重庆万州百万机组应用spc除尘器出现严重问题

神东万州百万机组一投运就出现严重脱硫“烟囱雨”须重视和深究 前言

2015年2月9日，神东重庆万州电厂1号1000MW机组完成了168小时试运行，然而，一个很奇怪的现象是，该电厂一投运就出现了很多其他湿法脱硫装置在运行一段时间后才因除雾器结垢、除雾效果下降而导致的脱硫“烟囱雨”问题。万州电厂的“烟囱雨”只要机组和脱硫一投运就出现，无论机组负荷高低、气温高低，从未停过，如图1、2、3所示（图1和图2拍摄时间相同。图3为5月26日的视频截图）。

图1 烟囱附近未落“烟囱雨”地面 图2 烟囱底落“烟囱雨”地面

图3 “烟囱雨”掉落在烟囱附近地面积水上所泛起的涟漪（脱硫“烟囱雨”含有重金属）

1. 万州电厂排放严重脱硫“烟囱雨”，意味着烟尘浓度排放超标的浅析

万州电厂1号机组配套采用某脱硫公司的湿法脱硫装置，原设计配有屋脊式除雾器。但为了满足烟尘小于5mg/Nm3的超净排放要求，在建设中途突然改用“管束式除尘器”来取代常规的屋脊式除雾器。因为“管束式除尘器”宣称可以实现烟尘排放“30进5出”，即所谓只要进入脱硫塔的烟尘浓度小于30mg/Nm3，就可以确保脱硫塔出口的烟尘浓度小于5mg/Nm3。

暂且不论管束式除尘器对原烟气烟尘的去除效率有多高，单说管束式除尘器在湿法脱硫塔内的作用首先是除去含有固体颗粒物的浆液雾滴。向上的烟气与向下喷淋的脱硫浆液逆向接触后（见图4），烟气将携带大量浆液经过除雾器（万州电厂为管束式除尘器）。因此，若除雾效果差，含有固体颗粒物的浆液将被烟气大量带出脱硫塔，与脱硫塔未能除去的原烟气中的烟尘会被一同排放到大气中[1,2]，造成烟尘排放超标。

除雾器

（万州电厂为管束式除尘器）

喷淋层

图4 湿法脱硫的烟气与脱硫浆液逆向接触

万州电厂1号机组一投运就出现如此严重的“烟囱雨”且能从210米高的烟囱口落到地面，其烟气中携带的脱硫雾滴浓度显然超过75mg/m3的设计规范[3]（HJ/T 179-2005，转换成标况即超过了88mg/Nm³，该规范是为保证湿法脱硫除雾器性能制定的。因为湿法脱硫后烟气携液量若超标，将排放过多的浆液雾滴（含固量为15%~20%），抵消脱硫净化成效，以及产生“烟囱雨”，污染周边环境），且雾滴粒径大于300μm[4]。因此，即使

湿法脱

硫喷淋和管束式除尘器对进入脱硫塔的原烟气中30mg/Nm3烟尘能有100%的脱除效率（据研究，湿法脱硫的脱除效率一般为50-80%[5]，但实际上对烟尘细颗粒的除尘效率不足20%），

[6]烟囱出口所排放含固浆液的烟尘浓度也至少大于13mg/Nm3（以浆液含固量15%计算）。

甚至若管束式除尘器排放的脱硫浆液雾滴浓度超过133mg/Nm3，则烟囱出口的烟尘浓度将超过最新环保排放标准所规定的小于20mg/Nm3的要求。

采用管束式除尘器取代常规的屋脊式除雾器，是个别企业的市场行为，推出应用的时间很短，未经过长时间的检验，最重要的浆液雾滴排放指标并未经过科学的检测和鉴定。

在我国，普遍采用引进国外的屋脊式除雾器在各参数设计合理的情况下，其刚投运一段时间内湿法脱硫烟囱是不会下脱硫“烟囱雨”的。而当除雾器运行一段时间后，往往因维护不当，内部逐渐发生结垢，导致除雾效果下降，致使排放的雾滴浓度超出规范值（见下表1），最后演变成下起脱硫“烟囱雨”（因一些脱硫“烟囱雨”含有大颗粒的石膏固体颗粒物，掉落到地面后，会呈现石膏白点，故又被称为“石膏雨”）。

表1 国内部分脱硫机组运行一段时间后净烟气中雾滴浓度的实测值[7] 机组容量/MW

1000

1000

600

600

600

600 脱硫工艺 石灰石-石膏湿法喷淋塔 石灰石-石膏湿法喷淋塔 石灰石-石膏湿法喷淋塔 石灰石-石膏湿法喷淋塔 石灰石-石膏湿法喷淋塔 石灰石-石膏湿法喷淋塔 雾滴测试结果/mg.m-3 128 143 101 129 233 355

从管束式除尘器的内部结构分析，管束式除尘器内部有多个旋流板和文丘里，结构复杂，结垢的风险一点也不亚于常规屋脊式除雾器。因此，今后管束式除尘器内部出现结垢的可能性很大，不仅浆液雾滴排放将大幅增加，阻力也将大幅上升。（实际上，类似于“管式旋流除尘器”工作原理的旋流板湿法脱硫塔，因易结垢早已被淘汰。）

为了加快雾霾的解决，国家对烟尘排放的环保监管日益严格，越来越多的企业因为烟尘排放超标而被停产整改。神东万州电厂是为了自我加压，实现脱硫后烟尘浓度小于5mg/Nm3，才决定率先在百万超大型机组上采用未经长时间验证和科学鉴定的管束式除尘器这一新产品的。如果适得其反，采用管束式除尘器反而加大了浆液雾滴的排放浓度，导致电厂刚投运烟气中烟尘浓度就超标，以及管束式除尘器结垢后造成脱硫阻力大幅上升，

则意味着颠覆性的损失。

2. 万州电厂的SPC-3D管束式除尘器易发生故障的结构分析

万州电厂脱硫塔内部所谓的管束式除尘器，是将带有三级旋流片中间夹二个文丘里口的“管式旋流机械除尘器”（管高度约2m多）紧密地“束”在一起而形成的。因将众多的单根管“束”在一起，故简称为“管束式除尘器”，如下图5、6所示。

图5 管“束”组件 图6 单根管式旋流机械除尘器

管束式除尘器就位后

冲洗管

顶部第三级旋流片

图7 最顶端第三级旋流片 图8 万州电厂管束式除尘器顶部 “管式旋流机械除尘器”的每根直径约400mm，从上图6、7可以看出，内部设有三层固定的旋流叶轮，每个叶轮有18个叶片。在叶轮的中心开有一个小孔，用于像“花洒”一样的冲洗水塑料软管通过。

一台百万机组湿法脱硫塔20多米直径的横截面上一千多根“管式旋流除尘器”束在一起所形成的管束式除尘器（如图8所示），要使每根管通过的气速相当，则塔横截面上的气流均布的要求很高（不知万州电厂是否测试过塔横截面上的气流均布？）。

底部第一级旋流片

塑料冲洗软管

图9 另一电厂的SPC-3D管束式除尘器冲洗软管插入第一级旋流片结构图（与万州电厂相同）

图10 管束式除尘器冲洗软管连接结构图（与万州电厂相同）

如上图9、10所示，由于每根“管式旋流机械除尘器”对应一根塑料清洗软管。一千多根3m多长的软管，密密麻麻、横七竖八地布在整个脱硫塔横截面上，存在很大的浆液粘结、结垢的风险，对湿法脱硫的长期稳定、可靠运行带来很大的隐患。

由于一千多根“管式旋流机械除尘器”同时清洗时，喷水量很大，对脱硫参数有影响。因此每一次清洗的范围不能太大，必须将一千多根冲洗管，分割成若干的清洗单元，这就需要对应许多控制阀门，多阀门的可靠性将是一个很大的隐患。再者，众多的塑料清洗软管及其塑料接头，能否在脱硫后高湿、高腐蚀烟气的冲击下100%可靠工作，也将是一个很大的问题。

任何一根冲洗软管回路出故障，都将导致该“管式旋流除尘器”发生结垢、堵塞，进而引起“多米诺骨牌”的连锁反应，导致其它“管式旋流除尘器”也逐渐发生结垢、堵塞，使得除雾滴的效果进一步下降，加剧“烟囱雨”问题。

3. 万州电厂烟囱出口脱硫烟气水分蒸发后仍拖着长长的蓝灰色“烟羽”，肉眼观测可推断

烟气中含有远超5mg/Nm3的固体细颗粒物

众所周知，对于“近零排放”的“50355”指标，其烟尘排放浓度为5mg/Nm3，媲美燃气标准（燃气机组烟尘排放标准为5 mg/Nm3。燃气机组烟囱冬天烟气排放，在烟气水分 …… 此处隐藏：5905字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……