淺談霍煤脫硫改造工程技術(shù)與安全管理

張鵬

摘 要：福建龍凈環(huán)保股份有限公司霍煤項(xiàng)目脫硫塔增容改造施工，應(yīng)用了目前先進(jìn)的技術(shù)和成熟的經(jīng)驗(yàn)，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，并特別針對(duì)濕法脫硫增容改造工程的施工特點(diǎn)提出安全管理策略與合理化建議。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；增容改造；工程建設(shè)；安全管理

引言

隨著機(jī)組的燃煤品質(zhì)發(fā)生明顯變化，燃煤含硫量大幅上升，2014年7月1日開始，二氧化硫排放濃度要求不大于200mg/Nm3，導(dǎo)致現(xiàn)有的脫硫系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)二氧化硫穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)的排放，因此，需對(duì)現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)進(jìn)行增容改造。

1 工程概況

內(nèi)蒙古自治區(qū)霍林郭勒市霍煤鴻駿鋁電有限責(zé)任公司電力分公司7、8號(hào)爐裝機(jī)容量為2臺(tái)300MW機(jī)組，于2010年投入運(yùn)行。7、8號(hào)鍋爐為1060t/h亞臨界中間再熱自然循環(huán)汽包爐。每臺(tái)鍋爐配套兩臺(tái)雙室電袋除塵器及氣力輸送設(shè)備，每臺(tái)鍋爐設(shè)置帶有GGH的石灰石-石膏濕法脫硫設(shè)施，由青島國電藍(lán)德環(huán)境工程有限公司設(shè)計(jì)、制造。系統(tǒng)設(shè)置為一塔一爐制，采用逆流噴淋洗滌脫硫形式。設(shè)計(jì)FGD入口二氧化硫濃度3553mg/Nm3（標(biāo)態(tài)、干基、6%O2），脫硫系統(tǒng)在設(shè)計(jì)條件下，設(shè)計(jì)煤種含硫按0.96%設(shè)計(jì)，保證全煙氣脫硫效率為≥90%。

該改造工程由福建龍凈環(huán)保股份有限公司2014年5月、10月分別對(duì)8#7#機(jī)組的FGD裝置進(jìn)行增容和改造，要求改造方案盡可能不破壞現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)，以盡量利用現(xiàn)有設(shè)施、減少拆遷和土建工程量、不影響電廠主機(jī)運(yùn)行和盡量縮短FGD裝置改造工期為前提。改造后的脫硫系統(tǒng)仍采用一塔一爐方案，鍋爐燃用本改造工程的設(shè)計(jì)煤種，且GGH泄露小于1%時(shí)（原煙氣向凈煙氣泄露），F(xiàn)GD脫硫率≥95%；FGD出口煙氣二氧化硫濃度不大于150mg/Nm3（標(biāo)態(tài)、干基、6%O2）。

2 本次脫硫改造采用EPC工程總承包方式。

改造范圍兩臺(tái)爐脫硫及輔助系統(tǒng)所有設(shè)備和設(shè)施所需的工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)采購、運(yùn)輸及儲(chǔ)存、制造及安裝、土建勘察與原基礎(chǔ)加固及新增基礎(chǔ)施工、調(diào)試、試驗(yàn)及檢查、試運(yùn)行、考核驗(yàn)收、培訓(xùn)和最終交付投產(chǎn)等一條龍服務(wù)，交鑰匙工程；該項(xiàng)目工期緊、改造跨專業(yè)接口環(huán)節(jié)多而復(fù)雜，為保證改造項(xiàng)目的順利實(shí)施和成功投運(yùn)，采取跨部門，由專業(yè)工程執(zhí)行部門抽調(diào)專業(yè)技術(shù)骨干組建項(xiàng)目部，項(xiàng)目部負(fù)責(zé)制，項(xiàng)目部主抓生產(chǎn)交貨、工程執(zhí)行各環(huán)節(jié)問題的落實(shí)處理，并派出土建、機(jī)務(wù)、電氣、熱工等專業(yè)技術(shù)人員、安全質(zhì)量專工在現(xiàn)場(chǎng)駐點(diǎn)服務(wù)，以控制施工質(zhì)量和工程進(jìn)度。

3 脫硫裝置主要改造內(nèi)容

改造主要是在現(xiàn)有的脫硫系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，內(nèi)容如下：

（1）保持吸收塔漿池高度不變，增加一臺(tái)漿液循環(huán)泵及相應(yīng)噴淋層，控制二氧化硫排放濃度不大于150mg/Nm3。

（2）每個(gè)吸收塔下層增加一臺(tái)攪拌器，新增攪拌器形式為無軸封永磁傳動(dòng)攪拌器。并對(duì)吸收塔上下層現(xiàn)有的五臺(tái)攪拌器進(jìn)行修復(fù)處理。

（3）保留現(xiàn)有氧化風(fēng)機(jī)，兩套脫硫系統(tǒng)各新增一臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，并對(duì)現(xiàn)有的氧化風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，更換塔內(nèi)塔外氧化風(fēng)管，氧化風(fēng)系統(tǒng)形式不變。

（4）新增一臺(tái)與現(xiàn)有系統(tǒng)一致的波紋擋邊機(jī)，與現(xiàn)有系統(tǒng)互為備用。增設(shè)的波紋擋邊機(jī)布置在現(xiàn)有設(shè)備旁，震動(dòng)給料機(jī)利用原設(shè)備。

（5）保留現(xiàn)有的屋脊式除霧器，并對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，增加一層管式除霧器。

（6）對(duì)7、8號(hào)脫硫系統(tǒng)的GGH進(jìn)行化學(xué)清洗。

（7）改造現(xiàn)有的石灰石供漿系統(tǒng)，供漿管道按雙管路設(shè)計(jì)，新增管路在7號(hào)吸收塔增加去事故漿液罐管道與閥門。

（8）為降低工程造價(jià)，充分利用原有設(shè)備。

4 主要施工技術(shù)措施

4.1 停爐前的準(zhǔn)備措施

由于該項(xiàng)目每臺(tái)脫硫塔改造工期只有40天，時(shí)間十分緊迫，為了保證設(shè)備增容改造以后能與機(jī)組同時(shí)投運(yùn)，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)溝通，電廠允許我公司在確保設(shè)備安全生產(chǎn)的前提下可以先做以下準(zhǔn)備工作。

（1）搭設(shè)塔外施工腳手架，拆除吸收塔與凈煙道頂升段保溫層及設(shè)備上的支架或欄桿，并開始吸收塔增高段壁板、凈煙道增高段壁板、噴淋支撐梁等的制作。

（2）土建部分施工開始，開挖施工新增設(shè)備基礎(chǔ)、溝道。

（3）電氣、熱工做好設(shè)備線路標(biāo)記工作。

（4）現(xiàn)場(chǎng)施工所需機(jī)具維修保養(yǎng)及檢查。

4.2 停爐后的施工措施

新增設(shè)備土建基礎(chǔ)在停爐前已經(jīng)基本完成，總體施工流程主要體現(xiàn)機(jī)務(wù)、電氣、熱控部分。

（1）塔原煙道、塔頂凈煙道連接拆除：拆除煙氣進(jìn)口、出口處補(bǔ)償器，拆除附屬連接平臺(tái)。

（2）將吸收塔內(nèi)的石灰石漿液倒至事故漿液罐后開始清淤工作。

（3）清淤完畢后，開始搭設(shè)塔內(nèi)腳手架，腳手架高度搭設(shè)至頂升段位置時(shí)，開始鋪設(shè)跳板如圖2。（注意：搭設(shè)腳手架前塔底必須進(jìn)行鋪底層工作，以免塔底受損）

（4）修復(fù)塔內(nèi)兩層屋脊式除霧器及其沖洗水管道。

（5）按照?qǐng)D紙要求在塔內(nèi)壁畫出頂升位置標(biāo)高線，將該標(biāo)高線上、下各50mm寬度區(qū)域內(nèi)的襯膠層全部鏟除并打磨至露出鋼板原色后，用水平管、鋼直尺清晰畫出割塔標(biāo)記線，做好一級(jí)防火安全措施，割塔。

（6）吸收塔頂升裝置就位，拆除與吸收塔相連接的煙道、支架、樓梯、管道、電纜線等一切妨礙塔體頂升的連接。

（7）開始吸收塔、凈煙道頂升2.6米，頂升完畢后安裝2.6米吸收塔壁板。如下圖2、3。

（8）吸收塔頂升完成以后，開始吸收塔的所有開孔工作，將循環(huán)泵入口開孔、循環(huán)泵出口開孔、檢修門開孔、新增噴淋層開孔完成以后打磨干凈，防腐單位開始進(jìn)行噴砂除銹工作，進(jìn)行吸收塔的防腐施工。

（9）新增噴淋層系統(tǒng)與管式除霧器系統(tǒng)安裝。

（10）氧化空氣系統(tǒng)與塔內(nèi)攪拌器安裝。

（11）塔內(nèi)襯膠損壞情況檢查，發(fā)現(xiàn)有鼓包、破損等情況均應(yīng)進(jìn)行修復(fù)。

（12）塔內(nèi)腳手架拆除。（注意：拆除腳手架過程中應(yīng)避免二次損壞襯膠層）

（13）恢復(fù)吸收塔與原有設(shè)備連接的管道、設(shè)備電纜。

（14）敷設(shè)新增設(shè)備電纜。

（15）新增設(shè)備單體調(diào)試。

（16）整套設(shè)備聯(lián)動(dòng)試車，試車無問題后則進(jìn)入168h負(fù)載試運(yùn)階段，負(fù)載通過后設(shè)備則可投入使用。

4.3 吸收塔頂升施工方案與技術(shù)要點(diǎn)

針對(duì)該項(xiàng)目實(shí)際情況，為了降低吸收塔的變形和施工方便，我公司采用部分頂升方式進(jìn)行施工。施工方法是在頂升段位置，沿吸收塔體環(huán)向布置多臺(tái)葫蘆導(dǎo)鏈，將塔體頂升抱桿焊接在26.9米塔壁外部T型環(huán)梁上設(shè)置8個(gè)抱桿，在抱桿頂部加T字型梁，兩側(cè)各掛16臺(tái)20t導(dǎo)鏈保持吊點(diǎn)重力平衡。葫蘆導(dǎo)鏈掛在抱桿上，在塔外壁板設(shè)置倒牛腿為吊裝點(diǎn)（停爐后在對(duì)應(yīng)塔內(nèi)四根除霧梁塔壁外側(cè)焊接折彎 圈及吊耳，起到漲圈的作用，通過導(dǎo)鏈拉升塔體，頂升高度為2600mm，分兩次進(jìn)行頂升。

4.3.1 塔體頂升載荷計(jì)算

計(jì)算公式：n=Pmax/Q Pmax=K·（PG+P附）

n-需要葫蘆導(dǎo)鏈的數(shù)量；Pmax-最大頂升重量；PG-設(shè)備本體最大頂升重量；P附-設(shè)備附件最大頂升重量。

Q=160kN SQD-160-100S 承載

k=2（安全系數(shù)）

經(jīng)過圖紙初步核算重量，塔27.41米切割點(diǎn)上部重量為124T，考慮到保溫及內(nèi)部防腐層、結(jié)垢等PG按160T考慮； 則塔頂最大頂升重量：

Pmax=2* 160 = 320T

塔27.4米葫蘆導(dǎo)鏈數(shù)量：

n=320T/20T= 16

葫蘆導(dǎo)鏈為16臺(tái)20t，吸收區(qū)總重約160t，導(dǎo)鏈負(fù)載率為：

160t/（16臺(tái)*20t）*100%=50%

因此塔頂層加高選16臺(tái)20t葫蘆導(dǎo)鏈，沿塔徑均勻分布，則能夠滿足施工要求，如圖4所示。

①-頂升裝置；②-吸收塔；③-頂升裝置加強(qiáng)板

圖4 頂升裝置布置圖

4.3.2 吸收塔頂升過程施工要點(diǎn)

當(dāng)抱桿與葫蘆導(dǎo)鏈全部就位以后，現(xiàn)場(chǎng)則具備吸收塔頂升條件，在塔體頂升施工開始前，應(yīng)先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行技術(shù)、安全交底，且做好現(xiàn)場(chǎng)緊急救援準(zhǔn)備措施后，方可開始吸收塔頂升作業(yè)。由于頂升施工人員較多，為保證施工人員拉葫蘆導(dǎo)鏈的速度、節(jié)拍一致，現(xiàn)場(chǎng)需安排一名吹哨員，通過哨聲指揮作業(yè)。在頂升過程中還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：（1）在提升過程中，每提升200mm就用尺子對(duì)塔體圓周8根抱桿對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行測(cè)量，如有偏差逐一調(diào)整。（2）每提升200mm施工人員調(diào)整位置使拉力均勻。

5 安全管理策略及合理化建議

5.1 改造施工前安全管理措施

現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部在工程開始前建立完整的安全管理制度，包括安全例會(huì)制度、安全獎(jiǎng)罰制度、安全事故分析上報(bào)統(tǒng)計(jì)制度、特種設(shè)備安全管理制度、機(jī)動(dòng)車輛安全管理制度、施工用電安全管理制度、“兩票”（動(dòng)火票、工作票）管理制度等。

總承包單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部的安全管理制度編制實(shí)施細(xì)則，原則上不能與之相違背。這樣公司的安全管理才能“有法可依”。

5.2 識(shí)別濕法脫硫塔施工主要危險(xiǎn)源，制定專項(xiàng)預(yù)防措施

主要危險(xiǎn)源：（1）引起腳手架坍塌的危險(xiǎn)點(diǎn)。（2）引起高空墜落的危險(xiǎn)點(diǎn)。（3）引起物體打擊的危險(xiǎn)點(diǎn)。（4）引起觸電的危險(xiǎn)點(diǎn)。（5）引起人員氣體中毒的危險(xiǎn)點(diǎn)。（6）引起火災(zāi)的危險(xiǎn)點(diǎn)。

5.3 改造施工過程中的安全管理措施

施工階段是危險(xiǎn)點(diǎn)最集中的階段，為了有序高效的展開安全管理工作，防范安全事故發(fā)生，保護(hù)參建人員的健康與安全，控制作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種環(huán)境因素對(duì)環(huán)境的污染和危害，工程建設(shè)組織機(jī)構(gòu)必須設(shè)置專職安全員，并由專職安全員牽頭舉辦每天的站班會(huì)，發(fā)現(xiàn)著裝不符合要求的、精神疲勞等存在危險(xiǎn)因素的人員，嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，結(jié)合每天的施工內(nèi)容向施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，做到“作業(yè)任務(wù)清楚、危險(xiǎn)點(diǎn)清楚、作業(yè)程序清楚、安全措施清楚”。

5.4 調(diào)試階段的安全管理措施

對(duì)試運(yùn)條件檢查確認(rèn)。調(diào)試主要包括單體試車、系統(tǒng)試車、整套系統(tǒng)啟動(dòng)試車，是項(xiàng)目竣工前對(duì)土建、設(shè)備制造和安裝等前期建造質(zhì)量的檢驗(yàn)，考驗(yàn)設(shè)備是否能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。為了確保調(diào)試人員安全、設(shè)備安全，應(yīng)按照火力發(fā)電建設(shè)工程啟動(dòng)試運(yùn)及驗(yàn)收規(guī)程的有關(guān)要求，在調(diào)試前填報(bào)單機(jī)試運(yùn)檢查確認(rèn)表、系統(tǒng)試運(yùn)檢查確認(rèn)表、整套系統(tǒng)啟運(yùn)檢查確認(rèn)表，表中檢查內(nèi)容由專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人及安全負(fù)責(zé)人提出，經(jīng)審查評(píng)定。施工單位組織單機(jī)試運(yùn)條件檢查，調(diào)試單位組織系統(tǒng)試運(yùn)條件、整套啟動(dòng)試運(yùn)條件檢查，施工、調(diào)試、監(jiān)理、建設(shè)、生產(chǎn)等相關(guān)專業(yè)人員參加檢查，并對(duì)檢查結(jié)果簽字確認(rèn)。

6 改造結(jié)果

改造后，霍煤鴻駿鋁電公司電力分公司委托東北電力科學(xué)研究院，2015年6月8、9日分別對(duì)#8#7爐脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試，其中#8爐測(cè)試結(jié)果主要數(shù)據(jù)如表1所示。

進(jìn)口檢測(cè)結(jié)果：（1）原煙氣SO2質(zhì)量濃度檢測(cè)結(jié)果表明：試驗(yàn)期間，在機(jī)組負(fù)荷為90%時(shí)，原煙氣SO2質(zhì)量濃度檢測(cè)均值為3465mg/Nm3（標(biāo)態(tài)、干態(tài)、6%O2）接近于《濕法煙氣脫硫裝置改造總承包技術(shù)協(xié)議》中原煙氣SO2質(zhì)量濃度設(shè)計(jì)值3553mg/Nm3（標(biāo)態(tài)、干態(tài)、6%O2）。（2）原煙氣煙塵顆粒物質(zhì)量濃度檢測(cè)結(jié)果表明，在機(jī)組負(fù)荷為90%時(shí)，試驗(yàn)期間原煙氣煙塵質(zhì)量濃度檢測(cè)均值為18.9mg/Nm3（標(biāo)態(tài)、干態(tài)、6%O2），原煙氣煙塵質(zhì)量濃度滿足設(shè)計(jì)要求。

出口檢測(cè)結(jié)論：（1）出口脫硫效率及凈煙氣SO2質(zhì)量濃度檢測(cè)結(jié)果表明：在機(jī)組負(fù)荷為90%時(shí)，試驗(yàn)期間系統(tǒng)脫硫效率和凈煙氣SO2質(zhì)量濃度平均值分別為97.55%和85mg/Nm3（標(biāo)態(tài)、干態(tài)、6%O2），脫硫系統(tǒng)脫硫效率及凈煙氣SO2排放濃度均滿足保證值要求。（2）凈煙氣煙塵顆粒物質(zhì)量濃度和脫硫系統(tǒng)除塵效率檢測(cè)結(jié)果表明，在90%機(jī)組負(fù)荷時(shí)，試驗(yàn)期間脫硫系統(tǒng)凈煙氣煙塵質(zhì)量濃度和脫硫系統(tǒng)除塵效率平均值分別為7.5mg/Nm3（標(biāo)態(tài)、干態(tài)，6%O2）和60.8%，凈煙氣煙塵質(zhì)量濃度滿足保證值。另#7爐各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)也均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。

7 結(jié)束語

本次脫硫系統(tǒng)增容改成功改造是我公司技術(shù)創(chuàng)新、工程管理制度化、安全管控體系規(guī)范運(yùn)作及龍凈環(huán)保霍煤項(xiàng)目部全體成員共同的智慧、施工工藝創(chuàng)新與辛勤勞動(dòng)的結(jié)果。大膽進(jìn)行技術(shù)革新，采用新工藝，新材料，新設(shè)備，研究探討新的施工方法，吸取同行的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，攻克了現(xiàn)場(chǎng)各種的施工難題，設(shè)備投運(yùn)后整體運(yùn)行效果穩(wěn)定，完全能夠滿足我國對(duì)電力行業(yè)的排放新標(biāo)準(zhǔn)。

此次脫硫塔增容改造工程，采用EPC總包形式改造成功，對(duì)于后續(xù)同類型的脫硫增容提效改造，具有較好的工程推廣和借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘秦.燃煤煙氣脫硫脫銷技術(shù)及工程實(shí)例第二版[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]王仁雷，姬海紅，朱躍，等.600MW燃用高硫煤機(jī)組脫硫裝置改造及性能分析[M].浙江：華電電力科學(xué)研究院，2013.

[3]DL/T 5417-2009.火電廠煙氣脫硫工程施工質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)定規(guī)程[S].中華人民共和國國家能源局，2009.

[4]王志剛.脫硫塔改造中應(yīng)注意的幾個(gè)問題[Z].中國大唐集團(tuán)環(huán)境技術(shù)有限公司，2013.

[5]霍煤鴻駿鋁電公司電力分公司#7#8爐脫硫性能測(cè)試報(bào)告[R].東北電力科學(xué)研究院，2015.