張昌

摘 ?要：電廠脫硫系統(tǒng)煙道膨脹節(jié)處滲漏問題發(fā)生頻繁，造成周邊設備、設施腐蝕及環(huán)境污染，本文主要分析了電廠脫硫系統(tǒng)膨脹節(jié)滲漏問題發(fā)生位置及故障原因，并提出相應的解決方案和措施，火電廠濕法脫硫系統(tǒng)同類型問題具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：濕法脫硫系統(tǒng);膨脹節(jié)滲漏;原因分析;對策;自密封修復

一：火電廠脫硫系統(tǒng)概述

我國電力行業(yè)主要以火力發(fā)電為主，在火力發(fā)電廠中，響應國家環(huán)境保護政策要求，全部建設有煙氣脫硫系統(tǒng)，煙氣脫硫的大規(guī)模商業(yè)化應用，是控制酸雨和二氧化硫污染的最有效和主要的技術(shù)手段。目前，國內(nèi)外大型燃煤發(fā)電廠使用最多的脫硫工藝就是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫，這種脫硫系統(tǒng)是利用石灰石作為吸收劑，吸收并除去煙氣中的二氧化硫，生成副產(chǎn)品石膏。整個工藝過程如下：鍋爐排出的經(jīng)過除塵的煙氣進入脫硫吸收塔，煙氣逆流而上與吸收塔上部噴淋下來的石灰石漿液進行充分的氣液接觸，反應生成亞硫酸鈣，吸收塔內(nèi)通入氧化空氣，使亞硫酸鈣強制氧化生成石膏，然后對濕石膏作脫水處理后生成固態(tài)石膏。洗滌凈化后的煙氣從吸收塔頂部通過除霧器除去霧滴后經(jīng)凈煙道、煙囪排入大氣。其中，吸收塔脫硫系統(tǒng)是整個工藝流程的核心。

二：脫硫煙道膨脹節(jié)滲漏情況

脫硫煙道以吸收塔為界分為原煙道和凈煙道。引風機出口至吸收塔入口稱為原煙道，吸收塔出口至煙囪稱為凈煙道。為滿足脫硫煙道溫度變化大、腐蝕性強、膨脹不規(guī)則的特點，脫硫煙道都設有膨脹節(jié)，膨脹節(jié)有金屬和非金屬兩種材質(zhì)，工程實踐中大多選用非金屬膨脹節(jié)，非金屬膨脹節(jié)制作簡單方便，可補償煙道的錯位等問題，現(xiàn)場施工方便，費用低。非金屬膨脹節(jié)由骨架和蒙皮組成，骨架采用普通鋼板制作，蒙皮由四層到十層織物組成，然后用壓板和螺絲固定在骨架上。

脫硫煙道膨脹節(jié)滲漏是電廠生產(chǎn)過程中面對的一項主要問題，特別在吸收塔入口干濕界面處、吸收塔出口至煙囪凈煙道的膨脹節(jié)，因溫度降低，煙氣結(jié)露腐蝕效應，滲漏問題尤其嚴重。通常情況下，煙氣中水蒸汽的含量較空氣中高，煙氣露點也較高，即煙氣中的水蒸汽在較高的溫度下就開始凝結(jié)，因煙氣中同時有SO2和SO3存在，與水蒸汽結(jié)合為硫酸蒸汽，凝結(jié)后的酸液會對煙道、膨脹節(jié)等設備造成腐蝕，進而發(fā)生穿孔、滲漏，并污染環(huán)境。

三：膨脹節(jié)滲漏原因分析

3.1 排水及導流裝置失效

脫硫煙道系統(tǒng)膨脹節(jié)如布置在水平煙道，為防止酸液凝結(jié)蓄積，都會設計安裝排水或?qū)Я餮b置。如煙囪入口煙道一般會在膨脹節(jié)兩側(cè)開排水孔，讓弱酸性液體快速通過排水孔排出。在實際運行過程中，因煙道內(nèi)粉塵積聚、雜物遺留等情況，可能會造成排水孔堵塞，而膨脹節(jié)下部凹槽位于水平煙道最低點，會形成液體匯聚，一旦出現(xiàn)腐蝕泄漏，煙道內(nèi)所有的酸水全部匯聚到泄漏的部位流出，形成小瀑布現(xiàn)象，損壞底部的設備，嚴重污染環(huán)境。

吸收塔入口段為水平煙道，為防止液體積聚對煙道水平段造成腐蝕損壞，設計時水平煙道長度盡可能縮短，并在吸收塔入口設置了傾斜向吸收塔內(nèi)的導流坡，并安裝有沖洗水管道對導流坡進行沖洗。導流坡使水便于流入吸收塔，防止積聚于煙道內(nèi)。實際運行中由于吸收塔入口處于煙氣和漿液的干濕界面，煙氣中粉塵、噴淋漿液中的固體顆粒物會堆積堵塞導流坡，使其導流作用失效。

3.2 材料的選擇引起的泄漏

在脫硫系統(tǒng)煙風道中，為防止熱脹冷縮在煙風道和相關(guān)設備上引起的熱應力和結(jié)構(gòu)破壞，需要在合適的位置上布置能吸收熱變形和振動的非金屬膨脹節(jié)。

非金屬膨脹節(jié)根據(jù)安裝位置和工況的不同，蒙皮選用材料應有區(qū)別。針對脫硫區(qū)域酸性腐蝕工況，蒙皮材料選擇應為：內(nèi)外層為氟膠布，夾層為兩層無堿玻璃絲布加一層聚四氟蒙皮，如果采用了便宜的硅膠布，硅膠布不耐腐蝕，造成內(nèi)層的過早破壞也是膨脹節(jié)泄漏的原因。

3.3 安裝和運行引起的泄漏

由于非金屬膨脹節(jié)蒙皮為軟性材料，固定螺絲一方面使固定蒙皮，另一方面是把蒙皮壓緊起密封作用，安裝時壓板長4-6米，所以后面的螺絲擰緊后，前面的就會發(fā)生松動，造成積聚的酸水滲透到螺絲上腐蝕掉螺絲，因此安裝蒙皮需要反復的擰緊螺絲。

另外，運行中由于煙氣壓力變化引起的膨脹節(jié)蒙皮不停的折動，也是壓板部位蒙皮容易疲勞老化撕裂漏水的原因，由于震動等原因也會出現(xiàn)螺絲松動酸水滲透到螺絲上腐蝕掉螺絲，造成膨脹節(jié)泄漏。

同時由于煙氣溫度變化，風壓變化，煙道發(fā)生振動、膨脹、收縮、錯位也導致蒙皮快速老化、拉裂形成滲漏。

3.4 設計缺陷造成的泄漏

非金屬膨脹節(jié)應能吸收煙氣脫硫系統(tǒng)運行時三維方向上的最大變形量和消除振動，工作時要能伸縮自如，不得有拉裂等損傷引起介質(zhì)泄漏。為滿足要求，預留膨脹量，電廠煙風系統(tǒng)膨脹節(jié)安裝蒙皮時會出現(xiàn)一個凹槽，以滿足實際運行中的變形、膨脹、伸縮要求。這個凹槽在機組運行時會導致液滴積蓄，酸水慢慢滲透到固定膨脹節(jié)蒙皮的壓板螺絲上，造成螺絲松動和腐蝕斷裂或織物層破壞，煙道內(nèi)所有的酸水就會從斷裂的螺絲孔和蒙皮破損處流出，進一步腐蝕損壞膨脹節(jié)周邊煙道鋼板和外層保溫材料，滲漏造成設備損壞和環(huán)境污染。

四：膨脹節(jié)滲漏治理對策

針對引發(fā)膨脹節(jié)滲漏的以上4方面問題提出以下治理對策：

4.1 解決排水問題

在機組檢修過程中，疏通煙道膨脹節(jié)排水孔及管道，清理水平煙道內(nèi)遺留雜物，對于吸收塔入口的導流坡，在徹底清理堆積的石膏狀沉積物的同時，檢修導流坡沖洗水噴嘴及管道。同時，在機組運行時，要根據(jù)負荷情況及運行規(guī)程，及時投運沖洗水系統(tǒng)沖洗導流坡，減緩并防止導流坡堵塞。

4.2 解決膨脹節(jié)蒙皮材料造型問題

脫硫系統(tǒng)煙道膨脹節(jié)蒙皮的選用：吸收塔入口至煙囪段煙道必須選用防腐性能優(yōu)良的氟橡膠蒙皮，在煙溫較高、不會發(fā)生煙氣結(jié)露的原煙氣煙道段可選用成本較低的硅橡膠蒙皮。

4.3 安裝和運行因素問題

非金屬膨脹節(jié)蒙皮安裝過程中加強質(zhì)量管理，安裝前必須將壓板、膨脹節(jié)骨架結(jié)合面用角磨機打磨清理干凈，防止出現(xiàn)表面銹蝕、變形、凹凸不平等問題，密封面涂抹密封膠，螺栓連接過程中反復擰緊，保證螺栓緊固均勻，防止因螺栓松動造成滲漏。

4.4 解決凹槽積水問題

從根本上說，要解決膨脹節(jié)泄漏就是要解決高溫煙氣、凝結(jié)酸水對蒙皮的破壞，從結(jié)構(gòu)上入手，就是將膨脹節(jié)凹槽部分進行完全密封，隔絕蒙皮與煙氣、酸液的通道，讓酸水接觸不到膨脹節(jié)壓板螺栓和蒙皮，那么就不會泄漏，這也是最簡單的辦法，這樣酸水就不會堆積在凹槽里，也就不會造成膨脹節(jié)腐蝕泄漏。同時，填平凹槽使膨脹節(jié)不再因為煙氣壓力變化造成膨脹節(jié)蒙皮頻繁的折動而造成蒙皮疲勞損壞。為實現(xiàn)這個目的，我們采用膨脹節(jié)自密封全封閉方案。

4.4.1材料的選擇

既要填平凹槽又不影響膨脹，就需要一種耐酸高彈性的材料，像海綿一樣自由壓縮膨脹，但還要耐高溫、耐腐蝕、不吸水，還要能夠起到密封作用，工程實踐中采用了高彈性桐油凝膠來做膨脹節(jié)凹槽的上下防腐和密封，中間采用一種新型耐高溫、耐腐蝕閉孔發(fā)泡丁基橡膠海綿（壓縮比為7：1）來做凹槽的填充材料，上部及表面封閉材料采用高彈性碳化硅復合材料作為密封材料，高彈性桐油凝膠、高彈性碳化硅復合材料具有300%的拉斷伸長率，保證膨脹節(jié)在熱漲冷縮時不會損壞表面的防腐。

4.4.2脫硫膨脹節(jié)自密封全封閉工藝流程

●停機后清理原非金屬膨脹節(jié)周圍的積灰;

●原非金屬膨脹節(jié)金屬骨架全部清理掉浮灰后，對腐蝕部分焊接修補;

●補焊完成后打磨平整，刷底漆用高彈性碳化硅復合材料做第一遍防腐;

●快速把原膨脹節(jié)底部和凹槽兩邊打上高彈性碳化硅復合材料，固化后快速涂抹;

●把耐高溫耐腐蝕高彈性海綿狀填料填充至凹槽內(nèi);

●每填入一層填料需要封一次高彈性桐油凝膠，直至把非金屬膨脹節(jié)填平，填充完成后，最上面仔細用高彈性碳化硅復合材料打平，厚度控制在5mm左右;

●把膨脹節(jié)周圍接縫處等全部用高彈性碳化硅復合材料做防腐，厚度≥3mm，保養(yǎng)6h投入使用;

●清理施工現(xiàn)場。

4.4.3效果分析

膨脹節(jié)自密封技術(shù)最大的優(yōu)點是在外部蒙皮完好的情況下，不需要拆除蒙皮，只需拆開蒙皮的一側(cè)壓板壓入柔性填料，大大縮短了施工工期，費用和更換新蒙皮的普通施工基本相同，但壽命延長至少五年以上。

在舊的膨脹節(jié)內(nèi)部施工，避免了更換膨脹節(jié)蒙皮以及施工安全隱患，徹底解決了脫硫膨脹節(jié)凹槽的積水問題，使煙道內(nèi)的酸水接觸不到膨脹節(jié)的骨架和蒙皮部位，根除了泄漏，膨脹節(jié)的壽命延長，在每次停機后檢查一旦發(fā)現(xiàn)自密封全封閉層有損壞，馬上用高彈性桐油凝膠重新修復即可，方便快捷，對濕法脫硫系統(tǒng)膨脹節(jié)滲漏治理成效顯著。

結(jié)束語：

伴隨著我國環(huán)保標準的逐漸提升，火電廠脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行受到日益重視，系統(tǒng)運行中存在的缺陷、問題也必須采取相應措施進行處理。本文通過對脫硫煙道膨脹節(jié)滲漏問題進行原因分析，并提出針對性的治理措施，希望可以為有同類型問題困擾的電廠提供一點有益的借鑒。

參考文獻：

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