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脱硫除尘器的磨损问题及办法

2020-05-30 17:14

我国的热力设备以燃煤锅炉为主,在一次能源组成中,燃煤占76.3%,而全国SO2排放量的90%来自燃煤。煤燃烧发生很多的烟气和SO2,SO2可导致酸雨的构成,对生态环境发生严峻的影响,我国的大气污染特征正是因为很多燃煤而构成的煤烟型污染。过去对锅炉烟气的处理大多选用旋风除尘器、静电除尘器、袋式除尘器,但这仅局限于对烟气中粉尘的管理,而没有考虑对SO2的处理,致使SO2排放量大,酸雨污染严峻给我国经济构成巨大丢失。脱硫除尘一体化,管理粉尘和操控SO2排放量已成为我国环保作业的重要课题。
 
湿式旋风脱硫除尘器是一种高效脱硫除尘设备,是湿式吸附脱硫和高效除尘相结合的技能。但因为该设备作业环境差,一方面高速含尘气流对除尘器内壁的强烈冲刷,导致壳体磨损严峻,另一方面脱硫剂和脱硫剂与SO2反响的产物对除尘器体腐蚀严峻。防腐耐磨成为该技能得以推行运用的关键。因而有必要对该设备腐蚀和磨损问题进行评论,并提出相应的办法。
 
选用湿式吸附法脱硫和高效除尘相结合技能,由文丘里管、旋风除尘器、渣水别离器、加药体系等组成。含尘烟气进入文丘里管中的渐缩管,气流速度逐渐添加,在喉管中,气流速度较高,在高气流的冲击下,从加药箱中注入的脱硫剂得到雾化,在喉管中气液两相充沛混合,实现:
1)脱硫剂与二氧化硫气体充沛接触,反响加性,更有效地消除烟气中的二氧化硫;2)脱硫剂与水滴不断磕碰,凝并成更大的颗粒,已经凝并的尘粒进入旋风除尘器中,进一步脱硫除尘。
 
脱水除尘器下端排出尘渣和水的混合物,经渣水别离器,将尘渣与水别离,渣从旋风别离器下部排出到渣车,由渣车运走,水流入循环水箱,再由水泵注入脱硫除尘器,使用含剩余脱硫剂的水再注入脱硫除尘器顶端的喷嘴,进行第2次脱硫,这样既不浪费水,又使脱硫剂得到充沛的使用,削减脱硫剂的费用。
脱硫除尘器
该除尘器应用于某高校4t/h锅炉烟气处理,运转时不断注入碱性脱硫剂;考虑到除尘器体的腐蚀问题,要求厂家选用不锈钢。从实践运转来看功能是安稳的。用500目双飞粉实测:除尘总功率为95%;经两级脱硫,脱硫功率达70%左右;能耗低,体系总压力丢失为1200~1300Pa;脱水功能好,引风机后部管道不带水,对风管无腐蚀。但连续运转8个月后,呈现破损现象:距离除尘器锥体焊缝边际10mm左右处正对气流一侧呈现5~10mm宽、30~40mm长的裂缝,粉尘从裂缝处向外喷射。当时采取应急处理办法是补焊。2个月之后,在补焊下缘距锥体焊缝边5~7mm处又呈现宽3~7mm、长25~30mm的裂缝。该除尘器不得不中止运转。
 
破损原因剖析
 
1、外观检查与剖析
 
中止运转后的除尘器经检查,在圆筒体上没有发现任何裂纹,圆筒体内壁有磨刷锈蚀痕迹,也没有发现内凹坑蚀现象;锥体焊缝正对气流一侧边际呈现较大的细长裂缝,裂缝内断口呈脆性破坏,显微剖析可在断口邻近发现许多裂纹,裂纹形状复杂,呈分叉树枝形状;靠近锥底裂纹处有内凹坑蚀现象,锥体其他地方有磨刷锈蚀痕迹,且比圆筒内壁显着,但没有发现有坑蚀现象。锥体中残液pH=7.5~8.2,呈弱碱性。初步断定锥体破损原因是:①在高速含尘气流效果下,粉尘对除尘器内壁的冲刷磨损,越靠近磨损越厉害;②残液对除尘器内壁的腐蚀。
 
2、剖析评论
 
(1)从除尘机理剖析:含尘气流由进气管以较高速度沿切线方向进入除尘器内,在圆筒体、锥体内作旋转运动,跟着气流向下旋转,进入锥体,因为锥体半径减小,气流速度越来越大,气流中的尘粒对锥体的冲击、磨损越来越大。
 
(2)从不锈钢的原料剖析:考虑到除尘器作业环境差,腐蚀性大,选用1Cr17Ni2不锈钢,厚度为20mm。这种不锈钢尽管耐腐蚀,但易局部腐蚀,对应力腐蚀敏感。
 
(3)从焊接工艺剖析:1Cr17Ni2不锈钢可焊接性差,焊后在空冷条件下,得到马氏体组织,具有很强的淬硬倾向,焊后剩余应力大,易发生裂纹。尤其是在不锈钢外表有微小凹坑时,更易发生细长裂纹,且裂纹扩展很快,在短时间内发生严峻破坏。
 
为避免应力腐蚀断裂的发生,需进行回火处理,但如果回火温度操控不当,也会影响硬度,回火温度对钢的硬度影响。跟着温度的升高,硬度升高很快,到1050~1100℃时,硬度达到较大,此时温度为较佳淬火温度。这是因为随温度升高,未熔碳化物逐渐熔解,使淬火后马氏体中的含碳量添加;马氏体中的含碳量添加使得硬度添加有效地阻止裂纹扩展。温度超过1100℃时,因为组织中铁素体添加及呈现残留奥氏体,使淬火后的硬度下降,这是因为淬后加热温度过高,一方面使奥氏体中溶解很多的碳及合金元素,安稳性添加,另一方面,当高温时析出铁素体今后,使奥氏体的合金元素,特别是起安稳效果的合金元素相对地添加,使马氏体转变点下降,因而残留奥氏体衡量添加,残留奥氏体将分化转变成浸透碳体,下降晶间结合强度,从而有利于裂纹的构成和开展。厂家在焊接加工时,焊后没有进行很好的热处理,导致焊缝边际存在很大的剩余应力,使得硬度显着下降,锥体抗腐蚀、抗磨性下降,导致焊缝边际呈现破损现象。
 
综上所述湿式旋风脱硫除尘器破损的原因是高速含尘气流对锥体的冲刷磨损与不锈钢应力腐蚀一起效果的结果。在腐蚀和磨损一起效果的情况下,因为腐蚀加速磨损,磨损促进腐蚀,两者交互效果,使得腐蚀磨损总量并不等于纯磨损量和纯腐蚀量的简单叠加。
 
防腐耐磨办法
 
依据以上破损原因剖析,提出如下防腐耐磨归纳办法。
 
1、除尘器内壁贴衬耐磨面料和涂刷耐磨涂料
 
1)耐磨涂料的选用。耐磨涂料的原材料必须能饱尝长时间的粉尘冲刷,本领必定的温度,一起还要与除尘器内壁有较强的结合力。选用石英砂为骨料,矾土熟料细粉为掺加料,矾土水泥为胶结料,配成矾土水泥石英砂耐磨耐腐蚀涂料。
 
2)耐磨耐腐蚀涂料在除尘器内壁的固定。为了使耐磨耐腐蚀涂料和除尘器内壁结实联合,不会成片地掉落,涂刷前在除尘器内壁增设联合结构,选用的办法是筋板穿丝固定办法。
 
3)耐磨耐腐蚀涂料的敷设。耐磨耐腐蚀涂料在除尘器装置前敷设在除尘器内壁上,厚度为20mm。
 
2、焊接工艺
 
1)为确保焊接的耐腐蚀性,不锈钢外表应呈亮光状,应去除残渣。去除办法是砂轮打磨、酸洗、冲洗或抛光。外表粗糙度愈小,其耐磨性愈高。外表酸洗可用酸洗液或酸洗膏,酸洗后用喷水加以清洗。
 
2)焊后固溶处理:焊接后对1Cr17Ni2奥氏体不锈钢进行回火处理,可将物体加热到1050~1150℃淬火,保温1~1.5h后快速空冷。选用以上防腐耐磨归纳办法,该湿式旋风脱硫除尘器运转一年半,运转状况良好。

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