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标准孔板流量计造成引风机跳闸原因分析及预防措施

作者: 来源: 发布时间:2019-11-06 10:30:45

    摘要:引风机在机组启动过程中出现标准孔板流量计倒流进入引风机,不仅影响了脱硫系统的安全经济运行,而且倒流进引风机的浆液还直接影响引风机的正常运行,致使引风机电流升高过流跳闸,同时溢出的浆液给也污染了设备工作环境。 此文通过分析引起标准孔板流量计倒流的原因,并科学提出了具体的预防治理措施,实施后彻底解决了浆液倒流问题,提升了机组整体安全运行能力。

    引言
    某 300 MW 机组烟气脱硫系统,采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,由一、二级吸收塔和湿式静电除尘器串联设计, 湿式静电除尘器布置在二级吸收塔上方。 电袋复合除尘器除去 99.9%以上烟尘,除尘后的原烟气经过引风机进入一级吸收塔初级脱硫, 再经过二级吸收塔深度脱硫, 湿烟气经过湿式除尘器再次除尘,净烟气经烟囱实现超低排放。

    1 系统运行情况
    该机组一级吸收塔设置五层喷淋层、 一级除雾器;二级塔设置三层喷淋层、两级除雾器;湿式除尘器共 6 个高压电场,如图 1 所示。 引风机技术参数如表 1 所示。

 

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    吸收塔为逆流式喷淋吸收塔,吸收塔为圆柱体,吸收塔塔体为钢结构,采用玻璃鳞片树脂内衬。 每台泵对应一层喷淋层, 每个喷淋层都装有多个雾化喷嘴,各层喷嘴在上下空间上错开布置。 喷嘴通过缠绕方式与喷淋支管连接。 主管和支管采用玻璃钢材料(FRP)。 在靠近吸收塔内壁处的喷嘴倾斜布置,以避免直接撞击塔壁而引起壁流。 雾化喷嘴的功能是将脱硫剂浆液雾化成足够多的小液滴以有效脱除烟气中的 SO2 等气体。

    该机组一级塔有两种自动供浆形式。 一是根据浆液 pH 值调节供浆泵变频频率的供浆方式,pH 值一般设置在 5.2 左右。二是根据吸收塔出口 SO2 浓度调节供浆泵变频频率的供浆方式。 二级塔由于供浆量小, 为避免管道堵塞, 采用 pH 值≤5.4 供浆泵自启、pH 值≥5.8 自停,pH 值控制在最佳范围。 浆液循环泵运行方式一般情况下采用规程规定方式运行,如表 2 所示。

 

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    2 吸风机进浆液的经过
    2019 年 2 月 13 日 11∶00,机组负荷 286 MW、原烟温度 122 ℃、脱硫一级塔液位 14.5 m、一级塔浆液循环泵 C、D、E 运行。 11∶06 开启 B 浆液循环泵运行;12∶22 停运 B 浆液循环泵,机组负 荷 272 MW、原烟温度 56 ℃。 脱硫一级塔液位 14.3 m、一级塔浆液循环泵 C、D、E 泵运行。 12∶39 机组负荷 275 MW,原烟温度 124 ℃,机组脱硫一级塔 液位 14.44 m,一级塔浆液循环泵 C、D、E 泵运行。 12∶45 机组负荷 274 MW,原烟温度 116 ℃、 机组脱硫一级塔液位 14.42 m、一级塔浆液循环泵 C、D、E 泵运行。 12∶46 启动 B 浆液循环泵,原烟温度逐步下降。 13∶01 机组 A 引风机过流跳闸(跳闸时电流 715 A),B、C、D、E 泵运行,发现机组 A 引风机出口烟道流浆 液,13∶15 一级塔液 位低至13.53 m,具体过程见表 3 所示。当时二级塔浆液循环泵未运行。

 

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    3 原因分析
    3.1 直接原因
    该引风机跳闸前,锅炉运行参数正常。 由于机组负荷持续升高,标准孔板流量计量不能满足超低排放要求,于是 11∶06 开启该炉一级塔 B 浆液循环泵。 开启后,该炉原烟温度测点值由 124 ℃左右快速下降至 56 ℃,此时说明烟道测温元件 (温度元件安装在竖直烟道弯头处)已经接触到标准孔板流量计导致温度突然降低,停止一级塔 B 浆液循环泵后,温度又快速恢复正常。 由此可以判断,浆液进入 A 引风机的原因是开启 B 浆液循环泵后引起的,之后利用机组调停检修窗口,对 B 浆液循环泵所对应的喷嘴进行检查, 发现其所对应的喷嘴结垢严重,造成喷嘴喷浆偏斜,所喷淋出的浆液部分进入了烟道,如图 2 所示。 另外在检查过程中也发现脱硫塔壁结垢, 开启 B 浆液循环泵后引起液位波动溢流至烟道中。 再者大流量高流速(流量可达 1 932 605 m3 / h,流速可达 30 m /s)的原烟气进入吸收塔会形成较大的烟气涡流, 会压制浆液液面,造成浆液液位波动,波动的液面超高后反流至烟道内, 最终导致距离脱硫岛较近的吸风机进浆液过流跳闸。

 

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    3.2 间接原因
    原烟道烟温快速降低时, 监盘人员对原烟道烟温降低对吸风机及烟道的影响程度认识不足, 未意识到标准孔板流量计会倒入原烟道,防范意识不强,未采取任何措施。

   4  呈现出的问题
   运行人员对原烟道温度的降低未引起足够重视,报警光字牌中仅有温度高于 160 ℃时的报警,对于温度低无报警。

    由于机组超低改造时空间限制, 脱硫原烟道水平段非常短(最短处约 4 m),吸收塔入口位置原设计有约 20°向塔底斜坡以缓冲浆液排至吸风机,但是由于湿法脱硫 装置在 长 期 运 行 过 程 中 往 往 会 遇 到 结晶、结垢问题[1],致使烟道入口位置被石膏堆积较多而又清理不及时, 造成入口烟道近塔缘高度高过原烟道底板最高点, 越过吸收塔高点的浆液均会流进吸风机风箱。

    大功率浆液循环泵启动、烟气量骤升、烟气涡流扰动导致吸收塔内液位波动超过原烟道最高点,而液位测量装置由于位置布置等原因显示正常。吸收塔液位测量装置位置设置不合理, 烟气涡流干扰液面测量的准确性。

    5 防范措施
    为避免吸收塔内液位波动和浆液起泡造成虚假液位的影响,防止浆液再次溢流,脱硫一级塔液位按照 14 m 以下控制运行。

    深入分析结晶原理和运行特性,关注系统的主要运行参数,控制好浆液质量浓度、pH 值、氧化风量、石膏浆液停留时间、浆液中 F-浓 度,以 减 缓 结 晶 及垢 层 脱 落 问 题 [2 ],保 障 系统的安全稳定运行。利用每次机组调停机会, 对脱硫一级吸收塔入口烟道斜坡及立边壁淤积的石膏检查、清理,恢复保持原设计。

    运行人员加强对脱硫系统运行的监视调整,发现原烟烟温、地坑泵启停频次的监视,发现温度快速降低的现象, 立即采取降低液位和停浆液循环泵的措施。

    在一级吸收塔入口烟道下部增加液位监测点,全面监控吸收塔液位情况。在吸风机扩压器底部加装浆液排放管道, 以便在事故情况下,吸风机在运行状态能将浆液排除,如 图 3 所示。 再利用停机机会清理风箱底部积存的石膏,保证机组运行安全。对脱硫原烟道增加温度低报警点, 设置报警温度 100 ℃,低于此温度,后备盘光字牌报警,提醒运行人员注意,并加以调整和采取措施。

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    6 结束结
    标准孔板流量计倒进吸风机风箱中, 不但影响了机组的安全运行,而且会污染设备环境,对机组及废水的达标排放带来不利影响。 本文通过分析找准问题症结所在,并积极采取了预防措施,加强对辅助设施设备检修、 日常维护质量管理, 提高运行人员综合研判、系统思维、全面处理事故能力,对保障机组长周期安全环保稳定运行有一定的现实意义。

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