脱硫系统的管道阀门该如何选型
目前国内使用十分成熟的石灰石-石膏湿法烟气脱硫具有脱硫效率高、适应煤种广、脱硫剂价格便宜且采购方便、技术成熟可靠及装置运行稳定等特点,该湿法工艺适用于不同类型、不同规格的火电厂锅炉及其它燃煤锅炉,也是目前国内外应用zui广泛的脱硫工艺(占所有脱硫工艺的80%左右)。湿法工艺涉及到的管道主要分为以下几类:烟道、浆液管道、汽水管道、空气管道。其中的浆液管道是以往电力工程设计中所没有的,它是水和固体颗粒物两种介质流的管道,它具有普通流体管道几乎所有特性,同时又具有易磨损、易腐蚀及易堵塞等普通流体管道所没有的特点,特别是在管道启动、运行、停止等状态时,如果设计得不合理,就会造成沉积甚至堵塞。正是由于后面的几个特征决定了浆液管道在设计时与普通流体管道的巨大区别。
2、浆液管道介质特点
湿法烟气脱硫浆液管道,具有普通流体管道几乎所有特性,同时由于浆液管道内介质为石灰石粉或石膏粉等细小颗粒同水的混合物,并夹杂着部分氯离子(20000ppm以内)和重金属离子,使得浆液管道具有易磨损、易腐蚀及易堵塞等特点。
2.1 磨损性
浆液的磨损性是指浆液中固体颗粒(特别是硅酸盐类)对被磨损材料的撞击及破坏。湿法烟气脱硫浆液介质主要由石灰石(CaCO3)颗粒(含有少量SiO2)、石膏(CaSO4•2H2O)颗粒和水组成,浆液的含固量般为4.0%~50%。石灰石浆液颗粒直径取决于石灰石粉的目数,按照低标准250目的要求衡量,则石灰石浆液颗粒的直径般小于60μm,而石膏颗粒粒径也大多小于100μm。在较高的流速(3m/s以上)时,这些颗粒会对管道内壁产生严重的磨损或冲蚀。
2.2 腐蚀性
因浆液具有弱酸性,并且还夹杂着部分氯离子和氟离子,这些物质会与碳钢管壁发生化学反应而使钢管腐蚀,直至烂穿,影响脱硫装置的使用寿命。主要反应式为:
4Fe+SO42-+4H2O=FeS+3Fe(OH)2+2OH-
另外,Cl-比氧更容易吸附在金属表面,并把氧排挤掉,从而使金属的钝化状态遭到局部破坏而发生孔蚀,某些不锈钢材料也难以避免。浆液对金属管的腐蚀形式有:点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、电化腐蚀等等。石灰浆调节阀选型防止腐蚀的方法是阻止浆液与金属面接触,如衬胶(目前应用较广泛的为丁基橡胶)或衬塑。
聚丙烯(PPR、PPH)管是采用无规共聚聚丙烯经挤出而成的管材(注塑成为管件),是欧洲90年代初开发应用的新型塑料管道产品。PPR(PPH)管除了具有般塑料管重量轻、耐腐蚀、不易结垢等特性外,还有较好的耐热性,PPR(PPH)管的zui高工作温度可达95℃。PPR(PPH)管材、管件可采用热熔和电熔连接,安装方便。PPR(PPH)管的缺点是相比金属管强度低、刚性差,5℃以下存在定低温脆性,PPR(PPH)管长期受紫外线照射易老化降解;另外,PPR(PPH)管的线膨胀系数较大(0.15mm/m℃),在布置设计时要有吸收热膨胀的措施。少数湿法脱硫工程采用PPR(PPH)管作浆液管道,主要还是看中它的价格便宜、安装方便。
不锈钢管具有防腐、耐热、强度高及美观等性能,缺点是价格高,并且碰到氯离子时也会生锈。不锈钢管般用在细小而无法衬胶的浆液管道中,如DN10~DN40等。