電廠脫硫塔增容改造施工技術(shù)

羅 艷

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

引言

燃煤發(fā)電機(jī)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(yùn)行，因此決定對(duì)原脫硫系統(tǒng)進(jìn)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(jiǎn)稱電廠）。一期建設(shè)規(guī)模1、2號(hào)機(jī)組（2×300 MW）于2006年投產(chǎn)發(fā)電。2×300MW 燃煤發(fā)電機(jī)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(yùn)行，SO2不能達(dá)標(biāo)排放這一情況時(shí)，決定對(duì)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造，做到即保護(hù)環(huán)境，同時(shí)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(jī)大修進(jìn)行進(jìn)度安排，在電廠大修期前完成準(zhǔn)備工作，在主機(jī)再次啟動(dòng)前完成改造。

本次脫硫擴(kuò)容改造在原脫硫的基礎(chǔ)上進(jìn)行，新增設(shè)備及房間均布置在現(xiàn)有脫硫場(chǎng)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(tái)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(tái)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(tái)羅茨式氧化風(fēng)機(jī)，與原有氧化風(fēng)機(jī)組成2運(yùn)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(jí)脫水系統(tǒng)容量的要求。

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

8）對(duì)石膏轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶進(jìn)行增速校核能否滿足改造后的石膏轉(zhuǎn)運(yùn)量，若不能滿足，再考慮更換2條轉(zhuǎn)運(yùn)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(hào)吸收塔上設(shè)置一個(gè)直徑5m，高度4m 的臨時(shí)煙囪，作為下一步對(duì)煙囪進(jìn)行防腐施工的過渡措施。

11）氧化風(fēng)機(jī)、真空泵用水分別從1 號(hào)、2號(hào)機(jī)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(shí)間短，為保證在大修后能與機(jī)組同時(shí)投運(yùn)，建議在做好防護(hù)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(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)

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(jī)具進(jìn)場(chǎng)，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(dòng)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(jìn)行防腐前的噴砂除銹工作，進(jìn)行吸收塔的防腐施工。

2）開始進(jìn)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(jìn)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(shí)同步進(jìn)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(jìn)行。

3.2.3 吸收塔內(nèi)部設(shè)備安裝

1）首先進(jìn)行除霧器的部分恢復(fù)安裝。

2）接下來進(jìn)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(jìn)行吸收塔底板的防腐修補(bǔ)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(zhǎng)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(chǎng)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(fèi)，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(yè)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(chǎng)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(yán)格按照《焊接工藝規(guī)范》規(guī)定的順序進(jìn)行。

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

3）對(duì)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(shí)同向進(jìn)行施焊。

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

5）對(duì)于塔內(nèi)附件焊接變形的控制可通過強(qiáng)制或反變形的措施來達(dá)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(shí)最大允許誤差為±10mm，當(dāng)8 000＜D≤12 000 mm 時(shí)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(duì)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?jī)蓚€(gè)管口法蘭面之間的偏差不超過3mm。

9）吸收塔煙道進(jìn)、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(tái)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(yán)密性試驗(yàn)

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(jìn)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(jìn)行射線探傷，以后不考慮焊工人數(shù)，對(duì)每種板厚在每30m焊縫及其尾數(shù)內(nèi)的任意部位取300mm 進(jìn)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(jìn)行射線，以后對(duì)每種板厚在每60m 焊縫及其尾數(shù)內(nèi)的任意部位取300mm進(jìn)行射線探傷。

5）所有丁字焊縫要求全部進(jìn)行射線探傷。

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

7）對(duì)驗(yàn)收不合格的，均應(yīng)按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定處理，處理后需要再進(jìn)行檢測(cè)。

3.7 充水試驗(yàn)

1）底板和殼體在安裝結(jié)束后需進(jìn)行水壓試驗(yàn)（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(jì)最高液位＋100 mm 為基準(zhǔn)，只有在一個(gè)階段沉降穩(wěn)定后，才能進(jìn)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(shí)際情況采取正確的措施，待處理后方可繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。

3）充水試驗(yàn)應(yīng)采取水溫不低于5 ℃淡水。

4）充水試驗(yàn)內(nèi)容包括：塔底嚴(yán)密性、塔壁強(qiáng)度及嚴(yán)密性、基礎(chǔ)沉降觀測(cè)。

5）充水試驗(yàn)應(yīng)在塔體無損傷檢測(cè)試驗(yàn)合格及所有配件、附件安裝完畢后進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

電廠脫硫塔增容工藝成熟可行，能滿足中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力建設(shè)項(xiàng)目四公司電廠脫硫要求，設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化，操作運(yùn)行維修都較為簡(jiǎn)單。該系統(tǒng)投運(yùn)以來，運(yùn)行效果比較穩(wěn)定，完全滿足國(guó)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(jiǎn)單，占地面積小，施工改造難度小，根據(jù)燃煤硫含量可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力建設(shè)項(xiàng)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(jìn)的技術(shù)和成熟的經(jīng)驗(yàn)，收到了很好的經(jīng)濟(jì)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(jì)手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1995.