烟囱雨收集装置安装工艺和质量控制

2017-09-05任仰成周雪丽张宗阳

山东工业技术 2017年15期

任仰成++周雪丽++张宗阳

摘要：河曲电厂一期2*600MW机组脱硫系统增容改造，取消原GGH装置后烟囱运行方式由“干烟囱”转为“湿烟囱”，原防腐形式已不能满足新的运行工况。经过各种技术方案的论证，烟囱改造采用进口宾高德砖胶防腐系统，配套安装烟囱雨收集装置。烟囱雨收集装置的安装质量，直接影响烟囱防腐改造后的成功运行。

关键词：湿烟囱；防腐；烟囱雨收集；质量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.244

0 前言

石灰石-石膏湿法脱硫技术在我国已投产的燃煤火电机组中占主导位置，因安装烟气换热器（GGH）后堵塞问题频发，腐蚀严重，维护成本较高，新建机组大部分未设计GGH装置，超低排放改造机组也越来越多取消GGH。

无GGH装置的湿法脱硫，烟囱入口温度低，在55℃左右，饱和水的净烟气在排出过程中部分冷凝形成液滴，烟气自烟囱口排出后不能有效的抬升、扩散到大气中，造成烟囱附近容易发生烟囱雨、石膏雨现象，腐蚀设备，对附近居民的生产生活造成负面影响。随着国家环保政策和地方法规的日益严格，烟囱雨的治理在火电厂环保生产中显得尤为重要。

1 烟囱雨治理方案的选择

目前常见的烟囱雨治理技术及特点（单台600MW机组）见下表：

通过对比分析，可以看出，液体收集系统在治理烟囱雨问题方面方案最优，经济性最优，运行没有能耗，维护量少。并经过市场调研可知，成功案例较多，普遍放映效果不错。

2016年10月，河曲电厂通过对各烟囱雨治理技术的实施效果、投资费用、设备性能、施工工期等方面进行综合比较分析，最终选择了烟囱雨收集技术方案。

2 烟囱雨收集装置的类型及布置

（1）在满足环保排放标准和设计指标的情况下，设计方委托美国奥登实验室对河曲电厂湿烟囱及烟道进行全面研究，建立数学和物理模型，研究气流形式，对烟囱冷凝液收集槽形式进行设计研究，确定以下收集槽类型：环形收集槽、三角形收集槽、L 型收集槽、Z 型收集槽、C 型收集槽。各类收集槽安装在烟囱和烟道不同位置，以确保收集效果。

（2）根据实验结果，收集槽的详细布置为：烟囱筒体部分共设置14 圈环形收集槽，固定在烟囱牛腿上，以有效降低每圈牛腿之间的内筒壁面液膜厚度，每层收集槽连接特制的导流槽进行排水；在标高 150m 以上烟囱流速较高，每层牛腿间增加了三角挡板，防止收集的冷凝液往下流的过程中被高速的烟气二次夹带形成烟囱雨。

烟囱入口处设置弧形水平收集槽和 Z 型垂直导水槽，吸收塔出口烟道、烟囱入口烟道共设置3道收集槽。收集槽中的冷凝液通过导水槽引流至积灰平台底部排水口排出。

烟囱积灰平台底部排水口设置防涡流的挡板，使得液体顺利排出，避免冷凝液沉积，形成二次夹带。

收集槽采用 FRP 材料制作，与烟囱通过美固钉或膨胀螺栓固定。

3 烟囱雨收集装置的安装工艺

3.1 基体处理

按照设计图纸确定烟囱雨收集装置的安装位置，测量其尺寸、角度并用油漆或显眼标记笔标出位置。对基体进行清洗和打磨，达到干净、平整、坚固密实，能紧密的和烟囱雨收集装置贴合

3.2 烟囱雨收集槽安装

（1）安装前检查收集槽是否干净、无破损或变形。然后对收集槽进行打磨，以增强结合度。

（2）施工前的准备：部分收集槽的安装施工是在高空作业，施工前的准备尤其重要，作业前工人必须戴上安全绳并且把施工用的工具，材料准备就绪。

（3）首先将FRP收集槽预安装，由于运输所限，分段到场的收集槽按图纸标高进行定位进行预拼装，观察槽体是否和基体紧密贴合；由于烟囱的椭圆度和收集槽的椭圆度按各自规范中的公差分别在30mm 的范围内，当和基体紧密贴合组装过程中如有较大空隙，则按以下方法进行处理：

a. 对于大于 10mm 间隙处，采用对槽体进行切断和基体贴合紧密，切口处现场进行贴合；

b. 对于小于 10mm 间隙处，用宾高德胶找平或局部加厚玻璃钢槽体，使其与基体贴合紧密。

c.牛腿处收集槽沿槽体横向外侧找坡，坡度约为3度。

（4）在收集槽和基体之间需先刮上饱满的宾高德胶，再将收集槽安装在事先确定好的位置。

（5）使用镁固钉/钻尾钉/膨胀螺栓将收集槽固定于烟囱/烟道上。

（6）收集槽接缝处使用3层玻璃毡树脂糊接。

（7）收集槽全部安装完毕后，使用宾高德防腐系统再对烟囱内筒和烟道的防腐衔接，收集槽安装方式见下图：

3.3 烟囱雨疏水装置安装工艺要求

整套疏水装置包括：FRP管道、FRP三通、FRP弯头、FRP法兰、水封、检测口、管道膨胀节、排污阀门、取样阀门及其它部件等。疏水装置安装在烟囱积灰平台以下，将烟囱雨收集装置收集下来的酸液排入脱硫吸收塔系统，循环利用，达到酸液废水不外排。安装工艺为：

（1）安装前检查FRP疏水管道有无破损或变形，检查和清除管道内杂物或未脱模干净的塑料纸，然后对管道接口进行打磨，以增强管道衔接强度。玻璃钢的粘接工作宜在环境温度5度以上，湿度80%以下的环境中进行。

（2）根据图纸对管道进行排布，可对管道位置进行优化调整。管道支架根据图纸或现场情况生根在烟囱加强筋或混凝土梁柱上（用膨胀螺栓固定），以防焊接时损坏防腐层；当管道固定于支架上时，支架抱箍和FRP管道之间加2mm厚橡胶垫，FRP法兰连接使用橡皮垫圈及螺栓和螺栓垫圈。

（3）管道安装完毕后进行盛水试验，连续24小时不漏为合格。

4 烟囱雨收集装置质量控制要点

（1）收集槽在烟囱或烟道基体固定时，严格按下述要求保证牢固性：烟囱牛腿处的镁固钉按S型排布，用电钻预打安装位置孔洞，随后用吹风机清理掉孔内大部分灰尘，把环氧植筋胶打入孔内，敲进镁固钉固定收集槽，钉子纵向间距30cm；烟道收集槽处钻尾钉按S型排布，纵向间距不大于50cm；膨胀螺栓的纵向间距不大于50cm，膨胀螺栓的固定，先用钻头打孔，钻头打孔深度与螺栓长度一致。

（2）收集槽接缝处使用3层玻璃毡树脂糊接，预安装时收集槽连接处在5mm以内，确保糊接处无气泡。如果接缝大于5mm，则用原收集槽材料切割进行修补再糊接。

（3）在收集槽“L”角钢边缘及拐角处贴敷聚四氟乙烯膜，宽度为15cm或20cm，沿连接缝或拐角处对折，对折两处宽度相等。连接处用宾高德砖胶防腐密封。

5 烟囱雨收集装置验收标准

烟囱雨收集装置安装完毕后，应组织建设单位、监理单位和施工单位进行联合验收，发现问题，监督整改闭环。验收标准主要包括：

（1）玻璃钢收集槽表面无破损，无气泡，无起毛，无流挂，无空鼓等缺陷。

（2）玻璃钢收集槽面与基体接触面贴砖应该砖缝膠量饱满度100%，砖无缺角、掉棱、裂缝等明显缺陷。

（3）玻璃钢收集槽面与基体交接面应平整密实，与基层黏结良好。

（4）玻璃钢收集槽面与基体交接面应无明显皱纹、起泡，固化程度100%。

（5）管道连接处圆滑过渡，自然美观。

（6）玻璃钢管道连接处密闭良好无渗漏点。

6 总结

烟囱雨收集装置为引进美国技术，在国内逐步推广应用。安装于烟囱内壁，运行过程中无法检查、维护，安装过程中的质量控制尤为重要。河曲电厂从设计、设备到货、预安装、正式安装等全过程加强质量控制，从细处着手，严格各级质检点验收。目前，烟囱雨收集装置投用后效果显著，烟囱附近无烟囱雨现象。