CN113522893A - 燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，包括重力悬垂除垢系统和高压喷水除垢系统两部分。所述重力悬垂除垢系统包括悬垂、悬线、滑轮、收线装置，所述高压喷水除垢系统包括喷嘴、喷管、引入套管。本发明通过重力悬垂除垢系统和高压喷水除垢系统相结合的方式，可以同时对松软沉积物和结晶硬垢进行去除，有效避免了脱硫系统氧化风管堵塞现象的发生，进而避免了氧化风机能耗升高、喘振等后果的发生。本发明实现了不停机情况下对结晶硬垢的去除，装置运行和维护简单，对提高脱硫系统运行稳定性、降低脱硫系统能耗提供了充足的保障。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤锅炉排放的大气污染物控制技术领域，特别是涉及一种燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置。具体是采用高压冲洗水和机械除垢相结合的方式，在机组正常工作不停机的情况下，用于除去湿法脱硫系统氧化风管内壁的结垢，解决氧化风管堵塞造成的脱硫系统工作异常等问题的装置。
背景技术
目前环境问题受到越来越多的重视，化石燃料的燃烧是大气污染物的重要来源，作为我国煤炭消耗量占据半壁江山的燃煤电厂，实施严格的大气污染防治措施尤为重要。我国燃煤电厂目前已基本完成超低排放改造工作，实行了在国际上最为严格的大气污染物排放标准。然而，排放标准的严格也给燃煤电厂污染治理设施的运行和管理带来了更大的压力。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前应用范围最广、工艺技术最成熟的脱硫工艺技术，由于其具有较高的脱硫效率，因此在燃煤电厂超低排放改造中，大部分采用该技术。然而湿法烟气脱硫技术在实际运行过程中，也会发生诸多的问题。其中对某些脱硫效率低下的机组进行停机检修过程中发现，一部分脱硫塔存在氧化风管严重堵塞的现象，从而阻碍了脱硫塔中正常化学反应的进行，造成脱硫效率一直维持在较低水平。
氧化风管的堵塞现象主要发生在氧化风管出口附近，其产生的主要原因是在氧化风的吹扫作用下，氧化风管与脱硫塔吸收液的接触面处于往复波动的状态，部分吸收液会粘附在氧化风管内壁，在氧化风中蒸发水分并被氧化成石膏，形成坚硬的结垢。日积月累下，坚硬结垢的厚度逐渐增加，直到几乎完全堵塞氧化风管，造成氧化风流量不足，影响脱硫塔的脱硫效率。
目前大部分脱硫系统的氧化风管采取的是喷淋减温水的方法，在降低氧化风温度的同时，对氧化风管的堵塞也起到了缓解作用，然而这种方法对已发生氧化风管堵塞的问题无法进行解决。另外个别脱硫系统的氧化风管采用高压水冲洗的方法进行除垢，这种方法虽然对松散的结垢具有较好的去除效果，然而对于坚硬的结垢，去除效果仍然较差，无法阻碍坚硬结垢的积累和变厚。因此，开发出一种可以有效防止脱硫系统氧化风管堵塞的装置，对脱硫系统的正常稳定运行具有重要意义。
申请号为CN202011290956.1的专利公开了一种吸收塔氧化风管冲洗及吹扫系统及工作方法。该发明在发现氧化风管有结垢堵塞需要冲洗氧化风管时，打开冲洗水管的阀门，完成对氧化风管的冲洗，并且可以给冲洗水加压，更加有利于清除堵塞物。另外，该系统不但可以在停机时进行冲洗，而且可以在机组运行时进行冲洗，避免了因氧化风管堵塞引起机组停机检修。然而，该系统无法对氧化风管内部产生的硬垢进行有效清除。
申请号为CN201721747072.8的专利公开了一种湿法脱硫吸收塔氧化风管防堵塞装置，包括氧化风机、氧化风母管、氧化风支管、吸收塔、减温水管和工艺水管，氧化风机通过氧化风母管和氧化风支管连通吸收塔，工艺水管通过减温水管连通氧化风母管，氧化风母管下方的氧化风支管中设置有除垢水支管，除垢水支管的末端设置有喷口，除垢水支管通过除垢水母管连通工艺水管。然而，该系统对氧化风管内部产生的硬垢去除效果并不好。
申请号为CN201620166551.X的专利公开了一种氧化风管吹堵装置，包括压缩风管、吹堵风管、氧化风母管、氧化风管、蝶阀Ⅰ和蝶阀Ⅱ，氧化风管实现了在线清理，彻底解决了氧化风管堵塞后需要把整个脱硫系统停运，再对氧化风管进行人工疏通的问题。但是该发明采用空气吹扫的方式，对结垢的吹扫效果较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中湿法脱硫吸收塔氧化风管防堵塞装置在除已经形成的硬垢的不足，从而提供一种燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，包括重力悬垂除垢系统；所述重力悬垂除垢系统包括悬垂、悬线、收线装置，所述悬线连接所述悬垂以使悬垂悬吊在氧化风管竖直段的上方，所述悬线与所述收线装置连接，通过收线装置的放线或收线动作能够控制所述悬垂的升降，所述悬垂用于对氧化风管内壁的硬垢进行刮除。
优选地，本发明的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，还包括高压喷水除垢系统，所述高压喷水除垢系统用于向氧化风管内壁喷水除垢，所述高压喷水除垢系统包括喷嘴、喷管，喷管与所述喷嘴连接，用于向喷嘴供水。
优选地，本发明的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，还设有引入套管，所述引入套管下端接在氧化风管竖直段的上端，悬垂、悬线、喷管、喷嘴设置于引入套管内部。
优选地，本发明的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，所述引入套管设置为L形；所述引入套管的拐角处设置有滑轮，所述悬线下端连接所述悬垂，上端绕过所述滑轮且向水平方向延伸再与所述收线装置连接。
优选地，本发明的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，所述引入套管和所述氧化风管一体连接，在引入套管和氧化风管的连接处设置“T”字形的三通管结构。
优选地，本发明的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，所述悬垂为高铬铸铁材料加工成型，形状为多臂交叉带支脚结构。
优选地，本发明的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，所述支脚数量为4个。
一种燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置的使用方法，使用上述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，包括以下步骤：
将所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置安装在氧化风管竖直段的上方，在氧化风管竖直段的上端设置开口以供悬垂通过以及供所述高压喷水除垢系统的水流通过；
以特定周期开启所述高压喷水除垢系统和所述重力悬垂除垢系统，去除累积在氧化风管内壁面的软垢和硬垢。
优选地，本发明的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置的使用方法，所述高压喷水除垢系统每1～4小时喷水一次，喷水压力为5～8MPa，用以去除累积在氧化风管内壁面的软垢。
优选地，本发明的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置的使用方法，所述重力悬垂除垢系统每天工作1～3次，每次工作期间悬垂自由落体往复运动5～15次，用以去除累积在氧化风管内壁面的硬垢。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过重力悬垂除垢系统和高压喷水除垢系统相结合的方式，可以同时对松软沉积物和结晶硬垢进行去除，有效避免了脱硫系统氧化风管堵塞现象的发生，相比于已有的除垢装置具有更好的除垢效果。
2、本发明从根源上阻止了脱硫系统氧化风管的堵塞，进而避免了氧化风机能耗升高、喘振等后果的发生，对提高脱硫系统运行稳定性、降低脱硫系统能耗提供了充足的保障。
3、本发明避免了脱硫系统氧化风管结晶硬垢产生后，仅能通过停机维修的手段进行有效去除的缺陷，实现了不停机情况下对结晶硬垢的去除，装置运行和维护简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置结构示意图；
图2是本申请实施例的悬垂结构示意图。
图中的附图标记为：
1 引入套管
2 悬线
3 喷管
4 脱硫塔
5 氧化风管入口
6 滑轮
7 悬垂
8 喷嘴
9 氧化风管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
如图1所示，一种燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，包括重力悬垂除垢系统和高压喷水除垢系统两部分；所述重力悬垂除垢系统包括悬垂7、悬线2、收线装置。具体的，如图1所示，氧化风管9为L形，包括水平段和竖直段，水平段的氧化风管入口5一端连接于脱硫塔4一侧，氧化风管9竖直段的上端设有开口，所述开口供悬垂7通过以及供所述高压喷水除垢系统的水流通过。通过悬线2连接所述悬垂7以使悬垂7悬吊在氧化风管9竖直段的上方。悬线2与收线装置连接，通过收线装置的放线或收线动作来控制悬垂7的升降，所述悬垂7进入氧化风管9后能够对内壁的硬垢进行刮除。
优选的，本实施例中所述高压喷水除垢系统包括喷嘴8、喷管3，喷嘴8设置于所述开口的上方，喷管3与所述喷嘴8连接，用于向喷嘴8供水。
优选的，本实施例的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置还设有引入套管1，所述引入套管1下端接在氧化风管9竖直段的上端，悬垂7、悬线2、喷管3、喷嘴8设置于引入套管1内部。引入套管1能够保护各个部件，并且对悬垂7有一定的导向作用。
优选的，本实施例中的引入套管1设置为L形，上端与脱硫塔4一侧连接；在引入套管1拐角处设置滑轮6，悬线2下端连接所述悬垂7，上端绕过所述滑轮6且向水平方向延伸再与所述收线装置连接。
优选的，本实施例中引入套管1和氧化风管9一体连接，如图1所示，在引入套管1和氧化风管9的连接处设置“T”字形的三通管结构。
本实施例的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，具体工作过程如下：所述高压喷水除垢系统每1～4小时喷水一次，喷水压力为5～8MPa，用以去除累积在氧化风管9内壁面的软垢。所述重力悬垂除垢系统每天工作1～3次，每次工作期间悬垂7自由落体往复运动5～15次，用以去除累积在氧化风管9内壁面的硬垢。所述收线装置具有快速放线功能，可以使悬垂7完成自由落体动作。所述悬垂7的竖直运动范围，是从悬垂7最低点与所述喷嘴8的最低点平齐，到悬垂7最低点与所述氧化风管9出口切面的最高点平齐。
实施例1
对某燃煤电厂的600MW机组脱硫系统进行升级改造，在原有脱硫塔内部氧化风管上方增加引入套管，并安装重力悬垂除垢系统和高压喷水除垢系统。设定高压喷水除垢系统每2小时喷水一次，喷水压力为5MPa。设定重力悬垂除垢系统每天工作2次，每次工作期间悬垂自由落体往复运动10次。悬垂为高铬铸铁材料加工成型，如图2所示，形状为多臂交叉带支脚结构，支脚数量为4个。
为了验证改造之后的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置实际工作性能，在烟气量最大的100％额定负荷下，对改造前后的脱硫系统氧化风装置运行状态进行对比，试验数据均采取机组启动并正常运行一个月时的监测数据，具体结果如表1所示。
表1实施例1脱硫系统氧化风装置运行参数
| 项目 | 改造前 | 改造后 |
| 机组负荷/MW | 600 | 600 |
| 烟气流量/×10<sup>4</sup>m<sup>3</sup> | 196.4 | 198.3 |
| 原烟气二氧化硫浓度/mg·m<sup>-3</sup> | 860.2 | 902.5 |
| 净烟气二氧化硫浓度/mg·m<sup>-3</sup> | 17.6 | 18.4 |
| 脱硫效率/％ | 98.0 | 98.0 |
| 脱硫塔浆液高度/m | 12.7 | 12.8 |
| 氧化风机电流/A | 57.4 | 53.6 |
| 氧化风机流量/m<sup>3</sup>·h<sup>-1</sup> | 17343.6 | 16932.4 |
| 氧化风机出口压力/kPa | 110.3 | 91.5 |
由表1可知，采用燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置之后，在同等运行工况下，氧化风机出口压力明显降低，下降幅度高达17.0％，并且氧化风机电流降低了6.6％，节能效果显著。
在运行一段时间停机检修过程中，对脱硫系统氧化风装置进行检查。发现采用燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置之前，氧化风管出口内壁处有5cm左右宽度、3cm左右厚度的环状硬垢，氧化风管的有效流通面积仅剩余中心部分10cm2左右的未堵塞小孔。采用燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置之后，氧化风管出口内壁处不存在大量的硬垢堵塞物，仅在内壁上留存3mm左右厚度的硬垢，对氧化风管流通面积影响极小，保证了脱硫系统氧化风装置一直运行在经济、稳定的状态下。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，其特征在于，包括重力悬垂除垢系统；所述重力悬垂除垢系统包括悬垂(7)、悬线(2)、收线装置，所述悬线(2)连接所述悬垂(7)以使悬垂(7)悬吊在氧化风管(9)竖直段的上方，所述悬线(2)与所述收线装置连接，通过收线装置的放线或收线动作能够控制所述悬垂(7)的升降，所述悬垂(7)用于对氧化风管(9)内壁的硬垢进行刮除。
2.根据权利要求1所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，其特征在于，还包括高压喷水除垢系统，所述高压喷水除垢系统用于向氧化风管内壁喷水除垢，所述高压喷水除垢系统包括喷嘴(8)、喷管(3)，喷管(3)与所述喷嘴(8)连接，用于向喷嘴(8)供水。
3.根据权利要求2所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，其特征在于，还设有引入套管(1)，所述引入套管(1)下端接在氧化风管(9)竖直段的上端，悬垂(7)、悬线(2)、喷管(3)、喷嘴(8)设置于引入套管(1)内部。
4.根据权利要求3所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，其特征在于，所述引入套管(1)设置为L形；所述引入套管(1)的拐角处设置有滑轮(6)，所述悬线(2)下端连接所述悬垂(7)，上端绕过所述滑轮(6)且向水平方向延伸再与所述收线装置连接。
5.根据权利要求4所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，其特征在于，所述引入套管(1)和所述氧化风管(9)一体连接，在引入套管(1)和氧化风管(9)的连接处设置“T”字形的三通管结构。
6.根据权利要求1-5任一项所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，其特征在于，所述悬垂(7)为高铬铸铁材料加工成型，形状为多臂交叉带支脚结构。
7.根据权利要求6所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，其特征在于，所述支脚数量为4个。
8.一种燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置的使用方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置，包括以下步骤：
将所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置安装在氧化风管(9)竖直段的上方，在氧化风管(9)竖直段的上端设置开口以供悬垂(7)通过；
以特定周期开启所述重力悬垂除垢系统，去除累积在氧化风管(9)内壁面的硬垢。
9.根据权利要求8所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置的使用方法，其特征在于，还包括：以特定周期开启高压喷水除垢系统，去除累积在氧化风管(9)内壁面的软垢。
10.根据权利要求9所述的燃煤烟气湿法脱硫系统的氧化风管防堵塞装置的使用方法，其特征在于，所述重力悬垂除垢系统每天工作1～3次，每次工作期间悬垂(7)自由落体往复运动5～15次；所述高压喷水除垢系统每1～4小时喷水一次，喷水压力为5～8MPa。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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