电厂脱硫塔增容改造施工技术

罗 艳

（中国能源建设集团山西省电力建设四公司，山西 太原 030006）

引言

燃煤发电机组同步建设的烟气脱硫设施，近年发现煤的硫含量增大，影响脱硫系统正常运行，因此决定对原脱硫系统进行增容工艺改造。

1 工程概况

山西漳泽电力股份有限公司蒲洲发电分公司（以下简称电厂）。一期建设规模1、2号机组（2×300 MW）于2006年投产发电。2×300MW 燃煤发电机组同步建设了烟气脱硫设施，近年发现煤的硫含量增大，影响脱硫系统正常运行，SO2不能达标排放这一情况时，决定对脱硫系统进行改造，做到即保护环境，同时又保障企业的可持续发展。本改造工程根据电厂主机大修进行进度安排，在电厂大修期前完成准备工作，在主机再次启动前完成改造。

本次脱硫扩容改造在原脱硫的基础上进行，新增设备及房间均布置在现有脱硫场地的位置。

2 整体工程部署

本改造主要范围为改造现有的吸收塔系统，包括增大吸收塔浆池、改造喷淋层、改造浆液循环泵、增容石膏排出系统、增容石膏脱水及输送系统。

1）提高吸收塔浆池容量及吸收区高度，使之能够满足现有含硫量下的脱硫要求。

2）每台吸收塔增设1套浆液循环系统，包括浆液循环泵、循环泵入口阀门、循环泵入口滤网（合金）、连接用膨胀节、循环浆液管道等。

3）每台吸收塔增设1套浆液喷淋系统，包含FRP制喷淋层，浆液喷嘴等。

4）每塔增设1套氧化风系统，包括氧化空气分配管（合金），氧化空气输送管，及相关降温系统和阀门等；每塔增设1台罗茨式氧化风机，与原有氧化风机组成2运1备。

5）改造原有石膏排出系统，更换原有石膏排浆泵及变频系统，更换原有石膏排除管道，使之新增石膏排出泵容量相匹配。

6）新增2套石膏旋流站（含石膏浆液分配系统），使之能够满足现有一级脱水系统容量的要求。

7）新增2套真空皮带脱水机系统，包括皮带脱水机、真空泵、冲洗水箱、冲洗水泵及相关连接管道，设计保持50%的脱水余量（设计煤种）。

8）对石膏转运皮带进行增速校核能否满足改造后的石膏转运量，若不能满足，再考虑更换2条转运皮带。

9）新建2座吸收塔排水坑，排水坑相关设备利用原有排水坑搅拌器、泵及管道等。增加其容量以满足吸收塔排空的要求。

10）在1号吸收塔上设置一个直径5m，高度4m 的临时烟囱，作为下一步对烟囱进行防腐施工的过渡措施。

11）氧化风机、真空泵用水分别从1 号、2号机组循环水系统接入，互相备用中间设有联络门。

3 主要施工技术措施

3.1 停炉前技术准备措施

由于施工期时间短，为保证在大修后能与机组同时投运，建议在做好防护措施确保电厂安全生产的前提下，经电厂同意后先部分施工以下工作。

1）搭设施工脚手架，拆除烟道和吸收塔部分保温及设备上的支架或栏杆，制作好加高的吸收塔壁板，运到现场

2）土建部分施工开始、开挖施工增加的设备基础、浆池、沟道、建筑物等。

3）措施性材料及施工设备和机具进场，并下料或制作辅助工具。

4）电器热工做好标记工作拆除可以拆除的电气设施。

3.2 吸收塔加高施工顺序方案

3.2.1 吸收塔壳体提升

1）提升顺序是先修改浆液池部分，完成后再修改吸收区。第一次将提升装置布置在底板上，第二次将其附着在吸收塔塔壁上。

2）先拆除与吸收塔连接的烟道、管道和支架桥架等，动用电、火焊之前必须将塔内防腐层处理掉，确保不发生火灾事故，然后使用火焊将需要割开的吸收塔壳体予以割开，用提升装置将其提高到一层钢板的高度，将新增层与塔壁焊好后再提升，直到最后一层最后一圈焊好后，再放下提升装置。上部吸收塔区域只需提升一次就能完成加一圈钢板的工作。

3.2.2 吸收塔和其他设备的接口施工

1）吸收塔提升加高安装之后，完成吸收塔的所有开孔工作，将循环泵入口开孔、人孔门开孔、上部增加的喷淋层开孔等工作完成并打磨干净。防腐单位开始进行防腐前的喷砂除锈工作，进行吸收塔的防腐施工。

2）开始进行烟道与吸收塔的接口工作（烟道的制作在吸收塔增高的过程中同步进行）。首先完成原烟道与吸收塔的接口施工，更换膨胀节；其次完成净烟道与吸收塔出口的接口施工，更换膨胀节。

3）循环管道的接口施工在防腐施工时同步进行。

4）氧化空气吸收塔外部管道施工与循环管道接口施工同步进行。

3.2.3 吸收塔内部设备安装

1）首先进行除雾器的部分恢复安装。

2）接下来进行喷淋层的安装，安装完成后拆除吸收塔上部的脚手架。

3）开始安装位于吸收塔中下部的氧化空气管道和上层吸收塔搅拌器。

4）这些内部设备安装完成后，拆除脚手架，开始进行吸收塔底板的防腐修补和恢复。

5）吸收塔底板防腐施工完成后，开始恢复循环泵滤网，恢复底部的搅拌器安装。

6）恢复吸收塔与所有设备连接的管道、设备电缆（不够长的电缆重新敷设和接线）。

7）新敷设接线吸收塔增加的搅拌器、阀门、石膏排出泵和循环泵电缆。

3.3 吸收塔提升施工技术方案

由于施工场地受限，施工期短不允许大拆打桩，为降低吸收塔变形和材料浪费，以及施工方便，采用整体提升的方法。

提升顺序是先修改浆液池部分，完成后再修改吸收区。先提升浆液池部分可减轻新增加吸收区壁板的部分质量，第一次提升装置要布置在底板上，第二次提升装置将其附着在吸收塔塔壁上。第一次提升装置示意图见下页图1。

图1 罐内立多桅杆倒装法示意图

3.4 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。

1）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。

2）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。

3）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。

4）塔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。

5）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。

3.5 质量标准吸收塔的允许误差

1）筒体直径D的允许误差是直径的±1‰，当D≥12 000mm 时最大允许误差为±10mm，当8 000＜D≤12 000 mm 时最大允许误差为±8mm。

2）底圈壁板的铅垂允许误差不应大于3mm，其他各层壁板的铅垂度不应大于该圈壁板高度的0.3%。

3）吸收塔铅垂允许误差为1／800，且不大于50mm。每环的铅垂允许误差为6／2 500。

4）纵向和圆周对接焊接处的钢板表面最大偏移不能大于0.1倍壁厚，且最大不超过1mm，内壁焊缝应该打磨平整，外壁焊缝应满足焊缝成形要求，不同板厚的接口，外壁焊缝要打磨成圆弧过渡。

5）塔顶的高度允许误差±20mm，塔顶边缘允许误差±10mm，塔顶中心漂移允许误差15mm。

6）管口轴线的偏差径向±0.1 度，轴向从底环量起±20 mm；径向从参考面量向法兰面±5mm。

7）管口法兰面在水平和竖直方向不能有超过0.5度的偏差。

8）管口法兰面和吸收塔中心的偏差不得超过10 mm，每两个管口法兰面之间的偏差不超过3mm。

9）吸收塔烟道进、出口的标高允许误差±5mm。

10）吸收塔内部除雾器、浆液循环管及氧化空气管的支撑梁中心线到吸收塔中心线之间的偏差不超过15mm，浆液循环管支撑梁之间的偏差不超过10mm，除雾器、氧化空气管支撑梁之间的偏差不超过5mm。

11）吸收塔检修平台支撑架高度误差应在±10mm 以内。

3.6 吸收塔焊缝无损探伤及严密性试验

1）底板的所有焊缝做渗透探伤或磁粉探伤检查。

2）吸收塔所有的内部焊缝在磨平后必须100%进行着色探伤。

3）纵向焊缝。每一焊工焊接的每种板厚在最初焊接的3m 焊缝的任意位置取300mm 进行射线探伤，以后不考虑焊工人数，对每种板厚在每30m焊缝及其尾数内的任意部位取300mm 进行射线探伤，必须有25%位于丁字焊缝处。

4）环向焊缝。每种板厚在最初的3m 焊缝的任意部位取300mm 进行射线，以后对每种板厚在每60m 焊缝及其尾数内的任意部位取300mm进行射线探伤。

5）所有丁字焊缝要求全部进行射线探伤。

6）被环形加劲、拄形加劲覆盖的对接焊缝及其他隐蔽部分的焊缝作100%射线探伤。

7）对验收不合格的，均应按照国家相关规定处理，处理后需要再进行检测。

3.7 充水试验

1）底板和壳体在安装结束后需进行水压试验（充水的高度为吸收塔浆液液位最大高度），保持48h，罐壁无渗漏、无异常变形为合格。

2）充水过程中，应分别在0、1／2、3／4、设计最高液位＋100 mm 为基准，只有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，应停止充水，根据实际情况采取正确的措施，待处理后方可继续进行试验。

3）充水试验应采取水温不低于5 ℃淡水。

4）充水试验内容包括：塔底严密性、塔壁强度及严密性、基础沉降观测。

5）充水试验应在塔体无损伤检测试验合格及所有配件、附件安装完毕后进行。

4 结语

电厂脱硫塔增容工艺成熟可行，能满足中国能源建设集团山西省电力建设项目四公司电厂脱硫要求，设备全部国产化，操作运行维修都较为简单。该系统投运以来，运行效果比较稳定，完全满足国家环保要求，而且脱硫副产物均可应用于水泥生产，做到废物零排放。而且工艺布置较为简单，占地面积小，施工改造难度小，根据燃煤硫含量可实现自动控制。

中国能源建设集团山西省电力建设项目四公司此次脱硫塔增容工艺技改，应用了目前比较先进的技术和成熟的经验，收到了很好的经济效益和环保效益，值得推广。

［1］赵熙元.建筑钢结构设计手册［M］.北京：冶金工业出版社，1995.