電廠脫硫塔增容改造施工技術(shù)

羅 艷

（中國能源建設(shè)集團山西省電力建設(shè)四公司，山西 太原 030006）

引言

燃煤發(fā)電機組同步建設(shè)的煙氣脫硫設(shè)施，近年發(fā)現(xiàn)煤的硫含量增大，影響脫硫系統(tǒng)正常運行，因此決定對原脫硫系統(tǒng)進行增容工藝改造。

1 工程概況

山西漳澤電力股份有限公司蒲洲發(fā)電分公司（以下簡稱電廠）。一期建設(shè)規(guī)模1、2號機組（2×300 MW）于2006年投產(chǎn)發(fā)電。2×300MW 燃煤發(fā)電機組同步建設(shè)了煙氣脫硫設(shè)施，近年發(fā)現(xiàn)煤的硫含量增大，影響脫硫系統(tǒng)正常運行，SO2不能達標(biāo)排放這一情況時，決定對脫硫系統(tǒng)進行改造，做到即保護環(huán)境，同時又保障企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本改造工程根據(jù)電廠主機大修進行進度安排，在電廠大修期前完成準(zhǔn)備工作，在主機再次啟動前完成改造。

本次脫硫擴容改造在原脫硫的基礎(chǔ)上進行，新增設(shè)備及房間均布置在現(xiàn)有脫硫場地的位置。

2 整體工程部署

本改造主要范圍為改造現(xiàn)有的吸收塔系統(tǒng)，包括增大吸收塔漿池、改造噴淋層、改造漿液循環(huán)泵、增容石膏排出系統(tǒng)、增容石膏脫水及輸送系統(tǒng)。

1）提高吸收塔漿池容量及吸收區(qū)高度，使之能夠滿足現(xiàn)有含硫量下的脫硫要求。

2）每臺吸收塔增設(shè)1套漿液循環(huán)系統(tǒng)，包括漿液循環(huán)泵、循環(huán)泵入口閥門、循環(huán)泵入口濾網(wǎng)（合金）、連接用膨脹節(jié)、循環(huán)漿液管道等。

3）每臺吸收塔增設(shè)1套漿液噴淋系統(tǒng)，包含F(xiàn)RP制噴淋層，漿液噴嘴等。

4）每塔增設(shè)1套氧化風(fēng)系統(tǒng)，包括氧化空氣分配管（合金），氧化空氣輸送管，及相關(guān)降溫系統(tǒng)和閥門等；每塔增設(shè)1臺羅茨式氧化風(fēng)機，與原有氧化風(fēng)機組成2運1備。

5）改造原有石膏排出系統(tǒng)，更換原有石膏排漿泵及變頻系統(tǒng)，更換原有石膏排除管道，使之新增石膏排出泵容量相匹配。

6）新增2套石膏旋流站（含石膏漿液分配系統(tǒng)），使之能夠滿足現(xiàn)有一級脫水系統(tǒng)容量的要求。

7）新增2套真空皮帶脫水機系統(tǒng)，包括皮帶脫水機、真空泵、沖洗水箱、沖洗水泵及相關(guān)連接管道，設(shè)計保持50%的脫水余量（設(shè)計煤種）。

8）對石膏轉(zhuǎn)運皮帶進行增速校核能否滿足改造后的石膏轉(zhuǎn)運量，若不能滿足，再考慮更換2條轉(zhuǎn)運皮帶。

9）新建2座吸收塔排水坑，排水坑相關(guān)設(shè)備利用原有排水坑攪拌器、泵及管道等。增加其容量以滿足吸收塔排空的要求。

10）在1號吸收塔上設(shè)置一個直徑5m，高度4m 的臨時煙囪，作為下一步對煙囪進行防腐施工的過渡措施。

11）氧化風(fēng)機、真空泵用水分別從1 號、2號機組循環(huán)水系統(tǒng)接入，互相備用中間設(shè)有聯(lián)絡(luò)門。

3 主要施工技術(shù)措施

3.1 停爐前技術(shù)準(zhǔn)備措施

由于施工期時間短，為保證在大修后能與機組同時投運，建議在做好防護措施確保電廠安全生產(chǎn)的前提下，經(jīng)電廠同意后先部分施工以下工作。

1）搭設(shè)施工腳手架，拆除煙道和吸收塔部分保溫及設(shè)備上的支架或欄桿，制作好加高的吸收塔壁板，運到現(xiàn)場

2）土建部分施工開始、開挖施工增加的設(shè)備基礎(chǔ)、漿池、溝道、建筑物等。

3）措施性材料及施工設(shè)備和機具進場，并下料或制作輔助工具。

4）電器熱工做好標(biāo)記工作拆除可以拆除的電氣設(shè)施。

3.2 吸收塔加高施工順序方案

3.2.1 吸收塔殼體提升

1）提升順序是先修改漿液池部分，完成后再修改吸收區(qū)。第一次將提升裝置布置在底板上，第二次將其附著在吸收塔塔壁上。

2）先拆除與吸收塔連接的煙道、管道和支架橋架等，動用電、火焊之前必須將塔內(nèi)防腐層處理掉，確保不發(fā)生火災(zāi)事故，然后使用火焊將需要割開的吸收塔殼體予以割開，用提升裝置將其提高到一層鋼板的高度，將新增層與塔壁焊好后再提升，直到最后一層最后一圈焊好后，再放下提升裝置。上部吸收塔區(qū)域只需提升一次就能完成加一圈鋼板的工作。

3.2.2 吸收塔和其他設(shè)備的接口施工

1）吸收塔提升加高安裝之后，完成吸收塔的所有開孔工作，將循環(huán)泵入口開孔、人孔門開孔、上部增加的噴淋層開孔等工作完成并打磨干凈。防腐單位開始進行防腐前的噴砂除銹工作，進行吸收塔的防腐施工。

2）開始進行煙道與吸收塔的接口工作（煙道的制作在吸收塔增高的過程中同步進行）。首先完成原煙道與吸收塔的接口施工，更換膨脹節(jié)；其次完成凈煙道與吸收塔出口的接口施工，更換膨脹節(jié)。

3）循環(huán)管道的接口施工在防腐施工時同步進行。

4）氧化空氣吸收塔外部管道施工與循環(huán)管道接口施工同步進行。

3.2.3 吸收塔內(nèi)部設(shè)備安裝

1）首先進行除霧器的部分恢復(fù)安裝。

2）接下來進行噴淋層的安裝，安裝完成后拆除吸收塔上部的腳手架。

3）開始安裝位于吸收塔中下部的氧化空氣管道和上層吸收塔攪拌器。

4）這些內(nèi)部設(shè)備安裝完成后，拆除腳手架，開始進行吸收塔底板的防腐修補和恢復(fù)。

5）吸收塔底板防腐施工完成后，開始恢復(fù)循環(huán)泵濾網(wǎng)，恢復(fù)底部的攪拌器安裝。

6）恢復(fù)吸收塔與所有設(shè)備連接的管道、設(shè)備電纜（不夠長的電纜重新敷設(shè)和接線）。

7）新敷設(shè)接線吸收塔增加的攪拌器、閥門、石膏排出泵和循環(huán)泵電纜。

3.3 吸收塔提升施工技術(shù)方案

由于施工場地受限，施工期短不允許大拆打樁，為降低吸收塔變形和材料浪費，以及施工方便，采用整體提升的方法。

提升順序是先修改漿液池部分，完成后再修改吸收區(qū)。先提升漿液池部分可減輕新增加吸收區(qū)壁板的部分質(zhì)量，第一次提升裝置要布置在底板上，第二次提升裝置將其附著在吸收塔塔壁上。第一次提升裝置示意圖見下頁圖1。

圖1 罐內(nèi)立多桅桿倒裝法示意圖

3.4 焊接順序及焊接變形控制

為保證塔體安裝質(zhì)量，控制塔體組裝尺寸，在現(xiàn)場安裝中，應(yīng)正確規(guī)定焊接順序，采取有效的技術(shù)措施，減小焊接應(yīng)力，控制焊接變形。

1）塔體焊縫的焊接順序應(yīng)嚴格按照《焊接工藝規(guī)范》規(guī)定的順序進行。

2）對于大面積薄板結(jié)構(gòu)的焊接，應(yīng)嚴格控制焊接線能量的輸入，特別是對于初層焊道，應(yīng)采用分段退焊法或跳焊法。

3）對于沿罐體圓周均布的焊縫或周向環(huán)焊縫的焊接，應(yīng)由數(shù)名焊工周向均布、同時同向進行施焊。

4）塔壁板上縱縫對接焊時，為防止縱縫角變形，可在壁板內(nèi)側(cè)裝設(shè)弧形加強板，以達到強制控制變形的目的。

5）對于塔內(nèi)附件焊接變形的控制可通過強制或反變形的措施來達到。

3.5 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)吸收塔的允許誤差

1）筒體直徑D的允許誤差是直徑的±1‰，當(dāng)D≥12 000mm 時最大允許誤差為±10mm，當(dāng)8 000＜D≤12 000 mm 時最大允許誤差為±8mm。

2）底圈壁板的鉛垂允許誤差不應(yīng)大于3mm，其他各層壁板的鉛垂度不應(yīng)大于該圈壁板高度的0.3%。

3）吸收塔鉛垂允許誤差為1／800，且不大于50mm。每環(huán)的鉛垂允許誤差為6／2 500。

4）縱向和圓周對接焊接處的鋼板表面最大偏移不能大于0.1倍壁厚，且最大不超過1mm，內(nèi)壁焊縫應(yīng)該打磨平整，外壁焊縫應(yīng)滿足焊縫成形要求，不同板厚的接口，外壁焊縫要打磨成圓弧過渡。

5）塔頂?shù)母叨仍试S誤差±20mm，塔頂邊緣允許誤差±10mm，塔頂中心漂移允許誤差15mm。

6）管口軸線的偏差徑向±0.1 度，軸向從底環(huán)量起±20 mm；徑向從參考面量向法蘭面±5mm。

7）管口法蘭面在水平和豎直方向不能有超過0.5度的偏差。

8）管口法蘭面和吸收塔中心的偏差不得超過10 mm，每兩個管口法蘭面之間的偏差不超過3mm。

9）吸收塔煙道進、出口的標(biāo)高允許誤差±5mm。

10）吸收塔內(nèi)部除霧器、漿液循環(huán)管及氧化空氣管的支撐梁中心線到吸收塔中心線之間的偏差不超過15mm，漿液循環(huán)管支撐梁之間的偏差不超過10mm，除霧器、氧化空氣管支撐梁之間的偏差不超過5mm。

11）吸收塔檢修平臺支撐架高度誤差應(yīng)在±10mm 以內(nèi)。

3.6 吸收塔焊縫無損探傷及嚴密性試驗

1）底板的所有焊縫做滲透探傷或磁粉探傷檢查。

2）吸收塔所有的內(nèi)部焊縫在磨平后必須100%進行著色探傷。

3）縱向焊縫。每一焊工焊接的每種板厚在最初焊接的3m 焊縫的任意位置取300mm 進行射線探傷，以后不考慮焊工人數(shù)，對每種板厚在每30m焊縫及其尾數(shù)內(nèi)的任意部位取300mm 進行射線探傷，必須有25%位于丁字焊縫處。

4）環(huán)向焊縫。每種板厚在最初的3m 焊縫的任意部位取300mm 進行射線，以后對每種板厚在每60m 焊縫及其尾數(shù)內(nèi)的任意部位取300mm進行射線探傷。

5）所有丁字焊縫要求全部進行射線探傷。

6）被環(huán)形加勁、拄形加勁覆蓋的對接焊縫及其他隱蔽部分的焊縫作100%射線探傷。

7）對驗收不合格的，均應(yīng)按照國家相關(guān)規(guī)定處理，處理后需要再進行檢測。

3.7 充水試驗

1）底板和殼體在安裝結(jié)束后需進行水壓試驗（充水的高度為吸收塔漿液液位最大高度），保持48h，罐壁無滲漏、無異常變形為合格。

2）充水過程中，應(yīng)分別在0、1／2、3／4、設(shè)計最高液位＋100 mm 為基準(zhǔn)，只有在一個階段沉降穩(wěn)定后，才能進入下一階段。如果基礎(chǔ)發(fā)生不允許的沉降，應(yīng)停止充水，根據(jù)實際情況采取正確的措施，待處理后方可繼續(xù)進行試驗。

3）充水試驗應(yīng)采取水溫不低于5 ℃淡水。

4）充水試驗內(nèi)容包括：塔底嚴密性、塔壁強度及嚴密性、基礎(chǔ)沉降觀測。

5）充水試驗應(yīng)在塔體無損傷檢測試驗合格及所有配件、附件安裝完畢后進行。

4 結(jié)語

電廠脫硫塔增容工藝成熟可行，能滿足中國能源建設(shè)集團山西省電力建設(shè)項目四公司電廠脫硫要求，設(shè)備全部國產(chǎn)化，操作運行維修都較為簡單。該系統(tǒng)投運以來，運行效果比較穩(wěn)定，完全滿足國家環(huán)保要求，而且脫硫副產(chǎn)物均可應(yīng)用于水泥生產(chǎn)，做到廢物零排放。而且工藝布置較為簡單，占地面積小，施工改造難度小，根據(jù)燃煤硫含量可實現(xiàn)自動控制。

中國能源建設(shè)集團山西省電力建設(shè)項目四公司此次脫硫塔增容工藝技改，應(yīng)用了目前比較先進的技術(shù)和成熟的經(jīng)驗，收到了很好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，值得推廣。

［1］趙熙元.建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1995.