吸收塔湍流器安装后出现超压现象的修正

吸收塔湍流器安装后出现超压现象的修正

张世超

（北京清新环境技术股份有限公司100142）

摘要：河南华润电力焦作有限公司新投产的2台660MW超超临界燃煤机组于2015年进行脱硫系统超洁净改造，由于改造过程中对#1机组试运发现吸收塔试运系统压差过大，导致机组负荷不能带满，对此将湍流器设计形式进行调整，以降低吸收塔压差。#1机组改造完成后。对#2机组进行设计方案优化，降低#2机组的系统压差。

关键词：压差；湍流子；叶片角度；矩形布置；三角形布置；封板开孔；烟气流通面积；烟气流道

华润电力焦作有限公司建设规模2×660MW超超临界燃煤机组，于2014年全部投产，脱硫系统由山东三融环保工程有限公司采用石灰石－石膏湿法脱硫EPC总承包建设，原设计煤种收到基全硫St,ar2.5％，校核煤种收到基全硫St,ar1.6%，脱硫效率≥98.8%。现由北京清新环境技术股份有限公司进行脱硫系统超洁净改造。

本次改造利旧原吸收塔各系统的基础上在塔内入口烟道和第一层喷淋层中间增设湍流器，拆除原2级屋脊式+1级管式除雾器，在此位置增设管束式除尘器及其冲洗水系统。随着上述改动增加相关电气及热控系统。

脱硫除尘一体化性能保证值如下：（两台机组）

1.SO2脱除率及脱硫装置出口SO2、烟尘浓度

脱硫除尘一体化装置在验收试验期间（在设计条件下连续运行14天），在入口不超过要求提供数值的情况下SO2脱除率不小于99.21%，脱硫装置出口SO2浓度不超过35mg/Nm3，SO3浓度不超过35mg/Nm3。脱硫装置出口烟尘浓度不超过5mg/Nm3。

2.装置连续运行14天的新增工艺用水量消耗量平均值不大于172.6t/h；电量消耗量平均值不超过14274kWh/h。

3.改造完成后脱硫除尘一体化装置压差，即吸收塔入口压力－吸收塔末级管束式除尘器出口压力差值新增900Pa。

4.在改造工程结束设备正常投入使用15年后，为保证烟尘排放≤5mg/Nm3，SO2≤35mg/Nm3，出口雾滴浓度≤30mg/Nm3，除雾器必须进行整体更换。管束式除尘器材质采用独立研发改性高分子材料，特点憎水性强，不容易结垢，分子间应力延展性高，强度大，具有良好的机械物理性能和耐摩性。同时对高温有一定抗性。管束式除尘装置的使用环境是含有大量液滴的～50℃饱和净烟气，特点是雾滴量大，雾滴粒径分布范围广，由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成；除尘主要是脱除浆液液滴和尘颗粒。大量的细小液滴与颗粒在高速运动条件下碰撞机率大幅增加，凝聚、聚集成为大颗粒，除尘器筒壁面的液膜会捕悉接触到其表面的细小液滴，尤其是在增速器和分离器叶片的表面的过厚液膜，会在高速气流的作用下发生“散水”现象，大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来，在叶片上部形成了大液滴组成的液滴层，穿过液滴层的细小液滴被捕悉，大液滴变大后跌落回叶片表面，重新变成大液滴。经过加速器加速后的气流高速旋转向上运动，气流中的细小雾滴、尘颗粒在离心力作用下与气体分离，向筒体表面方向运动。而高速旋转运动的气流迫使被截留的液滴在筒体壁面形成一个旋转运动的液膜层。从气体分离的细小雾滴、微尘颗粒在与液膜层接触后被捕悉，实现细小雾滴与微尘颗粒从烟气中的脱除。所以实际运行工况下借助水膜来脱出烟尘同时避免了烟尘对管束式除尘器的直接摩擦。保证了除尘器的使用寿命。

为保证按照上述技术参数投运，我方进行相关调试。运行初始，吸收塔系统压力为100kpa，压力较高，导致#1引风机不能满负荷正常运行，且启动初期，2台引风机不能均分负荷，必须增加启动电动引风机，靠此才能增大负荷。

为了尽快将#1机组的负荷提升，我方设计人员会同工程部、发电部相关负责人员共同查阅参数，分析各种运行工况，得出结论：①#1机组运行负荷不能可靠提升，原因在于引风机进口的的挡板存在湍流喘振区，②另外我方在吸收塔内增加湍流器，增大了通流阻力。据此我方设计人员给出修正方案：①在引风机出口烟道原导流板部位增加导流板长度，将A、B侧引风机出口汇流区分离，以此减少低负荷引风机挡板开度小时的风机喘振。②在湍流器上部封板部位打孔，增加烟气的通流面积。每四个湍流子中间位置打孔9个，孔径Φ100mm，边缘板均布开孔，孔径Φ50mm，共计约1046个。

按照上述方案，经过现场开塔处理，吸收塔系统压力降低，但是不太满足正常运行需求。据此，我提出几点建议。

1.是否可以考虑增大湍流子底部托盘的筛孔直径。我根据你们变更的图纸，现在打孔定位在每个湍流子之间打孔Φ100，共9个；据图纸显示共188组位置；而我们设计湍流子共185件，若把打孔的位置改至每个湍流子的底部托盘上，是否可行？我认为这样从整体布局来说看起来美观一些，而且整体湍流子组件的连接强度不做任何变化。

我想要是能够通过我们公司实验室对单个湍流子进行改造后的通流面积、压阻和旋汇耦合效果进行测试，那该能够把握开孔的数量与大小。

2.另外对于以后加工制作湍流器边缘封板的时候，能否改进成筛板形式。就是说，按照图纸分布切割好边缘封板后，在制造车间就将该封板均布打孔，孔径Φ50，数量即参考本次方案的338个。这样比起现场打孔来说，美观、耐用性要好许多。

事实上，说是现场打孔，由于时间关系，基本上是利用等离子切割机和电焊机来进行，不仅不美观，而且焊瘤多，易氧化，作为长期运行的设备势必影响该材质（316L）的耐腐蚀效果。

综上，我项目部最终依据设计改进的图纸，将湍流器矩形布置改为三角形布置，这样整体增加了湍流子的数量，自然增加了烟气与浆液反应的通流面积。改进湍流子通流部分叶片角度，旋转角度稍作增加0.2°，使得烟气通过时阻力减少。湍流器边缘板的开孔采纳了我的建议，车间里将封板均布打孔，工艺上美观，操作上规范，增加了产品的性能指标。同时，对于引风机挡板，还是按照#1机组的设计进行修改。这样我们在#2机组的改造过程中做到了有的放矢，试运行调试阶段，各项参数经过调整很快达到了预计效果。吸收塔系统压力降低为85kpa，满足了系统运行需求。

结束语

按照我公司近期施工项目，针对吸收塔加装湍流器的工作，可能会经常出现系统压差增加的问题，所以更新湍流器的制造工艺和性能参数很有必要。并且在具体施工中，我们要及时积累实践经验，将其快速理论化，模式化，以此有效指导施工，快速拓展环保改造市场。

参考文献

[1]能源网，清新环境助力华润首阳山电厂#1机组实现超低排放，2015.6.9.

[2]于胜辉.220t/h锅炉脱硫改造的实践[J].有色冶金节能.2016(02).

[3]周美初,伍科亮,倪志.大直径吸收塔湍流器制作施工技术[J].中外企业家.2014(08).