石灰石-石膏湿法脱硫系统阀门材料的选用

第一篇：石灰石-石膏湿法脱硫系统阀门材料的选用

湿法烟气脱硫设备阀门材料选用对策与探讨

蔡贵辉

（湖南永清脱硫有限公司，长沙410005）

摘要：本文通过对湿法烟气脱硫工艺与腐蚀现象的分析，对湿法烟气脱硫设备阀门材料的选用进行了探讨。

关键词：石灰石－石膏湿法脱硫工艺 腐蚀 阀门 蝶阀 材料选用

Investigation and Ways to Material Selection for Valves

in Wet Limestone & Gypsum Flue Gas Desulphurization Technology

Cai Guihui(Hunan Yonker Desulphurization Co., Ltd)Abstract

By analyzing the wet limestone & gypsum flue gas desulphurization technology and corrosion phenomena, this paper discussed the material selection of vales in wet limestone & gypsum flue gas desulphurization system.Keywords

wet limestone & gypsum flue gas desulphurization technology, corrosion, valve, butterfly valve, material selection

0 引言

腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏，有时还同时伴有机械、物理或生物作用。非金属的破坏一般由于化学或物理作用引起，如氧化、溶解、膨胀等。

石灰石－石膏湿法烟气脱硫装臵因其工艺技术成熟、煤种适用面宽、脱硫效率高、成本较低而成为国内外火电厂烟气脱硫系统的主流装臵，但是该装臵所用的石灰石－石膏湿法脱硫工艺造成整个系统的工作环境恶劣、防腐蚀工程量大，对系统设备的防腐性能提出了较高的要求。

阀门是流体输送系统中的重要控制设备，改变通路断面和介质流动方向，具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，在整个脱硫过程中，阀门性能的优劣直接关系到整个脱硫系统能否正常有序高效运行。笔者根据多年的阀门设计制造经验，综合现在石灰石－石膏湿法烟气脱硫工况条件，就阀门防腐材料选用对策作如下分析与探讨。1 石灰石－石膏湿法脱硫工艺原理

石灰石－石膏湿法脱硫工艺是石灰石（CaCO3）经磨碎后加水制成浆液作为吸收剂，与降温后进入吸收塔的烟气接触、混合，烟气中的SO2与浆液中的CaCO3 及加入的空气进行化学反应，最后生成石膏。脱硫后的烟气经除雾、换热升温后通过烟囱排放。该工艺系统包括烟气烟道、烟气脱硫、石灰石制备、石膏处理和废水处理几大部分。其主要的化学反应过程如下： ①．SO2 + H2O → H2SO3 吸收

②． CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2 + H2O 中和 ③． CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 氧化 ④． CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3•1/2H2O 结晶 ⑤． CaSO4 + 2H2O → CaSO4•2H2O 结晶 ⑥． CaSO3 + H2SO3 → Ca(HSO3)2 pH控制

另外，燃煤产生的卤化物（氯化物、氟化物）和氮化物的含量，除本身具有腐蚀作用外，会强化腐蚀环境PH值的变化，强化硫酸盐的腐蚀作用，具有强氧化性。2 主要腐蚀现象及腐蚀环境 2.1 主要腐蚀现象

烟气脱硫系统的腐蚀现象非常复杂，形式上有均匀腐蚀（一般腐蚀）和局部腐蚀（缝隙腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等），以及物理腐蚀（磨损腐蚀、气泡腐蚀和冲刷腐蚀）、电化学腐蚀等，又因温度、运行工况等因素交织，整个腐蚀是化学、物理和机械等因素迭加的复杂过程。

非金属材料的化学腐蚀较缓慢，而物理腐蚀破坏较迅速，是造成非金属腐蚀的主要原因。物理腐蚀主要表现为溶胀、鼓泡、分层、剥离、开裂、脱胶等现象，其起因主要由腐蚀介质的渗透和应力腐蚀所致。

烟气中的SO2、HCl、HF和NxO等酸性气体在与液体接触时，生成相应的酸液，其SO32－、Cl－、SO42－对金属有很强的腐蚀性，对防腐内衬亦有很强的扩散渗透破坏作用。

安放有垫圈的部位或附着沉积物的金属表面易发生缝隙腐蚀。

如果钝化膜再生得不够快，点腐蚀就会加速，使腐蚀程度加深。一般在含有氯化物的水溶液中易发生此类点腐蚀。

金属表面与水及电解质接触处易形成电化学腐蚀（此现象在不同金属之间的法兰连接处、焊缝处比较常见）。

溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内，当系统停运后，逐渐变干，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶，随后体积发生膨胀，使防腐内衬产生应力，发生剥离损坏。

浆液中含有的固态物，在一定流速下对系统设备有一定的冲刷作用，形成冲刷腐蚀。

……

2.2 主要腐蚀环境

按阀门使用区域划，将脱硫系统划分为制浆区、石膏浆液排出区、真空皮带脱水机系统区、工艺水箱区等区域。制浆区浆液中主要含有CaCO3颗粒和悬浮液，pH值一般在8左右，固体颗粒含量大（约28～32%），流速大，对设备冲刷作用较剧烈。如果制备石灰石浆液的工艺水是利用真空皮带脱水机冲洗石膏用的过滤水，则石灰石浆液中也会含有氯离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子，氯离子的质量分数可达到2х10-2左右，浆液供应系统内可能会发生酸性腐蚀。

石膏浆液排出区：吸收塔内浆液pH值为5～6，氯离子浓度为2х10-2左右，含固量较大（14～16%），流速大则有冲刷。排出石膏浆液中主要含有氯离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子，氯离子浓度为2х10-2以上，该区会发生酸性腐蚀。

真空皮带脱水机系统区：石膏浆液经水力旋流器一级脱水后，再经真空皮脱水机二级脱水，石膏浆液进一步脱水至含固率达到90%以上，已澄清的液体的含固率低（3～4%），冲刷磨损小，浆液中也会含有氯离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子，氯离子的质量分数可能达到2х10-2左右，该区内可能会发生酸性腐蚀。

工艺水箱区：湿法脱硫系统中的吸收剂浆液制备、除雾器冲洗、石膏冲洗、浆液管道冲洗、设备冷却等需要大量水源，对水质无特殊要求，采用电厂循环水，则浆液中也会含有氯离子、硫酸根离子和亚硫酸根离子，氯离子的质量分数可能达到2х10-2左右，浆液供应系统内可能会发生酸性腐蚀。

根据上述主要腐蚀环境的分析，脱硫系统阀门的工况较为恶劣，尤以石膏浆液排出区腐蚀环境最为苛刻。以下阀门材料选用对策便依此腐蚀环境进行分析与探讨，其它腐蚀环境中的阀门材料选用可参照选用。3 阀门材料选用对策

阀门主要零件材质选择，首先考虑的是工作介质的物理特性（如温度、压力）和化学特性（腐蚀性），同时要考虑介质的清洁程度（有无固体颗粒，颗粒的密度等），再参照国家和使用单位的有关规定和要求选择。

阀门的主要组成部件有阀体、阀板、阀杆、阀座及轴封等。阀门种类繁多，其中蝶阀因其结构长度短、启闭速度快、具有截止、导通及调节流量等综合功能优势，在脱硫系统中无论是制浆区、石膏浆液排出区、真空皮带脱水机系统区还是工艺水箱区均应用广泛，下面就以蝶阀为例对阀门材料的选用对策进行分析探讨（其它类型阀门可参照选用）。蝶阀按密封材质的不同可分为金属密封蝶阀与橡胶密封蝶阀。金属密封蝶阀是金属对金属形成密封副，橡胶密封蝶阀是金属对橡胶或橡胶对橡胶形成密封副。3.1蝶阀运行工况分析

蝶阀与介质接触的部位主要为阀板、阀体、阀座、阀轴及轴封，如下图示：

阀杆在动力源的驱动下，带动阀板开启、阀体阀板阀杆介质流向关闭或调节流量，从而实现对介质流的控制。阀板始终处于介质流中，介质（带有固体颗粒）对其的冲刷磨损无可避免。当阀板开度较小（约0～15°），阀板对流体形成的节流效应，常常会引起冲刷和汽蚀（此工况在实际工作中应尽量避免）。在阀门的关闭过程中，阀门密封副之间会产生一定的滑移和摩擦、挤压作用，以形成一定的弹性变形，以起到密封作用，在这个过程中，密封副因滑移和挤压造成磨损。故除整个阀板受介质浸泡、冲刷腐蚀外，密封副局部还将承受严重的汽蚀和冲刷磨损，以及受固体颗粒的磨料磨损及破坏等。这种工况对阀板的密封副材质提出了较高的要求，除了要抗介质腐蚀外，还要抗挤压磨损。

阀体是介质通流部件，介质在其中通过或停留。阀体受一般腐蚀与冲刷腐蚀。

阀杆在动力源驱动下带动阀板转动，承受扭矩与弯矩作用，易发生应力腐蚀破裂。阀杆与轴套材质的不同、阀杆与轴封材质不同，或存在电价差，会导致发生电化学腐蚀。轴封处淤积或沉积介质，存在缝隙，可能发生缝隙腐蚀与点腐蚀。3.2 金属密封蝶阀材料选用对策

在烟气脱硫的实际运行中，我们发现阀体和阀板常采用316L不锈钢，有的项目采用双相不锈钢，但是通过2～3年实际工况运行后，蝶阀的腐蚀与磨损十分严重，不得不重新更换阀门。

针对烟气脱硫浆液特性：磨损性、腐蚀性和强氧化性等，常采用Ni-Cr-Mo合金制作阀板、阀座与轴。由于Ni-Cr-Mo合金材料牌号很多，有蒙乃尔合金、哈氏合金（牌号如DIN标准的2.4602、2.4686、2.4605）,超级奥氏体合金（牌号如DIN标准的1.4529、1.4539）、超级双相不锈钢（牌号如DIN标准的1.4588、1.4593）、双相不锈钢（牌号如DIN标准的1.4507、1.4602、1.4469）等等。

在欧美国家的烟气脱硫系统中，浆液阀门的蝶板大都采用哈氏合金（哈氏合金材料在脱硫领域得到广泛应用是世界公认的），后来蒂森克努伯不锈钢公司开发出含Mo6%的超级奥氏体防腐合金—DIN1.4529，也称926合金（或称6钼合金），专门针对烟气脱硫进行试验开发，目前在湿法脱硫工艺系统中，阀门的阀板已成功采用DIN1.4529材料，具有良好的机械强度、机加工和焊接性能，且无焊缝开裂问题，并具有良好的热稳定性，除可承受一般腐蚀外，还可承受冲刷磨损及挤压磨损，使用效果较为理想，国际上有使用十多年未出现腐蚀的例子。DIN1.4529材料价格昂贵，阀门阀体、阀板材料整体采用DIN1.4529制作，直接增加了阀门的造价，增加了脱硫成本。对于阀体、阀板我们可考虑使用碳钢内衬DIN1.4529的可行性。对于阀杆，为了提高性价比，也可采用碳钢衬DIN1.4529材料（包焊DIN1.4529薄皮）。

金属密封蝶阀虽然价格高于橡胶密封蝶阀，但由于具有使用寿命长，性价比较高，较橡胶密封蝶阀更受市场的欢迎。3.3 橡胶密封蝶阀材料选用对策

橡胶密封蝶阀如果是“金属对橡胶”（金属与橡胶构成的密封副）的密封，则对金属密封圈材料采用DIN1.4529。橡胶中丁腈橡胶NBR、氟橡胶FPM、填充聚四氟乙烯PTFE、乙丙橡胶EPDM等都应用较广，其各自特性如下：

乙丙橡胶EPDM：密度小，色浅成本低，耐化学稳定性好（仅不耐浓硝酸），耐臭氧，耐老化性优异，电绝缘好,冲击弹性较好；但不耐一般矿物油系润滑油及液压油。适用于耐热-50度～120度。

丁腈橡胶NBR：耐汽油及脂肪烃油类性能好。有中丙烯腈橡胶（耐油、耐磨、耐老化性好。但不适用于磷酸，脂系液压油及含添加剂的齿轮油）与高丙烯腈橡胶（耐燃料油、汽油、及矿物油性能最好，丙烯脂含量高，耐油性好，但耐寒性差）。适用温度-30度～120度，应用广泛。适用于耐油性要求高的场合。

氟橡胶FPM：耐高温300度，不怕酸碱，耐油性是最好的。电绝缘机械性、耐化学药品、臭氧、大气老化作用都好，但加工性差、耐寒差，价贵，适用温度-20度～250度。

填充聚四氟乙烯PTFE：耐磨性极佳，耐热、耐寒、耐溶剂、耐腐蚀性能好，具有低的透气性但弹性极差，膨胀系数大。用于高温或低温条件下的酸、碱、盐、溶剂等强腐蚀性介质。

以上橡胶中的乙丙橡胶EPDM在脱硫系统中以其综合性能优、价廉物美而应用较广。

虽然橡胶的化学腐蚀较缓慢，而物理腐蚀破坏较迅速，在腐蚀介质的渗透和应力下腐蚀，表现为溶胀、鼓泡、分层、剥离、开裂、脱胶等。所以，橡胶密封蝶阀寿命较低，一股为3～5年。但是，橡胶密封蝶阀因价格低，一次投入少，橡胶密封圈易于更换，而致橡胶密封蝶阀亦被广泛应用于湿法脱硫系统中。4 结论

湿法烟气脱硫中需大量应用阀门进行工艺的调控，苛刻的腐蚀环境对阀门材料的选用提出了严格要求，合理选材可以提高阀门使用寿命，提高脱硫的经济性，保证整个脱硫系统正常有序高效运行。在国内脱硫系统中，因国产阀门选型不当及阀门材料选用不合适，导致大量购买国外阀门，本文对此的分析，希望能起到抛砖引玉的作用，改善国内脱硫阀门选用现状，推进电厂脱硫设备的国产化。

第二篇：石灰石石膏湿法脱硫工艺流程

石灰石石膏湿法烟气脱硫技术

1、石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术特点：

1）．高速气流设计增强了物质传递能力，降低了系统的成本，标准设计烟气流速达到4.0 m/s。2）．技术成熟可靠，多于 55,000 MWe 的湿法脱硫安装业绩。

3）．最优的塔体尺寸，系统采用最优尺寸，平衡了 SO2 去除与压降的关系，使得资金投入和运行成本最低。

4）．吸收塔液体再分配装置，有效避免烟气爬壁现象的产生，提高经济性，降低能耗。从而达到：

脱硫效率高达95%以上，有利于地区和电厂实行总量控制； 技术成熟，设备运行可靠性高（系统可利用率达98%以上）； 单塔处理烟气量大，SO2脱除量大； 适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫；

对锅炉负荷变化的适应性强（30%—100%BMCR）； 设备布置紧凑减少了场地需求； 处理后的烟气含尘量大大减少； 吸收剂(石灰石)资源丰富，价廉易得；

脱硫副产物（石膏）便于综合利用，经济效益显著；

2、系统基本工艺流程

石灰石（石灰）/石膏湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。其基本工艺流程如下：

锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、GGH(可选)降温后进入吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCL和HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO42H2O），并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。

在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器（作为一级脱水设备）、浆液分配器和真空皮带脱水机。经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。

在吸收塔出口，烟气一般被冷却到46—55℃左右，且为水蒸气所饱和。通过GGH将烟气加热到80℃以上，以提高烟气的抬升高度和扩散能力。最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。石灰石（石灰）/石膏湿法脱硫工艺流程图

3、脱硫过程主反应

1）SO2 + H2O → H2SO3 吸收

2）CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2 + H2O 中和 3）CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 氧化

4）CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3•1/2H2O 结晶 5）CaSO4 + 2H2O → CaSO4 •2H2O 结晶 6）CaSO3 + H2SO3 → Ca(HSO3)2 pH 控制

同时烟气中的HCL、HF与CaCO3的反应，生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通过注入石灰石浆液进行调节与控制，一般pH值在5.5—6.2之间。

4、主要工艺系统设备及功能 1）烟气系统

烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和气—气加热器（GGH）等关键设备。吸收塔入口烟道及出口至挡板的烟道，烟气温度较低，烟气含湿量较大，容易对烟道产生腐蚀，需进行防腐处理。

烟气挡板是脱硫装置进入和退出运行的重要设备，分为FGD主烟道烟气挡板和旁路烟气挡板。前者安装在FGD系统的进出口，它是由双层烟气挡板组成，当关闭主烟道时，双层烟气挡板之间连接密封空气，以保证FGD系统内的防腐衬胶等不受破坏。旁路挡板安装在原锅炉烟道的进出口。当FGD系统运行时，旁路烟道关闭，这时烟道内连接密封空气。旁路烟气挡板设有快开机构，保证在FGD系统故障时迅速打开旁路烟道，以确保锅炉的正常运行。经湿法脱硫后的烟气从吸收塔出来一般在46—55℃左右，含有饱和水汽、残余的SO2、SO3、HCl、HF、NOX，其携带的SO42-、SO32-盐等会结露，如不经过处理直接排放，易形成酸雾，且将影响烟气的抬升高度和扩散。为此湿法FGD系统通常配有一套气—气换热器（GGH）烟气再热装置。气—气换热器是蓄热加热工艺的一种，即常说的GGH。它用未脱硫的热烟气（一般130～150℃）去加热已脱硫的烟气，一般加热到80℃左右，然后排放，以避免低温湿烟气腐蚀烟道、烟囱内壁，并可提高烟气抬升高度。烟气再热器是湿法脱硫工艺的一项重要设备，由于热端烟气含硫最高、温度高，而冷端烟气温度低、含水率大，故气—气换热器的烟气进出口均需用耐腐蚀材料，如搪玻璃、柯登钢等，传热区一般用搪瓷钢。

另外，从电除尘器出来的烟气温度高达130～150℃，因此进入FGD前要经过GGH降温器降温，避免烟气温度过高，损坏吸收塔的防腐材料和除雾器。2）吸收系统

吸收系统的主要设备是吸收塔，它是FGD设备的核心装置，系统在塔中完成。

第三篇：最新湿法脱硫工艺系统主要设备

湿法脱硫工艺系统主要设备为控制SO2排放污染，湿法脱硫工艺成为火电厂脱硫技术的主流。文中介绍了湿法脱硫工艺系统主要设备的概况和施工流程及质量控制要点。概述

随着我国环境标准渐趋严格，火电厂治理SO2污染的力度不断加大，湿法脱硫工艺成为火电厂脱硫技术的主流。湿法工艺的主要系统包括：烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂（石灰石浆液制备）系统、石膏处理系统、工艺水系统、废水处理、DCS控制系统等，见图1所示。主要设备包括：增压风机、烟气挡板门、回转式烟气换热器（GGH）、吸收塔、除雾器、喷淋管、氧化风机、循环浆液泵、破碎机、湿式球磨机、石灰石旋流器、石膏旋流器、真空皮带脱水机、衬胶管道和阀门等。

湿法脱硫装置烟气一般取自锅炉引风机出口，在引风机出口至烟囱的烟道上设置旁路挡板，当FGD装置运行时，旁路挡板关闭，进、出口挡板打开。烟气由增压风机引入FGD系统经烟气换热器（GGH）降温后进入吸收塔，从吸收塔出来的净烟气再进入GGH升温后经烟囱排入大气。当FGD装置停运时，旁路挡板打开，进、出口挡板关闭，烟气直接从烟囱排入大气。

1湿法FGD装置的主要设备 1．1 烟气系统

(1)脱硫烟道。按介质性质、烟道位置分为净、原烟道。所有烟道组件采用气密性的焊接结构，所有焊接接头在里外都要进行连续焊，在需要防腐的区域采用衬玻璃鳞片或橡胶防腐。烟道组件中设有导流片，导流片由螺栓连接支座与烟道壁板固定，支撑板和弯头导流片的材质均为耐稀酸腐蚀钢，支座及连接螺栓为1.4539不锈钢。

(2)增压风机。多采用大流量静（动）叶可调式轴流风机。

(3)烟气换热器（GGH）。多采用容克式烟气换热器（GGH），传热元件由表面烧结陶瓷的钢板组成，表面易清洗。所有与净烟气接触的组件都有防腐涂层。

(4)烟气挡板门。脱硫装置烟气挡板多采用双叶片结构，双叶片之间通有密封风，与净烟气接触的部分衬有镍基合金钢，防止烟气对挡板的腐蚀。1．2 SO2吸收系统

主要有吸收塔、氧化风机、浆液搅拌器、除雾器和石灰石浆液喷淋系统。

(1)吸收塔。吸收塔是脱硫装置的核心设备，多为圆柱形罐体，主体由格栅梁、底板、多层壳体及塔顶和塔内支撑梁及托架、进出口烟道、工艺管道接口组成。每层壳体由矩形弧板拼合，外部设有加强筋及支撑。

(2)吸收塔内部浆液喷淋管。由分配管网和喷嘴组成，一般采用碳钢衬胶或FRP（玻璃钢），FRP管及配件内外表面涂有耐磨层。

(3)吸收塔循环泵。各循环泵与对应的喷淋层连接，为离心叶轮泵。叶轮和壳体采用衬胶或合金钢材料，配注水或不注水式机械密封。

(4)除雾器。除雾器一般为两级，由单体组件组合而成，组件由除雾叶片、夹具、冲洗喷头、PP或FRP水管组成。

(5)衬胶管道。脱硫工程衬胶管道，DN500以下直管采用无缝钢管，DN500以上的直管采用钢板卷制直缝焊接，所有法兰均采用锻造法兰。管道内衬丁基胶，所有法兰均配有氯丁胶垫片，在钢管制安完后衬胶前进行水压试验，合格后方能衬胶。

(6)旋流器。漩流器由切向进料管、柱锥体管、溢流管和底流管组成，按圆周中心对称布置，各个旋流器的底流汇集至环绕中心进料管的共用底流槽内排出。1．3 吸收剂制备系统

吸收剂制备系统由石灰石破碎系统和湿（干）式球磨机制浆（粉）系统组成。主要设备湿式球磨机为水平卧式，筒体采用整体结构，与进、出料端用法兰连接，筒内壁衬有橡胶衬板，出料端设有不锈钢旋转筛。1．4 石膏浆液（石膏处理）系统

真空皮带机脱水机沿皮带运动方向分别装有驱动皮带辊和从动辊，驱动皮带辊在变频电机、减速装置的驱动下转动，带动皮带转动。橡胶皮带为整圈形式，皮带上刻有沟槽，中间有一排真空孔，皮带宽度两侧粘有橡胶裙边。皮带上铺有一层被张紧在皮带上的尼龙滤布，在滤布上均匀分布的石膏浆液随皮带移动，在真空抽吸下脱水形成滤饼。沿皮带水平运动方向，皮带的下方中间设有真空箱，真空箱与皮带间有密封带和水密封，并由真空泵抽吸形成真空。皮带的上边水平段靠塑料滑板支托，上面带有沟槽，水通入后形成皮带运动的润滑水膜，下边自然下垂，皮带和滤布均设有纠偏装置。1．5 防腐

湿法脱硫工艺中烟气和浆液是具有腐蚀性的介质，目前采用的防腐材料有：橡胶、玻璃鳞片树脂、合金钢或复合钢板。

(1)衬胶材料。预硫化软质氯丁基橡胶、预硫化硬质天然橡胶、预硫化软质丁基橡胶、底涂料、粘接剂。主要衬胶设备和构件包括吸收塔、石灰石、石膏浆液箱罐、废水箱，各种搅拌器和浆液的输送管。

(2)玻璃鳞片。鳞片衬里结构由底涂、玻璃鳞片树脂和面涂组成。底涂的主要材料为树脂，为钢表面和玻璃鳞片间过渡层。鳞片树脂以乙烯基树脂加入惰性玻璃鳞片制成。面涂由分离剂和光亮剂组成。现场涂玻璃鳞片的主要设备包括：吸收塔，事故浆罐，GGH入口前、出口至吸收塔入口之间原烟气烟道，吸收塔出口后的净烟气烟道，GGH内部。2 主要设备安装和单项工程施工流程 2．1 烟道组合安装

搭建组合平台—组件单片拼接—组件组合吊装—分段或整体组合吊装。烟道挡板门，组件相关支吊架，随着组件安装同步安装。2．2 GGH安装

设备本体部件及转动部件安装—转子定位验收—内部按防腐要求进行焊接、打磨、防腐—二次安装、传热原件、密封、油系统设备及管路安装与调整。2．3 增压风机安装

同发电工程引风机。2．4 吸收塔塔体组合安装

底板梁安装—底板安装—壳体及罐顶组合后整体吊装—外部加强筋及支撑安装—吸收塔内部支撑梁及托架安装—烟气进出口管道接口及各类管接口安装—塔内壁衬胶前的打磨、喷砂—塔内设备喷淋管、除雾器、搅拌器安装。2．5 湿磨安装

基础定位—轴承箱就位—筒体、轴承座就位找正—传动设备安装—筒体内橡胶衬瓦安装—油、冷却水系统安装。2．6 浆液泵主要安装顺序

同发电工程泵类。

2．7 真空皮带脱水机安装顺序

设备框架、皮带主动辊和被动辊轴、导轮就位—收水盘和滤布冲洗水收集盘、皮带下面的润滑板安装—皮带和滤布的托辊、回转辊、支撑架、轴承和张紧装置调整—安装真空箱，密封槽、条，密封带及密封带支撑，收集管，润滑板，抽真空管—皮带驱动电机、减速箱；联轴器与皮带主动轮连接，安装滤布张紧导轮和张紧轮—带电、带水试转皮带调节润滑板安装位置—皮带、滤布纠偏装置，真空箱抬升装置，跑偏跟踪和纠偏气动装置调整—粘结皮带裙边，皮带中心打孔—安装皮带机附属设备—调整皮带松紧、真空箱密封带松紧、真空箱与皮带间隙、落料位置、冲洗位置、测厚位置等—调试开始前安装石膏滤布。2．8 衬胶施工

钢件预处理（打磨、补焊）—喷砂—涂底涂—刷粘接剂—贴胶板—固化。2．9 玻璃鳞片涂层施工

钢件预处理（打磨、补焊）—喷砂—涂底涂—涂玻璃鳞片树脂—面涂—固化。4 设备安装质量的控制

4．1 湿法脱硫装置设备安装过程中采用的质量标准及规范

(1)企业标准。包括：吸收塔、烟道、箱罐及仓制造规范，吸收塔安装施工验收技术规范，衬胶、涂鳞片施工规范。

(2)国家和行业标准。包括：电力建设施工及验收技术规范，圆桶形钢制焊接贮藏罐施工及验收规范，立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范，工业设备、管道防腐工程施工及验收规范，涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级，钢结构、管道涂装技术规程，中低压化工设备施工及验收规范，机械设备安装工程施工及验收通用规范，钢结构工程施工及验收规范，钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范，橡胶衬里设备技术条件，工业设备管道防腐蚀工程施工及验收规范。4．2 主要设备的安装质量控制要点 4.2.1 烟道安装

施工中对所有需防腐内表面检查消除毛刺、凹坑等缺陷，对焊缝打磨至光滑平整并着色检验，直至符合防腐施工要求。4.2.2 GGH安装

(1)下轴承座水平检查≤0.02/

1(2)转子水平度检查≤0.25/1

000000

mm。mm。

(3)径向轴向密封片检查调整。

(4)对需防腐组件的焊缝均打磨至光滑平整，直至符合防腐施工要求。4.2.3 吸收塔安装

(1)底板安装。底板安装要保证底板平整并紧贴混凝土基础面，防止焊接变形引起底板翘起。在焊接时，必须用配重块压在底板上保证底板的平整度，所有的焊缝焊接完毕后打磨至光滑平整，并做着色检查及真空度检查。

(2)吸收塔壳体组合。每层塔壳体在组合平台上组合，组合平台整体平整度≤3mm。壳体组合包括预组装、找正、测量、竖向焊接、焊接后复测、内壁打磨、着色检查。每层壳体的竖向焊缝仅焊到距边缘300 mm处，以便壳体安装时调整。检查内容：筒壁垂直度偏差、筒壁焊缝间隙、坡度及错口量、筒壁上平面高差。

(3)吸收塔壳体安装。质量要求：筒壁局部凹凸变形在1mm；筒壁高度允许偏差0.05%H≤30

m长度范围内允许值≤

5mm；筒壁铅锤允许偏差0.05％H≤30mm；罐轴线与垂直线偏差、中心线整体偏差≤30mm（从罐顶至底板）。每层壳体第一遍焊接后，做焊缝清根处理，将焊渣、氧化铁等打磨干净。全部焊接完毕后，将焊缝打磨平整做着色检查。内壁T字焊口打磨作PT抽查，外部焊口抽查作X光金相检查。

(4)吸收塔壳体加强筋安装。吸收塔壳体外侧有环形加强筋和竖直加强筋。加强筋随壳体同步安装。加强筋安装覆盖壳体焊缝的地方，应经射线金相检查合格。质量检查内容：加劲环标高、水平、对口间隙及坡度。要求加劲环不准修割，须调整筒壁找对口间隙。

(5)罐顶安装。吸收塔罐顶现场组装，吊至吸收塔上部与筒壁焊接。主要检查塔顶与筒壁焊口间隙、塔顶中心漂移量、塔顶钢板平整度、焊接质量。

(6)所有开孔及内部构件和进出管道接口安装。吸收塔加强筋安装完成后，安装内部构件和在筒壁上进行各种开孔。开孔前，必须准确测量划出位置线，经验收后方可进行。质检内容：检查各支架及支架梁的中心、标高，检查焊接厚度和表面质量，要求支架梁标高与喷淋管开孔中心标高误差控制在≤5mm。开孔划线并复查管接座中心、标高、角度、水平度、法兰垂直度。焊缝作5%PT抽查。

(7)烟气进出口烟道接口安装。质量检查内容：单片组合几何尺寸、法兰对角线、焊接质量、烟气进口中心、标高、法兰与水平面的角度、法兰到吸收塔中心距离、不锈钢表面保护情况。

(8)吸收塔内部衬胶准备工作。对所有的焊缝进行打磨至光滑平整，并对整个内表面进行检查消除毛刺、凹坑等缺陷直至符合衬胶要求。4.2.4 湿磨安装

(1)主轴承标高偏差±10mm，两轴承的水平偏差≤0.5mm。

(2)旋转筛必须保证与筒体同心。

(3)进料口与进料弯管径向间隙应均匀。4.2.5 真空皮带脱水机安装

(1)检查真空皮带脱水机架的水平和对正状态，支架水平误差≤1mm，确保皮带产生均布荷载。

(2)皮带滑板前、中间、尾段总成的水平误差不超过1mm，主滑轮和尾滑轮顶端部与皮带滑板之间的高差为4～5mm。

(3)真空箱与皮带间隙不得超过3mm（可根据石膏含水率进行调整）。

(4)滤布限位开关当滤布处于中心位置时两侧间隙为20～25mm。4.2.6 防腐工程：

(1)原材料进场验收。原材料的品种、质量和有效使用期是进场验收的重点。胶板验收项目包括品种、厚度、硬度、电火花（检查孔洞）检测和外观。玻璃鳞片原材料储存温度要求在20℃以下，相对湿度控制在75%以下。

(2)预处理工序质量控制。防腐施工中的预处理主要是基体补焊打磨、喷砂和衬胶施工中的胶板打磨。衬胶和玻璃鳞片施工要求喷砂后的基体表面洁净度要达到Sa2(1/2)级，粗糙度分别达到50μm和70μm。喷砂质量为必检项目，以喷砂质量标准样板为依据，对各部位的喷砂表面进行检验。同时严 格监控喷砂压缩空气质量和砂的质量，严禁压缩空气存在油污和水汽。

(3)施工环境条件控制

衬衬胶及玻璃鳞片施工现场要求温度控制在10～35℃，相对湿度控制在60%以下。

(4)施工过程控制：

1）配料。包括：衬胶底涂、粘接剂、玻璃鳞片底涂、玻璃鳞片树脂、玻璃钢环氧树脂、环氧漆、耐酸胶泥和衬砖胶泥等防腐材料，在施工过程中要现场配制。配料过程主要监检配比准确性和活化期。

2）工序衔接。防腐施工要在喷砂后24h内刷第一遍与第二遍底涂，底涂与第一遍粘接剂，两遍粘接剂之间，第二遍粘接剂与贴胶板，每道玻璃鳞片涂层之间都有最短和最长的间隔时间要求。施工时要根据工艺文件对该工序的时间间隔严格地监督检查，确保工序衔接符合工艺要求。

3）衬胶搭接。基本原则搭接方向要与介质流动方向保持一致，防止介质冲刷胶板搭接缝。施工人员须根据设备内各部位介质流向，确定胶板搭接形式。施工中应对胶板搭接部位进行严格检查，保证正确的接缝方向。

4）衬胶。吸收塔和各种箱罐衬胶质量验收项目包括：厚度、硬度、电火花、外观和粘接强度。其中厚度、硬度、电火花（100%检测规定电压14kV下不漏电）、外观验收检查在制品上进行，剥离强度（规定值≥4N/mm）检测在产品试板上进行。外观检查要求：搭接缝方向正确，无十字接缝，各部位所衬胶板品种符合规定，未见气泡、鼓包、大的裂缝等严重缺陷。

5）玻璃鳞片树脂衬里涂层。玻璃鳞片涂层质量验收项目包括：厚度、硬度、电火花、外观和粘接强度。其中厚度要求：检查前根据测厚仪标准板校验测厚仪，测定鳞片衬里厚度，使用测厚仪每4m2检测2～3处。外观要求：鳞片衬里面100%电火花检测（规定4kV/mm电压下不漏电）在制品上进行，检测时避免电压过高或在一处停滞时间过长，电压必须稳定，使用检测仪扫描所有衬里面（扫描速度为300～500mm/s）。确认有无缺陷。在产品试板上检验硬度（巴氏硬度，规定值40）和粘接强度（规定值7MPa）。

(5)烟气脱硫系统试运后的检查。根据经验，防腐层的大多数质量问题多在运行开始的一年内暴露出来，所以试运行后要对防腐层进行仔细检查，检查防腐有无开裂、鼓包、脱落，有无异常损害。建议重点检查以下部位。

1）吸收塔喷淋部位衬胶层。重点是喷淋层下部1～2m处和喷淋支管托架部位，此部位衬双层胶，受冲刷最厉害，最容易出问题。

2）吸收塔原烟入口防腐层。此部位接触的介质有烟气、浆液和各种介质蒸气，温度变化大。一般采用胶板、玻璃鳞片、耐酸磁砖防腐，在试运后要对该部位仔细检查。

3）搅拌器叶片连接部位衬胶层。箱罐、地坑的搅拌器，其叶片在现场安装，连接处在现场衬胶，形状复杂,搭接缝较多，运转时叶片受介质冲击易发生开裂。5 结束语

湿法FGD装置工艺流程中介质为含SO2湿烟气和石灰石、石膏浆液，具有较强的腐蚀、磨损和易沉积特性。所以设备的防腐对安装中结构件的焊接和钢板基体表面质量要求较高。同时浆液管道、泵、风机、GGH转动设备安装坡度及防腐和接口部位的严密性要求也很严格，所以好的安装质量对湿法FGD装置安全稳定运行具有重要的意义。

由于湿法FGD装置工艺系统的防腐特性，使其设备及管道接口在现场无法修改，只能在现场组合配制后返厂进行防腐处理，再返回现场安装，并且现场防腐施工周期长，受环境和材料特性影响较多，从而延长了湿法FGD装置的施工周期，各设备安装工期的衔接需要周密地计划安排。

总之，湿法FGD装置设备安装质量和工期，在其工艺特性和介质特性的影响下，与发电设备有较大的区别。在湿法FGD装置设备安装中，应加强设备安装质量控制要点的监督和合理制定施工计划，才能保证FGD装置安装工程优质、如期地顺利完成。

第四篇：2×300MW机组石灰石-石膏烟气脱硫吸收塔设计

２００８年 ８月

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电

力

环 境 保

护

第 ２４卷

第 ４期

２×３００ 机组石灰石一石膏烟气脱硫吸收塔设计 ＭＷ

Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ—ｇｙｐｓｕｍ ＦＧＤ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｆｏｒ ２×３００ ＭＷ ｕｎｉｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ

（扬州大学 环境科学与工程学院，江苏 扬州

薛 琴，王子 波，雒 维 国

２２５００９）

摘要 ：选 用石灰石 一石膏工艺对山西某电厂 ２×３００Ｍｗ 机组进 行烟 气脱硫，对其核 心设备吸 收塔 的本体进 行设计 计算，并对其 中的设备进行 了选型。

关键词 ：烟 气脱硫 ；吸 收塔 ；循环 系统 ；设计

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｂｒｉｅｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｎ ａｎｄ ｓｅｌｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ＦＧ Ｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｗｅｔ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ—ｇｙｐｓｕｍ ＦＧ Ｄ

ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌｎｔ ｉｎ Ｓｈａｎｘｉｐｒｏｖｉｎｃｅ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｋｅｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

ａｎｄ ｔｈｅ ｉｔｅｒｎａｌｃｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｄｉｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｙｐｅ ｓｅｌｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｌｏａｎａｌｙｚｅｄ．

Ｋｅｙ ＷＯｒｄｓ：ＦＧ Ｄ；ａｂｓｏｒｂｅｒ；ｃｉｒｃｕｌｔｉｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｄｅｓｉｇｎ

中图分类号：ＸＴＯ１．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—４０３２｛２００８）０４—０２４—０３

０ 引言

１ 喷淋吸收塔的工作原理

吸收塔是烟气脱硫系统的核心设备¨，浆液的

喷淋吸收塔多采用逆流方式布置，烟气从喷

制备以及 ＳＯ 的去除都在这个设备中进行，因此，塔 型设计以及其设备的选型直接影响到脱硫效果的好

坏。目前，吸收塔常用的塔型主要有喷淋吸收塔、填

过循环泵送至塔中布置于不同高度的喷淋层喷嘴，从喷嘴喷出的浆液雾化形成分散小液滴向下运动，淋区下部进入吸收塔，并 向上运动。石灰石浆液通

料塔、托盘塔、液柱塔、喷射式鼓泡塔等

。由于喷 淋吸收塔具有内部构件少，塔 内不易结垢和堵塞，压

与烟气逆流接触，气 液充分接触并对烟气中的 ＳＯ：

进行洗涤。塔内一般设 ３～６个喷淋层，每个喷淋层

力损失也较小等优点，在全世界湿法烟气脱硫系统

装有多个雾化喷嘴，交叉布置。在塔底一般布置氧

中 占有突 出的地 位，已经成 为 应 用 最广 泛 的 吸 收塔

型 之一。

化池，用专门的氧化风机往里面鼓空气，而除雾器则

布置在吸收塔顶部烟气出口之前的位置。

山西 某 电厂 ２×３００ＭＷ 机 组 烟 气脱 硫 系统 采

用 了喷淋 式 吸收 塔，选 用 一般 ３００ＭＷ 以 上机 组 大 多采用的石灰石一石 膏湿法烟气脱硫工艺，该工艺

２

吸收塔的主要设计参数

该吸收塔采用底部浆池和塔体为一体的结构，技术成熟，应用广泛，运行稳定 可靠，对煤种适应性 其主要设计参数如表 １所示。

强，其脱硫效率可以达到９５％。

表 １

吸收塔主要设计参数

数项

目

数

值

项 目

值

烟气量（湿态）／ｍ ／ｈ

１ ７６３４６２

脱硫浆 液含 固量／％

２０

入 Ｉｌ标况烟气量（干）／ｍ ・ｈ 入 口烟气温度／℃

１４２００００

石膏含水率／％

≤１０

入口烟气压力／Ｐａ 脱硫效率／％

一３０００

入 ＩｌＳＯ２（干）／ｋｇ・ｈ

９６

出口烟气量／ｍ ・ｈ 出口烟气压力／Ｐａ

３９６６ ０

出口烟气温度／℃

氧化风机进气温度（标 况）／℃ 氧硫 比

亚硫酸钙氧化停留时间／ｍｉｎ

钙硫摩尔比［５＿

１ ５１５ ５８９

４

≥８０

２０

１．２

≥９５

５．８５—６．１５

浆液 ｐＨ值…

１．０２

２４

薛 琴等：２ Ｘ ３００ＭＷ机组石灰石一石膏烟气脱硫吸收塔设计

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第４期

３．１．３

啧 嘴选 型

３ 吸收塔结构设计及选型

吸 收塔 喷淋 层 的 喷嘴 一般 分为 切 向、轴 向和旋

３．１ 吸收塔 本体设 计

转 ３种型式，本设 计 中采用轴 向式喷嘴，主要原 因是 在 同等压 力条 件下，这 种喷嘴 喷 出的液 滴粒 度较小，３．１．１

吸 收塔直径

吸收塔的直径（Ｄ）可由吸收塔出口实际烟气

而且 性价 比较 高。

体 积流量 和 烟 气流 速 确 定，烟气 流 速通 常 为 ３．０～ ３．１．４

除雾 器 区的 高度 及选型 ４．５ ｍ／ｓ，工程实 践 表 明，３．６～４．２ ｍ／ｓ是 性 价 比较

除雾器用来分离烟气所携带的液滴，在吸收塔

高的流速区域，因此，本工程 的设计烟气流速为

中，由上下两极 除雾 器（水平或菱形）及冲水系统

３．８ ｍ／ｓ。吸收塔直径可根据下列公式计算 ：

（包 括管 道、阀门和喷嘴 等）构 成。湿法 烟气 脱 硫 系 统一般采用折流板和旋流板除雾器，为了适应塔内

Ｑ＝Ａ× ＝丌（÷Ｄ 较 高的烟气流速，达到较高的除雾效率，本设计选用

式中 ｐ为烟气体积流量，ｍ ／ｈ；

为烟气流速，ｍ／ｓ； 折 流板 除雾 器 中的屋 顶 式 除雾 器，最 后一 层 喷 淋层

到 除雾器 的距 离 为 １．３ｍ，除雾 器 的高 度 为 ２．８ｍ，Ａ为烟气过 流断 面面积，ｍ。

由上式计算得 Ｄ ＝１２．８１ ｍ，本工程设计吸收塔 除 雾 器 到 吸 收塔 烟 道 出 口的距 离 为 ０．６ｍ，则 除雾

直 径 １２．８ ｍ。

区的总高度 为 ７．５ｍ。

３．１．２

吸收 区的 高度

３．２

再循环 系统 的设计

工程设计中，吸收 区的高度一般指烟气进 口水平中心线到喷淋层中心线的距离。根据吸收塔高度

由于该项 目的烟 气 含硫 量较 低，循 环泵 可采 用

单元 制，即每个喷 淋层 配 １台 与喷 淋层 管 道 系统 相

参考表（表 ２），吸收区的高度一般为 ５～１５ｍ，烟气 接触 反应时 间一般 为 ２～５ Ｓ Ｘ

连接的吸收塔再循环泵。保证吸收塔内２００％以上

。在 山西某电厂 ２ 的吸收浆液覆盖率。

３００ＭＷ 机组 脱硫工 程 中为 了保证较 高 的脱 硫效 率，吸收 塔 内喷 淋层设 计 为 ４层，每 台循 环 泵对 应

层 喷淋层 ；运行 的再 循 环 泵数 量 根据 吸 收浆 液 流

设计接 触反应 时间 为 ２．４ Ｓ，则 吸收 区高度 ｈ ＝２．４ Ｓ

量的要求确定，以达到每台锅炉负荷的吸收效率。４

Ｘ ３．８０ ｍ／ｓ＝９．１２ ｍ，本 工程设 计值取 层喷淋布置能够满足整套装置对脱硫率的要求。

９．１ ｍ。

循 环浆液 量为要 脱除 ＳＯ，的量与单 位循环浆 液

吸收区一 般设置 ３～６个 喷淋层，每个喷 淋层 都

吸收 ＳＯ，能力 的 比值。根据 ２ Ｘ ３００ＭＷ 机 组锅 炉 原

装有 多个 雾 化喷嘴，喷淋 覆盖 率 达 ２００％ ～３００％

始数 据 可 知 ：本 项 目烟 气 量 为（湿）１ ４２００００ ｍ ／（喷淋覆 盖率 指 喷 淋 层 覆 盖 的重 叠 度，由喷 淋 覆 盖

ｈ；

高度、喷淋 角来 确 定。，喷淋 覆 盖 高 度 典 型 值取 为

要脱 除的 ＳＯ，量 为 ３９６６ ｋｇ／ｈ；单 位体积循 环浆 液吸

本过高，本设计中设置 ４个喷淋层。喷淋层 间距一

般为 １．２～２ｍ，为了便于检修和维修，层间距设为

１．９ｍ。入口烟道到第一层喷淋层的距离一般为 ２ １ ｍ）。由于要求的脱硫效率较高，但又不能使成

收 ｓＯ，的能力约为 ０．１５ ｇ／Ｌ，可 以计算得 出循环浆

液量为 ２６４４０ ｍ ／ｈ（脱 硫 吸收 塔循 环浆 液 量通 常 为

４０００～１２ ０００ ｍ ／ｈ）…，本项 目采用 ４台浆 液循

环

泵，每 台泵 的流 量为 ７０００ ｍ ／ｈ。

３．５ ｍ，本方 案 为 ３．４ ｍ，符 合 要 求。据 表 ２分 析，通过循 环浆 液量 与 吸收塔 出 口标 准 烟 气量（湿

最 后一层 喷淋层 到除雾器 的距离 设计 为 １．３ ｍ。

态、１

５１５ ５８９ ｍ ／ｈ）的 比值 计 算 得 出 液 气 比为

表 ２

吸收塔吸收区高度参考表

１７．４４Ｌ／ｍ。喷淋 塔 的液 气 比是 决 定脱 硫效 率 的一 个重要因素…，也是湿法石灰石一石膏烟气脱硫工

目 范

围

吸收塔人口宽度与直径之比／％ ６０～９Ｏ

人口烟道到第一层喷淋层的距离／Ｉ ２—３．５

喷淋层间距／Ｉｎ

１．２—２

最顶端喷淋层到除雾器的距离／Ｉ １．２—２

除雾器高度／Ｉｎ

２～３

除雾器到吸收塔出口的距离／Ｉｎ Ｏ．５—１

吸收塔出口宽度与直径之比／％

６０～１ＯＯ 项

艺 的一个 重要参 数，它决 定 了脱 硫 系统 的石 灰 石耗

量 ”。一般情 况下，液气 比范 围为 １５～２５ Ｌ／ｍ，本 工 程设计 液气 比为 １７．４４Ｌ／ｍ。

３．３

吸收 塔 浆池 的设计

３．３．１

浆池容积及 高度

吸收塔浆池容量由液气比和浆液氧化停留时间

２５

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第 ２４卷

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确定

，而 浆液 氧化停 留时 间 由石膏 生 长停 留时 间

和石灰石溶解停留时间确定。

４

结语

力

浆池的容积等于循环浆液量与氧化停 留时间的

３６００Ｐａ，额定功率 １ ８００ｋＷ。

乘积，其值约为 １ ７７０ｍ。由浆池的容积及吸收塔

２６

直径（１２．８ ｍ）计算得浆池高度为 １３．７ ｍ，由此可得

吸收塔的总高度为 ３０．３ ｍ。

３．３．２

氧 化风机 的设 计及 选型

亚硫酸钙和亚硫酸氢盐 的氧化分为两个部分，是吸收塔 内烟气 中氧气进入浆液液滴 的 自然氧

化，二是空 气通过 曝气管 网进入浆 液池 的强制 氧

化。

理论氧化空气量约为 ３４７０．２ｍ ／ｈ，此值即为

亚硫酸钙完全转化为石膏所需要 的氧气量。

本项 目同时考虑了一定的空气 富裕量（即氧硫

比），计算得实际氧化风机进气量为 ４４７０ｍ ／ｈ。采

用 ２台型号 为 ＧＮ３５Ｈ 一３的 离心 式氧 化 风机，流 量 为 ４７３６ｍ ／ｈ（干），压头为 １０１．０１ ｋＰａ，一用一备。

３．３．３

氧化吸 收 池搅 拌机 的选 型

在吸收塔底部浆液池设有 ２台侧进式搅拌机，用来使石灰石 固体颗粒在浆液 中保持均 匀悬 浮状

态，保证浆液对 ＳＯ，的吸收和反应能力。搅拌器的

搅拌直径为 １０．０ｍ，转速 １３０ ｒ／ｍｉｎ，功率 ３ ｋＷ。搅

拌器的转速不能太高，否则不利于石膏晶体成长，且

会造成叶轮磨损。

３．３．４

石灰石 浆 泵的选 型

根据要去除的 ＳＯ，量和浆液密度，可估算 出石

灰石浆 液（２０％）的用 量 为 ２４．８ ｍ ／ｈ。则 设计 采 用 的石灰 石浆泵 为 ２台双 相流泵，流量 １００ｍ ／ｈ，扬 程

８０ｍ，功率 ５５ ｋＷ，一用一备。

３．４

脱硫增压 风机 的选 型

增 压风机 是用 于克 服 ＦＧＤ装置 的烟 气 阻力，将 原烟气顺利引入脱硫系统，并稳定锅炉引风机 出 口

速低。在安装了烟气脱硫系统的情况下，锅炉的送、引风机将无法克服 ＦＧＤ的烟气阻力，所以必须设置

增压风机。湿法烟气脱硫系统中一般采用轴流风机

或者离心风机¨。压力的重要设备。其运行特点是低压头、大流量、转

根据本工程的实际烟气流量（１ ４２００００ ｍ ／ｈ），以及 吸 收 塔、ＧＧＨ、烟 道 的 总 压 力 损 失（分 别 为

１ ５００、１０００、５００Ｐａ，总计 ３０００Ｐａ）可选用轴流式静

叶可 调风 机，其流 量 为 １ ５６２０００ｍ ／ｈ，额 定 压（１）由山西某 电厂 ２ Ｘ ３００ＭＷ 机 组脱硫 工 程 的

烟气参数计算得设计脱硫吸收塔直径为 １２．８ ｍ，吸

收塔总高度为 ３０．３ｍ，采用 ４层喷淋层和 ４台循环

浆 液泵 体系，即可 充分保 证其 脱硫效 率。

（２）在吸收塔 的设计过程中，要对设计场地 的 大小以及业主其他 的合理要求进行综合分析，从而

塔要求。． 参考文献： 调整设计数据，以满足脱硫效率高、运行稳定的吸收

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收稿 日期 ：２００８一ｏ４—１５：修回 日期 ：２００８—０６—１２

作者简介 ：薛 琴（１９８３．），女，江苏 泰州人，硕士，从事烟气脱硫、水处理 的研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｏｗｋｉｎｇ６０５＠１６３．ｃｏｒ

第五篇：火电厂湿法脱硫系统冬季减灾措施

火电厂湿法脱硫系统冬季减灾措施

(一)脱硫系统防冻措施

1.雨雪冰冻灾害对电厂脱硫系统的主要影响

(1)由于突然停电或未按运行规程停运脱硫系统或脱硫岛钢体与防腐衬片的树脂冷缩质量较差，导致脱硫岛底部大量结冰或防腐衬片局部脱落。

(2)烟气在线监测仪器采样管接冰，系统冻坏而瘫痪。

(3)吸收塔结垢、循环泵密封、吸收塔搅拌器和水泵、法门、密封圈、管道、喷嘴等冻裂。

(4)石膏排出泵冻裂、石膏浆液输送系统结冰、压力变送器、流量计和液位损坏、烟道内衬玻璃鳞片脱落。

(5)供浆和回浆液循环泵减速机、吸收塔集水坑搅拌器减速机损毁、废液排放管管道冻裂、氧化风机、真空脱水滤布撕裂、石膏旋流子损坏。

(6)斗轮液压缸冻裂、皮带拉裂、磨煤机端盖和轴承断裂、送风机烧毁、电磁阀、灰管爆裂。

(7)工艺水泵出口压力表变送器、除雾器冲洗水泵口压力变送器损毁。(8)其他仪表等损毁。2.脱硫系统防冰冻措施

(1)脱硫系统在雨雪冰冻期间，制浆、脱硫和脱水系统需保持连续运行，其他非必要运行部分要尽量停运，缩小整体设施的运行范围。

(2)冰冻期间脱硫循环泵停运时，必须专人就地认真监视，确认循环泵入口排放阀已开，待管道内浆液排尽后对管道进行反冲洗，冲洗3分钟，确认积水排尽后关闭排放阀。（建议：自动排放后，人员到就地确认）

(3)冰冻期间石灰石粉仓流化风不能间断，保持石灰石粉仓底部尽可能高的温度并具有较好的流动性。在石灰石粉仓内有粉情况下，必须保证流化风机的正常投运。（建议：在不制浆的情况下，投入硫化风机运行）

(4)脱硫塔石膏排出泵停运超过1小时内，必须就地将石膏排出泵出口母管排放阀打开，将积液排尽，并采用清水清洗干净。（建议：自动排放后，人员到就地确认，同时为确保备用泵随时可投运，建议两泵每班至少切换运行1次）(5)在冰冻期间确保脱硫系统各类转机的冷却水畅通、流动（即使备用设备的冷却水也应有持续小流量，特别是室外设备），严格监测水温温度，水温较低时，需采用加热措施；对于水冷设备不允许断水运行。

(6)对于室外管道的疏放水必须严格规程规定执行，在管道停运1小时内必须将所有疏放水门(阀)全部打开，并确认疏水放尽后关闭水门。

(7)对建筑物门窗进行全面检查（建议：看到开启的门窗做到随手关闭），对暖通系统进行好检修，做好厂房供暖，确保严重冰冻期间厂房温度正常。无供暖区域的建筑物厂房的门窗也要全部关闭，室外温度低于－6℃时，室内要增加供热设备，保持室内不结冰。

(8)所有备用状态的管路必须要采用清水清洗干净。

(9)无伴热的仪表取样管要增加伴热和保温。（建议：对伴热存在问题加快督促相关专业处理，对现场目前存在破损的保温联系相关维护部门予以恢复，如#6石膏排出泵入口管道、冲洗水系统管道等处）

(10)无伴热脱硫塔除雾器清洗水需增加伴热和保温。(11)压缩空气系统必须配备干燥器，并保持良好投入。

(12)做好供热设备的维护，保证供热系统和伴热系统的安全和良好运行。(13)严格执行设备巡回检查制度，每小时必须到就地巡检一次，发现现场尤其是室外有跑冒滴漏的现象，要及时采取措施或汇报处理，防止结冰现象发生。建议：如对#6PH计等管道泄漏时采用焊接处理的地方，外保温拆除且由于电化学反应，焊缝处容易出现泄漏，应加强检查。

(14)严格检查脱硫区域各类地坑人孔盖、室外地沟盖板的密封程度，防止地坑、地沟内的浆液或者水体发生冻冰。（建议：地坑搅拌器投运）

(15)对于易冻的小型室外泵体，如石灰石供浆泵和脱硫塔石膏排出泵必须准备好整体备用泵。

(16)准备好压缩空气的备用管，尤其是临近驱动设备的细管线，在冰冻期间发生冰冻时及时更换。

(17)准备好室外浆液管路的各种阀门及法兰，供发生冰冻损坏后及时更换。(18)做好防腐、材料、阀门和泵体设备商供应库，对各个厂家的现场人员支持和供货能力进行确认和登记。另外建议：对于废水系统药品储存库内价值约15万元的废水药品（絮凝剂、助凝剂均为英国进口Polymer Technology产品）妥善保管检查，防止冻坏浪费。近期，在废水压滤机厂家再次到现场培训后，将废水全部放掉。

CEMS对环境温度要求较高，暖通及空调投运情况加强检查，挡板门的控制系统要特别注意，防止影响主机的运行。

(二)脱硫系统冷冻期间的维护措施

1.在冰冻期间密切关注制浆、脱硫和脱水系统的各种流量、介质温度和物料量变化，认真做好记录。发现冰冻异常及时上报。

2.对仪表取样管、室外管道、冷却水管的保温和伴热进行检查，不符合要求的进行修补或者加大伴热和增加保温。

3.冰冻期间必须保证空压机良好运行，为避免压缩空气管道冻结，压缩空气储气罐下排污阀每班必须排两次，尽可能保证压缩空气气源水分含量较低。同时，巡检时认真检查压缩空气无热再生干燥器的良好运行，如果发现其干燥效果不佳及时检修处理。

4.GGH蒸汽吹灰管道疏水门每2小时检查排放一次，确认管道内没有积水后再关闭疏水门，防止管道内冻结，影响系统正常运行。

5.检查系统及转动机械的测量仪表、温度元件、接线端子等测量准确、指示正确、无松动、无损坏，保护及联锁无误动、不拒动、联锁正常；作好设备定期试验和轮换运行工作。

6.运行人员在气温低于－6℃时，要做到通水通浆设备的不间断使用。7.检查厂房内配电间、蓄电池间、计算机间、工程师站、控制室等设施、设备的通风、空调工作是否正常；对靠近门窗的设备要重点检查预防，并进行保养和检修维护，保证冰冻期间设备间温度处于正常范围。

8.对户外设备及端子箱特别是变压器要做好防冻防风措施。

9.在运行交接班及班内巡检时，认真检查工艺楼、泵房、风机房内暖气系统正常，门窗关闭严密。人员出进后必须随手关闭大门，发现有门窗损坏或缺玻璃的地方及时采取补救措施。

10.运行人员现场巡检时，要认真检查各转机冷却水是否流动，并增加温度监测和记录。11.冰冻期间拉运石膏时，车辆离开石膏堆料间后，及时关闭石膏堆料间大门，大门要关闭到位，大门底部不能留太大的间隙。联系相关专业确认

12.发生脱硫系统突然断电情况，应立即开启柴油发电机，保障旁路挡板门执行器、脱硫塔搅拌器等关键设备供电，同时人工打开脱硫塔排浆阀门，将脱硫浆液排入事故浆液地坑。

(三)脱硫系统冰冻减灾措施

发生脱硫设备冰冻后，首先确定容易受冰冻损害的设施和设备范围，逐步排查设备损害部位。

1.对于脱硫系统整体突然断电且发生冰冻的情况，首先要保持人工观察和记录，详细记录每天的室外和室内设备冰冻的状况，同时联系脱硫公司和设备维护单位派人到现场，积极协商解决冰冻的方案。

2.对于脱硫塔被冰冻情况，必须打开检修门和人工观察孔，逐一检查除雾器、除雾器清洗水管、喷淋层、喷嘴的冰冻情况，以及脱硫塔的防腐牢固程度，有条件的还要对脱硫浆池设备(搅拌器、氧化空气系统、循环泵滤网等)进行观察和做好观察记录。

3.厂区恢复供电后，按照脱硫控制系统、压缩空气系统、各类执行机构、各类电动阀门、各类挡板门等次序进行检验，从控制系统供电开始，逐步完成执行机构、电动阀门和挡板系统供电。

4.厂区恢复供电后，首先恢复电厂蒸汽和热水供应系统，为化解冰冻设备提供先决条件。

5.对于冰冻的脱硫塔，首先采用热水化解方式，从除雾器冲洗水管路注入热水逐步化解，打开脱硫塔溢出阀或者烟道疏水阀门，将冲洗后的水体(浆液液)排到地沟系统。对于严重冰冻的脱硫塔，可以采用人工热水冲洗方式，从上部到下部逐步冲洗，逐步化解冰冻。

6、对于浆液循环管和脱硫塔，应人工检查防腐脱落情况，存在防腐脱落的应当尽快进行修补。特别注意：防腐制作固化由于对环境温度、湿度要求极高，一般玻璃鳞片不具备在冬季施工条件，故如出现防腐脱落后果将非常严重。

7.脱硫的防腐修补方案必须在整体完成脱硫解除冰冻后进行。化解脱硫塔内部冰冻后采用温水从除雾器到搅拌器(从上到下)进行清洗。防腐修复要迅速完成脱硫塔内部施工架的搭建，在空间空气干燥度负荷要求的条件下，由专业防腐公司完成防腐修补工作。

8.对于冰冻的浆液管路，可采用蒸汽内吹或者热水注入方式加快解决。特别注意：衬胶管道、阀门在结冰后,不允许用火焊及喷灯烘烤,应拆法兰进行疏通，防止造成防腐损坏。

9.对于冰冻的管路法兰，去除结冰后必须重新紧固；对于冻损的管路阀门，需对阀门本体进行更换。

10.对于冰冻的气体管路，可采用外部加温方式加快解决。(四)脱硫系统冰冻修复后的重新启动方案 1.工艺水系统启动

启动前需检查工艺水至各个系统供水管道已经消除冰冻影响。检查工艺水箱外形正常，滤网无堵塞，并有水位指示，溢水管畅通，放水门应严密关闭。

2.石灰石储存系统恢复

检查石灰石仓储、下料、皮带输送系统是否解除了冰冻的影响，依次启动除尘器风机、振动给料机、石灰石仓进料输送机和斗式提升机等设备。

3.石灰石浆液制备系统恢复

检查石灰石浆液制备系统已经恢复良好后，开启石灰石浆液箱工艺水进水门，用工艺水对石灰石浆液箱和磨制系统进行清洗。

检查石灰石球磨机进、出口大瓦冷油器及减速器冷油器工艺冷却水冰冻消除情况，确认系统完好后按照规程启动石灰石浆液磨制系统。

检查石灰石浆液泵和供应石灰石浆管路冰冻解除后，方可启动石灰石浆液泵。

4.脱硫塔冲洗及恢复

在检查脱硫塔内部去除结冰影响，确认脱硫塔内部防腐完好后，开始脱硫塔上水程序。受冰冻影响的脱硫塔需进行一次冲洗。

开启脱硫塔工艺水进水手动门，开启其电动门，投入除雾器冲洗水向脱硫塔上水，达到脱硫塔规定液位。冲洗中需观察除雾器内部无杂质及结冰现象，确认脱硫塔放水水质清洁无杂物后，关闭脱硫塔底部排浆手动门，若脱硫塔内杂物较多，应将脱硫塔内水放尽后，再重新向脱硫塔上水，直至冲洗合格。脱硫塔的恢复先进行脱硫浆液循环泵的启动，启动期间密切关注浆液循环泵电流和脱硫塔液位变化，当连续启动多台泵时，第一台泵启动后，待泵运行正常和脱硫塔液位正常后，方可启动下一台泵。确认氧化空气系统冰冻检修工作结束后，可开启氧化风机出口电动门，并投入氧化风机就地控制。氧化风机初期投入时严密监测压力、电流和声音变化；在脱硫塔进水和配浆过程中，应及时调整氧化风机风量，维持风机电流正常，以保证氧化空气管供气正常。

5.脱硫塔充浆

冷态启动的脱硫塔可向脱硫塔充入浓度约3％的石膏浆液。采用脱硫塔区域集水坑上石膏晶种方式的需检查集水坑无冰冻及搅拌器正常，采用石膏旋流浓缩站上石膏晶种方式的需检查浆液管路是否畅通。若脱硫公用区距脱硫区域较远，建议采用脱硫塔区域集水坑上石膏晶种方式，以加快脱硫系统整体恢复。

6.增压风机的启动

恢复启动前应认真检查润滑油温情况及挡板门执行机构的压缩空气管路系统，检验挡板门驱动系统是否正常，确保油温和压缩空气管路输气状态正常后，依照规程启动增压风机系统。启动中缓慢调整增压风机进入烟气量气，逐渐关闭脱硫旁路挡板，并逐渐增大风机负荷。同时应高度注意检查风机的振动、温度、声音等应无异常。

3、烟尘烟气连续监测系统恢复

连续自动监测系统(简称“CEMS”)恢复措施：(1)抽取式CEMS a.应尽快清理探头或更换过滤器(雨雪冰冻后可能结露)；

b.尽快清理伴热管线或传输管线的冰雪，出现弯折后按规范重新铺直； c.监测小屋内温度，应不低于3℃； d.尾气管线若结冰，应尽快升温除冰； e.重新通标准气体校准系统。(2)直接测量式CEMS a.尽快清理镜头；

b.确保探头和监测小屋内的温度达到系统要求的温度； c.重新校准系统。若供电设施损坏，应尽快使用备用电源，校准后启动系统。4.水质在线监测仪器恢复措施

水质在线监测仪器遭雨雪后可能出现采样管路结冰、蒸馏水、试剂冰冻等现象，应采取如下措施：

(1)采样管路结冰:如环境温度不能保证解冻，可采取伴热管路进行加热解冻。

(2)蒸馏水、试剂冰冻:先断开仪器电源，检查仪器有无结冰，管路有无堵塞现象。待监测站房通电后，开启空调，监测站房室温上升至5℃以上，蒸馏水、试剂完全化冻，管路无堵塞现象后，接通仪器电源，在手动模式下，逐步进行采样、加入试剂和蒸馏水、加热消解、分析等步骤，然后对仪器进行标定，确认监测数据无误后，可进入自动分析模式。

5.实验室分析仪器恢复

(1)全面检查实验室危险品、药品及试剂的损毁情况，确保无泄漏。(2)全面检查仪器设备的管路有无泄漏。

(3)实验室投入运行前，应全面检查电路、水路和气路状况，确保实验室安全运行。

(4)实验室分析仪器恢复运行时，应保证实验室环境温度符合仪器设备安全运行要求的温度。