濕法煙氣脫硫除霧器設(shè)計(jì)選型和維護(hù)
　　除霧器是濕法脫硫裝置中必不可少的設(shè)備[1]。除霧器的形式有多種，如氣旋式、絲網(wǎng)式、葉片式等。在石灰石—石膏濕法脫硫吸收塔中，一般采用葉片式除霧器。這種除霧器具有阻力小，一般每級(jí)小于100Pa 不容易堵塞 允許較高的煙氣流速 切分粒徑可達(dá)到20～40μm等優(yōu)點(diǎn)。
　　1除霧器葉片及其間距的選擇
　　目前，我國(guó)火電廠濕法脫硫系統(tǒng)中采用的吸收塔除霧器葉片有多種，但得到廣泛應(yīng)用的主要是正弦波型和折流板型兩種葉片。
　　用于制造除霧器葉片的材料一般都采用PP塑料，該材料的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格較低廉、耐腐性強(qiáng)。缺點(diǎn)是強(qiáng)度較低，耐溫性差，且隨著溫度的升高，強(qiáng)度降低很快，正常室溫下的強(qiáng)度僅為30MPa，只有玻璃鋼的1/5。但綜合各種因素考慮，脫硫系統(tǒng)中仍然普遍采用這種材料。
　　除霧器葉片的間距設(shè)定要綜合考慮除霧器阻力以及除霧效率兩個(gè)因素，一般要求兩級(jí)的阻力小于200Pa，同時(shí)要求通過(guò)除霧器的煙氣中水的質(zhì)量濃度低于100mg/m3。從目前的使用情況來(lái)看，正弦波型的葉片間距一般為30mm左右，而兩級(jí)平板型葉片間距一般選20～40mm。
　　安裝時(shí)，一般將葉片水平布置的平板型除霧器兩端支撐在梁上，此時(shí)梁的跨度選擇多大合適呢?筆者曾計(jì)算了不同跨距下結(jié)垢厚度達(dá)到1/3葉片間距時(shí)的最大應(yīng)力，即按葉片高度為200mm，葉片厚度為3mm，間距40mm計(jì)，計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表1。
　　據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，PP塑料在70℃時(shí)的強(qiáng)度為8.85MPa[2-3]。根據(jù)除霧器的工作環(huán)境，設(shè)定安全系數(shù)為4.5，允許應(yīng)力為1.96MPa。因此，建議平板型除霧器的梁間距盡量不要超過(guò)2000mm。
　　2除霧器的選型
　　為了提高除霧效果，一般采用兩級(jí)葉片，第一級(jí)為粗除，第二級(jí)為精除。屋脊型除霧器布置在煙氣垂直流動(dòng)的吸收塔上層，多采用單層梁支撐兩級(jí)葉片的固定方式。但為了檢修方便，也有用戶要求用兩層梁支撐。平板型除霧器可以布置在煙氣垂直流動(dòng)的吸收塔內(nèi)，也可以布置在煙氣水平流動(dòng)的煙道中，一般采用雙層梁支撐或固定。
　　屋脊型除霧器的優(yōu)點(diǎn)是煙氣通過(guò)葉片法線的流速要小于塔內(nèi)水平截面的平均流速，這樣，即使塔內(nèi)煙氣流速偏高，在通過(guò)除霧器時(shí)，由于流通面積增大而使得煙氣流速減小。但是，由于屋脊型除霧器需要在吸收塔的截面上留出矩形通道，而吸收塔是圓形的，所以部分面積需要用盲板封起來(lái)，從而部分抵消了一部分優(yōu)勢(shì)。另外，屋脊型除霧器的結(jié)構(gòu)較平板型除霧器更穩(wěn)定，可以耐受的溫度較高，因此，當(dāng)脫硫系統(tǒng)不設(shè)GGH時(shí)，建議采用屋脊型除霧器。單層梁的屋脊型除霧器高度一般為2850mm，而兩級(jí)平板型除霧器高度為3230mm，即單層梁的屋脊型除霧器占用空間較小。但是，考慮到減小攜帶水量，通常要求煙氣在除霧器葉片以上1m處開(kāi)始改變流向和提高流速，這樣可以使大的顆粒落回到除霧器。如果加上這預(yù)留的1m空間，屋脊型和平板型除霧器占用總空間接近。
　　另外，從經(jīng)濟(jì)角度分析，平板型除霧器的成本比屋脊型稍低一些，所以，一般情況下最好選擇平板型，只有在煙溫相對(duì)較高時(shí)，為了提高安全性才選擇屋脊型除霧器。
　　3結(jié)垢原因分析及沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　3.1結(jié)垢原因分析
　　(1)吸收劑漿液附著于除霧器葉片上。SO2溶于水的電離產(chǎn)物主要是H+和HSO3-，為了促進(jìn)SO2的吸收和溶解，采取了2種措施:加入石灰石以中和溶液中的H+ 向漿池中鼓入過(guò)量空氣，以促進(jìn)石膏的形成和結(jié)晶。吸收塔底部的石膏漿液與新鮮的石灰石漿液混合后由噴嘴噴出，與煙氣充分接觸后，其中很小一部分被煙氣攜帶附著于除霧器的葉片或其他零部件上。如果漿液在葉片上停留的時(shí)間較長(zhǎng)，就會(huì)在葉片表面形成垢層。
　　(2)吸收劑過(guò)量。過(guò)量的吸收劑會(huì)導(dǎo)致溶液中鈣離子濃度過(guò)高，過(guò)飽和度增大，結(jié)垢加快。
　　(3)吸收塔內(nèi)煙氣流動(dòng)不均勻。這種情況會(huì)在煙氣流速較快的位置產(chǎn)生二次攜帶，導(dǎo)致除霧器結(jié)垢，其根本原因是吸收塔流場(chǎng)設(shè)計(jì)不合理。
　　除霧器葉片一旦開(kāi)始結(jié)垢，發(fā)展將十分迅速。
　　因?yàn)榻Y(jié)垢層的存在減小了通道面積，導(dǎo)致該處的煙氣流速增大，加大了二次攜帶的風(fēng)險(xiǎn)。
　　3.2除霧器沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　在設(shè)計(jì)除霧器沖洗系統(tǒng)時(shí)要考慮的因素有:沖洗面選擇、沖洗水壓力、沖洗強(qiáng)度、噴嘴角度、沖洗頻率、沖洗水水質(zhì)等。
　　為了減少煙氣通過(guò)除霧器后的攜帶水量，沖洗系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)成只沖洗除霧器初級(jí)葉片的迎風(fēng)面和背風(fēng)面。沖洗水的壓力一般要求200kPa以上，沖洗強(qiáng)度在40l/(m2·min)左右，噴嘴角度一般選擇90°或110°，200%重疊。
　　通過(guò)調(diào)整各沖洗通道的間隔時(shí)間可調(diào)節(jié)補(bǔ)充水量，沖洗通道可以按空間順序依次沖洗，也可以將一個(gè)周期內(nèi)的沖洗次數(shù)調(diào)整為迎風(fēng)面多于背風(fēng)面。沖洗頻率一般取決于吸收塔每小時(shí)的蒸發(fā)水流量，當(dāng)吸收塔內(nèi)的水位低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)將執(zhí)行除霧器沖洗程序。
　　沖洗水要盡可能采用新鮮水，以迅速降低除霧器葉片上附著漿液的飽和度，避免結(jié)垢。
　　4安裝和運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題
　　(1)除霧器支撐梁的制作和安裝必須執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并將其作為工程質(zhì)量檢查計(jì)劃表中的一個(gè)項(xiàng)目加以重視。在除霧器安裝過(guò)程中曾發(fā)現(xiàn)有梁間距過(guò)大問(wèn)題，這將使除霧器不能牢固定位。另外，在冬季安裝除霧器時(shí)，一定要小心搬運(yùn)，PP材料在溫度較低時(shí)的韌性較差，受到強(qiáng)沖擊時(shí)易碎。
　　(2)為避免出現(xiàn)除霧器垮塌事故，應(yīng)建立對(duì)除霧器的沖洗制度，并及時(shí)觀察除霧器前、后端壓差，當(dāng)壓差增大時(shí)應(yīng)盡快沖洗。
　　(3)對(duì)于燃煤硫分高于設(shè)計(jì)值的電廠，由于從吸收劑補(bǔ)充來(lái)的水量增加，而吸收塔的蒸發(fā)量不變，導(dǎo)致吸收塔水位越來(lái)越高，使得吸收塔始終處于高液位運(yùn)行狀態(tài)，除霧器得不到自動(dòng)沖洗。這種情況下，一定要建立除霧器定期沖洗制度。
　　5結(jié)語(yǔ)
　　雖然平板型和屋脊型除霧器都已成功應(yīng)用于煙氣脫硫工程中，但從經(jīng)濟(jì)性考慮，建議一般情況下選用平板型除霧器，且支撐梁間距不要超過(guò)2000mm 而在煙溫較高的情況下，采用屋脊型除霧器比較適宜 要避免除霧器結(jié)垢，維持除霧器的安全、正常運(yùn)行，必須建立除霧器的檢測(cè)和沖洗制度