郭正朝

湿法脱硫系统中管路堵塞和泄漏的防治

郭正朝

(山西兴能发电有限公司，山西 太原 030206)

电厂的烟气湿法脱硫系统有众多浆液管路，在运行中往往发生大量的堵塞和泄漏，严重影响脱硫系统的稳定运行。根据日常的脱硫检修工作，分析了产生这些管路缺陷的主要原因是工艺设计不合理、安装质量不标准、材料不合格或不能满足脱硫工况。针对管路缺陷存在的主要原因，提出了解决办法，解决了脱硫系统的管路堵塞和泄露问题。

脱硫;管路;堵塞;泄漏;措施

山西武乡和信电厂为2×600 MW燃煤机组。脱硫系统采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺，反应塔为鼓泡吸收塔，各种工艺管路约8 000 m，其中衬胶衬塑管约4 000 m;大小阀门995个，由于运行介质极具腐蚀和冲刷性，管路跑冒滴漏严重;同时运行中设备切换启停，又造成管路的堵塞。因此，管路泄漏堵塞占了缺陷的一半多，严重影响了系统的稳定运行，同时还造成现场浆液横流，达不到文明生产的要求。

1 防止管道堵塞

1.1 情况简介

采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺的脱硫系统包含有很多箱罐、管路、泵体和喷嘴，在其中流动或储存的是比较浓的浆液，因而，运行一段时间后喷嘴往往会堵塞，系统停运再启动时总有一些管路或泵体堵塞，严重影响了系统的及时投运。在武乡电厂的脱硫系统，较严重的有以下几种表现：磨机研磨水管堵塞、石灰石旋流器旋流子堵塞、鼓泡塔冲洗水喷嘴堵塞、烟冷器浆液管和喷嘴堵塞、进塔的滤液管、返回水管和事故管堵塞、滤液箱积泥、脱水皮带机密封水通道堵塞、地坑出口管路堵塞等。

1.2 分析和解决

1)管路布置不合理。管路布置设计必须考虑一定斜度，保证在管路停运时能够从一端或两端分别退走;不能设计有积水弯或低位管段，避免浆液积存沉淀;管路上要尽量减少死角和盲区，在有三通和支路的管段上，阀门应布置在分叉处，在冲洗水管的封闭端最好装一个喷嘴，避免浆液在死角或盲区积存沉淀;管路不能设计太多的弯头和缩口管段，避免流速太慢而沉积;要根据介质浓度调整合适的管径，管径太粗会造成浆液流动慢而沉积，管径太细一旦有较大杂物和颗粒就容易堵塞。

吸收塔区域地坑泵出口管路分成3支去1#、2#吸收塔和事故浆液箱，3路支管经常堵塞，经分析发现，当浆液去1#塔时，由于三通后1～2 m才布置2#塔和事故箱的阀门，因而，在分支处造成浆液积淀和堵死，另外1#、2#管路相互切换时，停运管路的浆液不能回到吸收塔或地坑，造成管路堵塞;基于以上分析，该厂将阀门挪位、将水平管改造为45°斜管，并完善运行方式—在切换管路时，先停泵退走浆液后，再关门切换，解决了这个问题。改造前布置示意图见图1，改造后布置示意图见图2。

图1 改造前布置示意图

图2 改造后布置示意图

烟道冷凝水带有灰份，当主烟道回水管管径过大、坡度过小时(实际仅20°左右)，极易积淀堵塞;当管路坡度改为45°后，主烟道回水管再没有堵塞。

湿磨起停时研磨水管总堵塞，发现研磨水管接入磨机的石料进料箱，停水时石子堵塞管口，同时管路太细(DN50)，管路布置拐弯过多;后将管路入口改到石料箱上方的进料管，同时将管路变粗(DN80)，末端采用胶皮管减少弯头4个，解决了该处管路堵塞。

2)没有设计排放门或浆液排放管路。对于较长的管线或有低位布置的管线，除按以上要求设计外，还应当在最低位置以及容易积存浆液的位置设计排放管路或排放门(同时设计排空门使排放顺畅)，当管路停用时进行排空操作，避免停运期间积液沉淀堵塞管路。例如进塔的滤液管、返回水管和事故管有较长的水平段和低位管段，当在最低位安装排放管路后基本再没有发生堵塞现象。

3)由于天气寒冷设备和管路冻结而堵塞。如果天气不太冷，只要管路和设备运行就不会发生冻结;关键是当设备和管路停运时能否排尽积液，这必须设计好排放管路的坡度和走向，对于泵或设备要有排污口或排放堵;不能安装排放管路，要完善保温，必要时采取拌热措施(电拌热或汽拌热)。

4)没有设计冲洗系统，或者冲洗系统不合理。并联泵出口设置有止回阀，这会使运行泵的浆液在备用泵出口积存;同时泵停运后浆液会在泵体和出入口管路内沉淀;因此，必须在泵的出入口分别设置阀门，在出入口之间设置冲洗水管和排污门;停泵后能够分别排放浆液并冲洗泵体、出口管路，泵入口堵塞后也能冲洗入口管。对于母管后的2路分管，要在分管上布置冲洗水管。

5)外部杂物进入浆液系统。石灰石在开采中夹杂有树枝、草根、木屑等，磨机出料口滤网太小，浆液从滤网中间溅出，使得许多杂物进入浆液系统，最后进入吸收塔，并造成喷嘴堵塞。另外当磨机运行调整不合适时，较大的石料颗粒进入浆液系统，并且首先会堵塞石灰石旋流器的旋流子。以上问题，在石灰石浆液箱进口和吸收塔浆液进口分别增加滤网后得到了解决，滤网的孔径按照实际情况考虑(选择d10 mm)。

脱硫现场有许多开放式沟道，在刚投运时，包括几个地坑都是敞口的，这不可避免地使得外部杂物进入浆液系统;为此尽可能将沟道和地坑封闭，同时在地坑入口增加箅子。

在检修工作中要杜绝随意抛掷杂物，检修完毕要严格清理工作现场，不能留下任何线绳、纸片、塑料、胶带等;清扫工作中要严禁将杂物扫入沟道、卸料斗，严禁将垃圾倒入皮带机和敞口容器，现场泄漏的浆液不能直接回到系统，要干涸后清理。

6)没有设计过滤系统或过滤系统失效。浆液循环泵入口设计有滤箱，但发现滤箱内滤网和箱体不能贴合紧密，使得杂物能够进入烟冷器管路，而堵塞喷嘴;另外发现箱内滤网孔径不合适(滤网太小很快堵塞，需要频繁冲洗，太大起不到作用，应根据浆液喷嘴通径来确定滤网孔径)，因此，滤箱不完善是管路和喷嘴堵塞的主要原因之一。

由于石膏旋流器在系统的下游，所以石膏旋流子被胶皮、玻璃鳞片堵塞很多次，因此，在石膏缓冲箱出口增加了过滤器，极大地减少了石膏旋流子的堵塞。

真空皮带脱水机的密封水路和滤布冲洗水管经常堵塞，检查发现是管路中的垢渣堵塞了水眼，除将水眼扩大外，还在供水泵出口和冲洗管的入口分别布置了Y型不锈钢过滤器，过滤了介质和管路的渣垢，以后该处管路再没有发生堵塞。

7)管道和设备防腐层脱落。脱硫管道大多是衬胶管和衬塑管，吸收塔和箱罐内壁也有防腐层(衬胶、玻璃鳞片等)，各处的防腐层可能会破损脱落，还有许多塔内部件可能会损坏脱落，这些碎片零件会在系统内流动而堵塞喷嘴和管路。因此，在计划检修中要全面检查各处防腐层，对鼓裂开脱的防腐层及时修复;在日常消缺中对泄漏的管道，要尽量及时更换。

衬塑管衬塑层的内鼓易造成管路堵塞，主要是采用插入式生产方法的衬塑管的塑料层和外壁钢管粘合性不好，在脱硫浆液温度下塑料层膨胀量过大而内鼓，通过更换供货商，采用喷融式生产的衬塑管，杜绝了此类问题的发生。

8)地坑和箱罐没有布置搅拌器或搅动装置。脱硫箱罐和地坑必须有搅拌器或搅动装置，才能保证浆液不沉淀。滤液箱在使用一段时间后，底部积泥严重，曾多次导致故障，分析原因主要是没有设置搅拌机或搅动装置。因此，将滤液泵的再循环管从顶部插入改为从底部水平插入(水平插入不能太深，否则扰动效果不好)，使得滤液箱的浆液在高速扰流下不能够沉淀，石膏细小颗粒回到制浆罐或吸收塔。

9)严格操作程序，调整浆液参数，也是防止堵塞的重要方面。运行人员要按规定严格执行冲洗和排放操作程序，及时清洗排空泵体、管道、设备;同时调整浆液参数以减少吸收塔内部的积垢，从而避免脱落的硬垢堵塞管路和喷嘴。为避免堵塞现象，从运行角度需要注意的细节还有很多，例如系统停运时，可以适当降低吸收塔液位以减少氧化风管积垢堵塞。

脱硫系统是一个整体装置，脱硫过程是一个连续流程，某处堵塞或局部堵塞必须从各方面综合考虑，把好各个环节才能解决。

2 解决管路频繁破损与泄漏

2.1 情况简介

脱硫系统有大量的管路，主要是浆液管，运行的介质既有腐蚀性，又含颗粒而具有高速冲刷的性质，某些部位的管件极易损坏，石灰石旋流器底流管进磨机的弯头往往用不了2个月，就磨漏损坏;另外还有卸料系统的石料输送管路也因为石料磨损而经常更换;工艺水管路的某些位置也极易泄露。不仅影响设备运行，耗费材料费用和检修工时，还严重污染环境。

2.2 分析与解决

1)使用更好的材料。浆液管泄漏的主要原因是运行工况恶劣，既有腐蚀又有冲刷和磨损。脱硫浆液管一般采用衬胶或衬塑，在弯头、变径、三通、阀门前后的部位这些材料往往不能经受带颗粒的高速流体冲刷，频繁损坏，即使有充足备件，也费时费力费钱，因此，应重新选用一种耐磨管。选用时优先考虑抗冲刷和抗磨性能，同时兼顾耐腐蚀性;限于条件，抗磨性能主要以硬度为指标，硬度≥56HRC。

通过调研，武乡电厂选择了抗磨白口高铬铸铁复合管，这种管道为复合管，内层是抗磨白口高铬铸铁(原牌号是KmTBCr26G或KmTBCr35，要求在此基础上提高Ni含量≥2.0%)，外层是普通碳钢管，保证该种管既保证抗磨耐腐的性能，又避免了管道的脆裂，同时比纯粹的高铬铸铁降低了成本和价格。

首先定做该材料管路进行试用，将石灰石旋流器底流管进磨机的弯头更换为抗磨白口高铬铸铁复合管，使用效果好(从2007年6月至今没有发生破损)。目前，该厂脱硫系统所有易磨漏部位的浆液管件都采用了该种材料，例如石膏浆液管路电调门后直管、进旋流器的三通，所有浆液泵的出口变径短管，有效避免了这些位置的频繁泄漏，也节约了生产费用。

2)重新布置管路的坡度和走向。原则上管路布置应尽量减少流体对管壁的偏刷和流速的突变。例如：管路布置尽量减少弯头和变径，管路转弯尽量加大转弯半径，尽量采用大角度弯头(145°或120°)，变径管要加长以减少流速的突然变化;为了减少管路损坏，可以不按照横平竖直的要求布置。例如进出石灰石旋流器的浆液管的5处直角弯总是磨漏，在更换材料的同时将管路重新布置，弯头改为大半径圆弧过度的45°，相应水平管路改为45°斜向布置，经过以上改进，该处再没有发生破损泄漏。改造后布置示意图见图3。

图3 改造后布置示意图

3)减少管路连接法兰，简化管路。通过减少管路连接处，能够有效减少管路的泄漏缺陷。例如，除雾器顶部的冲洗水管路，各个管段和三通全部采用法兰连接而成，短短的180 m管路总共有近400个法兰，在运行中经常发生泄漏，尤其在冬天，因为是室外管路，由于连接处的胶垫老化脆化而频繁发生泄漏。而将该处所有法兰全部改为焊接管路后，除雾器顶部冲洗水泄漏再没有发生。

4)严格要求管路制作安装质量。管路制作安装工艺不到位时，也会产生泄漏。制作安装管件时除符合相关标准外，尤其还要注意以下几点：新制金属管口必须做到垂直不偏斜;管件内壁必须平整不能有凹坑和突起;为减少流体在法兰连接处的扰动，法兰外平面应和管件齐平焊接，并且要开坡口焊接，焊后务必打磨平端面;管路连接不能有错口;胶皮垫内孔要圆整，大小要和管内径相同，安装时要和管道内孔对齐，不能偏斜。

5)避免和减少管路的冲击和振动。当泵启停、阀门开关和管路切换时，管路受到冲击;压力和流量的变化往往造成管道振动;这些振动和冲击到一定时间往往在管路的薄弱位置造成失效。因此，要从切换程序、调整流体参数、管路固定等方面避免管路受到冲击和振动。

例如除雾器冲洗水设计有自动冲洗程序，逐组进行冲洗，但以前的冲洗程序是：上一组冲洗阀门关闭后，开启下一组冲洗阀门，较大的水压会严重冲击管路和阀门，使得管路破损、阀门损坏。尤其是除雾器内部水管是PVC，在水压突变下焊口往往开裂。通过修改冲洗程序：将所有阀组冲洗周期交叉10 s，即上一组阀门关闭前10 s开启下一组阀门。极大减少了管路的破损。

6)取消泵系统的再循环管路。脱硫的大多数泵采用分流调节，设置有再循环管路，管路上的弯头等位置极易磨损;基于节能考虑改为出口节流调节和变速调节后，拆除了再循环管路，也就不存在管路泄漏损坏的问题了。

7)除雾器冲洗水管断裂的解决。除雾器配套的冲洗水管(管道PP材料，管道连接为塑料焊接)频繁脱落断裂。经检查分析，其主要原因有：塑料焊口存在施工质量问题(焊材匹配、焊缝清洁、过度熔化等);冲洗水气动阀门开启速度过快(约0.5 s就全开)，对冲洗管造成剧烈冲击;上下管道支架制作安装有问题(上下支架不在一个平面内，造成冲洗管不在一条直线上而变形弯曲);另外，冲洗水管的固定管卡的卯榫容易失效开裂，从而使管道不能固定，在冲击下悬空摆动。

根据上述问题，采取了如下措施：对所有焊缝按正确的焊接工艺重新焊接;把冲洗水气动阀门的开启时间延长(约2 s全开)，以降低冲洗水进入管道时产生的瞬间冲击力;通过加焊垫块的方法将所有支架调平，使固定器上的水管不再变形;将固定管道的大部分塑料管卡改为尼龙自锁带，使管道不会再松脱摆动。经过以上整改后，除雾器冲洗水管未发现再断裂的现象。

3 结语

在脱硫系统运行中，管路的堵塞和泄漏是发生最频繁、数量最多的缺陷，许多缺陷往往会影响脱硫系统的正常运行，应当从这三方面来解决：工艺设计不合理，安装质量差，材料不合格或不满足要求;同时脱硫系统是一个整体系统，一个位置一个环节的问题往往造成连锁反应，因此，需要整体考虑。

［1］ 国家电力公司金属抗磨件质监检测中心.DL/T 680－1999耐磨管道技术条件［M］.北京：中国电力出版社，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，山西孝义人，1993年毕业于西安交通大学，工程师，主要从事电厂脱硫检修工作(E －mail)guoapi@163.com