國電康平發(fā)電有限公司2×600MW機組鍋爐為超臨界直流爐，每臺爐配備雙室五電場靜電除塵器，除塵效率大于99.83%，煙氣脫硫采用石灰石—石膏濕法脫硫，脫硫效率大于95%。整套脫硫裝置由多個系統(tǒng)組成，自2009年8月完成168h試運以來，運行情況總體良好，但在長期運行過程中，也暴露出一些影響脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定運行的常見故障。本文將針對這些故障進行詳細分析，并提出相應的處理措施，以期為同類脫硫裝置的運行維護提供參考。

    一、GGH轉子部件與固定部件刮卡故障

    （一）故障現(xiàn)象

    GGH在空負荷運行時，轉子運行正常，電動機電流平穩(wěn)。但隨著機組負荷升高，電動機電流出現(xiàn)周期性脈沖式升高，嚴重時電動機因電流超過額定值而跳閘，導致脫硫系統(tǒng)被迫退出運行。檢查發(fā)現(xiàn)轉子徑向密封片有刮痕，環(huán)型旁路密封片撬起，轉子密封角鋼少部分有刮痕。

    （二）原因分析

    支撐軸承或導向軸承固定不牢固或強度不夠，導致GGH轉子轉動時發(fā)生晃動。由于轉子直徑較大，軸承部位的輕微晃動傳遞到轉子邊緣，就會產生較大的位移，使安裝在轉子邊緣的密封角鋼與固定部位發(fā)生刮碰。

    轉子角鋼表面車削不平，未處于同一水平面上，部分高出的部位在運行時發(fā)生碰觸。

    機組升負荷過快。轉子部分面積較大，受熱不均勻，GGH轉子受熱后膨脹會發(fā)生反蘑菇狀變形，邊緣向上升起，溫升越快變形量越大，超過預留膨脹空間便會發(fā)生刮卡。

    施工質量原因，GGH殼體部分位置的圓度不夠，距離轉子間隙過小，不能滿足轉子的徑向膨脹。

    設計原因，轉子距離旁路密封片和扇板的間距過小。為減少原煙氣向凈煙氣側的漏風量，設計按理論值為23mm，而檢查摩擦部位，轉子邊緣最大膨脹量為40mm，這是轉子發(fā)生卡死的主要原因。

    轉子蓄熱片結垢積灰后阻力增加，原煙氣和凈煙氣的流動形成側翻力，增大了轉子的晃動，隨著GGH運行時間的增長，刮卡現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。

    （三）處理措施

    重新調整支撐軸承和導向軸承支座，使轉子各部位的間隙相同，并對強度不夠的部位進行加固。

    對轉子角鋼表面高度重新測量，確定基準面后，重新車削，確保角鋼上下兩面分別處于同一水平高度。

    在機組升負荷時，充分考慮GGH的膨脹時間。GGH受熱時邊緣先向上隆起，隨著全部受熱后，邊緣再向下回落。因此，要緩慢加負荷，注意觀察電動機電流，發(fā)現(xiàn)超流立刻停止加負荷，待GGH受熱均勻后再繼續(xù)加負荷。運行調度應全面考慮，不能只重視機組負荷而忽視脫硫設施。

    調整扇形板的高度，將轉子角鋼和扇形板之間的間隙調整為40mm，雖然這會增大漏風量，降低脫硫效率，但為了保證GGH的正常運行是必要的。

    雖然無法避免GGH蓄熱片結垢，但應采取有效措施減少結垢和積灰，當結垢嚴重時應及時清理。

    二、噴淋層噴嘴堵塞故障

    （一）原因分析

    部分噴淋層噴嘴堵塞后，漿液分布不均，對脫硫效率影響很大。主要原因如下：

    吸收塔漿液中存在大顆粒雜質，這些雜質在運行時通過漿液循環(huán)泵進入噴淋層噴嘴。由于噴嘴為倒錐體，雜質容易卡在噴嘴上，日積月累造成噴嘴堵塞。

    雜質的產生途徑主要有：一是系統(tǒng)中殘留的工業(yè)垃圾；二是因操作控制的原因，系統(tǒng)紊亂積垢生成顆粒較大的雜質；另外也存在襯膠管路損壞后，脫落的膠片被漿液帶入噴嘴。

    （二）處理措施

    在每次大小修后，徹底清理脫硫工藝系統(tǒng)，同時嚴格控制制漿系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)以及地坑排水至吸收塔的污染物，避免雜質殘留在系統(tǒng)內造成噴淋層噴嘴堵塞。

    提高鍋爐電除塵器的效率和可靠性，減少煙氣中的粉塵進入脫硫工藝系統(tǒng)。

    運行控制吸收塔漿液中石膏過飽和度最大不超過140%，避免積垢形成雜質。

    選擇合理的pH值運行，漿液的pH值對系統(tǒng)結垢的影響程度較高。漿液的pH值高，有利于堿性溶液與酸性氣體之間的化學反應，對脫除SO?有利，但對脫硫的氧化會起抑制作用。適當降低并保持相對穩(wěn)定的pH值，可以抑制H?SO?分解為SO??3，使反應物大多為易溶性的Ca(HSO?)?，從而減輕系統(tǒng)內的結垢傾向。同時，要保證吸收塔漿液的充分氧化，避免形成積垢。

    定期向吸收劑中加入添加劑，如鎂離子、乙二酸等，以緩解垢物的生成。

    在長期低負荷的情況下，不要長期停運噴淋層，應定期切換，防止煙塵及石膏附著在噴嘴上造成噴嘴堵塞。

    檢修時對循環(huán)泵入口濾網認真檢查，發(fā)現(xiàn)損壞及時處理。

    三、漿液循環(huán)泵機械密封經常損壞故障

    （一）易損原因

    漿液是容易沉淀的物質，當漿液進入機械密封內部后，在橡膠圈處結垢，影響橡膠圈的滑動和彈性，導致動靜環(huán)之間間隙增大，一旦有漿液進入間隙中，機械密封馬上磨損。

    原裝的循環(huán)泵無機械密封冷卻水，在高濃度的漿液環(huán)境中使用，機械密封溫度高，磨損嚴重，縮短了其正常使用壽命。

    進口機械密封裝配精細，當泵的軸承游隙稍有增大后，軸運行中晃度增大，機械密封容易損壞。

    漿液循環(huán)泵停運后，機械密封處的漿液沖洗不干凈，長時間停運，機械密封動靜部發(fā)生結垢，再啟泵運行時，機械密封損壞。

    安裝操作不當，安裝間隙調整不好。

    （二）延長使用壽命的措施

    為降低更換機械密封的成本，可將進口機械密封國產化，與產品質量可靠、技術能力強的生產廠家合作，對損壞的機械密封進行修復，只更換損壞的動、靜環(huán)和密封膠圈。

    對機械密封進行改進，增加冷卻水管和冷卻水室，使冷卻水在漿液和機械密封之間形成隔離層，減輕漿液對轉動部件的磨損及避免漿液沉積；同時增大靜環(huán)凸槽內口直徑，以免泵軸承少量磨損時機械密封動、靜環(huán)損壞。

    請機械密封廠家的專業(yè)人員親自到現(xiàn)場指導安裝工作，避免因人為原因導致的損壞。

    注意運行操作。啟泵前先開啟冷卻水門，再啟泵；停泵后應先將管路內的漿液沖洗干凈后，再停冷卻水和循環(huán)泵；短時間內停泵或運行中冷卻水中斷，應先檢查機械密封的溫度，不能在溫度較高的情況下投入冷卻水，以免動、靜環(huán)損壞。

    四、漿液循環(huán)泵葉輪磨損故障

    （一）磨損原因

    石灰石粉顆粒較大，對葉輪形成沖刷。從磨損后的葉輪檢查來看，這是葉輪磨損嚴重的主要原因。

    泵揚程偏大，存在氣蝕現(xiàn)象。葉輪的背部及產生渦流處磨損較嚴重可以證明這一點。

    （二）采取的措施

    用國產葉輪替代進口葉輪。目前湖北襄樊五二五公司設計制造的特種耐蝕、耐磨全合金漿液循環(huán)泵，在國內同行業(yè)使用中反響良好，完全可以替代進口葉輪，且價格僅為進口葉輪的三分之一。

    采用葉輪表面陶瓷修補技術，在葉輪使用一年后對其進行修補，達到葉輪翻新的目的，這種方式相比葉輪國產化的成本還要低一些。

    在運行中要嚴格保證石灰石粉的顆粒度達到標準，不合格產品不允許進廠。

    五、除霧器運行中壓差大故障

    （一）原因分析

    除霧器運行中壓差增大的原因較為復雜，主要包括以下幾個方面：

    噴淋層噴嘴堵塞是除霧器葉片結垢的主要原因。噴淋層噴嘴大面積堵塞后，煙氣的穿透力增強，攜帶大量漿液顆粒上行。這部分煙氣溫度相對較高，很容易將灰垢留在葉片上。如果仍按原有的沖洗頻率和水量沖洗，已無法滿足除霧器葉片的沖洗需求，積灰迅速在S型葉片的腰中堆積，形成石膏垢，在只有0.2MPa左右的沖洗水壓下，很難將除霧器徹底沖洗干凈，導致除霧器工況持續(xù)惡化，壓差嚴重超標。

    從除霧器各級葉片結垢情況來看，第一級除霧器迎風面葉片屋脊頂部最為嚴重。這與除霧器沖洗噴嘴的沖洗模型有關，設計要求噴嘴與葉片最大距離在1m以內，而實際噴嘴距屋脊處的距離較遠，沖洗效果相對較差，導致沖洗不足的部位易形成結垢。一旦葉片上形成晶粒基體，很快會在此基礎上長大，這是除霧器屋脊頂部易結垢的主要原因。

    在運行中，煙氣的流速對除霧器的性能有很大影響。保持較高的煙氣流速可以得到較好的分離效果，但一旦超過臨界流速，會造成除霧器液滴二次攜帶，影響除霧效果。

    除霧器塔體處的結垢是除霧器葉片結晶物的外延，靠近塔體的葉片上石膏緩慢生長，最終擴展到塔體上，并進一步生長產生大量結垢。

    檢查除霧器沖洗模型發(fā)現(xiàn)，部分噴嘴噴出的為水柱，并非擴散開的水幕，不能有效覆蓋葉片，存在盲區(qū)，導致沖洗不徹底。

    （二）處理措施

    利用停爐機會，采用人工敲打方式對除霧器葉片進行徹底清理，并逐一檢查除霧沖洗噴嘴，更換損壞的噴嘴，確保除霧器的沖洗效果。

    盡量消除除霧器的結垢現(xiàn)象。除霧器發(fā)生結垢的原因通常是在氧化程度低下甚至無氧化發(fā)生的條件下生成的反應物Ca(SO?)?.?(SO?)?.??/?H?O（稱為CSS軟垢），使系統(tǒng)發(fā)生堵塞。控制氧化是目前采取的一個有效方法。實驗研究表明，當亞硫酸鈣的氧化率為15%～95%，鈣的利用率低于80%時，硫酸鈣容易結垢。采用抑制或強制氧化的方法，將氧化率控制在小于15%或大于95%，可有效控制硫酸鈣結垢。

    采取有效措施，保證噴淋層噴嘴可靠運行，使?jié){液均勻完整地覆蓋噴淋層，減少熱煙氣逃逸和漿液過量攜帶。

    第一級除霧器葉片的負載最大，后面的葉片負擔相對較輕。因此，修改除霧器沖洗功能組，增加第一級沖洗的頻率和沖洗時長，調整合適的二級沖洗模式，以達到最佳的沖洗效果。

    合理控制吸收塔漿液池的液位，確保除霧器能及時得到沖洗。

    通過運行調節(jié)，盡量保證除霧器在合適的參數(shù)狀態(tài)下運行，以確保達到最好的除霧性能，并防止除霧器發(fā)生結垢和堵塞。

    加強除塵器的管理，提高除塵器的效率和可靠性，嚴格控制煙氣中的含塵量，減輕灰塵對脫硫系統(tǒng)的污染。

    定期檢驗除霧器的壓差變送器，為運行提供準確的判斷，及時采取措施，確保除霧器在清潔的狀態(tài)下運行。

    六、GGH積垢堵塞故障

    （一）積垢情況

    轉子換熱元件冷端最外圓弧的區(qū)域積垢最為嚴重，垢物非常致密、堅硬，占整個換熱元件截面的25%，損失非常大。其他區(qū)域也有較多積垢，而轉子換熱元件的熱端相對較為干凈。

    （二）原因分析

    近年來電煤供應緊張，原設計煤種無法充分供應，電廠被迫摻燒設計外煤種及劣質煤，導致靜電除塵器的除塵效果降低，煙氣系統(tǒng)含塵量增大，從而增加了GGH換熱元件積灰的可能性。

    除霧器在運行中，有一定數(shù)量的石膏漿液透過除霧器逃逸，進入GGH換熱元件。這部分漿液較難清除，容易在GGH換熱元件上附著并固化。

    GGH是旋轉設備，運行時外圓的線速度最高，吹灰吹掃時作用在外圓的時間相對較短。由于外圓上積灰最為嚴重，吹灰不徹底，日積月累在外圓上形成嚴重的附著物。

    GGH在線沖洗設備本身存在缺陷。康平發(fā)電有限公司的吹灰器采用的是落后的擺臂式吹灰器，存在刮卡現(xiàn)象，噴嘴距離較大，達不到預期的吹灰效果。

    （三）采取的措施

    加強電除塵器的維護，嚴格控制電除塵器的投入率和除塵效率，使其保持長期高效運行，從而控制進入脫硫系統(tǒng)的煙氣含塵量。

    對吹灰器進行改造，將擺臂式吹灰器改為伸縮式吹灰器，以提高設備的運行穩(wěn)定性和吹灰效果。

    利用機組停運的機會，對GGH換熱元件采用高壓水進行人工徹底清理，清除殘余的積垢。

    加強GGH煙氣出入口壓力變送器的維護，以便隨時掌握換熱元件的結垢情況，根據(jù)實際情況適當增加高壓水沖洗的次數(shù)。

    每次停爐時都要對吹灰器噴嘴進行檢查和清理，同時對高壓水泵濾網要定期檢查和清理，確保沖洗系統(tǒng)的正常運行。

    七、石膏脫水系統(tǒng)故障

    （一）常見故障

    旋流分離器管路磨損及噴嘴脫落。由于旋流分離器依靠離心作用使石膏與水分離，漿液流速較高，導致管路磨損快，噴嘴受振動和沖擊，容易松動和脫落。

    真空皮帶容易跑偏。造成皮帶跑偏的因素較多，主要包括：安裝質量原因導致各托輥不平行；個別托輥磨損或軸承損壞，轉動阻力加大；調偏托輥松動或調整不到位。

    濾布損壞。濾布在運行中始終處于反復自動調偏中，總在左右擺動，使濾布出現(xiàn)縱向褶皺，長期運行后，褶皺部位磨損，形成縱向裂口。此外，有雜物落入濾布中，也會導致濾布損壞。

    （二）預防措施

    適當控制旋流分離器漿液的流速，以減少設備磨損。同時，經常檢查噴嘴，發(fā)現(xiàn)松動及時安裝牢固。

    定期檢查托輥，發(fā)現(xiàn)轉動不靈活的及時更換軸承。對托輥的平行度和水平度進行找正，確保其安裝質量。緩慢調整調偏托輥的手輪，長時間觀察并找正，保證其調整到位。

    將濾布的調偏行程控制在最小范圍內，以減少濾布的擺動和磨損。通過技術改造增加去皺托輥，改善濾布的運行狀態(tài)。在運行過程中，經常巡視檢查，發(fā)現(xiàn)松動的部件及時固定，防止其脫落后掉入濾布中造成損壞。一旦發(fā)現(xiàn)濾布有異物，要及時停運設備，清除異物并查明原因后再啟動設備。

    總之，石灰石—石膏濕法脫硫裝置在運行過程中會出現(xiàn)各種故障，影響脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定性和脫硫效率。通過深入分析故障原因，并采取相應的處理措施，可以有效提高設備的可靠性和降低維護成本，確保脫硫系統(tǒng)的正常運行，為電力行業(yè)的節(jié)能減排和環(huán)境保護做出貢獻。同時，隨著技術的不斷進步和運行經驗的積累，我們應不斷探索和創(chuàng)新，進一步優(yōu)化脫硫裝置的設計、運行和維護，以適應日益嚴格的環(huán)保要求。