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        鍋爐引風(fēng)機(jī)中雜質(zhì)成因分析及維護(hù)措施

        2021-06-22 01:01:24孫金梅塔來(lái)提米吉提
        設(shè)備管理與維修 2021年10期
        關(guān)鍵詞:擋板金屬元素雜質(zhì)

        孫金梅,代 敏,塔來(lái)提·米吉提

        (中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司煉油化工研究院,新疆克拉瑪依 834000)

        0 引言

        某電廠有4 臺(tái)鍋爐,每臺(tái)鍋爐配置兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)。鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣,首先經(jīng)過(guò)脫硝裝置、脫除煙氣中的氮氧化物,然后進(jìn)入除塵器、除去煙氣中的灰塵,最后引風(fēng)機(jī)將煙氣送入集合煙氣管道、進(jìn)入煙氣脫硫裝置。

        該電廠引風(fēng)機(jī)2014 年最初安裝時(shí)振動(dòng)值為3~4 mm/s,2018 年9 月份3#鍋爐兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)振動(dòng)異常,最大時(shí)達(dá)到20 mm/s左右。經(jīng)過(guò)在線配重動(dòng)平衡試驗(yàn),振動(dòng)大的問(wèn)題得以消除,兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)振動(dòng)值下降至2.5 mm/s 左右。但運(yùn)行僅一年后,其中一臺(tái)引風(fēng)機(jī)再次出現(xiàn)振動(dòng)大的問(wèn)題,最大19.5 mm/s,在鍋爐高負(fù)荷工況下甚至無(wú)法正常運(yùn)行。2019 年8 月鍋爐停工檢修,檢查發(fā)現(xiàn)該引風(fēng)機(jī)的蝸殼內(nèi)有大量粉末結(jié)塊后的雜質(zhì)、葉輪上有不規(guī)則細(xì)小溝槽,引風(fēng)機(jī)出口煙道有嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

        下面將根據(jù)實(shí)驗(yàn)室對(duì)引風(fēng)機(jī)內(nèi)雜質(zhì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)行工況,分析雜質(zhì)產(chǎn)生的原因并制定后期維護(hù)措施。

        1 引風(fēng)機(jī)內(nèi)雜質(zhì)成分分析

        對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行金屬、非金屬元素分析檢測(cè)以及灰分測(cè)量試驗(yàn)。其中,1#樣品為未進(jìn)行任何處理垢樣,2#樣品溶于水過(guò)濾、烘干后試樣,3#樣品為水溶后濾液金屬元素的檢測(cè);樣品金屬元素分析方法采用RIPP 124—1990,非金屬元素分析方法采用SH/T 0656—1998,灰分分析方法采用GB/T 508—1991(表1~表2)。4#樣品用于水溶后濾液陰離子濃度的檢測(cè)(分析方法參照Q/LHY 036—2011),發(fā)現(xiàn)濾液中主要含有陰離子SO32-/SO42-、F-和Cl-,檢測(cè)數(shù)據(jù)分別為1702.2 mg/L、16.81 mg/L 和35.26 mg/L。

        表1 金屬元素分析 μg/g

        表2 非金屬元素分析 %

        (1)1#樣品中金屬元素主要有Fe、Ca、Al、Mg、Na 和Si,還含有少量的Cu、V 和Ni 等。其中,金屬元素中Fe 含量約68%,Ca含量約18%,Al 含量約8.5%,Mg 含量約1.3%;非金屬的元素中S、O 含量相對(duì)較高,灰分值為91.873%。

        (2)2#樣品的元素構(gòu)成與1#樣品基本相同。其中,F(xiàn)e 含量占總金屬量約80%,Ca 含量約10.9%,Al 含 量約6%,Mg 含量約2.1%??梢詸z測(cè)出的非金屬元素中O 含量相對(duì)較高,灰分值為92.677%。

        (3)雜質(zhì)可溶物中的金屬元素含量大小依次為Ca、Na、Al、Mg 和Fe。經(jīng)計(jì)算,鈣鹽占63.7%~63.8%,鈉鹽含量占18.3%~18.4%,鋁鹽占7.01%~7.02%,鎂鹽占6.14%~6.15%,鐵鹽占3.3%~3.4%。

        (4)濾液中主要含陰離子有SO32-/SO42-、F-和Cl-。

        對(duì)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知,通過(guò)金屬、非金屬元素分析檢測(cè)以及灰分測(cè)量試驗(yàn),可以判斷雜質(zhì)的主要成分為無(wú)機(jī)鹽和金屬氧化物的混合物。其中,鐵的氧化物含量最高,雜質(zhì)中少量水溶性物質(zhì)主要是鈣、鈉以及少量鋁、鎂和鐵等的硫酸或亞硫酸鹽。

        2 引風(fēng)機(jī)內(nèi)雜質(zhì)形成原因分析

        結(jié)合實(shí)驗(yàn)室雜質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)和引風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況分析,并根據(jù)低溫露點(diǎn)腐蝕機(jī)理,得出引風(fēng)機(jī)出口煙道出現(xiàn)嚴(yán)重低溫腐蝕現(xiàn)象的原因主要有4 個(gè)。

        (1)煙氣中含有大量二氧化硫(SO2)和氮氧化物,在經(jīng)過(guò)脫銷后,煙氣中部分二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫(SO3)。脫硝反應(yīng)過(guò)程中不可避免地存在氨逃逸現(xiàn)象,反應(yīng)過(guò)程中生成的SO3與逃逸的氨反應(yīng),會(huì)生成硫酸氫銨和硫酸銨,而硫酸氫銨在低溫下具有吸濕性,從煙氣中吸水后會(huì)造成設(shè)備的腐蝕。

        (2)垢樣中的氯離子溶于水蒸汽形成鹽酸,也加速設(shè)備的腐蝕。另外,當(dāng)腐蝕物從設(shè)備表面脫落后,硬質(zhì)顆粒有可能會(huì)撞擊高速旋轉(zhuǎn)的葉輪、在葉輪表面形成溝槽,最后垢樣沉積在蝸殼底部。

        (3)鍋爐停工后引風(fēng)機(jī)會(huì)繼續(xù)運(yùn)行10 min,以抽出系統(tǒng)內(nèi)的煙氣,隨后關(guān)閉引風(fēng)機(jī)出口煙氣擋板。此時(shí)鍋爐爐膛、煙道內(nèi)溫度仍較高,剩余高溫?zé)煔鈺?huì)沿著設(shè)備和工藝管線不斷流向低溫區(qū)域。引風(fēng)機(jī)位于煙氣流向的末端、溫度最低處,形成煙囪效應(yīng),會(huì)對(duì)引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生低溫腐蝕。

        (4)引風(fēng)機(jī)出口擋板可能存在密封不嚴(yán)的問(wèn)題,其他運(yùn)行裝置煙氣通過(guò)脫硫集合煙道反竄至停工裝置引風(fēng)機(jī)內(nèi),再次產(chǎn)生低溫腐蝕。

        3 解決措施

        通過(guò)分析引風(fēng)機(jī)低溫腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生原因,結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀提出以下3 個(gè)解決措施。

        (1)利用檢修期對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)出口電動(dòng)煙氣擋板進(jìn)行檢查、維修,確保擋板嚴(yán)密性。

        (2)停爐后及時(shí)將引風(fēng)機(jī)出口擋板至鍋爐與燃料煙氣連通門間的煙道檢查人孔打開(kāi),將返竄煙氣外排,減少引風(fēng)機(jī)出口擋板返竄煙氣量。停爐后將鍋爐引風(fēng)機(jī)出口擋板前、后吹掃、放空閥、蝸殼放空閥打開(kāi),將引風(fēng)機(jī)出口擋板前檢查孔打開(kāi),排出返竄煙氣及結(jié)露凝液。

        (3)經(jīng)與引風(fēng)機(jī)廠家溝通,引風(fēng)機(jī)停機(jī)后無(wú)明確的盤(pán)車規(guī)定,如果引風(fēng)機(jī)出口擋板嚴(yán)密,引風(fēng)機(jī)停機(jī)后2~3 d 盤(pán)車一次即可。如果引風(fēng)機(jī)出口擋板不嚴(yán),需根據(jù)返煙氣情況確定盤(pán)車周期,嚴(yán)重返煙氣時(shí)甚至需增加盤(pán)車裝置。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)引風(fēng)機(jī)發(fā)生嚴(yán)重的低溫結(jié)露腐蝕現(xiàn)象分析,認(rèn)為其主要原因?yàn)椋哄仩t產(chǎn)生的煙氣中含有大量SO2和氮氧化物,在進(jìn)入脫硝系統(tǒng)后,SO3會(huì)與煙氣中逃逸的氨發(fā)生反應(yīng),生成硫酸氫銨和硫酸銨,當(dāng)煙氣溫度低于其露點(diǎn)時(shí),凝結(jié)在引風(fēng)機(jī)葉輪及蝸殼、引風(fēng)擋板門等金屬表面,導(dǎo)致設(shè)備表面腐蝕,使引風(fēng)機(jī)振動(dòng)較大、無(wú)法高負(fù)荷運(yùn)行。另外,鍋爐運(yùn)行周期短、裝置開(kāi)停工頻繁、液氨濃度和系統(tǒng)溫度波動(dòng)大等,也會(huì)加重設(shè)備的低溫結(jié)露腐蝕現(xiàn)象。

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