湿法烟气脱硫浆液循环泵入口滤网设计优化

ＮＯ．１１　２０１４　华北电力技术　ＮＯＲＴＨ　ＣＨＩＮＡ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　６３　湿法烟气脱硫浆液循环泵人口滤网设计优化　王　森　，朱　斌　，王书山　（１．神华国华（北京）电力研究院有限公司，北京１０００２５；　２．神华广东国华粤电台山发电有限公司，广东台山５２９２２８）　摘　要：随着国内火电厂大气污染物排放标准的提高，以及烟气脱硫系统旁路挡板逐步取消．石灰石一石膏湿　法烟气脱硫系统设备可靠性亟待提高。文章介绍了用于脱硫吸收塔浆液循环泵入１：７的传统ＦＲＰ滤网存在的　问题和危害，经过调研并以台山电厂１　０００　ＭＷ机组为例，分析了问题存在的原因，并提出了滤网材质、网孔、　结构、固定方式方面的设计优化方案。一年的运行实践证明，该方案达到了预期效果。　关键词：烟气脱硫；浆液循环泵；滤网；设计优化；可靠性　中图分类号：ＴＭ６２１．８；Ｘ７０１．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００３—９１７Ｉ（２０１４）１１—００６３－０４　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｎｌｅｔ　Ｆｉｌｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｗｅｔ　ＦＧＤ　Ｓｌｕｒｒｙ　Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　Ｐｕｍｐ　Ｗａｎｇ　Ｓｅｎ　，Ｚｈｕ　Ｂｉｎ　，Ｗａｎｇ　Ｓｈｕｓｈａｎ　（１．Ｓｈｅｎｈｕａ　Ｇｕｏｈｕａ（Ｂｅｉｊｉｎｇ）Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００２５，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｈｅｎｈｕａ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｇｕｏｈｕａ　Ｙｕｅｄｉａｎ　Ｔａｉｓｈａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｔａｉｓｈａｎ　５２９２２８，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｕｐｇｒａｄｅ　ｏｆ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｏｆ　ａｉｒ　ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ　ａｎｄ　ｐｈａｓｉｎｇ　ｏｕｔ　ＦＧＤ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂｙｐａｓｓ　ｄａｍｐｅｒｓ　ｆｏｒ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔｓ，ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ—ｇｙｐｓｕｍ　ｗｅｔ　ＦＧＤ　ｓｙｓｔｅｍ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｉｍ—　ｐｒｏｖｅｄ　ｕｒｇｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｈａｚａｒｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ＦＲＰ　ｆｉｌｔｅｒ　ｆｏｒ　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｂｓｏｒｂｅｒ　ｓｌｕｒｒｙ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｐｕｍｐ　ｉｎｌｅｔ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔａｋｉｎｇ　ｏｎｅ　１　０００　ＭＷ　ｕｎｉｔ　ｏｆ　Ｔａｉｓｈａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｆｉｌｔｅｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ，　ｍｅｓｈ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｉｘｅｄ　ｗａｙ　ｗａｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ａｎｄ　ａ　ｙｅａｒ　ｏｆ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｈａｄ　ｉｄｅｎｔｉｉｅｄ　ｔｆｈｅ　ａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｓｃｈｅｍｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＦＧＤ，ｓｌｕｒｒｙ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｐｕｍｐ，ｆｉｌｔｅｒ，ｄｅｓｉｇｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　０　引言　随着被称为“史上和世上最严”　的《火电　液循环泵入口滤网的重要性认识不足，考虑成本　因素，一般使用ＦＲＰ滤网（甚至在调试后拆除滤　网）。由于ＦＲＰ制造质量参差不齐，滤网结构和　固定方式设计缺乏经验，国内应用的ＦＲＰ滤网普　遍存在较多问题，给设备、系统带来一系列问题。　厂大气污染物排放标准》（ＧＢ　１３２２３－－２０１　１）的实　施，以及各电厂开始实施取消脱硫系统烟气旁路　挡板改造，在役燃煤机组脱硫系统设备可靠性亟　待提高。　石灰石一石膏湿法烟气脱硫系统吸收塔浆液　循环泵人口滤网是防止设备损坏而引起脱硫系　１存在的问题与危害　１．１　系统与设备概述　神华国华台山电厂二期２×１　０００　ＭＷ工程　６、７号机组采用石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺，　统故障的重要部件。其作用是过滤浆液，截流吸　收塔浆液中的杂质，如脱落的防腐衬里层、结垢　物、脱落的塔内部件等，从而保护浆液循环泵过　流部件、浆液管道防腐内衬和防止喷淋管道、喷　嘴堵塞。在国内早期脱硫工程技术引进时，对浆　无烟气旁路，设计脱硫效率９５％，每台炉设置１　座喷淋式吸收塔，吸收塔内衬橡胶防腐。每座吸　收塔设置４台浆液循环泵，分别为４层喷淋层提　供循环浆液。６、７号机组分别于２０１１年３月和　华北电力技术　ＮＯＲＴＨ　ＣＨＩＮＡ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　表２　ＤＩＮ１．４５２９材料（板材）的机械性能　６５　网板成型打孔工艺选择不当，直接决定了滤网的　整体强度较差。　（４）滤网结构设计存在问题。从调研情况看　出，如果滤网结构或固定方式存在缺陷，滤网整　体强度不足，滤网将出现脱落、破裂，缺陷会扩大　而影响系统的运行。　３设计优化方案　从浆液循环泵人口滤网失效的原因分析和　调研情况来看，滤网优化的方向是提高滤网的强　度，在保证过滤功能的前提下提高滤网的通过性　能，避免结垢和减少堵塞情况。主要在滤网材　质、结构、孔径选择和固定方式等４个方面进行　优化。　３．１滤网材质的优化　受到施工工艺、人员、原材料、环境等因素的　影响　，ＦＲＰ网板的质量难以控制。选用合金材　质，可以避免上述问题，保证滤网强度，防止滤网　出现破损问题；与ＦＲＰ滤网相比，大大降低网板　厚度，减小浆液通过阻力，减少网孔结垢可能性。　合金材质的选择主要依据耐吸收塔浆液腐蚀和　冲刷性能要求。吸收塔浆液设计参数：ｐＨ为４～　６，温度低于６０℃，氯离子含量低于４０　ｇ／Ｌ。脱　硫工程中应用较多的有镍基哈氏合金Ｃ２７６和超　级奥氏体不锈钢ＤＩＮ１．４５２９（成分与机械性能见　表１和表２　），其中ＤＩＮ１．４５２９有较好的抗点蚀　和缝隙腐蚀的性能，满足吸收塔浆液环境的抗腐　蚀要求，同时耐浆液冲刷磨损　ｊ，而价格远低于　哈氏合金Ｃ２７６。因此，滤网网板材质确定为　ＤＩＮ１．４５２９，厚度４　ｍｍ（不允许负偏差）。　表１　ＤＩＮ１．４５２９材料成分　％　３．２滤网结构的选择　烟气脱硫浆液循环泵入口滤网的结构主要　有半圆柱形、三角形。通过运行情况来看，原三　角组合式框架采用碳钢衬胶，相对于半圆柱形滤　网结构，网板固定点多，网板受力点分散，其机械　强度能够满足滤网固定的要求且有一定优势。　半圆柱形滤网截面为半圆形，有流通面积较大的　优势。对于本工程来说，采用半圆柱形滤网框架　改动量大，框架结构设计和现场施工难度较大且　存在一定安全风险，同时改动框架需要增加资金　投入。因此，滤网保留原框架结构。　３．３滤网网子Ｌ的优化　根据喷淋喷嘴口径、浆液品质等系统设计工　况选择网孔型式。在保证截流大颗粒杂质的性　能下，尽量提高网板通流面积，可以减少滤网堵　塞的发生，缓解浆液循环泵气蚀现象的出现，提　高浆液循环泵可靠性。因此，将原方孔改为圆　孔，从而改善浆液通过性，减少浆液在孑Ｌ下缘沉　积，避免结垢。网孔按照呈６０。交错排列，如图３　所示。网板加工采用整块钢板冲孔制造，加工标　准应符合《工业用金属穿孔板技术要求和检验方　法》（ＧＢ／Ｔ　１９３６０－－２００３）的要求。　图３　网孔排列要求（优化后）　吸收塔喷淋层采用９０。单向实心锥、单向空　心锥、双向空心锥三种喷嘴，其流道口径最小值　不小于５０　ｍｍ。浆液循环泵入口管道与吸收塔接　管内径Ｄ１　４００　ｍｍ，浆液设计流量为１０　５００　ｍ　／ｈ。　按照单台泵对应滤网（２套网板组合）的有效流通　面积（不包含加强筋及滤网框架重合部分）不低　于吸收塔接管截面积的２倍的要求，经过计算和　６６　华北电力技术　ＮＯＲＴＨ　ＣＨＩＮＡ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　比较，选择网ＴＬＴＬ径为２５　ｍｍ，中心距３０　ｍｍ。对　影响脱硫系统可靠性。通过选用网板材质为　ＤＩＮ１．４５２９，网孔型式选用圆孔，并合理选择网孔　孔径和布置，改进滤网结构与固定方式的设计优　化方案，经约一年的运行实践，解决了原ＦＲＰ滤　网存在问题，有效缓解浆液循环泵气蚀，保证了　应有效通流面积为３．７７　ｍ　，倍数为２．４５倍。　３．４　网板固定方式的优化　原滤网网板厚４０　ｍｍ，直接用螺栓固定在滤　网顶部和左右框架上，每块网板设置有一根斜加　强肋（碳钢衬胶）。优化后，网板厚度４　ｍｍ。为　浆液循环量和浆液喷淋效果，确保脱硫系统稳定　运行和机组达标排放。　参考文献　［１］王志轩．忘却了的污染防治最佳可行技术一污染控制　技术与排放标准的协调性问题［Ｊ］．中国电力企业管理，　２０１２（４）：３Ｏ一３２．　保证滤网的强度和抗冲击性能，设置每块网板对　应一套整体式压板，整体式压板基本尺寸与滤网　框架一致，宽度１００　ｍｍ。设置３根斜加强肋，２　根水平加强肋，规格４０　Ｘ４０　Ｘ４　ｍｍ。压板与加强　肋材质均为ＤＩＮ１．４５２９。压板与网板预装后点　焊。紧固件方面：框架螺栓孔位置和规格不变，　降低施工安全风险；为方便现场安装，在网板和　压板上采用腰形孔；框架背面衬胶侧采用大规格　合金圆垫，防止衬胶层被压坏后螺栓出现松动；　采用防松垫片；螺栓、螺母材质用Ｃ２７６。　［２］岳海，张劲松，李继宏，等．脱硫浆液循环泵叶轮磨损　问题分析［Ｊ］．华北电力技术，２０１２（４）：６７—７０．　［３］侯臣．脱硫系统吸收塔循环泵叶轮磨损原因分析与防　范措施［Ｊ］．河北电力技术，２００８，２７（ｚ１）：４３＿４４．　［４］申卫武．石灰石一石膏湿法烟气脱硫系统吸收塔喷嘴　堵塞分析及对策［Ｊ］．华北电力技术，２０１０（３）：４１４３．　４　运行效果　６号机组安装优化设计后制作的４套滤网，　于２０１３年１月投入运行，至２０１４年２月机组小　［５］侯树林，王海成，周鑫．电厂脱硫系统检修过程中发现　的主要问题和对策［Ｊ］．环境科学与管理，２０１３，３８（２）：　９９—１Ｏ３．　修，共运行约１年。运行中：（１）监测浆液循环泵　［６］王森，余鹏，李庆．２　Ｘ１　０００　ＭＷ机组无旁路脱硫系统可　靠性分析与优化措施［Ｊ］．华北电力技术，２０１２（５）：１７—２０．　［７］杜谦，吴少华，朱群益，等．石灰石一石灰湿法烟气脱硫　系统的结垢问题［Ｊ］．电站系统工程，２００４，２０（５）：４１４４．　［８］李宏伟．手糊玻璃钢质量的控制［Ｊ］．全面腐蚀控制，　２００３，１７（５）：３８－４０．　电机电流和振动值稳定，振动值小于２．８　ｍｍ／ｓ　（优良）；（２）现场观察泵运行声音，汽蚀现象明显　改善，反映出滤网没有明显堵塞，流道通畅。停　机检查滤网情况：（１）滤网结构完好，无松动；（２）　网孔基本没有结垢、堵塞现象；（３）测量网板厚度　与网ＴＬＴＬ径，腐蚀速率小于０．１　ｍｍ／ａ。滤网的设　计优化达到预期效果。　［９］Ｔｈｙｓｓｅｎ　Ｋｒｕｐｐ　ＶＤＭ　ＧｍｂＨ．Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｄａｔａ　ｓｈｅｅｔｓ　Ｎｏ．　５００２［ＥＢ／ＯＬ］．ＷＷＷ．ｔｈｙｓｓｅｎｋｒｕｐｐ—ｖｄｍ．ｃｏｍ／ｅｎ．　收稿１５ｔ期：２０１４．０４．１６　作者简介：王森（１９８３一），男，工程师，２００２年毕业于北京交通大　５　结论　传统湿法烟气脱硫浆液循环泵入口ＦＲＰ滤　网存在强度低、易破损，易引起结垢和堵塞等问题，　　’学化学工程专业，就职于神华广东国华粤电台山发电有限公司，　现在神华国华（北京）电力研究院研修，从事烟气污染控制技术　研究。　（本文编辑￥　’’逝’ｅ　夸　’　’９　’９　’§　’９　’９　’：§　’９　’￥　’９　卢晓华）　略’　’９　｝’９　’９　’９‘｝’９■｝’９　’９　’９　。’９　’ｅ　’９　’：　’：》　’§　夸譬　’　’　９　拿’’９　’：§　’９　窖’　’９睁’９　’９　｝’：》　’９　・电力科技信息・　国网冀北电科院发明专利获中国专利优秀奖　第十六届中国专利奖评审结果近日公示，国网冀北电科院发明专利《励磁调节器检测方法、装置及系统》获中国专　利优秀奖。　该发明专利是电科院近２０年在励磁系统基建调试、生产服务、科研和检测工作上的成果结晶。该专利正广泛应用　于国家电网公司机网协调运行仿真分析实验室与励磁相关的装置性能检测、事故复现与分析。近ｌ０年来，应用本项专　利已完成对国内外３０套次励磁调节器装置的性能检测。　本刊编辑部供稿