石橫一期煙囪沖洗水及排液系統(tǒng)改造

吳剛

(國電山東石橫發(fā)電廠,山東肥城 271621)

石橫一期煙囪沖洗水及排液系統(tǒng)改造

吳剛

(國電山東石橫發(fā)電廠,山東肥城 271621)

介紹了石橫電廠一期煙氣脫硫技改項目中煙囪及入口煙道排液系統(tǒng)改造情況,論述了煙囪及煙道排液系統(tǒng)改造要點、運行方式,提出了煙囪排液系統(tǒng)的改造方案。

燃煤電廠;煙囪排液;系統(tǒng)改造

0 引言

石橫電廠一期 1、2號機組脫硫系統(tǒng)改造為技改項目。2×315MW號機組是 1987年建成投產(chǎn)的,煙氣脫硫系統(tǒng)于 2007年 12月開工建設(shè),2009年 12月投產(chǎn)。煙氣脫硫系統(tǒng)采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝,以石灰石為吸收劑,石灰石破碎磨細成粉狀后與水混合攪拌制成吸收漿液;石灰石漿液由泵打入吸收塔內(nèi)與煙氣充分接觸,煙氣中的 SO2與漿液中的CaCO3發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣 (同時去除煙氣中部分其他污染物 ,如粉塵、HCl、HF、SO3),從吸收塔下部漿池鼓入氧化空氣使亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣,硫酸鈣達到一定飽和度后,結(jié)晶形成二水石膏。石膏脫水后可綜合利用或送至灰場堆放。脫硫后的凈煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴后由煙囪排入大氣,脫硫效率可達到 95%以上。

脫硫系統(tǒng)無 GGH,設(shè)計出口煙溫為 55℃。脫硫后的煙氣進入煙囪排放,煙溫為 45～50℃,具強腐蝕性。當脫硫系統(tǒng)停運時,旁路擋板開啟,鍋爐排出的高溫煙氣直接進入防腐改造后的煙囪排放,煙囪長期運行溫度為 145℃,最高溫度達 180～200℃。系統(tǒng)正常運行時,在煙道、煙囪內(nèi)部壁及積灰平臺處出現(xiàn)大量凝結(jié)水,無法排出,造成煙囪積灰平臺、煙道各接縫處等部位經(jīng)常會外排酸液,嚴重影響文明生產(chǎn)。必需解決煙道、煙囪內(nèi)壁及積灰平臺處積液外排問題,保證系統(tǒng)安全運行。

1 石橫電廠一期煙囪概況

石橫電廠一期 2×315MW機組共用一座鋼筋混凝土磚套筒式煙囪,煙囪高為 240m,出口直徑為7.5m。磚套筒式煙囪筒身由鋼筋混凝土承重外筒壁、磚砌排煙筒 (含保溫隔熱層)、斜撐式支撐平臺、積灰平臺、內(nèi)煙道和其他附屬設(shè)施組成。磚套筒式煙囪結(jié)構(gòu)形式是:煙囪筒身的鋼筋混凝土外筒壁與磚砌排煙內(nèi)筒脫開布置,磚砌排煙內(nèi)筒由斜撐式支承平臺分段支承,排煙內(nèi)筒的全部荷重由斜撐式支承平臺分段傳給鋼筋混凝土外筒壁,最終傳至基礎(chǔ)和基礎(chǔ)下的地基。

煙囪內(nèi)部積灰平臺原擋煙墻兩側(cè)各有一處排液孔,但因未上脫硫系統(tǒng),煙囪處于長期干煙氣運行狀態(tài),無凝結(jié)液體存在,故一直未安裝引出排液管。

2 煙囪積、排液情況及對策

石橫電廠一期 2×315MW機組配套脫硫系統(tǒng)自 2009年 12月投產(chǎn)后,一直存在煙囪入口煙道、積灰平臺下部多處滲漏的現(xiàn)象。這是由于煙氣凝結(jié)液造成煙道、煙囪外壁多處污染。長期運行會對煙道、煙囪基體造成酸性腐蝕,危及電廠生產(chǎn)安全。為了解決這一問題,電廠積極采取措施,多次從煙囪、煙道外部對各外漏、排液部位進行封堵,但效果不明顯。因此,要從根本上解決煙囪、煙道各外漏、排液的問題,應(yīng)堅持堵不如疏的原則。

由于 1、2號爐共用一個煙囪,2套脫硫系統(tǒng)中如有 1套系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障,煙囪底部將出現(xiàn)原煙氣和凈煙氣交會狀態(tài),原煙氣側(cè)溫度較高,且會存少量集液及集灰,防腐、排液要求均較高。所以,煙囪底部排液系統(tǒng)設(shè)計不僅要滿足排液的順暢,還應(yīng)滿足整個脫硫系統(tǒng)的防腐要求。

因此,需對煙囪及底部積灰平臺進行全面的防腐處理,并在積灰平臺設(shè)計改造 1套積液排出系統(tǒng)(見圖 1)。根據(jù)現(xiàn)場實際情況布置沖洗水系統(tǒng),以對積灰平臺及煙道內(nèi)部積灰、水進行定期沖洗,防止內(nèi)部大量積灰。

圖 1 煙囪積灰平臺示意

排液系統(tǒng)改造需滿足以下條件:排液順暢、無環(huán)境污染;整個系統(tǒng)具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能;滿足原煙氣運行工況。

煙囪內(nèi)部積灰平臺及煙道內(nèi)排水由灰漿池進行收集和排出,由柱塞泵打往灰場。

3 改造方案

3.1 工藝部分

3.1.1 找坡處理

在積灰平臺及煙囪入口煙道處分別用鋼結(jié)構(gòu)找坡 (見圖 2),煙道段雙向找坡,坡度 20°(見圖 3)。積灰平臺單向找坡,坡度 30°。

圖 2 積灰平臺改造金屬找坡示意

圖 3 煙囪入口煙道底部處理示意

3.1.2 排液漏斗

在每臺機組的煙道底部開設(shè) 2個排水漏斗,材質(zhì)為 316L不銹鋼,排水漏斗底部各設(shè)置排水管 1個 ,管徑 219mm,材質(zhì)為 PE。

圖 4 排液漏頭示意

3.1.3 收集水系統(tǒng)

單側(cè)機組的 2個排水管道匯集于 1個集水箱中,集水箱設(shè)在煙道底部,直徑 3m,高 3m,集水箱內(nèi)襯鱗片 (兩道底涂、2mm后鱗片一層、底部及箱體向上 1m加 1mm的玻璃鋼)集水箱頂部設(shè)攪拌器及液位計各 1臺,攪拌器葉片材質(zhì)為碳鋼襯膠。底部設(shè)排出泵 1臺,流量為 30 t/h,揚程 15m。集水箱底部均布沖洗管道 4個,防止底部周圍灰渣沉積。沖洗水母管上設(shè)手動沖洗閥 1個。

3.1.4 沖洗水系統(tǒng)

沖洗水水源為脫硫的工藝水,每臺機組各引一路水源,管徑為 89mm,分別引自一期脫硫工藝水箱出口母管,出口設(shè)手動閘閥 1個,各自在煙道入口處分為兩路沖洗水,兩路沖洗水分別設(shè)電動閥 1只,單獨控制。煙道內(nèi)沖洗水管道為 316L不銹鋼材質(zhì),管徑 32mm,管道設(shè) 5mm的沖洗水孔,間隔 300mm,與煙道成 30°夾角。

3.1.5 排水系統(tǒng)

排水管道材質(zhì)為碳鋼內(nèi)襯 PE。排水管道分別由 1、2號爐收集水箱排出泵后引出,兩路管道通過架空管道引至灰?guī)煜旅娴臐{池,管徑為 80mm;每臺排出泵出口設(shè)電動閥 1只。

3.2 電氣部分

3.2.1 排液系統(tǒng)電源

按設(shè)計要求需要為每套系統(tǒng)設(shè) 1路電源,每臺機組各設(shè) 380V電源 1路,由脫硫配電室引出。每臺機組設(shè)就地控制箱 1個,控制箱內(nèi)元件為 380V;控制箱可實現(xiàn)就地遠程的切換,控制箱就地可實現(xiàn)排水泵及攪拌器的啟、停操作。

3.2.2 電動門 220V電源

電源由脫硫控制配電柜引出,每臺機組提供 3路,共 6路電源。電機參數(shù):排污泵 2臺,電機功率15 kW;攪拌器 2臺,電機功率為 4 kW。

3.3 控制系統(tǒng)

3.3.1 沖洗水管的運行

設(shè)計 1周沖洗 1次,每次沖洗時間為 20min。沖洗間歇時間和持續(xù)時間可以根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整。沖洗水總閥及支路閥電動伐門均在 PLC上手動開啟、關(guān)閉。在 PLC上可實現(xiàn)高液位泵自啟、低液位泵自停,同時泵及攪拌器、電動門均可實現(xiàn) PLC遠方啟動。

3.3.2 排液系統(tǒng)運行原理:

遠方 PLC內(nèi)設(shè)液位高、低報警功能。遠方 PLC設(shè)自動與手動兩種功能,手動功能時,有高、低液位報警,報警后運行人員手動操作各攪拌器、泵的啟停等操作。自動功能時實現(xiàn)遠方 PLC高液位時泵自啟、低液位時泵自停功能。當沖洗開始后或集液箱液位變化時,沉淀池的液位高于 1500mm,手動開啟攪拌器;當沉淀池的液位高于 2000mm,手動開啟排污泵,啟動 5 s后排出泵出口閥自動打開。當液面達到 700mm時,排污泵和攪拌器自動停止。停止后關(guān)閉出口閥。

3.3.3 控制系統(tǒng)各點統(tǒng)計

2套系統(tǒng) DO點共 24個,D I點共 44個,A I點 2個 (含端子排、繼電器),詳見表 1。

排液系統(tǒng)改造于 2009年 5月底號 1機組大修期間動工 (同時申請 2號機組停機 25天),6月底完成,7月初調(diào)試運行,目前,運行狀況良好。運行期間,按每 7天沖洗一次,可有效防止煙道及煙囪內(nèi)積灰平臺積灰。

表 1 控制系統(tǒng)各點統(tǒng)計

4 改造效果

石橫一期 2×315MW機組煙囪沖洗水及排液系統(tǒng)改造后,運行至今,效果良好。原煙囪、煙道底部多處滲、漏水現(xiàn)象得到了根治。凝結(jié)水通過排液系統(tǒng)收集到集水箱內(nèi),并用泵打往灰漿池后排往灰場,避免了凝結(jié)酸液對煙囪、煙道的腐蝕,保證了煙囪的安全,達到了預(yù)期的目的。不足之處:從近期運行的實際狀況看,出現(xiàn)了排液漏斗焊縫滲、漏水的現(xiàn)象,分析其原因有兩種:一是由于漏斗焊接時,可能所用焊條不合格,排液水對其腐蝕較快造成的;二是焊接質(zhì)量不過關(guān)。因此,應(yīng)考慮對排液漏斗進行內(nèi)部防腐,以保證系統(tǒng)的安全可靠。目前,石橫電廠正做相關(guān)準備工作,在條件具備時將對排液漏斗進行改造,重新焊接焊縫,并進行內(nèi)部防腐處理,確保整個脫硫系統(tǒng)的安全、可靠運行。

5 結(jié)語

從石橫電廠現(xiàn)場對一期 2×315MW機組煙囪及其入口煙道改造情況分析來看,以往對煙囪及煙道內(nèi)積液問題的處理方法,即采取密封的方法進行堵漏,從根本上講是不合適的。堵不如疏,采取疏導(dǎo)的辦法對煙囪及其入口煙道進行針對性的改造,有效地解決了脫硫工程投產(chǎn)后煙囪內(nèi)壁及積灰平臺積液的問題,保證了煙囪的安全運行。

[1]朱小文.老機組實施煙氣脫硫的煙囪防腐[J].電力環(huán)境保護,2006,22(3):57-58.

[2]鄧名杰,王天堂,陸士平,等.耐酸膠泥用于脫硫煙囪防腐的可靠性初探[J].電力環(huán)境保護,2009,25(5):22-23.

Stack wash water and drain system reformation of Shiheng Power Plant

The stack drain system refor m ation of FGD technicalproject in Shiheng Power Plantwas introduced.The main point of stack and drain system reformat ion were elaborated.The operation mode was analyzed.The stack drain system refo r m ation plan was p roposed finally.

coal-fired power plant;stack drain;system refor m ation

X703.1

B

1674-8069(2010)05-045-03

2010-05-15;

2010-08-29

吳剛 (1968-),男,山東肥城人,大專,長期從事發(fā)電廠檢修及基建技術(shù)管理工作。E-mail:wugang97@sohu.com