電廠脫硫塔增容改造施工技術

羅 艷

（中國能源建設集團山西省電力建設四公司，山西 太原 030006）

引言

燃煤發電機組同步建設的煙氣脫硫設施，近年發現煤的硫含量增大，影響脫硫系統正常運行，因此決定對原脫硫系統進行增容工藝改造。

1 工程概況

山西漳澤電力股份有限公司蒲洲發電分公司（以下簡稱電廠）。一期建設規模1、2號機組（2×300 MW）于2006年投產發電。2×300MW 燃煤發電機組同步建設了煙氣脫硫設施，近年發現煤的硫含量增大，影響脫硫系統正常運行，SO2不能達標排放這一情況時，決定對脫硫系統進行改造，做到即保護環境，同時又保障企業的可持續發展。本改造工程根據電廠主機大修進行進度安排，在電廠大修期前完成準備工作，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上進行，新增設備及房間均布置在現有脫硫場地的位置。

2 整體工程部署

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

1）提高吸收塔漿池容量及吸收區高度，使之能夠滿足現有含硫量下的脫硫要求。

2）每臺吸收塔增設1套漿液循環系統，包括漿液循環泵、循環泵入口閥門、循環泵入口濾網（合金）、連接用膨脹節、循環漿液管道等。

3）每臺吸收塔增設1套漿液噴淋系統，包含FRP制噴淋層，漿液噴嘴等。

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

5）改造原有石膏排出系統，更換原有石膏排漿泵及變頻系統，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），使之能夠滿足現有一級脫水系統容量的要求。

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

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

9）新建2座吸收塔排水坑，排水坑相關設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）氧化風機、真空泵用水分別從1 號、2號機組循環水系統接入，互相備用中間設有聯絡門。

3 主要施工技術措施

3.1 停爐前技術準備措施

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的前提下，經電廠同意后先部分施工以下工作。

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

2）土建部分施工開始、開挖施工增加的設備基礎、漿池、溝道、建筑物等。

3）措施性材料及施工設備和機具進場，并下料或制作輔助工具。

4）電器熱工做好標記工作拆除可以拆除的電氣設施。

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。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防腐層處理掉，確保不發生火災事故，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；其次完成凈煙道與吸收塔出口的接口施工，更換膨脹節。

3）循環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管道接口施工同步進行。

3.2.3 吸收塔內部設備安裝

1）首先進行除霧器的部分恢復安裝。

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）這些內部設備安裝完成后，拆除腳手架，開始進行吸收塔底板的防腐修補和恢復。

5）吸收塔底板防腐施工完成后，開始恢復循環泵濾網，恢復底部的攪拌器安裝。

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

7）新敷設接線吸收塔增加的攪拌器、閥門、石膏排出泵和循環泵電纜。

3.3 吸收塔提升施工技術方案

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。先提升漿液池部分可減輕新增加吸收區壁板的部分質量，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。

1）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。

2）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。

3）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。

4）塔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。

5）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。

3.5 質量標準吸收塔的允許誤差

1）筒體直徑D的允許誤差是直徑的±1‰，當D≥12 000mm 時最大允許誤差為±10mm，當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大于3mm，其他各層壁板的鉛垂度不應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，內壁焊縫應該打磨平整，外壁焊縫應滿足焊縫成形要求，不同板厚的接口，外壁焊縫要打磨成圓弧過渡。

5）塔頂的高度允許誤差±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、出口的標高允許誤差±5mm。

10）吸收塔內部除霧器、漿液循環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在±10mm 以內。

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，對每種板厚在每30m焊縫及其尾數內的任意部位取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 焊縫及其尾數內的任意部位取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，均應按照國家相關規定處理，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，應分別在0、1／2、3／4、設計最高液位＋100 mm 為基準，只有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，應停止充水，根據實際情況采取正確的措施，待處理后方可繼續進行試驗。

3）充水試驗應采取水溫不低于5 ℃淡水。

4）充水試驗內容包括：塔底嚴密性、塔壁強度及嚴密性、基礎沉降觀測。

5）充水試驗應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 結語

電廠脫硫塔增容工藝成熟可行，能滿足中國能源建設集團山西省電力建設項目四公司電廠脫硫要求，設備全部國產化，操作運行維修都較為簡單。該系統投運以來，運行效果比較穩定，完全滿足國家環保要求，而且脫硫副產物均可應用于水泥生產，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，根據燃煤硫含量可實現自動控制。

中國能源建設集團山西省電力建設項目四公司此次脫硫塔增容工藝技改，應用了目前比較先進的技術和成熟的經驗，收到了很好的經濟效益和環保效益，值得推廣。

［1］趙熙元.建筑鋼結構設計手冊［M］.北京：冶金工業出版社，1995.