脱硫石膏旋流器故障原因分析与处理
潘广强
（华电国际十里泉发电厂，山东 枣庄 277103）
摘 要：针对十里泉电厂330MW 机组脱硫系统石膏旋流器故障原因进行了分析、研究，找出了设计、安装、设备材质等方面存在的问题，并有针对性的进行了整改处理，大幅减少了石膏旋流器故障次数，提高了脱硫系统安全稳定性，为确保脱硫系统两个95%提供了有力保障。关键词：
脱水；返回泵；抗磨；开度
1 概述
石膏脱水是火力发电厂湿法烟气脱硫中的一个独立系统，主要
作用是把从吸收塔排出的石膏浆液，经过石膏旋流器一次脱水，把
含水量50％石膏浆液提供给真空皮带脱水机进行二次脱水，将石膏
浆液由液态变为固态，得到含水率﹤10%的石膏[1]。根据十里泉电
厂330MW 机组脱硫系统运行情况，脱水系统故障频率较高，而其中
大部分是石膏旋流器故障，且备品备件价格昂贵难以购买，已对保
证脱硫效率和设备投运率造成影响。针对这一问题，我们围绕如何
减少石膏旋流器故障，提高设备可靠性，进行了认真分析、研究，
剖析了故障原因并制定出了相应的处理方案。
2 故障原因分析
（1）石膏浆液旋流器主要作用是对达到一定密度和PH 值要求
的石膏浆液进行旋流分离，分离后密度较大的石膏浆液进入脱水机进
行脱水时，此时旋流器处在工作状态；石膏浆液密度和PH 值若达不
到规定值，石膏浆液应返回吸收塔继续参加反应, 旋流器处在备用状
态。而原设计的管道系统无论石膏浆液是否符合脱水要求，石膏浆液
都要经过液旋流器进行脱水，使旋流器长期处在运行状态，这样便增
加了对旋流器的磨损程度，缩短了旋流器的使用寿命，由此得出结论，
石膏浆液管道设计不合理是造成旋流器加快磨损的主要原因。
（2）由于石膏浆液在压力作用下沿切线方向进入旋流子，在离
心力作用下，大颗粒随外旋流沿旋流子内壁向下运动，沿椎体延长管、
椎管、底流口进入底流箱，得到颗粒粗的底流产物，细颗粒随内旋
流在压力作用下向上运动，从上部溢流管进入到溢流箱。通过解体
发现旋流子内壁出现较深磨痕，甚至多处出现旋流子内壁接近磨穿，
由此得出旋流子耐磨性差。
（3）旋流器单体旋流子的供浆阀为手动隔膜阀，无开关位置指
示，我们对更换下来的隔膜阀解体检修，发现阀门都在半关闭状态，
半关闭状态下的阀门隔膜，很容易被石膏浆液磨损，导致阀门漏浆，
这是造成供浆门损坏的主要原因。
3 针对故障原因，实施的处理措施
（1）针对管道结构不合理的问题，我们经过充分论证，并与北京
龙源设计院沟通，确认可以对旋流器供浆管道进行改造，将石膏密度
计、PH计改装至石膏排出泵出口母管处，在石膏密度计、PH计后面
加装浆液返回系统，使浆液根据石膏密度计、PH计计量值判断：达到
脱水值时关闭返回系统阀门，进入石膏旋流器脱水；未达到脱水值时
开启返回系统阀门，关闭石膏旋流器脱水系统，使浆液不经过旋流器，
直接返回吸收塔。这样可以降低石膏旋流器工作时间，减少浆液对石
膏旋流器和排出管道磨损，延长旋流器使用寿命。（见图1，图2）。
（2）我们在厂技术人员的指导下，结合我厂KM 内衬灰渣管道
的使用状况，通过反复论证，改用KM 抗磨复合材料做内衬、外壳
为碳钢材料的旋流子，并联系厂家代为加工。新型旋流子自行安装后，
经过测试和使用，其耐磨损好、强度高、不易泄漏、振动小，设备
运行状况良好（见图3，图4，图5）。
（3）为解决无法观察阀门开关位置的问题，我们根据现场实际
情况，自行设计、加工、安装了供浆阀开度指示牌，并与运行人员加
强沟通，说明供浆阀操作要点，便于运行人员查看阀门开关位置是否
到位。图
1 改造前的石膏浆液管道系统图图
2 改造后的石膏浆液管道系统图图3 新型旋流器内部涂层图（下转第78
页）
图2 不同粒径下抗压强度与砖骨料掺量的关系
别取9%、7%为宜。图
3 不同粒径下强度损失率与砖骨料掺量的关系5.2 抗冻性能
透水混凝土冻融破坏形式为内部损伤。由于透水混凝土具有很大的有效孔隙，能储存水分。当内部水冰冻时体积膨胀，推动其余水分向边界排除，混凝土本身将受到推动水分前进的反力作用，当此反力大于水泥胶结层的抗拉强度时，胶结层破坏，此时透水混凝土内部产生裂缝，缩短透水混凝土的使用寿命。因此，本研究对透水混凝土的抗冻性能进行了室内试验研究。
如图3所示，5~10级配透水混凝土随着掺量增加，强度损失值逐渐增加，即抗冻性逐渐下降，但强度损失基本在10%~20%之间。10~15级配透水混凝土随着掺量增加，强度砖损失值较大，最大强度损失出现在孔隙率40%和80%两个点，强度损失超过30%，抗冻性能明显不如5~10级配。
由分析可知，添加砖骨料降低了透水混凝土的抗冻性能。参考文献:
[1]张孟雄, 张学良, 王卫秋, 吴国强, 薛奇峰. 建筑垃圾砖的开发及应用[J].砖瓦世界,2006(08):19-21.
[2]苗毓恩, 王罗春. 旧建筑物拆除中废旧砖瓦的资源化途径[J].上海电力学院学报,2009(06):579-582.
[3]陶新明. 无砂大孔混凝土配合比设计、成型及养护[J].混凝土,2010(10):136-138.
作者简介:张璐（1990—），女，湖南祁阳人，硕士研究生在读，研究方向：结构工程 。4 搅拌、成型及养护 搅拌：首先往搅拌锅中投入全部砖骨料，并倒入全部的第一次掺水量，搅拌2min；然后倒入全部碎石、水泥、发泡剂及硫酸钠，搅拌1min；最后倒入全部的第二次掺水量，搅拌2min 后出料。 捣实成型：每层捣实厚度不大于5cm，对于10cm×10cm× 10cm的试块每层插捣次数不低于15次。待模子成型之后，用插捣棒在试块表面进行滚动，以使得表面平整，不出现石子脱落现象。 采用自然养护，即在空气中（湿度95％以上，温度(20±2) ℃) 养护。5 结果分析5.1 抗压强度 如图2所示，5～10mm 级配的透水混凝土，当掺量为0%时，抗压强度为9.10MPa，当掺量100%时，抗压强度为6.29MPa，强度减少了22%。10～15mm 级配的透水混凝土，当掺量为0%时，抗压强度为8.90MPa，当掺量增至100%时，抗压强度为5.77MPa，强度减少了35%。随着砖骨料掺量的增加，透水混凝土28d 抗压强度总体呈下降趋势。 透水混凝土是干硬性较大的混凝土，其强度主要取决于骨料之间的咬合摩擦力以及骨料与水泥浆体之间的粘结强度。本实验均使用相同标号的水泥、相同的成型方式，所以认为强度随着掺量的增加而减少的主要原因是粘土砖作骨料时无法像碎石一样在骨料互相摩擦的时候承担那么大的摩擦力，从而发生断裂和崩裂，继而引起宏观上透水
混凝土抗压强度的降低。
（上接第30页）
图
4 原旋流器外观效果图图5 新型旋流器外观效果图
参考文献：
[1]阎维平, 刘忠. 电厂燃煤锅炉石灰石湿法脱硫装置的运行和控制[M].中国电力出版社 2005.
作者简介：潘广强（1980—），男，山东沂南人，本科，工程师，
从事生产技术管理方面的工作。4 实施效果 石膏旋流器故障次数明显减少，大大延长了石膏旋流子更换周期，既降低了维护量及维护费用，又减少职工的劳动强度，同时脱水系统稳定性得到了大幅度提高，为脱硫系统经济稳定运行提供了可靠保障。
脱硫石膏旋流器故障原因分析与处理作者：
作者单位：
刊名：
英文刊名：
年，卷(期)：潘广强华电国际十里泉发电厂,山东 枣庄,277103山东工业技术Shandong Industrial Technology2014(16)
引用本文格式：潘广强 脱硫石膏旋流器故障原因分析与处理[期刊论文]-山东工业技术 2014(16)
脱硫石膏旋流器故障原因分析与处理
潘广强
（华电国际十里泉发电厂，山东 枣庄 277103）
摘 要：针对十里泉电厂330MW 机组脱硫系统石膏旋流器故障原因进行了分析、研究，找出了设计、安装、设备材质等方面存在的问题，并有针对性的进行了整改处理，大幅减少了石膏旋流器故障次数，提高了脱硫系统安全稳定性，为确保脱硫系统两个95%提供了有力保障。关键词：
脱水；返回泵；抗磨；开度
1 概述
石膏脱水是火力发电厂湿法烟气脱硫中的一个独立系统，主要
作用是把从吸收塔排出的石膏浆液，经过石膏旋流器一次脱水，把
含水量50％石膏浆液提供给真空皮带脱水机进行二次脱水，将石膏
浆液由液态变为固态，得到含水率﹤10%的石膏[1]。根据十里泉电
厂330MW 机组脱硫系统运行情况，脱水系统故障频率较高，而其中
大部分是石膏旋流器故障，且备品备件价格昂贵难以购买，已对保
证脱硫效率和设备投运率造成影响。针对这一问题，我们围绕如何
减少石膏旋流器故障，提高设备可靠性，进行了认真分析、研究，
剖析了故障原因并制定出了相应的处理方案。
2 故障原因分析
（1）石膏浆液旋流器主要作用是对达到一定密度和PH 值要求
的石膏浆液进行旋流分离，分离后密度较大的石膏浆液进入脱水机进
行脱水时，此时旋流器处在工作状态；石膏浆液密度和PH 值若达不
到规定值，石膏浆液应返回吸收塔继续参加反应, 旋流器处在备用状
态。而原设计的管道系统无论石膏浆液是否符合脱水要求，石膏浆液
都要经过液旋流器进行脱水，使旋流器长期处在运行状态，这样便增
加了对旋流器的磨损程度，缩短了旋流器的使用寿命，由此得出结论，
石膏浆液管道设计不合理是造成旋流器加快磨损的主要原因。
（2）由于石膏浆液在压力作用下沿切线方向进入旋流子，在离
心力作用下，大颗粒随外旋流沿旋流子内壁向下运动，沿椎体延长管、
椎管、底流口进入底流箱，得到颗粒粗的底流产物，细颗粒随内旋
流在压力作用下向上运动，从上部溢流管进入到溢流箱。通过解体
发现旋流子内壁出现较深磨痕，甚至多处出现旋流子内壁接近磨穿，
由此得出旋流子耐磨性差。
（3）旋流器单体旋流子的供浆阀为手动隔膜阀，无开关位置指
示，我们对更换下来的隔膜阀解体检修，发现阀门都在半关闭状态，
半关闭状态下的阀门隔膜，很容易被石膏浆液磨损，导致阀门漏浆，
这是造成供浆门损坏的主要原因。
3 针对故障原因，实施的处理措施
（1）针对管道结构不合理的问题，我们经过充分论证，并与北京
龙源设计院沟通，确认可以对旋流器供浆管道进行改造，将石膏密度
计、PH计改装至石膏排出泵出口母管处，在石膏密度计、PH计后面
加装浆液返回系统，使浆液根据石膏密度计、PH计计量值判断：达到
脱水值时关闭返回系统阀门，进入石膏旋流器脱水；未达到脱水值时
开启返回系统阀门，关闭石膏旋流器脱水系统，使浆液不经过旋流器，
直接返回吸收塔。这样可以降低石膏旋流器工作时间，减少浆液对石
膏旋流器和排出管道磨损，延长旋流器使用寿命。（见图1，图2）。
（2）我们在厂技术人员的指导下，结合我厂KM 内衬灰渣管道
的使用状况，通过反复论证，改用KM 抗磨复合材料做内衬、外壳
为碳钢材料的旋流子，并联系厂家代为加工。新型旋流子自行安装后，
经过测试和使用，其耐磨损好、强度高、不易泄漏、振动小，设备
运行状况良好（见图3，图4，图5）。
（3）为解决无法观察阀门开关位置的问题，我们根据现场实际
情况，自行设计、加工、安装了供浆阀开度指示牌，并与运行人员加
强沟通，说明供浆阀操作要点，便于运行人员查看阀门开关位置是否
到位。图
1 改造前的石膏浆液管道系统图图
2 改造后的石膏浆液管道系统图图3 新型旋流器内部涂层图（下转第78
页）
图2 不同粒径下抗压强度与砖骨料掺量的关系
别取9%、7%为宜。图
3 不同粒径下强度损失率与砖骨料掺量的关系5.2 抗冻性能
透水混凝土冻融破坏形式为内部损伤。由于透水混凝土具有很大的有效孔隙，能储存水分。当内部水冰冻时体积膨胀，推动其余水分向边界排除，混凝土本身将受到推动水分前进的反力作用，当此反力大于水泥胶结层的抗拉强度时，胶结层破坏，此时透水混凝土内部产生裂缝，缩短透水混凝土的使用寿命。因此，本研究对透水混凝土的抗冻性能进行了室内试验研究。
如图3所示，5~10级配透水混凝土随着掺量增加，强度损失值逐渐增加，即抗冻性逐渐下降，但强度损失基本在10%~20%之间。10~15级配透水混凝土随着掺量增加，强度砖损失值较大，最大强度损失出现在孔隙率40%和80%两个点，强度损失超过30%，抗冻性能明显不如5~10级配。
由分析可知，添加砖骨料降低了透水混凝土的抗冻性能。参考文献:
[1]张孟雄, 张学良, 王卫秋, 吴国强, 薛奇峰. 建筑垃圾砖的开发及应用[J].砖瓦世界,2006(08):19-21.
[2]苗毓恩, 王罗春. 旧建筑物拆除中废旧砖瓦的资源化途径[J].上海电力学院学报,2009(06):579-582.
[3]陶新明. 无砂大孔混凝土配合比设计、成型及养护[J].混凝土,2010(10):136-138.
作者简介:张璐（1990—），女，湖南祁阳人，硕士研究生在读，研究方向：结构工程 。4 搅拌、成型及养护 搅拌：首先往搅拌锅中投入全部砖骨料，并倒入全部的第一次掺水量，搅拌2min；然后倒入全部碎石、水泥、发泡剂及硫酸钠，搅拌1min；最后倒入全部的第二次掺水量，搅拌2min 后出料。 捣实成型：每层捣实厚度不大于5cm，对于10cm×10cm× 10cm的试块每层插捣次数不低于15次。待模子成型之后，用插捣棒在试块表面进行滚动，以使得表面平整，不出现石子脱落现象。 采用自然养护，即在空气中（湿度95％以上，温度(20±2) ℃) 养护。5 结果分析5.1 抗压强度 如图2所示，5～10mm 级配的透水混凝土，当掺量为0%时，抗压强度为9.10MPa，当掺量100%时，抗压强度为6.29MPa，强度减少了22%。10～15mm 级配的透水混凝土，当掺量为0%时，抗压强度为8.90MPa，当掺量增至100%时，抗压强度为5.77MPa，强度减少了35%。随着砖骨料掺量的增加，透水混凝土28d 抗压强度总体呈下降趋势。 透水混凝土是干硬性较大的混凝土，其强度主要取决于骨料之间的咬合摩擦力以及骨料与水泥浆体之间的粘结强度。本实验均使用相同标号的水泥、相同的成型方式，所以认为强度随着掺量的增加而减少的主要原因是粘土砖作骨料时无法像碎石一样在骨料互相摩擦的时候承担那么大的摩擦力，从而发生断裂和崩裂，继而引起宏观上透水
混凝土抗压强度的降低。
（上接第30页）
图
4 原旋流器外观效果图图5 新型旋流器外观效果图
参考文献：
[1]阎维平, 刘忠. 电厂燃煤锅炉石灰石湿法脱硫装置的运行和控制[M].中国电力出版社 2005.
作者简介：潘广强（1980—），男，山东沂南人，本科，工程师，
从事生产技术管理方面的工作。4 实施效果 石膏旋流器故障次数明显减少，大大延长了石膏旋流子更换周期，既降低了维护量及维护费用，又减少职工的劳动强度，同时脱水系统稳定性得到了大幅度提高，为脱硫系统经济稳定运行提供了可靠保障。
脱硫石膏旋流器故障原因分析与处理作者：
作者单位：
刊名：
英文刊名：
年，卷(期)：潘广强华电国际十里泉发电厂,山东 枣庄,277103山东工业技术Shandong Industrial Technology2014(16)
引用本文格式：潘广强 脱硫石膏旋流器故障原因分析与处理[期刊论文]-山东工业技术 2014(16)