浅谈烟气脱硫改造中吸收塔改造施工方法

刘远芬

[摘要] 随着国家对环保的越来越重视，火电厂烟气脱硫效率必须越来越高才能满足要求。因此已建成的火电厂烟气脱硫系统不能满足环保要求，必须进行改造，提高脱硫效率。在脱硫系统改造中最关键、最难的是吸收塔的改造。

[关键词] 脱硫吸收塔改造方法

在已建火电厂烟气脱硫系统改造中要提高烟气脱硫效率，方法就是加大吸收塔氧化层的容积，而吸收塔氧化层容积的增加有两种方法：一是增大吸收塔的直径；二是增加吸收塔的高度。如果采用增大吸收塔直径的改造方法，在施工工期和资金投入上与新建一台吸收塔差不多，投入成本高，施工工期长。因此在火电厂烟气脱硫系统改造中常采用增加吸收塔的高度来加大氧化层的容积。现以贵州黔北电厂4×300MW机组1#烟气脱硫吸收塔改造为例，介绍吸收塔改造施工方法。

贵州黔北电厂4×300MW机组烟气脱硫系统吸收塔改造，主要工作是更换吸收塔原有筒壁12000mm，喷淋层增高1800mm，氧化层增高7500mm，考虑施工工期要求和施工的方便，采用倒装法：即从高至下进行改造安装，先进行喷淋层加高，接着是原吸收塔筒壁更换，然后是氧化层加高。主要施工机械为H3/36B塔吊、松卡式液压千斤顶（SQD—350—100SF型）。

1吸收塔改造工艺流程

拆除与吸收塔连接的所有管道及平台→拆除最上面两层喷淋管及支撑→确定增加喷淋层位置，划线→顶升装置的定位、安装、加固筋、加强板的安装→加高喷淋层壳体、内部支撑、喷淋管的安装→更换喷淋管及支撑的安装→原有吸收塔壳体、加强筋的拆除更换（从上至下）→顶升装置的定位、安装及顶升支架、加强板的安装→加高氧化层壳体、加固筋的安装→管孔、管座、门孔、梯平台等的安装→内壁焊缝打磨及防腐→附属设备安装及与吸收塔接口相关的管道安装→灌水试验。

2管道、平台拆除

2.1吸收塔管道接口拆除

吸收塔管座与管道的接口均为螺栓连接，拆除时将螺栓拆除并妥善保管以备恢复时使用，同时考虑管道及阀门对吸收塔提升的影响，必须对部分影响吸收塔升高的管道及阀门进行拆除，待吸收塔改造完成后接口。拆除顺序原则上为自上而下，依次拆除净烟道、原烟道、除雾器冲洗水管道、浆液循环管、氧化空气管等，拆除后的管道及阀门必须做好标记,用塔吊吊至地面，用平板车运至设备堆放场临时存放，待吸收塔改造完后安装回原位置。

2.2管座的拆除和补缺

吸收塔改造后部分原来的管座将不再符合图纸要求，必须根据提供的吸收塔殼体改造图在吸收塔改造前将其拆除和补缺，考虑吸收塔提升过程中受力的影响，主要是原脱硫装置的四个浆液循环泵入口管座，必须对其进行加固。

2.3平台的拆除

由于吸收塔平台在一边布置，在顶升过程中可能造成偏心，因此在顶升前必须将其拆除。拆除顺序原则为自上而下，拆除后的平台用塔吊吊至地面，用平板车运至设备堆放场堆放，待吸收塔改造完后根据吸收塔楼梯平台改造图再进行安装。

2.4净烟道的加固

由于净烟道位于吸收塔顶部，且无固定支架，必须将其固定，在烟道和吸收塔壳体间用2根[16焊接连接成一个整体。

2.5热控仪表及电缆的拆除

在拆除管道前，需先将管道上的电动门及热控仪表的电缆接线拆除，再将电动门、热控仪表逐一拆除并妥善保管。

根据电缆的敷设层次，从上至下（或从外至内）依次对原电缆进行拆除，对拆下的电缆进行绝缘测试，合格的电缆妥善保管，便于可再次利用。在电缆拆除后，拆除以吸收塔为依托的电缆桥架，拆除的电缆桥架进行除锈、刷银粉漆处理，并入库保存以备再次使用。

3吸收塔筒体喷淋层加高

吸收塔增加的喷淋层位于原吸收塔第二层喷淋层与除雾器之间，为降低吸收塔变形和材料浪费，采用整体提升的方法。

3.1松卡式液压千斤顶布置

吸收塔从上往下第二层喷淋层以上的壳体、管道接口、加固筋、吸收塔顶盖、净烟道等重量共计约60t，不平衡系数取1.4，整个提升重量为60t×1.4=84t，采用35t液压千斤顶进行顶升，个数为84t/35t=3个，考虑吸收塔调整及整体吊装的安全性,采用液压千斤顶对称布置，使用4个千斤顶，在吸收塔内每间隔90°布置一个，每个千斤顶受力21t。

3.2吸收塔壳体和支撑板的加固

由于吸收塔上端为悬空结构，无支撑位置，在顶升之前必须根据液压千斤顶位置布置相应的支撑板。同时考虑到吸收塔壳体顶升过程中由于受力变形，用2根I16a工字钢在支撑板位置进行加固，每个支撑点承重21.8t。

3.3吸收塔第二层喷淋层与除雾器之间壳体的切割与提升

在完成加固工作后，使液压千斤顶微受力，同时沿切割位置下端每隔2m处焊接一个限位块，以保证安装的顺利进行。然后沿划定的线将第二层喷淋层与除雾器之间壳体进行切割，全部彻底断开后，用液压千斤顶将吸收塔上部壳体缓缓提升，每升高300mm检查一次，看沿轴向升高是否一致，如不一致则必须进行调整,调整至一样高后，继续进行提升，直至升高1830mm后锁定千斤顶，进行喷淋层增高部分壳体的安装工作。在提升过程中必须在0°和90°两个方向放置2台经纬仪用于监视吸收塔中心的偏移，如超过规范要求则必须将其调整到要求范围内才可继续顶升。

3.4吸收塔喷淋层增高1800mm壳体的安装

用H3/36B塔吊将喷淋层的壳体吊至安装位置，下端点焊，找正，将立焊和下端环向焊缝焊完后，将上部壳体缓慢放下，下降至离新增壳体上端面3mm时，停止下降，进行环向焊接，在焊接过程中注意焊接变形，焊接完成后，按图纸要求安装加固筋。

4原吸收塔壳体更换

4.1根据图纸要求，确定需更换壳体的位置并进行划线，同时根据购买钢材的尺寸在吸收塔上进行划线。

4.2根据划线对吸收塔壳体按以下序号及结构分阶段梯次进行切割、换板、焊接，直至需更换的吸收塔壳体全部更换完毕。

5 吸收塔氧化层加高

5.1液压千斤顶的布置

吸收塔改造完成后总重量约为347.4t，改造过程中，采用35t液压千斤顶进行顶升。考虑1.4倍径向荷载系数，总荷载为486.4t，千斤顶的个数为486.4t/35t=14个。这14个千斤顶均匀布置在吸收塔筒壁四周，考虑到进、出口烟道伸出塔身部分重量造成受力不均，在进、出口烟道接口方向各多布置一个千斤顶，共16个液压千斤顶，每个承受重量为30.4t。

5.2吸收塔的顶升

根据液压千斤顶操作规程严格进行操作。顶升过程中，在0°和90°两个方向放置2台经纬仪用于监视吸收塔中心的偏移。如超过规范要求时，必须将其调整到要求范围之内才可继续顶升。

5.3氧化层加高部分安装

吸收塔下部氧化层加高7500mm，分四层进行：1500mm、2000mm、2000mm、2000mm，首先进行第一层1500mm层安装，再依次进行其他三层安装。当液压千斤顶的顶升高度达到1550mm后，用H3/36B塔吊将1500mm层的壳体吊至安装位置，下端点焊、找正、加固，将立焊焊完后，缓慢将吸收塔放下，下降至离上端3mm时，停止下降，进行环向焊接，在焊接过程中注意焊接变形。焊接完成后，将这一层的加固筋进行安装，至此1500mm层加高完成。然后重复以上步骤，直至加高层全部安装完成。

6焊接顺序及焊接变形控制

为保证塔体安装质量，控制塔体组装尺寸，在现场安装中，应正确规定焊接顺序，采取有效的技术措施，减小焊接应力，控制焊接变形。

加强筋板及支座采用手工焊接，焊条选用J507 φ3.2，壁板采用CO2气体保护焊进行焊接，气体选用纯CO2气体，不得用混合气。

塔体焊缝的焊接顺序应严格按照《焊接工艺规范》规定的顺序进行。

对于大面积薄板结构的焊接，应严格控制焊接线能量的输入，特别是对于初层焊道，应采用分段退焊法或跳焊法。

对于沿罐体圆周均布的焊缝或周向环焊缝的焊接，应由数名焊工周向均布、同时同向进行施焊。筒壁板上纵缝对接焊时，为防止纵缝角变形，可在壁板内侧装设弧形加强板，以达到强制控制变形的目的。

对于塔内附件焊接变形的控制可通过强制或反变形的措施来达到。

7灌水试验

吸收塔本体及配件、附件安装完，塔体无损检测试验合格后，进行灌水试验，对塔底严密性、塔壁强度及严密性、基础沉降进行观测。

灌水试验应采用水温不低于5℃淡水。灌水高度为吸收塔浆液液位最大高度，保持48小时，罐壁无渗漏、无异常变形为合格。

灌水过程中分别以0h、1/2h、3/4h 、1h的+100mm为基准作为一个沉降观测点(h为设计最高液位)，必须在一个阶段沉降稳定后，才能进入下一阶段。如果基础发生不允许的沉降，应停止灌水，待处理后方可继续试验。

8施工过程中注意事项

由于改造项目工期都特别紧，所以脚手架搭设必须在停炉之前进行，机组处于运行状态，搭设前必须与电厂运行人员联系办理施工作业票，搭设过程中需注意保护运行中的设备。

在施工前，在0°、90°、180°、270°四个方向用软导线将吸收塔壁板进行接地，以满足防雷和焊接需要。

提升过程防倾倒。考虑到春季风大（最大风速22.5m/s），吸收塔迎风面积大，顶升过程中必须对吸收塔拉紧，防止在过程中发生大的倾斜。基本风压值按ω0＝υ02/1600确定，由于吸收塔属重要设备，系数取1.2，因此许可风压值为ωk＝ω0×1.2=0.31×1.2=0.37kN/m2，风载为F=ωk×S=0.37×12.5×20=85kN，风力最大为8.5t，安全系数取3.5，所以钢丝绳的破断力为FP=85×3.5=297.5kN，用钢丝绳(选用6×37+1-φ32)做揽风绳，在吸收塔0°、90°、180°、270°四个方向用钢丝绳和10t倒链牵引，固定在地面的牢固物体上，倾角控制在30°～45°之间。在吸收塔顶升过程中随着塔体升高缓慢放松倒链。同时在吸收塔外面45°、135°、225°、315°四个方向立四根4m高的H型钢(390*300*10*15)用以限位。

9总结

由于已建火电厂脱硫系统管道及设备都已定位，且布置非常密集，根本无法布置大型起吊装置来进行吸收塔的改造；由于机组处于运行状态，缩短停炉时间，减少施工工期尤其重要，采用以上方法，在保證安全的同时，也兼顾到了可行性及经济性。