淺談煙氣脫硫改造中吸收塔改造施工方法

劉遠(yuǎn)芬

[摘要] 隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的越來(lái)越重視，火電廠煙氣脫硫效率必須越來(lái)越高才能滿足要求。因此已建成的火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)不能滿足環(huán)保要求，必須進(jìn)行改造，提高脫硫效率。在脫硫系統(tǒng)改造中最關(guān)鍵、最難的是吸收塔的改造。

[關(guān)鍵詞] 脫硫吸收塔改造方法

在已建火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)改造中要提高煙氣脫硫效率，方法就是加大吸收塔氧化層的容積，而吸收塔氧化層容積的增加有兩種方法：一是增大吸收塔的直徑；二是增加吸收塔的高度。如果采用增大吸收塔直徑的改造方法，在施工工期和資金投入上與新建一臺(tái)吸收塔差不多，投入成本高，施工工期長(zhǎng)。因此在火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)改造中常采用增加吸收塔的高度來(lái)加大氧化層的容積?，F(xiàn)以貴州黔北電廠4×300MW機(jī)組1#煙氣脫硫吸收塔改造為例，介紹吸收塔改造施工方法。

貴州黔北電廠4×300MW機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)吸收塔改造，主要工作是更換吸收塔原有筒壁12000mm，噴淋層增高1800mm，氧化層增高7500mm，考慮施工工期要求和施工的方便，采用倒裝法：即從高至下進(jìn)行改造安裝，先進(jìn)行噴淋層加高，接著是原吸收塔筒壁更換，然后是氧化層加高。主要施工機(jī)械為H3/36B塔吊、松卡式液壓千斤頂（SQD—350—100SF型）。

1吸收塔改造工藝流程

拆除與吸收塔連接的所有管道及平臺(tái)→拆除最上面兩層噴淋管及支撐→確定增加噴淋層位置，劃線→頂升裝置的定位、安裝、加固筋、加強(qiáng)板的安裝→加高噴淋層殼體、內(nèi)部支撐、噴淋管的安裝→更換噴淋管及支撐的安裝→原有吸收塔殼體、加強(qiáng)筋的拆除更換（從上至下）→頂升裝置的定位、安裝及頂升支架、加強(qiáng)板的安裝→加高氧化層殼體、加固筋的安裝→管孔、管座、門孔、梯平臺(tái)等的安裝→內(nèi)壁焊縫打磨及防腐→附屬設(shè)備安裝及與吸收塔接口相關(guān)的管道安裝→灌水試驗(yàn)。

2管道、平臺(tái)拆除

2.1吸收塔管道接口拆除

吸收塔管座與管道的接口均為螺栓連接，拆除時(shí)將螺栓拆除并妥善保管以備恢復(fù)時(shí)使用，同時(shí)考慮管道及閥門對(duì)吸收塔提升的影響，必須對(duì)部分影響吸收塔升高的管道及閥門進(jìn)行拆除，待吸收塔改造完成后接口。拆除順序原則上為自上而下，依次拆除凈煙道、原煙道、除霧器沖洗水管道、漿液循環(huán)管、氧化空氣管等，拆除后的管道及閥門必須做好標(biāo)記,用塔吊吊至地面，用平板車運(yùn)至設(shè)備堆放場(chǎng)臨時(shí)存放，待吸收塔改造完后安裝回原位置。

2.2管座的拆除和補(bǔ)缺

吸收塔改造后部分原來(lái)的管座將不再符合圖紙要求，必須根據(jù)提供的吸收塔殼體改造圖在吸收塔改造前將其拆除和補(bǔ)缺，考慮吸收塔提升過(guò)程中受力的影響，主要是原脫硫裝置的四個(gè)漿液循環(huán)泵入口管座，必須對(duì)其進(jìn)行加固。

2.3平臺(tái)的拆除

由于吸收塔平臺(tái)在一邊布置，在頂升過(guò)程中可能造成偏心，因此在頂升前必須將其拆除。拆除順序原則為自上而下，拆除后的平臺(tái)用塔吊吊至地面，用平板車運(yùn)至設(shè)備堆放場(chǎng)堆放，待吸收塔改造完后根據(jù)吸收塔樓梯平臺(tái)改造圖再進(jìn)行安裝。

2.4凈煙道的加固

由于凈煙道位于吸收塔頂部，且無(wú)固定支架，必須將其固定，在煙道和吸收塔殼體間用2根[16焊接連接成一個(gè)整體。

2.5熱控儀表及電纜的拆除

在拆除管道前，需先將管道上的電動(dòng)門及熱控儀表的電纜接線拆除，再將電動(dòng)門、熱控儀表逐一拆除并妥善保管。

根據(jù)電纜的敷設(shè)層次，從上至下（或從外至內(nèi)）依次對(duì)原電纜進(jìn)行拆除，對(duì)拆下的電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試，合格的電纜妥善保管，便于可再次利用。在電纜拆除后，拆除以吸收塔為依托的電纜橋架，拆除的電纜橋架進(jìn)行除銹、刷銀粉漆處理，并入庫(kù)保存以備再次使用。

3吸收塔筒體噴淋層加高

吸收塔增加的噴淋層位于原吸收塔第二層噴淋層與除霧器之間，為降低吸收塔變形和材料浪費(fèi)，采用整體提升的方法。

3.1松卡式液壓千斤頂布置

吸收塔從上往下第二層噴淋層以上的殼體、管道接口、加固筋、吸收塔頂蓋、凈煙道等重量共計(jì)約60t，不平衡系數(shù)取1.4，整個(gè)提升重量為60t×1.4=84t，采用35t液壓千斤頂進(jìn)行頂升，個(gè)數(shù)為84t/35t=3個(gè)，考慮吸收塔調(diào)整及整體吊裝的安全性,采用液壓千斤頂對(duì)稱布置，使用4個(gè)千斤頂，在吸收塔內(nèi)每間隔90°布置一個(gè)，每個(gè)千斤頂受力21t。

3.2吸收塔殼體和支撐板的加固

由于吸收塔上端為懸空結(jié)構(gòu)，無(wú)支撐位置，在頂升之前必須根據(jù)液壓千斤頂位置布置相應(yīng)的支撐板。同時(shí)考慮到吸收塔殼體頂升過(guò)程中由于受力變形，用2根I16a工字鋼在支撐板位置進(jìn)行加固，每個(gè)支撐點(diǎn)承重21.8t。

3.3吸收塔第二層噴淋層與除霧器之間殼體的切割與提升

在完成加固工作后，使液壓千斤頂微受力，同時(shí)沿切割位置下端每隔2m處焊接一個(gè)限位塊，以保證安裝的順利進(jìn)行。然后沿劃定的線將第二層噴淋層與除霧器之間殼體進(jìn)行切割，全部徹底斷開(kāi)后，用液壓千斤頂將吸收塔上部殼體緩緩提升，每升高300mm檢查一次，看沿軸向升高是否一致，如不一致則必須進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整至一樣高后，繼續(xù)進(jìn)行提升，直至升高1830mm后鎖定千斤頂，進(jìn)行噴淋層增高部分殼體的安裝工作。在提升過(guò)程中必須在0°和90°兩個(gè)方向放置2臺(tái)經(jīng)緯儀用于監(jiān)視吸收塔中心的偏移，如超過(guò)規(guī)范要求則必須將其調(diào)整到要求范圍內(nèi)才可繼續(xù)頂升。

3.4吸收塔噴淋層增高1800mm殼體的安裝

用H3/36B塔吊將噴淋層的殼體吊至安裝位置，下端點(diǎn)焊，找正，將立焊和下端環(huán)向焊縫焊完后，將上部殼體緩慢放下，下降至離新增殼體上端面3mm時(shí)，停止下降，進(jìn)行環(huán)向焊接，在焊接過(guò)程中注意焊接變形，焊接完成后，按圖紙要求安裝加固筋。

4原吸收塔殼體更換

4.1根據(jù)圖紙要求，確定需更換殼體的位置并進(jìn)行劃線，同時(shí)根據(jù)購(gòu)買鋼材的尺寸在吸收塔上進(jìn)行劃線。

4.2根據(jù)劃線對(duì)吸收塔殼體按以下序號(hào)及結(jié)構(gòu)分階段梯次進(jìn)行切割、換板、焊接，直至需更換的吸收塔殼體全部更換完畢。

5 吸收塔氧化層加高

5.1液壓千斤頂?shù)牟贾?/p>

吸收塔改造完成后總重量約為347.4t，改造過(guò)程中，采用35t液壓千斤頂進(jìn)行頂升?？紤]1.4倍徑向荷載系數(shù)，總荷載為486.4t，千斤頂?shù)膫€(gè)數(shù)為486.4t/35t=14個(gè)。這14個(gè)千斤頂均勻布置在吸收塔筒壁四周，考慮到進(jìn)、出口煙道伸出塔身部分重量造成受力不均，在進(jìn)、出口煙道接口方向各多布置一個(gè)千斤頂，共16個(gè)液壓千斤頂，每個(gè)承受重量為30.4t。

5.2吸收塔的頂升

根據(jù)液壓千斤頂操作規(guī)程嚴(yán)格進(jìn)行操作。頂升過(guò)程中，在0°和90°兩個(gè)方向放置2臺(tái)經(jīng)緯儀用于監(jiān)視吸收塔中心的偏移。如超過(guò)規(guī)范要求時(shí)，必須將其調(diào)整到要求范圍之內(nèi)才可繼續(xù)頂升。

5.3氧化層加高部分安裝

吸收塔下部氧化層加高7500mm，分四層進(jìn)行：1500mm、2000mm、2000mm、2000mm，首先進(jìn)行第一層1500mm層安裝，再依次進(jìn)行其他三層安裝。當(dāng)液壓千斤頂?shù)捻斏叨冗_(dá)到1550mm后，用H3/36B塔吊將1500mm層的殼體吊至安裝位置，下端點(diǎn)焊、找正、加固，將立焊焊完后，緩慢將吸收塔放下，下降至離上端3mm時(shí)，停止下降，進(jìn)行環(huán)向焊接，在焊接過(guò)程中注意焊接變形。焊接完成后，將這一層的加固筋進(jìn)行安裝，至此1500mm層加高完成。然后重復(fù)以上步驟，直至加高層全部安裝完成。

6焊接順序及焊接變形控制

為保證塔體安裝質(zhì)量，控制塔體組裝尺寸，在現(xiàn)場(chǎng)安裝中，應(yīng)正確規(guī)定焊接順序，采取有效的技術(shù)措施，減小焊接應(yīng)力，控制焊接變形。

加強(qiáng)筋板及支座采用手工焊接，焊條選用J507 φ3.2，壁板采用CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，氣體選用純CO2氣體，不得用混合氣。

塔體焊縫的焊接順序應(yīng)嚴(yán)格按照《焊接工藝規(guī)范》規(guī)定的順序進(jìn)行。

對(duì)于大面積薄板結(jié)構(gòu)的焊接，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接線能量的輸入，特別是對(duì)于初層焊道，應(yīng)采用分段退焊法或跳焊法。

對(duì)于沿罐體圓周均布的焊縫或周向環(huán)焊縫的焊接，應(yīng)由數(shù)名焊工周向均布、同時(shí)同向進(jìn)行施焊。筒壁板上縱縫對(duì)接焊時(shí)，為防止縱縫角變形，可在壁板內(nèi)側(cè)裝設(shè)弧形加強(qiáng)板，以達(dá)到強(qiáng)制控制變形的目的。

對(duì)于塔內(nèi)附件焊接變形的控制可通過(guò)強(qiáng)制或反變形的措施來(lái)達(dá)到。

7灌水試驗(yàn)

吸收塔本體及配件、附件安裝完，塔體無(wú)損檢測(cè)試驗(yàn)合格后，進(jìn)行灌水試驗(yàn)，對(duì)塔底嚴(yán)密性、塔壁強(qiáng)度及嚴(yán)密性、基礎(chǔ)沉降進(jìn)行觀測(cè)。

灌水試驗(yàn)應(yīng)采用水溫不低于5℃淡水。灌水高度為吸收塔漿液液位最大高度，保持48小時(shí)，罐壁無(wú)滲漏、無(wú)異常變形為合格。

灌水過(guò)程中分別以0h、1/2h、3/4h 、1h的+100mm為基準(zhǔn)作為一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)(h為設(shè)計(jì)最高液位)，必須在一個(gè)階段沉降穩(wěn)定后，才能進(jìn)入下一階段。如果基礎(chǔ)發(fā)生不允許的沉降，應(yīng)停止灌水，待處理后方可繼續(xù)試驗(yàn)。

8施工過(guò)程中注意事項(xiàng)

由于改造項(xiàng)目工期都特別緊，所以腳手架搭設(shè)必須在停爐之前進(jìn)行，機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)，搭設(shè)前必須與電廠運(yùn)行人員聯(lián)系辦理施工作業(yè)票，搭設(shè)過(guò)程中需注意保護(hù)運(yùn)行中的設(shè)備。

在施工前，在0°、90°、180°、270°四個(gè)方向用軟導(dǎo)線將吸收塔壁板進(jìn)行接地，以滿足防雷和焊接需要。

提升過(guò)程防傾倒。考慮到春季風(fēng)大（最大風(fēng)速22.5m/s），吸收塔迎風(fēng)面積大，頂升過(guò)程中必須對(duì)吸收塔拉緊，防止在過(guò)程中發(fā)生大的傾斜。基本風(fēng)壓值按ω0＝υ02/1600確定，由于吸收塔屬重要設(shè)備，系數(shù)取1.2，因此許可風(fēng)壓值為ωk＝ω0×1.2=0.31×1.2=0.37kN/m2，風(fēng)載為F=ωk×S=0.37×12.5×20=85kN，風(fēng)力最大為8.5t，安全系數(shù)取3.5，所以鋼絲繩的破斷力為FP=85×3.5=297.5kN，用鋼絲繩(選用6×37+1-φ32)做攬風(fēng)繩，在吸收塔0°、90°、180°、270°四個(gè)方向用鋼絲繩和10t倒鏈牽引，固定在地面的牢固物體上，傾角控制在30°～45°之間。在吸收塔頂升過(guò)程中隨著塔體升高緩慢放松倒鏈。同時(shí)在吸收塔外面45°、135°、225°、315°四個(gè)方向立四根4m高的H型鋼(390*300*10*15)用以限位。

9總結(jié)

由于已建火電廠脫硫系統(tǒng)管道及設(shè)備都已定位，且布置非常密集，根本無(wú)法布置大型起吊裝置來(lái)進(jìn)行吸收塔的改造；由于機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)，縮短停爐時(shí)間，減少施工工期尤其重要，采用以上方法，在保證安全的同時(shí)，也兼顧到了可行性及經(jīng)濟(jì)性。