案

該電廠垃圾處理規(guī)模3×750T/D，煙氣凈化系統(tǒng)采用SDA旋轉(zhuǎn)噴霧半干法，旋轉(zhuǎn)霧化器為美國(guó)KS，在使用過程中存在以下問題：霧化器穩(wěn)定運(yùn)行周期短，需頻繁對(duì)霧化盤進(jìn)行更換清洗；反應(yīng)塔內(nèi)粘灰板結(jié)嚴(yán)重，需定期停爐清理塔內(nèi)積灰；霧化器使用壽命短，無法達(dá)到8000小時(shí)的常規(guī)設(shè)計(jì)使用周期；使用仿造霧化盤。

3.1 從運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化

定期對(duì)反應(yīng)塔內(nèi)積灰進(jìn)行檢查，運(yùn)行人員積極配合檢修，仔細(xì)查看塔內(nèi)積灰狀況，發(fā)現(xiàn)灰量多時(shí)及時(shí)清理；加強(qiáng)對(duì)反應(yīng)塔的巡檢，通過觀察孔查看下灰情況，檢查反應(yīng)塔下卸灰閥下灰是否正常，閥體溫度是否正常；在監(jiān)盤時(shí)控制好反應(yīng)塔進(jìn)出口溫度，進(jìn)口溫度控制在190～210℃，出口控制在145～165℃，當(dāng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)口溫度低時(shí)及時(shí)開啟給水三通閥，當(dāng)出口溫度低時(shí)適當(dāng)減少石灰漿量；定期聯(lián)系化水人員化驗(yàn)石灰漿濃度，當(dāng)石灰漿濃度較大而SO2容易控制時(shí)及時(shí)調(diào)小石灰漿濃度。如是霧化器進(jìn)漿調(diào)節(jié)門失靈，及時(shí)更換新閥門；條件需要時(shí)做一下霧化器的霧化實(shí)驗(yàn)，檢查霧化器的霧化效果[1]。

3.2 改造方案

對(duì)于上述問題，KS廠家根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)了解的情況和對(duì)比有類似問題的其它項(xiàng)目，判斷造成問題的主因是實(shí)際運(yùn)行煙氣量比設(shè)計(jì)煙氣量低，塔頂氣體分布器與實(shí)際運(yùn)行工況不匹配，以及霧化器的中心筒加工制造未達(dá)到KS設(shè)計(jì)要求。因該垃圾焚燒發(fā)電廠3#線運(yùn)行煙氣量比1#線和2#線要大，更接近設(shè)計(jì)煙氣量，所以3#線的霧化器運(yùn)行會(huì)比1#和2#線更穩(wěn)定，而煙氣量越低塔內(nèi)掛壁和積灰也越嚴(yán)重。針對(duì)這種情況，制定該垃圾焚燒發(fā)電廠半干法反應(yīng)塔霧化器及分配器的改造方案：

根據(jù)該垃圾焚燒發(fā)電廠現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行煙氣量，KS重新核算并提供新的與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相符的旋流片設(shè)計(jì)。目前KS新研發(fā)的雙層旋流片設(shè)計(jì)能更好適應(yīng)煙氣量波動(dòng)，尤其是煙氣量偏低的情況。KS已為多個(gè)項(xiàng)目提供了新旋流片設(shè)計(jì)，項(xiàng)目經(jīng)改造后不再出現(xiàn)塔內(nèi)掛壁和積灰，在運(yùn)行煙氣量偏低情況下有效延長(zhǎng)了霧化器的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間[2]。

更換符合KS設(shè)計(jì)制造精度要求的霧化器中心筒，確保霧化器本體不會(huì)因?yàn)楹蜔煔饨佑|造成腐蝕。霧化器本體腐蝕根本原因之一就是霧化器中心筒加工制造有偏差，加工精度低，達(dá)不到KS的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。另外因加工制造偏差也導(dǎo)致中心筒無法通過高度調(diào)節(jié)來適應(yīng)煙氣量的變化，導(dǎo)致霧化器無法長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

使用KS霧化器哈氏合金保護(hù)罩。KS設(shè)計(jì)圖紙要求霧化器中心筒錐段材料使用哈氏合金制造，這樣可有效避免煙氣對(duì)霧化器本體的腐蝕。由于加工制造原因，可能會(huì)使霧化器中心筒錐段的加工精度不合格，會(huì)導(dǎo)致霧化器底面和霧化盤頂面的螺釘直接暴露在煙氣中被煙氣腐蝕，縮短使用壽命，甚至還會(huì)影響霧化器的穩(wěn)定運(yùn)行。霧化器保護(hù)罩可有效解決霧化器中心筒錐段材質(zhì)和加工精度的問題，有效保障霧化器穩(wěn)定運(yùn)行[3]；針對(duì)每臺(tái)爐的運(yùn)行情況，合理調(diào)整霧化器的供漿流量。

檢查氣體分布器導(dǎo)流片，確認(rèn)是否存在加工制造問題、是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，否則需更換；對(duì)其它附屬部件進(jìn)行徹底檢查并按KS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理；上述改造完成后，建議后續(xù)必須使用KS原廠霧化盤，并在KS建議運(yùn)行轉(zhuǎn)速下使用霧化器，停止使用仿造霧化盤或大幅降低霧化器運(yùn)行轉(zhuǎn)速；塔頂電動(dòng)葫蘆更換為鏈條式，可保證霧化器在起吊和放下時(shí)始終處于中心位置，不會(huì)發(fā)生位移導(dǎo)致霧化器及彈性支撐環(huán)掛到支撐管內(nèi)的導(dǎo)向籠架。