石横一期烟囱冲洗水及排液系统改造

吴刚

(国电山东石横发电厂,山东肥城 271621)

石横一期烟囱冲洗水及排液系统改造

吴刚

(国电山东石横发电厂,山东肥城 271621)

介绍了石横电厂一期烟气脱硫技改项目中烟囱及入口烟道排液系统改造情况,论述了烟囱及烟道排液系统改造要点、运行方式,提出了烟囱排液系统的改造方案。

燃煤电厂;烟囱排液;系统改造

0 引言

石横电厂一期 1、2号机组脱硫系统改造为技改项目。2×315MW号机组是 1987年建成投产的,烟气脱硫系统于 2007年 12月开工建设,2009年 12月投产。烟气脱硫系统采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺,以石灰石为吸收剂,石灰石破碎磨细成粉状后与水混合搅拌制成吸收浆液;石灰石浆液由泵打入吸收塔内与烟气充分接触,烟气中的 SO2与浆液中的CaCO3发生反应生成亚硫酸钙 (同时去除烟气中部分其他污染物 ,如粉尘、HCl、HF、SO3),从吸收塔下部浆池鼓入氧化空气使亚硫酸钙氧化成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。石膏脱水后可综合利用或送至灰场堆放。脱硫后的净烟气经过除雾器除去雾滴后由烟囱排入大气,脱硫效率可达到 95%以上。

脱硫系统无 GGH,设计出口烟温为 55℃。脱硫后的烟气进入烟囱排放,烟温为 45～50℃,具强腐蚀性。当脱硫系统停运时,旁路挡板开启,锅炉排出的高温烟气直接进入防腐改造后的烟囱排放,烟囱长期运行温度为 145℃,最高温度达 180～200℃。系统正常运行时,在烟道、烟囱内部壁及积灰平台处出现大量凝结水,无法排出,造成烟囱积灰平台、烟道各接缝处等部位经常会外排酸液,严重影响文明生产。必需解决烟道、烟囱内壁及积灰平台处积液外排问题,保证系统安全运行。

1 石横电厂一期烟囱概况

石横电厂一期 2×315MW机组共用一座钢筋混凝土砖套筒式烟囱,烟囱高为 240m,出口直径为7.5m。砖套筒式烟囱筒身由钢筋混凝土承重外筒壁、砖砌排烟筒 (含保温隔热层)、斜撑式支撑平台、积灰平台、内烟道和其他附属设施组成。砖套筒式烟囱结构形式是:烟囱筒身的钢筋混凝土外筒壁与砖砌排烟内筒脱开布置,砖砌排烟内筒由斜撑式支承平台分段支承,排烟内筒的全部荷重由斜撑式支承平台分段传给钢筋混凝土外筒壁,最终传至基础和基础下的地基。

烟囱内部积灰平台原挡烟墙两侧各有一处排液孔,但因未上脱硫系统,烟囱处于长期干烟气运行状态,无凝结液体存在,故一直未安装引出排液管。

2 烟囱积、排液情况及对策

石横电厂一期 2×315MW机组配套脱硫系统自 2009年 12月投产后,一直存在烟囱入口烟道、积灰平台下部多处渗漏的现象。这是由于烟气凝结液造成烟道、烟囱外壁多处污染。长期运行会对烟道、烟囱基体造成酸性腐蚀,危及电厂生产安全。为了解决这一问题,电厂积极采取措施,多次从烟囱、烟道外部对各外漏、排液部位进行封堵,但效果不明显。因此,要从根本上解决烟囱、烟道各外漏、排液的问题,应坚持堵不如疏的原则。

由于 1、2号炉共用一个烟囱,2套脱硫系统中如有 1套系统出现运行故障,烟囱底部将出现原烟气和净烟气交会状态,原烟气侧温度较高,且会存少量集液及集灰,防腐、排液要求均较高。所以,烟囱底部排液系统设计不仅要满足排液的顺畅,还应满足整个脱硫系统的防腐要求。

因此,需对烟囱及底部积灰平台进行全面的防腐处理,并在积灰平台设计改造 1套积液排出系统(见图 1)。根据现场实际情况布置冲洗水系统,以对积灰平台及烟道内部积灰、水进行定期冲洗,防止内部大量积灰。

图 1 烟囱积灰平台示意

排液系统改造需满足以下条件:排液顺畅、无环境污染;整个系统具有优良的耐化学腐蚀性能;满足原烟气运行工况。

烟囱内部积灰平台及烟道内排水由灰浆池进行收集和排出,由柱塞泵打往灰场。

3 改造方案

3.1 工艺部分

3.1.1 找坡处理

在积灰平台及烟囱入口烟道处分别用钢结构找坡 (见图 2),烟道段双向找坡,坡度 20°(见图 3)。积灰平台单向找坡,坡度 30°。

图 2 积灰平台改造金属找坡示意

图 3 烟囱入口烟道底部处理示意

3.1.2 排液漏斗

在每台机组的烟道底部开设 2个排水漏斗,材质为 316L不锈钢,排水漏斗底部各设置排水管 1个 ,管径 219mm,材质为 PE。

图 4 排液漏头示意

3.1.3 收集水系统

单侧机组的 2个排水管道汇集于 1个集水箱中,集水箱设在烟道底部,直径 3m,高 3m,集水箱内衬鳞片 (两道底涂、2mm后鳞片一层、底部及箱体向上 1m加 1mm的玻璃钢)集水箱顶部设搅拌器及液位计各 1台,搅拌器叶片材质为碳钢衬胶。底部设排出泵 1台,流量为 30 t/h,扬程 15m。集水箱底部均布冲洗管道 4个,防止底部周围灰渣沉积。冲洗水母管上设手动冲洗阀 1个。

3.1.4 冲洗水系统

冲洗水水源为脱硫的工艺水,每台机组各引一路水源,管径为 89mm,分别引自一期脱硫工艺水箱出口母管,出口设手动闸阀 1个,各自在烟道入口处分为两路冲洗水,两路冲洗水分别设电动阀 1只,单独控制。烟道内冲洗水管道为 316L不锈钢材质,管径 32mm,管道设 5mm的冲洗水孔,间隔 300mm,与烟道成 30°夹角。

3.1.5 排水系统

排水管道材质为碳钢内衬 PE。排水管道分别由 1、2号炉收集水箱排出泵后引出,两路管道通过架空管道引至灰库下面的浆池,管径为 80mm;每台排出泵出口设电动阀 1只。

3.2 电气部分

3.2.1 排液系统电源

按设计要求需要为每套系统设 1路电源,每台机组各设 380V电源 1路,由脱硫配电室引出。每台机组设就地控制箱 1个,控制箱内元件为 380V;控制箱可实现就地远程的切换,控制箱就地可实现排水泵及搅拌器的启、停操作。

3.2.2 电动门 220V电源

电源由脱硫控制配电柜引出,每台机组提供 3路,共 6路电源。电机参数:排污泵 2台,电机功率15 kW;搅拌器 2台,电机功率为 4 kW。

3.3 控制系统

3.3.1 冲洗水管的运行

设计 1周冲洗 1次,每次冲洗时间为 20min。冲洗间歇时间和持续时间可以根据经验调整。冲洗水总阀及支路阀电动伐门均在 PLC上手动开启、关闭。在 PLC上可实现高液位泵自启、低液位泵自停,同时泵及搅拌器、电动门均可实现 PLC远方启动。

3.3.2 排液系统运行原理:

远方 PLC内设液位高、低报警功能。远方 PLC设自动与手动两种功能,手动功能时,有高、低液位报警,报警后运行人员手动操作各搅拌器、泵的启停等操作。自动功能时实现远方 PLC高液位时泵自启、低液位时泵自停功能。当冲洗开始后或集液箱液位变化时,沉淀池的液位高于 1500mm,手动开启搅拌器;当沉淀池的液位高于 2000mm,手动开启排污泵,启动 5 s后排出泵出口阀自动打开。当液面达到 700mm时,排污泵和搅拌器自动停止。停止后关闭出口阀。

3.3.3 控制系统各点统计

2套系统 DO点共 24个,D I点共 44个,A I点 2个 (含端子排、继电器),详见表 1。

排液系统改造于 2009年 5月底号 1机组大修期间动工 (同时申请 2号机组停机 25天),6月底完成,7月初调试运行,目前,运行状况良好。运行期间,按每 7天冲洗一次,可有效防止烟道及烟囱内积灰平台积灰。

表 1 控制系统各点统计

4 改造效果

石横一期 2×315MW机组烟囱冲洗水及排液系统改造后,运行至今,效果良好。原烟囱、烟道底部多处渗、漏水现象得到了根治。凝结水通过排液系统收集到集水箱内,并用泵打往灰浆池后排往灰场,避免了凝结酸液对烟囱、烟道的腐蚀,保证了烟囱的安全,达到了预期的目的。不足之处:从近期运行的实际状况看,出现了排液漏斗焊缝渗、漏水的现象,分析其原因有两种:一是由于漏斗焊接时,可能所用焊条不合格,排液水对其腐蚀较快造成的;二是焊接质量不过关。因此,应考虑对排液漏斗进行内部防腐,以保证系统的安全可靠。目前,石横电厂正做相关准备工作,在条件具备时将对排液漏斗进行改造,重新焊接焊缝,并进行内部防腐处理,确保整个脱硫系统的安全、可靠运行。

5 结语

从石横电厂现场对一期 2×315MW机组烟囱及其入口烟道改造情况分析来看,以往对烟囱及烟道内积液问题的处理方法,即采取密封的方法进行堵漏,从根本上讲是不合适的。堵不如疏,采取疏导的办法对烟囱及其入口烟道进行针对性的改造,有效地解决了脱硫工程投产后烟囱内壁及积灰平台积液的问题,保证了烟囱的安全运行。

[1]朱小文.老机组实施烟气脱硫的烟囱防腐[J].电力环境保护,2006,22(3):57-58.

[2]邓名杰,王天堂,陆士平,等.耐酸胶泥用于脱硫烟囱防腐的可靠性初探[J].电力环境保护,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

吴刚 (1968-),男,山东肥城人,大专,长期从事发电厂检修及基建技术管理工作。E-mail:wugang97@sohu.com