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脫硫塔漿液起泡的危害、原因及消泡方法

2021-05-13

石灰石 - 石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前電廠中技術相對***成熟、應用***為廣泛的煙氣脫硫方法，被廣泛應用于1000MW 燃煤發電機組。隨著全球污染問題的日益嚴峻，我國不斷地提高了大氣排放標準，伴隨著《燃煤電廠超低排放改造計劃》實施的不斷深入，脫硫系統穩定、高效的運行變得尤為重要，所以脫硫系統后續的發展方向必將沿著精細化、專業化發展。吸收塔漿液起泡往往會伴隨著吸收塔溢流，造成吸收塔液位異常、環境污染及設備腐蝕等問題。基于此，本文簡要闡述了脫硫系統中吸收塔產生泡沫的原因及影響因素，并提出具有針對性的預防及解決方法。1 泡沫生成原因及影響因素泡沫是氣泡分散在液體中所形成的彼此之間以液膜隔離的多孔膜狀多分散體系。正常情況下泡沫生成非常容易的原因有以下3個方面。***個是漿液中含有表面活性劑或者類似活性劑的成分，而表面活性劑在工業中通常被用作起泡劑，因此，當漿液中含有表面活性劑或類似活性劑的成分，活性劑處于氣體、液體分界面，通入空氣后，氣泡受到浮力影響，浮出水面后形成氣泡。控制氣體的進入不能可減少或消除氣泡的產生，其原因是由于石灰石 - 石膏濕法脫硫工藝的原理。吸收塔中，吸收漿液的主要成分是石灰石，煙氣中的 SO2和漿液中的 CaCO3在氧化空氣的催化下，反應生成二水石膏，其反應如式（1）所示，二氧化硫被脫除，二水石膏經脫水裝置后回收。因此受反應機理的影響，吸收塔內要吹入足量的氧化空氣以保證脫硫系統的有效運行，空氣的吹入導致了溶液氣泡，此為第二個原因。第三個是機械攪動導致的氣泡生成，吸收塔中部分旋轉部件攪動漿液以及循環泵作用下的漿液均較容易產生氣泡。研究表明，泡沫穩定性的影響因素有：表面張力、溶液表面黏度、溶液泡沫雙氣 - 液界面結構液膜彈性、氣體通過雙氣 -液界面結構液膜的擴散、雙氣 - 液界面結構表面電荷的影響、溶液中雜質分子結構的影響等。在煙氣脫硫中，上述因素中公認的***主要的有2個，分別為氣泡表面張力和溶液表面黏度。當表面張力越小，溶液表面黏度越大，泡沫越容易生成。因此增大表面張力和減小表面黏度即可解決泡沫易生成的問題。2 吸收塔漿液起泡溢流原因分析在分析吸收塔內漿液起泡溢流之前，首先應明確漿液泡直接導致了漿液溢流，因漿液起泡，工作人員無法準確獲取漿液的準確位置，造成了吸收塔內出現虛假液位的問題。就目前的吸收塔液位獲取方式來看，差壓變送器測量計算法用的較多，其基本原理公式如式（2）所示。式中，H 為吸收塔內漿液液位；p 為壓力變送器的測量值；ρ 為取樣處漿液密度；g 為重力常數。使用此方法測量起泡的漿液液位，測量值和實際值可相差1~2m。其原因是由于漿液受自身重力的影響，漿液密度自上而下越來越大，但絕大部分工作人員目前的漿液取樣位置都在漿液底部，而取樣處密度較大，根據公式可知，計算液位勢必會比實際液位低，***終造成漿液溢流問題的發生。由于漿液溢流的直接原因是由于漿液起泡，因此分析漿液起泡原因并針對這些原因，制訂有針對性的措施，即可有效地預防及緩解漿液溢流。根據目前的運行情況進行分析，得出造成漿液起泡的原因主要有以下幾個方面。1）石灰石雜質偏多。如果石灰石中氧化鎂的含量較高（一般正常使用的石灰石中氧化鎂的含量在1% 左右），而鎂離子的溶解度又高于鈣離子，因此當鎂離子進入漿液并溶于漿液中后，就會提高漿液中溶解鹽的含量，從而導致漿液中新出現的氣泡彈性更好，穩定性更佳，***終導致泡沫量的異常。2）溢流管防虹吸門設計不符合使用標準，過小的防虹吸門不僅在溢流發生時無法有效破壞虹吸問題，而且容易阻塞管道，導致維護成本的增加。3）脫硫系統中廢水清理不及時、不合理，導致了系統中循環水水質不達標，雜質較多。因此在條件允許或預算足夠的情況下投入廢水處理系統，廢水經處理后達到國家排放標準后，定期外排。4）除霧器出現堵塞故障，不能有效的消除泡沫。吸收塔內除霧器主要被用于煙氣出口位置殘留液體的吸除和一定的消除泡沫的作用，其原理是除霧器的沖洗水能在一定程度上壓制和破壞泡沫，而控制了泡沫層的厚度，溢流現象即得到了很好的避免。因此當除霧器出現堵塞故障時，缺少了一股壓制和破壞泡沫的力量，泡沫增大增厚，提高了漿液溢流的發生幾率。5）電除塵器末級除塵器振動頻率也是影響漿液起泡的一大重要原因。由于電除塵器末端除塵器主要用來吸收細灰，細灰易飛揚，因此若電除塵器前后振打頻率一樣的話，極易造成細灰飛揚，不僅會導致煙氣排放時粉塵超標，而且當大量的粉塵進入吸收塔漿液中時，漿液表面張力變大，造成泡程學、信息反饋理論等方面應用到其中，以此構建一個完善的設備全周期的維修防護系統，為化工設備運行的穩定性和安全性提供了基礎性的保障。沫厚度增加，提高溢流發生的概率。電除塵器前后端除塵器振打頻率應有所差異，調整的標準具體根據生成石膏的品質及顏色進行調整。6）脫硫系統正常運行時，由于反應機理，需要鼓入一定量的氧化空氣，但氧化空氣的量突然改變時極易造成漿液起泡，這種現象多發生于氧化風機突然跳閘時，跳閘后氧化風量驟減，打破了吸收塔內原有的氣 - 液平衡，并由此造成漿液起泡，***終出現溢流問題。7）燃煤鍋爐中煤粉燃燒不充分時，就會有部分碳粉隨著煙氣進入吸收塔內，當進入吸收塔內的煙氣中碳粉含量大于7%時，吸收塔內發生起泡溢流問題的頻率就會大幅提高。3 漿液起泡溢流的危害1）當吸收塔內出現起泡問題時，隨著氣泡越來越多，導致形成泡沫層并越來越厚，勢必會壓縮吸收塔內漿液反應區的空間，增加了漿液脫硫的負荷，脫硫效率明顯降低。單位體積內的漿液若長時間超負荷工作，勢必會增加漿液中亞硫酸鹽的濃度，而亞硫酸鹽濃度的提高又會增加泡沫厚度，導致脫硫系統陷入死循環中。2）當吸收塔內泡沫過多造成溢流問題時，吸收塔前后連接設備及管道均會受到腐蝕，當設備、管道長時間存在于腐蝕的環境中時，輕則磨穿管道，造成漏煙問題，重則造成前后設備的損壞，導致脫硫系統無法正常運轉，***終造成停工停產。如溢流后會導致 GGH 無法正常對煙氣進行換熱處理，溢流嚴重時會堵塞 GGH，增加升壓風機和引風機的工作負荷，***終會導致爐膛無法維持負壓。3）起泡溢流會使石膏排出泵工作時排出大量氣泡，導致泵工作電流的不穩定，***終會造成該泵的損壞。4 預防和緩解漿液起泡的措施1）完善溢流管防虹吸門的設計，增大虹吸管道的直徑，并增加沖洗管的設計。2）選擇停機維護時，更改排煙管道的傾斜度***一定程度，溢流發生時漿液可依靠自身重力流回***吸收內為宜。3）煙道內加裝沖洗水管道，***大限度地保護設備不受漿液的腐蝕。4）吸收塔內用于補水的水質應嚴格把控，循環水應加強過濾；石灰石料中的 MgO 和 SiO2含量應嚴格把控，超標的石灰石料堅決不使用。5）盡可能使吸收塔內所有補充用水都經過除霧器進入塔內；定期分析除霧器沖洗水壓。6）條件允許的情況下，廢水系統應及時外排廢水。7）及時、準確地調整燃燒環境，定時清理磨煤機分離器，減少顆粒超大的煤粉進入燃燒室的概率。8）氧化風機的運行狀況應視吸收塔內反應情況而定，切不可長時間鼓入過量的氧化空氣，結合***終石膏的成色確定氧化空氣的需求量，從而制訂合理的氧化風機啟停時間。9）吸收塔內各處漿液密度不同，為了使差壓變送器測量法計算得到的數據更加接近真實值，取樣處應從上***下多選幾處。10）若經過上述措施后漿液仍然起泡嚴重，***好的解決辦法是更換部分漿液。5 結語研究表明，在石灰石 - 石膏濕法煙氣脫硫工藝中吸收塔漿液起泡溢流不僅僅是由一個原因引起的，往往由多方面的因素造成的。當吸收塔內出現起泡溢流問題時，應及時、準確地分析出造成起泡溢流的原因，根據原因有針對性地制訂應對措施，及時制止漿液溢流的持續發生，***大限度地保護連接管道及設備。

儀表安裝講究多！看后不會再犯錯

2023-03-16

儀表是化工廠常見的設備之一，有關其選型、故障處理，小7之前均有介紹，今天為大家說的是儀表安裝過程中需要注意的相關事項。工程的儀表安裝涉及溫度、壓力、流量、物位的檢測，過程分析和數據顯示，自動調節和控制，要保證上述各項功能正常顯示和發揮，安裝是關鍵，下面就來詳細說說。安裝前注意事項1、儀表安裝前，工藝管道應進行吹掃，防止管道中滯留的鐵磁性物質附著在儀表里，影響儀表的性能，甚***會損壞儀表。如果不可避免，應在儀表的入口安裝磁過濾器。儀表本身不參加投產前的氣掃，以免損壞儀表。2、儀表在安裝到工藝管道之前，應檢查其有無損壞，并打開殼體將固定指針的填充物取走。3、儀表的安裝形式分為垂直安裝和水平安裝，如果是垂直安裝形式，應保證儀表的中心垂線與鉛垂線夾角小于2°；如果是水平安裝，應保證儀表的水平中心線與水平線夾角小于2°。4、儀表的上下游管道應與儀表的口徑相同，連接法蘭或螺紋應與儀表的法蘭和螺紋匹配，儀表上游直管段長度應保證是儀表公稱口徑的5倍，下游直管段長度大于等于250mm。5、由于儀表是通過磁耦合傳遞信號的，所以為了保證儀表的性能，安裝周圍***少10cm處，不允許有鐵磁性物質存在。6、測量氣體的儀表，是在特定壓力下校準的，如果氣體在儀表的出口直接排放到大氣，將會在浮子處產生氣壓降，并引起數據失真。如果是這樣的工況條件，應在儀表的出口安裝一個閥門。7、安裝在管道中的儀表不應受到應力的作用，儀表的出入口應有合適的管道支撐，可以使儀表處于***小應力狀態。8、安裝PTFE（聚四氟乙烯）襯里的儀表時，要特別小心。由于在壓力的作用下，PTFE會變形，所以法蘭螺母不要隨意擰得過緊。9、帶有液晶顯示的儀表，安裝時要盡量避免陽光直射顯示器，降低液晶使用壽命。10、低溫介質測量時，需選夾套型。安裝中注意事項1、儀表開孔應避免在成型管道上開孔。2、注意流量計前后直管段長度。3、如有接地要求的電磁、質量等流量計，應按說明進行接地。4、工藝管道焊接時，接地線應避開儀表本體，防止接地電流流經儀表本體入地，損壞儀表。5、工藝焊接時，避免接地電流流經單、雙法蘭儀表的毛細導壓管。6、中、高壓引壓管能采用氬弧焊或承插焊的，應采用氬弧焊或承插焊。風速>2m/s，應有防風措施，否則應采用藥皮焊絲，風速>8m/s，必須有防風措施，否則應停止施焊。7、注意流量計節流裝置取壓口的安裝方向。8、不銹鋼引壓管嚴禁熱煨；嚴禁將引壓管煨扁。9、儀表引壓管、風管、穿線管的安裝位置，應避免將來妨礙工藝生產操作，應避開高溫腐蝕場所，應固定牢固；從上引下的穿線管，其***低引線端應低于所接儀表的接線進口端；穿線管***低端應增加滴水三通；靠近儀表側宜增加Y型或錐形防爆密封接頭；儀表主風線***低處應加排凝（污）閥。10、儀表使用的銅墊片，如無退火處理，使用前應退火，并注意各種材質墊片的許用溫度、介質和壓力等條件。11、現場儀表接線箱內，不同接地系統的接地不能混接，所有儀表的屏蔽線應單獨連接上下屏蔽層，嚴禁擰在一起連接上下屏蔽。12、儀表處于不易觀察、檢修位置時，報甲方同意，改變位置或加裝平臺。13、儀表線中間嚴禁接頭，如有特殊情況報甲方同意，并做好隱蔽記錄，補償導線接頭應采用焊接或壓接。14、不銹鋼焊口應進行酸洗、鈍化、中和處理。15、需要進行脫脂的儀表、管件，應嚴格按照規范進行脫脂處理，并做好儀表、管件脫脂后的密封、保管工作，嚴防保管和安裝過程中被二次污染。16、不銹鋼管線嚴禁與碳鋼直接接觸。17、鍍鋅、鋁合金電纜橋架嚴禁用電、氣焊切割和開孔，應采用無齒鋸及專用開孔器等類似機械切割和開孔。18、不銹鋼管嚴禁用電、氣焊切割和開孔，應采用等離子或機械切割、開孔。19、大于36V的儀表穿線管、柜、盤等應接地，接地儀表穿線管絲扣用導電膏處理；小于等于36V的儀表穿線管絲扣***少應有防銹處理；外露絲扣不宜大于一個絲扣。20、爆炸危險區域的儀表穿線管，應保持電氣的連續性。21、100伏以下絕緣儀表線路應用250V搖表測量線路絕緣電阻，且≥5兆歐。22、鋁合金橋架應跨接短接線，鍍鋅橋架應不少于兩個防松螺絲擰緊，長度30米以內應兩端可靠接地，超過30米的應每隔30米增加一個接地點。23、不同接地系統的儀表線或儀表線與電源線共用一個槽架時，應用金屬隔板隔開。24、儀表盤、柜、箱、臺的安裝及加工中嚴禁使用氣焊方法，安裝固定不應采用焊接方式，開孔宜采用機械開孔方法。25、儀表伴熱、回水的盲端不應大于100mm。26、變送器排污閥下口宜增加防閥泄漏的管帽（特別在防爆區）。27、儀表及其穿線管、引壓管一端固定于熱膨脹區（如塔、隨塔熱膨脹移動的附件），一端固定于非熱膨脹區（如勞動保護間），連接儀表時應根據現場實際情況，其柔性管、穿線管、引壓管必須留出一定熱膨脹裕度。28、附塔橋架、穿線管應根據現場實際情況留有熱膨脹伸縮節或柔性連接。其他：1、銅管連接應采用承插焊接，套管焊接或卡接，鋁管應采用套管焊，焊前應除去氧化層。2、當測量管線與測量儀表相連時，應特別注意。用于氣體介質和低沸點液體流體的管線應向上敷設；輸送一般液體的管線也應向上敷設。3、測量液體的導壓管，為了減少測量誤差提高測量精度，導壓管出容器應沿測量***低液面水平方向敷設足夠長的距離（大于500mm）。使之保證液面底部水平位置變化。4、液面底部導壓管，應伸入液體容器內部，管口朝下，以免雜質堵塞影響測量。5、液體容器上方氣相引出口的位置。應選擇在避免容器內液體流動和流體沖擊引起影響的地方。導壓管從容器中引出后，應即垂直向上敷設一定高度（一般大于150mm）,然后再向水平方向敷設。6、導壓管安裝應執行大型空分設備儀表導壓管安裝技術標準，導壓管彎曲半徑R＝5D，冷箱內導壓管應按《HTA1107-93, 大型空分安裝技術要求》進行，R=10D。7、儀表的取源部件、導壓管的材質要與工藝管道或設備的材質要求一致，特別是對腐蝕性有毒介質測量的取源部件及導壓管安裝前要一一核對。8、儀表的取源部件和儀表的導壓管的焊接技術要求必須與工藝管道或設備的焊接技術要求一致。9、在有防爆要求的罐區和裝置區的儀表安裝應嚴格注意防爆要求、接地要求，保護管與現場儀表、儀表箱、接線箱、分線箱連接時應注意密封，嚴格按設計要求進行。

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