淺談霍煤脫硫改造工程技術與安全管理

張鵬

摘 要：福建龍凈環保股份有限公司霍煤項目脫硫塔增容改造施工，應用了目前先進的技術和成熟的經驗，收到了良好的經濟效益和環保效益，并特別針對濕法脫硫增容改造工程的施工特點提出安全管理策略與合理化建議。

關鍵詞：煙氣脫硫；增容改造；工程建設；安全管理

引言

隨著機組的燃煤品質發生明顯變化，燃煤含硫量大幅上升，2014年7月1日開始，二氧化硫排放濃度要求不大于200mg/Nm3，導致現有的脫硫系統無法實現二氧化硫穩定、達標的排放，因此，需對現有脫硫系統進行增容改造。

1 工程概況

內蒙古自治區霍林郭勒市霍煤鴻駿鋁電有限責任公司電力分公司7、8號爐裝機容量為2臺300MW機組，于2010年投入運行。7、8號鍋爐為1060t/h亞臨界中間再熱自然循環汽包爐。每臺鍋爐配套兩臺雙室電袋除塵器及氣力輸送設備，每臺鍋爐設置帶有GGH的石灰石-石膏濕法脫硫設施，由青島國電藍德環境工程有限公司設計、制造。系統設置為一塔一爐制，采用逆流噴淋洗滌脫硫形式。設計FGD入口二氧化硫濃度3553mg/Nm3（標態、干基、6%O2），脫硫系統在設計條件下，設計煤種含硫按0.96%設計，保證全煙氣脫硫效率為≥90%。

該改造工程由福建龍凈環保股份有限公司2014年5月、10月分別對8#7#機組的FGD裝置進行增容和改造，要求改造方案盡可能不破壞現有脫硫系統，以盡量利用現有設施、減少拆遷和土建工程量、不影響電廠主機運行和盡量縮短FGD裝置改造工期為前提。改造后的脫硫系統仍采用一塔一爐方案，鍋爐燃用本改造工程的設計煤種，且GGH泄露小于1%時（原煙氣向凈煙氣泄露），FGD脫硫率≥95%；FGD出口煙氣二氧化硫濃度不大于150mg/Nm3（標態、干基、6%O2）。

2 本次脫硫改造采用EPC工程總承包方式。

改造范圍兩臺爐脫硫及輔助系統所有設備和設施所需的工藝設計、生產采購、運輸及儲存、制造及安裝、土建勘察與原基礎加固及新增基礎施工、調試、試驗及檢查、試運行、考核驗收、培訓和最終交付投產等一條龍服務，交鑰匙工程；該項目工期緊、改造跨專業接口環節多而復雜，為保證改造項目的順利實施和成功投運，采取跨部門，由專業工程執行部門抽調專業技術骨干組建項目部，項目部負責制，項目部主抓生產交貨、工程執行各環節問題的落實處理，并派出土建、機務、電氣、熱工等專業技術人員、安全質量專工在現場駐點服務，以控制施工質量和工程進度。

3 脫硫裝置主要改造內容

改造主要是在現有的脫硫系統基礎上進行改造，內容如下：

（1）保持吸收塔漿池高度不變，增加一臺漿液循環泵及相應噴淋層，控制二氧化硫排放濃度不大于150mg/Nm3。

（2）每個吸收塔下層增加一臺攪拌器，新增攪拌器形式為無軸封永磁傳動攪拌器。并對吸收塔上下層現有的五臺攪拌器進行修復處理。

（3）保留現有氧化風機，兩套脫硫系統各新增一臺氧化風機，并對現有的氧化風系統進行改造，更換塔內塔外氧化風管，氧化風系統形式不變。

（4）新增一臺與現有系統一致的波紋擋邊機，與現有系統互為備用。增設的波紋擋邊機布置在現有設備旁，震動給料機利用原設備。

（5）保留現有的屋脊式除霧器，并對其進行修復，增加一層管式除霧器。

（6）對7、8號脫硫系統的GGH進行化學清洗。

（7）改造現有的石灰石供漿系統，供漿管道按雙管路設計，新增管路在7號吸收塔增加去事故漿液罐管道與閥門。

（8）為降低工程造價，充分利用原有設備。

4 主要施工技術措施

4.1 停爐前的準備措施

由于該項目每臺脫硫塔改造工期只有40天，時間十分緊迫，為了保證設備增容改造以后能與機組同時投運，經過現場溝通，電廠允許我公司在確保設備安全生產的前提下可以先做以下準備工作。

（1）搭設塔外施工腳手架，拆除吸收塔與凈煙道頂升段保溫層及設備上的支架或欄桿，并開始吸收塔增高段壁板、凈煙道增高段壁板、噴淋支撐梁等的制作。

（2）土建部分施工開始，開挖施工新增設備基礎、溝道。

（3）電氣、熱工做好設備線路標記工作。

（4）現場施工所需機具維修保養及檢查。

4.2 停爐后的施工措施

新增設備土建基礎在停爐前已經基本完成，總體施工流程主要體現機務、電氣、熱控部分。

（1）塔原煙道、塔頂凈煙道連接拆除：拆除煙氣進口、出口處補償器，拆除附屬連接平臺。

（2）將吸收塔內的石灰石漿液倒至事故漿液罐后開始清淤工作。

（3）清淤完畢后，開始搭設塔內腳手架，腳手架高度搭設至頂升段位置時，開始鋪設跳板如圖2。（注意：搭設腳手架前塔底必須進行鋪底層工作，以免塔底受損）

（4）修復塔內兩層屋脊式除霧器及其沖洗水管道。

（5）按照圖紙要求在塔內壁畫出頂升位置標高線，將該標高線上、下各50mm寬度區域內的襯膠層全部鏟除并打磨至露出鋼板原色后，用水平管、鋼直尺清晰畫出割塔標記線，做好一級防火安全措施，割塔。

（6）吸收塔頂升裝置就位，拆除與吸收塔相連接的煙道、支架、樓梯、管道、電纜線等一切妨礙塔體頂升的連接。

（7）開始吸收塔、凈煙道頂升2.6米，頂升完畢后安裝2.6米吸收塔壁板。如下圖2、3。

（8）吸收塔頂升完成以后，開始吸收塔的所有開孔工作，將循環泵入口開孔、循環泵出口開孔、檢修門開孔、新增噴淋層開孔完成以后打磨干凈，防腐單位開始進行噴砂除銹工作，進行吸收塔的防腐施工。

（9）新增噴淋層系統與管式除霧器系統安裝。

（10）氧化空氣系統與塔內攪拌器安裝。

（11）塔內襯膠損壞情況檢查，發現有鼓包、破損等情況均應進行修復。

（12）塔內腳手架拆除。（注意：拆除腳手架過程中應避免二次損壞襯膠層）

（13）恢復吸收塔與原有設備連接的管道、設備電纜。

（14）敷設新增設備電纜。

（15）新增設備單體調試。

（16）整套設備聯動試車，試車無問題后則進入168h負載試運階段，負載通過后設備則可投入使用。

4.3 吸收塔頂升施工方案與技術要點

針對該項目實際情況，為了降低吸收塔的變形和施工方便，我公司采用部分頂升方式進行施工。施工方法是在頂升段位置，沿吸收塔體環向布置多臺葫蘆導鏈，將塔體頂升抱桿焊接在26.9米塔壁外部T型環梁上設置8個抱桿，在抱桿頂部加T字型梁，兩側各掛16臺20t導鏈保持吊點重力平衡。葫蘆導鏈掛在抱桿上，在塔外壁板設置倒牛腿為吊裝點（停爐后在對應塔內四根除霧梁塔壁外側焊接折彎 圈及吊耳，起到漲圈的作用，通過導鏈拉升塔體，頂升高度為2600mm，分兩次進行頂升。

4.3.1 塔體頂升載荷計算

計算公式：n=Pmax/Q Pmax=K·（PG+P附）

n-需要葫蘆導鏈的數量；Pmax-最大頂升重量；PG-設備本體最大頂升重量；P附-設備附件最大頂升重量。

Q=160kN SQD-160-100S 承載

k=2（安全系數）

經過圖紙初步核算重量，塔27.41米切割點上部重量為124T，考慮到保溫及內部防腐層、結垢等PG按160T考慮； 則塔頂最大頂升重量：

Pmax=2* 160 = 320T

塔27.4米葫蘆導鏈數量：

n=320T/20T= 16

葫蘆導鏈為16臺20t，吸收區總重約160t，導鏈負載率為：

160t/（16臺*20t）*100%=50%

因此塔頂層加高選16臺20t葫蘆導鏈，沿塔徑均勻分布，則能夠滿足施工要求，如圖4所示。

①-頂升裝置；②-吸收塔；③-頂升裝置加強板

圖4 頂升裝置布置圖

4.3.2 吸收塔頂升過程施工要點

當抱桿與葫蘆導鏈全部就位以后，現場則具備吸收塔頂升條件，在塔體頂升施工開始前，應先對現場施工人員進行技術、安全交底，且做好現場緊急救援準備措施后，方可開始吸收塔頂升作業。由于頂升施工人員較多，為保證施工人員拉葫蘆導鏈的速度、節拍一致，現場需安排一名吹哨員，通過哨聲指揮作業。在頂升過程中還應注意以下兩點：（1）在提升過程中，每提升200mm就用尺子對塔體圓周8根抱桿對應位置進行測量，如有偏差逐一調整。（2）每提升200mm施工人員調整位置使拉力均勻。

5 安全管理策略及合理化建議

5.1 改造施工前安全管理措施

現場項目部在工程開始前建立完整的安全管理制度，包括安全例會制度、安全獎罰制度、安全事故分析上報統計制度、特種設備安全管理制度、機動車輛安全管理制度、施工用電安全管理制度、“兩票”（動火票、工作票）管理制度等。

總承包單位根據現場項目部的安全管理制度編制實施細則，原則上不能與之相違背。這樣公司的安全管理才能“有法可依”。

5.2 識別濕法脫硫塔施工主要危險源，制定專項預防措施

主要危險源：（1）引起腳手架坍塌的危險點。（2）引起高空墜落的危險點。（3）引起物體打擊的危險點。（4）引起觸電的危險點。（5）引起人員氣體中毒的危險點。（6）引起火災的危險點。

5.3 改造施工過程中的安全管理措施

施工階段是危險點最集中的階段，為了有序高效的展開安全管理工作，防范安全事故發生，保護參建人員的健康與安全，控制作業現場的各種環境因素對環境的污染和危害，工程建設組織機構必須設置專職安全員，并由專職安全員牽頭舉辦每天的站班會，發現著裝不符合要求的、精神疲勞等存在危險因素的人員，嚴禁進入施工現場作業，結合每天的施工內容向施工人員進行安全技術交底，做到“作業任務清楚、危險點清楚、作業程序清楚、安全措施清楚”。

5.4 調試階段的安全管理措施

對試運條件檢查確認。調試主要包括單體試車、系統試車、整套系統啟動試車，是項目竣工前對土建、設備制造和安裝等前期建造質量的檢驗，考驗設備是否能夠安全穩定的運行。為了確保調試人員安全、設備安全，應按照火力發電建設工程啟動試運及驗收規程的有關要求，在調試前填報單機試運檢查確認表、系統試運檢查確認表、整套系統啟運檢查確認表，表中檢查內容由專業技術負責人及安全負責人提出，經審查評定。施工單位組織單機試運條件檢查，調試單位組織系統試運條件、整套啟動試運條件檢查，施工、調試、監理、建設、生產等相關專業人員參加檢查，并對檢查結果簽字確認。

6 改造結果

改造后，霍煤鴻駿鋁電公司電力分公司委托東北電力科學研究院，2015年6月8、9日分別對#8#7爐脫硫系統進行了性能測試，其中#8爐測試結果主要數據如表1所示。

進口檢測結果：（1）原煙氣SO2質量濃度檢測結果表明：試驗期間，在機組負荷為90%時，原煙氣SO2質量濃度檢測均值為3465mg/Nm3（標態、干態、6%O2）接近于《濕法煙氣脫硫裝置改造總承包技術協議》中原煙氣SO2質量濃度設計值3553mg/Nm3（標態、干態、6%O2）。（2）原煙氣煙塵顆粒物質量濃度檢測結果表明，在機組負荷為90%時，試驗期間原煙氣煙塵質量濃度檢測均值為18.9mg/Nm3（標態、干態、6%O2），原煙氣煙塵質量濃度滿足設計要求。

出口檢測結論：（1）出口脫硫效率及凈煙氣SO2質量濃度檢測結果表明：在機組負荷為90%時，試驗期間系統脫硫效率和凈煙氣SO2質量濃度平均值分別為97.55%和85mg/Nm3（標態、干態、6%O2），脫硫系統脫硫效率及凈煙氣SO2排放濃度均滿足保證值要求。（2）凈煙氣煙塵顆粒物質量濃度和脫硫系統除塵效率檢測結果表明，在90%機組負荷時，試驗期間脫硫系統凈煙氣煙塵質量濃度和脫硫系統除塵效率平均值分別為7.5mg/Nm3（標態、干態，6%O2）和60.8%，凈煙氣煙塵質量濃度滿足保證值。另#7爐各項測試數據也均優于設計值。

7 結束語

本次脫硫系統增容改成功改造是我公司技術創新、工程管理制度化、安全管控體系規范運作及龍凈環保霍煤項目部全體成員共同的智慧、施工工藝創新與辛勤勞動的結果。大膽進行技術革新，采用新工藝，新材料，新設備，研究探討新的施工方法，吸取同行的先進經驗，攻克了現場各種的施工難題，設備投運后整體運行效果穩定，完全能夠滿足我國對電力行業的排放新標準。

此次脫硫塔增容改造工程，采用EPC總包形式改造成功，對于后續同類型的脫硫增容提效改造，具有較好的工程推廣和借鑒價值。

參考文獻

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