淺談煙氣脫硫改造中吸收塔改造施工方法

劉遠芬

[摘要] 隨著國家對環保的越來越重視，火電廠煙氣脫硫效率必須越來越高才能滿足要求。因此已建成的火電廠煙氣脫硫系統不能滿足環保要求，必須進行改造，提高脫硫效率。在脫硫系統改造中最關鍵、最難的是吸收塔的改造。

[關鍵詞] 脫硫吸收塔改造方法

在已建火電廠煙氣脫硫系統改造中要提高煙氣脫硫效率，方法就是加大吸收塔氧化層的容積，而吸收塔氧化層容積的增加有兩種方法：一是增大吸收塔的直徑；二是增加吸收塔的高度。如果采用增大吸收塔直徑的改造方法，在施工工期和資金投入上與新建一臺吸收塔差不多，投入成本高，施工工期長。因此在火電廠煙氣脫硫系統改造中常采用增加吸收塔的高度來加大氧化層的容積。現以貴州黔北電廠4×300MW機組1#煙氣脫硫吸收塔改造為例，介紹吸收塔改造施工方法。

貴州黔北電廠4×300MW機組煙氣脫硫系統吸收塔改造，主要工作是更換吸收塔原有筒壁12000mm，噴淋層增高1800mm，氧化層增高7500mm，考慮施工工期要求和施工的方便，采用倒裝法：即從高至下進行改造安裝，先進行噴淋層加高，接著是原吸收塔筒壁更換，然后是氧化層加高。主要施工機械為H3/36B塔吊、松卡式液壓千斤頂（SQD—350—100SF型）。

1吸收塔改造工藝流程

拆除與吸收塔連接的所有管道及平臺→拆除最上面兩層噴淋管及支撐→確定增加噴淋層位置，劃線→頂升裝置的定位、安裝、加固筋、加強板的安裝→加高噴淋層殼體、內部支撐、噴淋管的安裝→更換噴淋管及支撐的安裝→原有吸收塔殼體、加強筋的拆除更換（從上至下）→頂升裝置的定位、安裝及頂升支架、加強板的安裝→加高氧化層殼體、加固筋的安裝→管孔、管座、門孔、梯平臺等的安裝→內壁焊縫打磨及防腐→附屬設備安裝及與吸收塔接口相關的管道安裝→灌水試驗。

2管道、平臺拆除

2.1吸收塔管道接口拆除

吸收塔管座與管道的接口均為螺栓連接，拆除時將螺栓拆除并妥善保管以備恢復時使用，同時考慮管道及閥門對吸收塔提升的影響，必須對部分影響吸收塔升高的管道及閥門進行拆除，待吸收塔改造完成后接口。拆除順序原則上為自上而下，依次拆除凈煙道、原煙道、除霧器沖洗水管道、漿液循環管、氧化空氣管等，拆除后的管道及閥門必須做好標記,用塔吊吊至地面，用平板車運至設備堆放場臨時存放，待吸收塔改造完后安裝回原位置。

2.2管座的拆除和補缺

吸收塔改造后部分原來的管座將不再符合圖紙要求，必須根據提供的吸收塔殼體改造圖在吸收塔改造前將其拆除和補缺，考慮吸收塔提升過程中受力的影響，主要是原脫硫裝置的四個漿液循環泵入口管座，必須對其進行加固。

2.3平臺的拆除

由于吸收塔平臺在一邊布置，在頂升過程中可能造成偏心，因此在頂升前必須將其拆除。拆除順序原則為自上而下，拆除后的平臺用塔吊吊至地面，用平板車運至設備堆放場堆放，待吸收塔改造完后根據吸收塔樓梯平臺改造圖再進行安裝。

2.4凈煙道的加固

由于凈煙道位于吸收塔頂部，且無固定支架，必須將其固定，在煙道和吸收塔殼體間用2根[16焊接連接成一個整體。

2.5熱控儀表及電纜的拆除

在拆除管道前，需先將管道上的電動門及熱控儀表的電纜接線拆除，再將電動門、熱控儀表逐一拆除并妥善保管。

根據電纜的敷設層次，從上至下（或從外至內）依次對原電纜進行拆除，對拆下的電纜進行絕緣測試，合格的電纜妥善保管，便于可再次利用。在電纜拆除后，拆除以吸收塔為依托的電纜橋架，拆除的電纜橋架進行除銹、刷銀粉漆處理，并入庫保存以備再次使用。

3吸收塔筒體噴淋層加高

吸收塔增加的噴淋層位于原吸收塔第二層噴淋層與除霧器之間，為降低吸收塔變形和材料浪費，采用整體提升的方法。

3.1松卡式液壓千斤頂布置

吸收塔從上往下第二層噴淋層以上的殼體、管道接口、加固筋、吸收塔頂蓋、凈煙道等重量共計約60t，不平衡系數取1.4，整個提升重量為60t×1.4=84t，采用35t液壓千斤頂進行頂升，個數為84t/35t=3個，考慮吸收塔調整及整體吊裝的安全性,采用液壓千斤頂對稱布置，使用4個千斤頂，在吸收塔內每間隔90°布置一個，每個千斤頂受力21t。

3.2吸收塔殼體和支撐板的加固

由于吸收塔上端為懸空結構，無支撐位置，在頂升之前必須根據液壓千斤頂位置布置相應的支撐板。同時考慮到吸收塔殼體頂升過程中由于受力變形，用2根I16a工字鋼在支撐板位置進行加固，每個支撐點承重21.8t。

3.3吸收塔第二層噴淋層與除霧器之間殼體的切割與提升

在完成加固工作后，使液壓千斤頂微受力，同時沿切割位置下端每隔2m處焊接一個限位塊，以保證安裝的順利進行。然后沿劃定的線將第二層噴淋層與除霧器之間殼體進行切割，全部徹底斷開后，用液壓千斤頂將吸收塔上部殼體緩緩提升，每升高300mm檢查一次，看沿軸向升高是否一致，如不一致則必須進行調整,調整至一樣高后，繼續進行提升，直至升高1830mm后鎖定千斤頂，進行噴淋層增高部分殼體的安裝工作。在提升過程中必須在0°和90°兩個方向放置2臺經緯儀用于監視吸收塔中心的偏移，如超過規范要求則必須將其調整到要求范圍內才可繼續頂升。

3.4吸收塔噴淋層增高1800mm殼體的安裝

用H3/36B塔吊將噴淋層的殼體吊至安裝位置，下端點焊，找正，將立焊和下端環向焊縫焊完后，將上部殼體緩慢放下，下降至離新增殼體上端面3mm時，停止下降，進行環向焊接，在焊接過程中注意焊接變形，焊接完成后，按圖紙要求安裝加固筋。

4原吸收塔殼體更換

4.1根據圖紙要求，確定需更換殼體的位置并進行劃線，同時根據購買鋼材的尺寸在吸收塔上進行劃線。

4.2根據劃線對吸收塔殼體按以下序號及結構分階段梯次進行切割、換板、焊接，直至需更換的吸收塔殼體全部更換完畢。

5 吸收塔氧化層加高

5.1液壓千斤頂的布置

吸收塔改造完成后總重量約為347.4t，改造過程中，采用35t液壓千斤頂進行頂升。考慮1.4倍徑向荷載系數，總荷載為486.4t，千斤頂的個數為486.4t/35t=14個。這14個千斤頂均勻布置在吸收塔筒壁四周，考慮到進、出口煙道伸出塔身部分重量造成受力不均，在進、出口煙道接口方向各多布置一個千斤頂，共16個液壓千斤頂，每個承受重量為30.4t。

5.2吸收塔的頂升

根據液壓千斤頂操作規程嚴格進行操作。頂升過程中，在0°和90°兩個方向放置2臺經緯儀用于監視吸收塔中心的偏移。如超過規范要求時，必須將其調整到要求范圍之內才可繼續頂升。

5.3氧化層加高部分安裝

吸收塔下部氧化層加高7500mm，分四層進行：1500mm、2000mm、2000mm、2000mm，首先進行第一層1500mm層安裝，再依次進行其他三層安裝。當液壓千斤頂的頂升高度達到1550mm后，用H3/36B塔吊將1500mm層的殼體吊至安裝位置，下端點焊、找正、加固，將立焊焊完后，緩慢將吸收塔放下，下降至離上端3mm時，停止下降，進行環向焊接，在焊接過程中注意焊接變形。焊接完成后，將這一層的加固筋進行安裝，至此1500mm層加高完成。然后重復以上步驟，直至加高層全部安裝完成。

6焊接順序及焊接變形控制

為保證塔體安裝質量，控制塔體組裝尺寸，在現場安裝中，應正確規定焊接順序，采取有效的技術措施，減小焊接應力，控制焊接變形。

加強筋板及支座采用手工焊接，焊條選用J507 φ3.2，壁板采用CO2氣體保護焊進行焊接，氣體選用純CO2氣體，不得用混合氣。

塔體焊縫的焊接順序應嚴格按照《焊接工藝規范》規定的順序進行。

對于大面積薄板結構的焊接，應嚴格控制焊接線能量的輸入，特別是對于初層焊道，應采用分段退焊法或跳焊法。

對于沿罐體圓周均布的焊縫或周向環焊縫的焊接，應由數名焊工周向均布、同時同向進行施焊。筒壁板上縱縫對接焊時，為防止縱縫角變形，可在壁板內側裝設弧形加強板，以達到強制控制變形的目的。

對于塔內附件焊接變形的控制可通過強制或反變形的措施來達到。

7灌水試驗

吸收塔本體及配件、附件安裝完，塔體無損檢測試驗合格后，進行灌水試驗，對塔底嚴密性、塔壁強度及嚴密性、基礎沉降進行觀測。

灌水試驗應采用水溫不低于5℃淡水。灌水高度為吸收塔漿液液位最大高度，保持48小時，罐壁無滲漏、無異常變形為合格。

灌水過程中分別以0h、1/2h、3/4h 、1h的+100mm為基準作為一個沉降觀測點(h為設計最高液位)，必須在一個階段沉降穩定后，才能進入下一階段。如果基礎發生不允許的沉降，應停止灌水，待處理后方可繼續試驗。

8施工過程中注意事項

由于改造項目工期都特別緊，所以腳手架搭設必須在停爐之前進行，機組處于運行狀態，搭設前必須與電廠運行人員聯系辦理施工作業票，搭設過程中需注意保護運行中的設備。

在施工前，在0°、90°、180°、270°四個方向用軟導線將吸收塔壁板進行接地，以滿足防雷和焊接需要。

提升過程防傾倒。考慮到春季風大（最大風速22.5m/s），吸收塔迎風面積大，頂升過程中必須對吸收塔拉緊，防止在過程中發生大的傾斜。基本風壓值按ω0＝υ02/1600確定，由于吸收塔屬重要設備，系數取1.2，因此許可風壓值為ωk＝ω0×1.2=0.31×1.2=0.37kN/m2，風載為F=ωk×S=0.37×12.5×20=85kN，風力最大為8.5t，安全系數取3.5，所以鋼絲繩的破斷力為FP=85×3.5=297.5kN，用鋼絲繩(選用6×37+1-φ32)做攬風繩，在吸收塔0°、90°、180°、270°四個方向用鋼絲繩和10t倒鏈牽引，固定在地面的牢固物體上，傾角控制在30°～45°之間。在吸收塔頂升過程中隨著塔體升高緩慢放松倒鏈。同時在吸收塔外面45°、135°、225°、315°四個方向立四根4m高的H型鋼(390*300*10*15)用以限位。

9總結

由于已建火電廠脫硫系統管道及設備都已定位，且布置非常密集，根本無法布置大型起吊裝置來進行吸收塔的改造；由于機組處于運行狀態，縮短停爐時間，減少施工工期尤其重要，采用以上方法，在保證安全的同時，也兼顧到了可行性及經濟性。