​烟囱脱硫防腐施工方案

烟囱脱硫防腐施工方案：

湿法石灰石脱硫工艺为电厂脱硫的主导工艺,可有效截留烟气中95 %的SO2 ,但该工艺对SO3 的脱除效率不高,烟气脱硫后对烟囱的腐蚀隐患并未消除,相反,脱硫后的烟气环境(低温、高湿等) 可能使腐蚀状况进一步加剧。在脱硫系统不设置GGH时,烟气进入烟囱的温度为40～50 ℃左右,湿度很大并处于饱和状态,在排烟过程中,由于扩容和散热作用,在烟囱内壁上会有大量的凝结酸水,烟囱内壁将长期处于酸水浸泡状态,因此排烟内筒应重视防腐性能。按照材料的不同来分,排烟内筒的结构一般有钢内筒结构和砖砌内筒结构2 种。烟囱脱硫防腐从材料的抗渗密性方面考虑,钢内筒结构优于砖砌内筒结构,目前已投运和正在建设的工程中,大多数烟囱采用钢内筒结构。

1 烟囱钢内筒的构造及防腐措施

2 、1. 1构造

3 、烟囱脱硫防腐钢内筒烟囱一般由用于承重的混凝土外筒、用于支撑钢内筒的钢平台、用于烟囱检修的钢爬梯、钢内筒和避雷航空障碍灯等部分构成。单管或双管式套筒烟囱排烟筒采用钢内筒时,垂直交通,一般仅设置钢梯,不设置电梯。钢内筒直接支撑于烟囱0 m 地面标高处,烟囱内部每隔30～40 m 布置一个钢结构平台,作为检修工作平台,同时作为钢内筒的支撑点。

4 、1. 2防腐措施

5 、1. 2. 1钢内筒内衬钛板

6 、钛是一种耐硫酸腐蚀性能较好的材料,这是由于钛的表面容易生成稳定的钝化膜,钝化膜由几纳米到几十纳米厚的氧化钛构成,在许多环境中很稳定,并且一旦局部的稳定性被破坏,还具有瞬间再修补的特性,因此,钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性,比现有的不锈钢和其它有色金属的耐腐蚀性好。烟囱脱硫防腐该种方案已在国内新建脱硫电厂普遍采用,如国华太仓电厂、华润常熟电厂、江苏镇江电厂、江苏沙洲电厂等。

7、1. 2. 2钢内筒钢板采用耐硫酸露点钢板

8、耐硫酸露点钢元素成份中含有Mn、Cu、Cr、Si等抗硫酸露点腐蚀的合金元素,设计时可在内侧留有2 mm 厚腐蚀裕度或采取其它防腐措施,该做法比较适合在弱、中等腐蚀性烟气条件下使用。耐硫酸露点钢内筒内壁裸露,适用于采用电除尘而未上烟气脱硫(FGD)系统的干烟气条件下,但不太适用于脱硫系统烟囱钢内筒的腐蚀工况。这种材料已应用于国电北仑电厂、浙江嘉兴电厂、上海外高桥电厂等。

9 、1. 2. 3普通钢板内衬玻璃砖

10 、发泡耐酸玻璃砖具有耐腐蚀和保温的双重性能,使原来的烟囱内衬和保温层结构合二为一。烟囱脱硫防腐发泡耐酸玻璃砖由专用的粘合材料直接粘贴于钢排烟内筒内侧表面,并且由粘合材料对玻璃砖间的缝隙勾缝,阻断了烟气对烟囱内筒结构的腐蚀。这种方法目前在国内刚刚开始采用。

11、2钢内筒施工工艺

12、钢内筒钢板无论采用何种材质,钢内筒施工前都须先将烟囱内部的钢平台安装完毕,然后再进行钢内筒的安装。烟囱内部的钢平台从华东地区一带的烟囱构造来看一般为六到七层,层与层之间以“之”字形爬梯相连,起筒内上人和抑制钢内筒晃动的作用。从目前国内已经和正在施工的钢内筒施工工艺来看,基本都采用倒装法。倒装法主要有气压顶升倒装法、液压提升倒装法、液压顶升倒装法3 种施工方法。

13、2. 1气压顶升倒装法

14、气压顶升法是利用压缩空气顶起钢内筒,将先安装的顶部几节钢内筒上顶部封闭,利用设在烟囱部的起吊装置将这几节就位在已就位好的下部密封装置上。烟囱脱硫防腐底部密封装置在地面以上10 m 左右,下部较小,以方便施工人员在钢内筒内侧进行焊接,从而使这部分筒体形成密闭空间后,以压缩空气向里充压,其空气压力为已顶升部分质量除以钢内筒顶部面积,如某电厂烟囱单根钢内筒质量为700 t (含保温及加固圈) ,内部直径为6 m ,承压面积为28. 26m2 ,则其所需最大顶升空气压力为:700 t/ 28. 26 m2= 24. 8 t/ m2 。顶升一节后,下部拼装焊接下一节钢内筒,气压顶升法是以钢板单片拼装,因为中间有密封装置,所以不可能在烟囱外部钢内筒制作组合场地前制作成一个圆筒节,这样就对烟囱内部的现场拼接提出较高的要求,现场的拼接质量必须保证筒体的圆度,否则烟囱密封胶圈将产生漏气现象,从而导致气顶失败。另外,钢内筒在穿越第1 层平台以前侧向止晃装置无法起作用,即使穿过第1 台平台,也会因为第1 层平台与第2 层高度相差较大,无法有效防止钢内筒倾斜,因此在钢内筒穿越第2 层钢平台以前需在烟囱顶部设置吊点,利用钢丝绳从顶部滑轮对钢内筒进行牵引导向,待钢内筒止晃装置开始起作用,顶部的钢丝绳则主要起克服钢内筒和密封系统静止摩擦的作用。气压顶升倒装法的另一个关键是一旦停电或系统故障时的处理办法,由于整个气顶系统并不是非常严密,一旦系统发生故障将有可能因系统的漏气使已顶升的上部钢内筒发生缓慢坠落,从而将未能完成的最下一节钢板压坏,因此需要有充分的气源作为补充,为此需在系统备有充足的压缩空气,所以贮气罐的设置必不可少。根据已完成的工程情况来看,贮气量应不小于20 m3 ,顶升时可以开启贮气罐,贮气量越多,则顶升的速度越快,系统安全越有保证,同时空压机的数量不宜太少,以便故障时备用,同时现场最好有备用电源。

15、2. 2液压提升倒装法

16、液压顶升法是利用液压系统为动力进行钢内筒的提升,钢内筒可事先在预制加工场地首先进行卷制,组合焊接成4～6 m 高一段直筒,首先钢内筒顶部一节用轨道滑车推到烟囱内部就位,利用这一节焊接的提升吊点挂住液压提升系统的钢索,为防止钢内筒在提升过程变形,提升吊点宜固定在这节钢内筒的加固环形钢梁上,然后启动顶部液压提升系统,提升一节后,将提前拼接完成的第2 个标准节从外面推入,进行节与节之间的拼装,液压泵站安装于烟囱最顶一层钢平台上(如图2 所示) ,单根钢内筒的质量将全部由这层平台来承担。目前这种施工方法正在应用于长江沿岸江苏镇江电厂、国电常州电厂、华润常熟电厂等几个项目。液压提升在电厂施工中应用较多,近几年在汽包的提升、定子的提升中广泛采用,因此以下不对液压提升的机械部分进行介绍,重点介绍一下顶部钢平台的改造。某工程液压提升系统示意,见图3。烟囱脱硫防腐中所示,GL701 是由原设计钢平台的钢梁经重新设计核算而变更后的钢梁,烟囱施工完毕不再拆除,直接在其上施工平台板,钢梁标高应在保证原设计顶部平台标高的的基础上相应调整,其两端在烟囱外筒上的支撑原设计仅在顶部环形牛腿上,由于钢内筒在安装的过程中施加于本层钢平台上荷载比原设计高出很多,以一般双钢内筒烟囱为例,起吊最大质量为600～700 t。设计一般会采用顶层环形牛腿和外直筒壁共同承担的方案,因此需由设计在筒壁顶部留方洞,如图3 某电厂双钢内筒烟囱共需留8 个方洞,其中4 个方洞是放置平台主钢梁,另外4 个方洞是放置吊装用钢梁的,液压提升系统就放置在吊装用钢梁上,起吊钢内筒的钢绞线通过该梁上的留孔伸到下面。由于钢内筒设计一般高于烟囱混凝土外筒,为了将烟囱提高到设计高度,钢内筒上的吊点需往下倒一次。

17、2. 3液压顶升倒装法

18 、液压顶升倒装法除提升动力由顶部提升改为在下部上顶以外,钢内筒地面预制拼装以及组合场到烟囱内的运输与液压提升法相同。上海某电厂的钢内筒液压顶升技术采用了3 台300 t 级的液压缸作为原驱动力,最大顶升荷载900 t ,液压缸分别在3根开口钢顶升立柱内爬升,再利用环型钢箱梁托住钢内筒实施顶升的过程。3 根立柱高36 m ,布置在混凝土烟囱内部基础上,液压缸爬升的最大有效行程为35. 535 m ,一座240 m 钢内筒一般需要7～8次循环的爬升即可完成。烟囱脱硫防腐该设备设有自动、程序、手动3 种操作模式,3台液压缸爬升时的差异误差小于1 mm ,具有安全、平稳的优点。

19、3种施工安装方法的比较

20 、由于国内脱硫工艺开始较晚,相应的钢内筒的安装施工方案起步也比较晚,3 种方案孰优孰劣较难下一个比较准确的结论。表1 对3 种安装方案从安全保证度、进度保证度、工艺成熟度和设备投资四方面进行简单比较。

21 、结束语

22 、目前,国内240 m 及以上烟囱钢内筒施工方法主要有气压顶升法、烟囱脱硫防腐液压顶升法、液压提升法3 种,高度较低的烟囱钢内筒的施工也可采用卷扬机提升法,因此,具体到某个工程采用哪种施工方法,首先应该考虑施工单位拥有什么样的设备,对哪种施工方法较为熟悉,再结合实际情况决定采用哪种施工方法更为合适。