脱硫系统烟道检修

烟道及附属设备简述

烟道是指从火力发电厂烟气处理末端装置(设备)出口到烟囱之间的排烟通道;烟塔合一工程是指从火力发电厂烟气处理末端装置(设备)出口到烟气排放口之间的排烟通道。

脱硫系统烟道材质应根据输送介质以及介质的浓度、温度、压力进行选择。防腐管道应选择碳钢内衬防腐材料、玻璃钢、耐腐蚀合金钢;对于吸收塔进口烟气干湿交界面管道的材质应选用高镍基合金钢。

烟气系统一般包括烟道系统、原烟气挡板、净烟气挡板、旁路烟气挡板、挡板门密封风系统、增压风机及其辅助系统、烟气换热器(MGGH)及其辅助系统等。

烟气系统的工艺流程是锅炉原烟气从引风机后主烟道上引出,经过增压风机(如果有)升压、通过烟气换热器(如果有)降温至约85℃后进入吸收塔内脱硫净化,出塔烟气温度约50℃,通过烟气换热器(如果有)升温至约80℃后进入主体烟道,经烟囱排放。

脱硫系统烟道通常为矩形或圆形截面,原烟道(引风机出口至脱硫吸收塔入口膨胀节)由于烟气温度较高,一般不做防腐处理;对于在吸收塔入口原烟道设置有烟气减温装置(事故喷淋)的系统,该处烟道应考虑采用高温玻璃鳞片树脂涂层做防腐处理。吸收塔入口处烟道(膨胀节后,与吸收塔塔体焊接连接的烟道)一般采用不锈钢内衬(如C-276合金钢板)做防腐处理;吸收塔出口净烟道可采用玻璃钢烟道,也可采用碳钢材质烟道并用玻璃鳞片树脂防腐。

为了吸收烟道热膨胀引起的轴向位移,烟道设有膨胀节,烟道膨胀节一般由挠性连接件(金属或非金属)、法兰、限位拉杆及其他零件组成。它通过挠性连接件的柔性变形来补偿烟道热膨胀引起的轴向位移和少量的横向、角向位移,吸收固定设备(如脱硫塔、换热器外壳)和运行设备(如风机及烟道)相对振动,并有消音和提高烟道使用寿命的作用。

脱硫烟道膨胀节根据材料可分为非金属膨胀节和金属膨胀节。金属膨胀节用于原烟气高温烟道,非金属膨胀节用于净烟气烟道和低温原烟气烟道。非金属烟道膨胀节一般由纤维、钢丝或纤维和钢丝联合增强的氟橡胶制成,金属膨胀节抗腐蚀和抗扭性能差。目前,几乎所有的膨胀节均采用增强的氟橡胶制成,其厚度一般为5mm左右。

膨胀节在可能出现的各种温度、压力下应无损坏,并保持100%的气密性。膨胀节与烟道可采用焊接方式或法兰螺栓连接方式,位于挡板门附近的膨胀节应有适当的净距,以避免与挡板门的移动部件互相碰触摩擦。

1. 非金属膨胀节

非金属膨胀节也称非金属补偿器、织物补偿器,属补偿器的一种,其材料主要为纤维织物、橡胶、耐高温材料等,具体结构如下:

(1)蒙皮。蒙皮是非金属膨胀节的主要伸缩体,由性能优良的硅(氟)橡胶或高硅氧聚四氟乙烯与无碱玻璃丝棉等多层复合而成,是一种高强密封复合材料。其作用是吸收膨胀量,防止漏气和雨水的渗漏。

(2)不锈钢丝网。不锈钢丝网是非金属膨胀节内衬,阻止流通介质中杂物进入膨胀节和阻止

膨胀节中绝热材料的向外散失。

(3)保温棉。保温棉兼顾非金属膨胀节保温和气密性的双重作用,由玻璃纤维布、高硅氧布和各类保温棉毡等组成,其长度和宽度与外层的蒙皮一致,具有良好的延伸性和抗拉强度。

(4)隔热填料层。隔热填料层是非金属膨胀节绝热的主要保证,由多层陶瓷纤维等耐高温材料组成。

(5)机架。机架是非金属膨胀节的轮廓支架,以保证有足够的强度和刚度,其一般有与所连接的烟道相匹配的法兰面。

(6)挡板。挡板也称作导流板或防磨板,起导流和保护隔热层的作用,材料应是抗腐蚀和耐磨的,挡板还应不影响膨胀节的位移。

非金属膨胀节是用非金属高强密封复合材料、高温隔热材料等经特殊工艺制作而成。目前,脱硫净、原烟道膨胀节主要采用非金属膨胀节,由于对防腐要求不同,其结构及波纹节材料不同。

(1)原烟道非金属膨胀节。原烟气温度在露点之上,不会结露,所以不需考虑Cl⁻腐蚀问题,对材质耐腐性能要求低。作为吸收膨胀量的蒙皮一般由氟橡胶布、聚四氟乙烯、玻璃纤维布、玻璃纤维包布制作而成。沿气流方向有导流板,导流板与蒙皮之间填充保温材料。框架与烟道连接一般采用焊接。该形式的膨胀节具有100%的气密性。

(2)净烟道非金属膨胀节。脱硫净烟气中带有一定的水分,含有CI⁻等极具腐蚀性的离子,所以对接触烟气的部分必须考虑到耐腐蚀问题。蒙皮除考虑吸收膨胀量外,还必须考虑耐腐蚀问题。一般由氟橡胶布、聚四氟乙烯、玻璃纤维布、耐腐蚀复合材料制作而成,耐腐蚀复合材料直接接触烟气,为防腐特殊材料。净烟道非金属膨胀节一般采用直接法兰连接,用螺栓、螺母和垫圈把蒙皮紧固在烟道框架上,不允许使用双头螺栓。中间不设隔热层。为防止下部缝隙漏水,除设置合理的连接螺栓孔距外,必须用金属压板压紧缝隙。

非金属膨胀节的优点

(1)补偿热膨胀。非金属膨胀节可以补偿多方向,大大优于只能单式补偿的金属补偿器。

(2)补偿安装误差。由于烟道连接过程中,系统误差在所难免,纤维补偿器可以较好地补偿安装误差。

(3)消声减振。纤维织物、保温棉体具有吸声、隔振功能,能有效减少系统的噪声和振动。

(4)无反推力。非金属膨胀节主体材料为纤维织物,缓冲效果较好,无力的传递。

(5)良好的耐高温、耐腐蚀性。非金属膨胀节选用的氟塑料、有机硅材料具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。

(6)非金属膨胀节体轻、结构简单、安装维修方便。

(7)非金属膨胀节价格低于金属补偿器,质量不低于进口产品,价格是进口产品的1/2~1/5。

2. 金属膨胀节

金属膨胀节一般由金属波节、连接法兰、导流板等组成。脱硫系统常用的有矩形或圆形波纹膨胀节。金属膨胀节按波节数量可分为单波、双波和三波膨胀节,按波管材质又可分为普通碳钢波纹膨胀节、不锈钢波纹膨胀节及其他合金波纹膨胀节。

金属波纹管膨胀节按波纹管的位移形式可分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型波纹管式。

膨胀节由多层材料组成,净烟道处的膨胀节要考虑防腐要求,波纹节应全部是合金材料,至少是耐酸耐热镍基合金钢,烟道膨胀节必须保温。原烟道膨胀节的波纹节可采用316L金属型,以降低造价。保护板是防止灰尘沉积在膨胀节波节处。膨胀节能承受系统最大设计正压/负压再加上10mbar(1mbar=10Pa,下同)余量的压力。接触湿烟气并位于水平烟道段的膨胀节应通过膨胀节框架排水,排水孔最小为DN150,并且位于水平烟道段的中心线上。排水配件应能满足运行环境要求,由FRP、合金材料制作(至少是镍合金钢),排水应返回到FGD区域的排水坑。

烟道上的膨胀节采用焊接或螺栓法兰连接,布置应能确保膨胀节可以更换。法兰连接膨胀节框架应有同样的螺孔间距,间距不超过100mm。膨胀节框架将以相同半径波节连续布置,不允许使用铸模波节膨胀节。框架深度最小是200mm,而且最小要留80mm的余地以便于拆换膨胀节。膨胀节及与烟道的密封应有100%气密性。膨胀节的外法兰应密封焊在烟道上,要注意不锈钢与普通钢的焊接,以便将腐蚀减至最小。

烟道及附属设备检修

1.烟道本体检查

(1)开检修人孔门,降温通风,清理烟道杂物和积灰。

(2)对烟道内部进行外观检查,必要时搭设脚手架,检查是否有裂缝、焊缝开焊和严重冲刷痕迹。

(3)对于有严重冲刷的地方用测厚仪测厚,厚度应达到原钢板的4/5。

(4)检查烟道防腐层有无裂纹、褶皱、鼓包等现象,用测厚仪检测内衬厚度应不少于2mm。

(5)检查膨胀节框架和蒙皮是否完好无缺损,对于腐蚀严重的膨胀节,应重新做防腐或更换处理。

(6)烟道内部检查应保证良好的通风条件和照明条件。

(7)放置在烟道下面的设备、材料要用胶皮垫好,防止损伤烟道的防腐层。

2.烟道钢板检修

(1)钢板出现裂缝或开焊现象,应进行修补和补焊。严重冲刷减薄的局部(不足原钢板4/5),应更换钢板处理。

(2)防腐段钢板的修补应尽量采用对接形式,焊道必须经过打磨,以保证平整光滑,不应有棱角和尖锐突起的现象。

(3)金属膨胀节有腐蚀或冲刷损坏的,应进行修复或更换处理,若腐蚀现象严重时,应对膨胀节材质是否能满足运行要求进行分析,并合理选材改型。

(4)气割、焊接时防止火星乱溅引起火灾及影响其他工作人员。

3. 烟道防腐段防腐检修

(1)防腐段烟道(含膨胀节)防腐衬层厚度不足的(少于2mm)局部必须补足厚度。

(2)防腐段烟道(含膨胀节)防腐衬层有裂纹、褶皱和鼓包现象的局部,可用砂轮机磨平后进行修补处理。

(3)对于修补过和新更换的钢板,必须进行重新防腐施工处理。防腐工序为打磨、清灰、刷底涂、抹鳞片、涂面漆。防腐衬层厚度不少于2mm,并经测厚检测、电火花检测合格。

4. 试运行

(1)烟道内部工作结束后,对烟道及防腐段的完整度、平整度进行检查验收。

(2)人员全部撤离烟道后,关闭所有人孔门,检查人孔密封的严密性,系统运行后无漏风现象。

(3)试运行中检查是否存在液体渗漏现象。

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