浅谈霍煤脱硫改造工程技术与安全管理

张鹏

摘 要：福建龙净环保股份有限公司霍煤项目脱硫塔增容改造施工，应用了目前先进的技术和成熟的经验，收到了良好的经济效益和环保效益，并特别针对湿法脱硫增容改造工程的施工特点提出安全管理策略与合理化建议。

关键词：烟气脱硫；增容改造；工程建设；安全管理

引言

随着机组的燃煤品质发生明显变化，燃煤含硫量大幅上升，2014年7月1日开始，二氧化硫排放浓度要求不大于200mg/Nm3，导致现有的脱硫系统无法实现二氧化硫稳定、达标的排放，因此，需对现有脱硫系统进行增容改造。

1 工程概况

内蒙古自治区霍林郭勒市霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司7、8号炉装机容量为2台300MW机组，于2010年投入运行。7、8号锅炉为1060t/h亚临界中间再热自然循环汽包炉。每台锅炉配套两台双室电袋除尘器及气力輸送设备，每台锅炉设置带有GGH的石灰石-石膏湿法脱硫设施，由青岛国电蓝德环境工程有限公司设计、制造。系统设置为一塔一炉制，采用逆流喷淋洗涤脱硫形式。设计FGD入口二氧化硫浓度3553mg/Nm3（标态、干基、6%O2），脱硫系统在设计条件下，设计煤种含硫按0.96%设计，保证全烟气脱硫效率为≥90%。

该改造工程由福建龙净环保股份有限公司2014年5月、10月分别对8#7#机组的FGD装置进行增容和改造，要求改造方案尽可能不破坏现有脱硫系统，以尽量利用现有设施、减少拆迁和土建工程量、不影响电厂主机运行和尽量缩短FGD装置改造工期为前提。改造后的脱硫系统仍采用一塔一炉方案，锅炉燃用本改造工程的设计煤种，且GGH泄露小于1%时（原烟气向净烟气泄露），FGD脱硫率≥95%；FGD出口烟气二氧化硫浓度不大于150mg/Nm3（标态、干基、6%O2）。

2 本次脱硫改造采用EPC工程总承包方式。

改造范围两台炉脱硫及辅助系统所有设备和设施所需的工艺设计、生产采购、运输及储存、制造及安装、土建勘察与原基础加固及新增基础施工、调试、试验及检查、试运行、考核验收、培训和最终交付投产等一条龙服务，交钥匙工程；该项目工期紧、改造跨专业接口环节多而复杂，为保证改造项目的顺利实施和成功投运，采取跨部门，由专业工程执行部门抽调专业技术骨干组建项目部，项目部负责制，项目部主抓生产交货、工程执行各环节问题的落实处理，并派出土建、机务、电气、热工等专业技术人员、安全质量专工在现场驻点服务，以控制施工质量和工程进度。

3 脱硫装置主要改造内容

改造主要是在现有的脱硫系统基础上进行改造，内容如下：

（1）保持吸收塔浆池高度不变，增加一台浆液循环泵及相应喷淋层，控制二氧化硫排放浓度不大于150mg/Nm3。

（2）每个吸收塔下层增加一台搅拌器，新增搅拌器形式为无轴封永磁传动搅拌器。并对吸收塔上下层现有的五台搅拌器进行修复处理。

（3）保留现有氧化风机，两套脱硫系统各新增一台氧化风机，并对现有的氧化风系统进行改造，更换塔内塔外氧化风管，氧化风系统形式不变。

（4）新增一台与现有系统一致的波纹挡边机，与现有系统互为备用。增设的波纹挡边机布置在现有设备旁，震动给料机利用原设备。

（5）保留现有的屋脊式除雾器，并对其进行修复，增加一层管式除雾器。

（6）对7、8号脱硫系统的GGH进行化学清洗。

（7）改造现有的石灰石供浆系统，供浆管道按双管路设计，新增管路在7号吸收塔增加去事故浆液罐管道与阀门。

（8）为降低工程造价，充分利用原有设备。

4 主要施工技术措施

4.1 停炉前的准备措施

由于该项目每台脱硫塔改造工期只有40天，时间十分紧迫，为了保证设备增容改造以后能与机组同时投运，经过现场沟通，电厂允许我公司在确保设备安全生产的前提下可以先做以下准备工作。

（1）搭设塔外施工脚手架，拆除吸收塔与净烟道顶升段保温层及设备上的支架或栏杆，并开始吸收塔增高段壁板、净烟道增高段壁板、喷淋支撑梁等的制作。

（2）土建部分施工开始，开挖施工新增设备基础、沟道。

（3）电气、热工做好设备线路标记工作。

（4）现场施工所需机具维修保养及检查。

4.2 停炉后的施工措施

新增设备土建基础在停炉前已经基本完成，总体施工流程主要体现机务、电气、热控部分。

（1）塔原烟道、塔顶净烟道连接拆除：拆除烟气进口、出口处补偿器，拆除附属连接平台。

（2）将吸收塔内的石灰石浆液倒至事故浆液罐后开始清淤工作。

（3）清淤完毕后，开始搭设塔内脚手架，脚手架高度搭设至顶升段位置时，开始铺设跳板如图2。（注意：搭设脚手架前塔底必须进行铺底层工作，以免塔底受损）

（4）修复塔内两层屋脊式除雾器及其冲洗水管道。

（5）按照图纸要求在塔内壁画出顶升位置标高线，将该标高线上、下各50mm宽度区域内的衬胶层全部铲除并打磨至露出钢板原色后，用水平管、钢直尺清晰画出割塔标记线，做好一级防火安全措施，割塔。

（6）吸收塔顶升装置就位，拆除与吸收塔相连接的烟道、支架、楼梯、管道、电缆线等一切妨碍塔体顶升的连接。

（7）开始吸收塔、净烟道顶升2.6米，顶升完毕后安装2.6米吸收塔壁板。如下图2、3。

（8）吸收塔顶升完成以后，开始吸收塔的所有开孔工作，将循环泵入口开孔、循环泵出口开孔、检修门开孔、新增喷淋层开孔完成以后打磨干净，防腐单位开始进行喷砂除锈工作，进行吸收塔的防腐施工。

（9）新增喷淋层系统与管式除雾器系统安装。

（10）氧化空气系统与塔内搅拌器安装。

（11）塔内衬胶损坏情况检查，发现有鼓包、破损等情况均应进行修复。

（12）塔内脚手架拆除。（注意：拆除脚手架过程中应避免二次损坏衬胶层）

（13）恢复吸收塔与原有设备连接的管道、设备电缆。

（14）敷设新增设备电缆。

（15）新增设备单体调试。

（16）整套设备联动试车，试车无问题后则进入168h负载试运阶段，负载通过后设备则可投入使用。

4.3 吸收塔顶升施工方案与技术要点

针对该项目实际情况，为了降低吸收塔的变形和施工方便，我公司采用部分顶升方式进行施工。施工方法是在顶升段位置，沿吸收塔体环向布置多台葫芦导链，将塔体顶升抱杆焊接在26.9米塔壁外部T型环梁上设置8个抱杆，在抱杆顶部加T字型梁，两侧各挂16台20t导链保持吊点重力平衡。葫芦导链挂在抱杆上，在塔外壁板设置倒牛腿为吊装点（停炉后在对应塔内四根除雾梁塔壁外侧焊接折弯 圈及吊耳，起到涨圈的作用，通过导链拉升塔体，顶升高度为2600mm，分两次进行顶升。

4.3.1 塔体顶升载荷计算

计算公式：n=Pmax/Q Pmax=K·（PG+P附）

n-需要葫蘆导链的数量；Pmax-最大顶升重量；PG-设备本体最大顶升重量；P附-设备附件最大顶升重量。

Q=160kN SQD-160-100S 承载

k=2（安全系数）

经过图纸初步核算重量，塔27.41米切割点上部重量为124T，考虑到保温及内部防腐层、结垢等PG按160T考虑； 则塔顶最大顶升重量：

Pmax=2* 160 = 320T

塔27.4米葫芦导链数量：

n=320T/20T= 16

葫芦导链为16台20t，吸收区总重约160t，导链负载率为：

160t/（16台*20t）*100%=50%

因此塔顶层加高选16台20t葫芦导链，沿塔径均匀分布，则能够满足施工要求，如图4所示。

①-顶升装置；②-吸收塔；③-顶升装置加强板

图4 顶升装置布置图

4.3.2 吸收塔顶升过程施工要点

当抱杆与葫芦导链全部就位以后，现场则具备吸收塔顶升条件，在塔体顶升施工开始前，应先对现场施工人员进行技术、安全交底，且做好现场紧急救援准备措施后，方可开始吸收塔顶升作业。由于顶升施工人员较多，为保证施工人员拉葫芦导链的速度、节拍一致，现场需安排一名吹哨员，通过哨声指挥作业。在顶升过程中还应注意以下两点：（1）在提升过程中，每提升200mm就用尺子对塔体圆周8根抱杆对应位置进行测量，如有偏差逐一调整。（2）每提升200mm施工人员调整位置使拉力均匀。

5 安全管理策略及合理化建议

5.1 改造施工前安全管理措施

现场项目部在工程开始前建立完整的安全管理制度，包括安全例会制度、安全奖罚制度、安全事故分析上报统计制度、特种设备安全管理制度、机动车辆安全管理制度、施工用电安全管理制度、“两票”（动火票、工作票）管理制度等。

总承包单位根据现场项目部的安全管理制度编制实施细则，原则上不能与之相违背。这样公司的安全管理才能“有法可依”。

5.2 识别湿法脱硫塔施工主要危险源，制定专项预防措施

主要危险源：（1）引起脚手架坍塌的危险点。（2）引起高空坠落的危险点。（3）引起物体打击的危险点。（4）引起触电的危险点。（5）引起人员气体中毒的危险点。（6）引起火灾的危险点。

5.3 改造施工过程中的安全管理措施

施工阶段是危险点最集中的阶段，为了有序高效的展开安全管理工作，防范安全事故发生，保护参建人员的健康与安全，控制作业现场的各种环境因素对环境的污染和危害，工程建设组织机构必须设置专职安全员，并由专职安全员牵头举办每天的站班会，发现着装不符合要求的、精神疲劳等存在危险因素的人员，严禁进入施工现场作业，结合每天的施工内容向施工人员进行安全技术交底，做到“作业任务清楚、危险点清楚、作业程序清楚、安全措施清楚”。

5.4 调试阶段的安全管理措施

对试运条件检查确认。调试主要包括单体试车、系统试车、整套系统启动试车，是项目竣工前对土建、设备制造和安装等前期建造质量的检验，考验设备是否能够安全稳定的运行。为了确保调试人员安全、设备安全，应按照火力发电建设工程启动试运及验收规程的有关要求，在调试前填报单机试运检查确认表、系统试运检查确认表、整套系统启运检查确认表，表中检查内容由专业技术负责人及安全负责人提出，经审查评定。施工单位组织单机试运条件检查，调试单位组织系统试运条件、整套启动试运条件检查，施工、调试、监理、建设、生产等相关专业人员参加检查，并对检查结果签字确认。

6 改造结果

改造后，霍煤鸿骏铝电公司电力分公司委托东北电力科学研究院，2015年6月8、9日分别对#8#7炉脱硫系统进行了性能测试，其中#8炉测试结果主要数据如表1所示。

进口检测结果：（1）原烟气SO2质量浓度检测结果表明：试验期间，在机组负荷为90%时，原烟气SO2质量浓度检测均值为3465mg/Nm3（标态、干态、6%O2）接近于《湿法烟气脱硫装置改造总承包技术协议》中原烟气SO2质量浓度设计值3553mg/Nm3（标态、干态、6%O2）。（2）原烟气烟尘颗粒物质量浓度检测结果表明，在机组负荷为90%时，试验期间原烟气烟尘质量浓度检测均值为18.9mg/Nm3（标态、干态、6%O2），原烟气烟尘质量浓度满足设计要求。

出口检测结论：（1）出口脱硫效率及净烟气SO2质量浓度检测结果表明：在机组负荷为90%时，试验期间系统脱硫效率和净烟气SO2质量浓度平均值分别为97.55%和85mg/Nm3（标态、干态、6%O2），脱硫系统脱硫效率及净烟气SO2排放浓度均满足保证值要求。（2）净烟气烟尘颗粒物质量浓度和脱硫系统除尘效率检测结果表明，在90%机组负荷时，试验期间脱硫系统净烟气烟尘质量浓度和脱硫系统除尘效率平均值分别为7.5mg/Nm3（标态、干态，6%O2）和60.8%，净烟气烟尘质量浓度满足保证值。另#7炉各项测试数据也均优于设计值。

7 结束语

本次脱硫系统增容改成功改造是我公司技术创新、工程管理制度化、安全管控体系规范运作及龙净环保霍煤项目部全体成员共同的智慧、施工工艺创新与辛勤劳动的结果。大胆进行技术革新，采用新工艺，新材料，新设备，研究探讨新的施工方法，吸取同行的先进经验，攻克了现场各种的施工难题，设备投运后整体运行效果稳定，完全能够满足我国对电力行业的排放新标准。

此次脱硫塔增容改造工程，采用EPC总包形式改造成功，对于后续同类型的脱硫增容提效改造，具有较好的工程推广和借鉴价值。

参考文献

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