156、华能国际电力股份有限公司玉环电厂二期2×1000MW机组烟气脱硫系统吸收塔增容改造技术

1、华能国际电力股份有限公司玉环电厂二期21000mw机组烟气脱硫系统吸收塔增容改造技术吴苏宏 陈海涛 江苏扬安集团有限公司 摘 要：华能国际电力股份有限公司玉环电厂二期21000mw机组烟气脱硫系统吸收塔增容技术关键词：华能国际 21000mw机组 烟气脱硫系统 吸收塔增容 1、工程概况1.1工程概况华能国际电力股份有限公司玉环电厂二期21000mw超超临界机组烟气脱硫装置由清华同方环境有限公司设计，采用石灰石石膏湿法烟气脱硫、一炉一塔脱硫装置，在燃用含硫量0.9%的脱硫设计煤种时，设计脱硫效率不小于95%。两套脱硫装置于2007年11月与机组同步建成投运。由于煤质变化及新的环保标准的实施，原脱

2、硫系统不能满足新的排放标准要求，2013年5月必须对其进行改造。本期改造工程是对二期21000mw机组（#3、#4）烟气脱硫系统进行增容改造。本增容改造工程要求采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，主要工程内容：a:4#脱硫新增一层喷淋层系统、一台浆液循环泵，新增一台氧化风机系统；吸收塔浆液池壳体增高2.5m，喷淋层区域壳体增高3.2m；相应烟道系统提高改造；b:4#脱硫旁路烟道拆除及相应系统改造c:新增一台事故浆液箱、改造原有浆液箱及相应的排浆系统改造；d:新增二套石灰石浆液箱、浆液制备系统及浆液输送系统。f:相应电、热系统改造1.2工程工作量本技术论文主要是针对吸收塔浆液池壳体需要增高2.5m，喷

3、淋层区域壳体增高3.2m的改造措施，采用顶升吊装工法，对吸收塔进行改造。吸收塔第一次顶升重量约为234吨；吸收塔第一次顶升重量约为84吨。1.2工期安排从施工准备到整体运行，每台吸收塔顶升带系统完善约需工期65天。2、作业前的条件和准备2.1劳动力配置项目经理部管理人员： 12人安装专业： 68人其中特殊工种人员：架 子 工： 10人电 焊 工： 12人起 重 工： 8人电气专业人员： 8人热控专业人员： 8人试验人员： 8人2.2主要作业工机具配置表序号名 称规 格单位数量1卷板机30*3000台12吊车25t台13汽车20t台14液压千斤顶35t组355液压操作台台26倒链10t个67倒链

4、5t 个63、现场施工技术3.1吸收塔改造内容：3.1.1、原吸收塔系统：原吸收塔直径18.4m，高34m， 原有喷淋层4层，浆液循环泵4台。3.1.2、吸收塔改造内容：将吸收塔底部浆液池在标高2.4m位置切割增高2.5m ，在第四层喷淋层上方与除雾器之间的位置切割增高3.2m。新增一层喷淋层，新增循环泵1台，新增氧化风机1台，更换原4层喷淋层中间梁分别各1件，更换氧化风管。3.1.2吸收塔的原有形状：现场施工面积不足50平方大型吊车无法进入吊装3.2吸收塔的提升位置：第四层喷淋上方标高28米抬高3.2米底层标高2.4米处切割抬高2.5米3.3吸收塔的提升前的准备：3.3.1设计图纸、明细表及

5、设计说明书是否有效、完整、统一。3.3.2对施工班组进行施工技术及安全技术交底，并做详细记录。3.3.3施工用的器具全部检验合格，并到位布置好。3.3.4安全措施到位。3.3.5与吸收塔连接的地方割除，并妥善固定。3.3.6吸收塔内部检查完毕，在争得业主同意的情况下，如果内部喷淋装置要全部更换，可以先考虑拆除内部装置。3.3.7提升方案的确定，并经过反复认证。3.3.8必要进行地基的沉降检查。3.4吸收塔的提升方案的确定：3.4.1通过对国内电厂的前期调研，目前为提高锅炉的脱硫效率，采用吸收塔内增设喷淋层的改造方案在河南新乡电厂进行过；该方案主要先在地面安装1个组合平台对新增筒体进行组合，在对

6、吸收塔塔体进行切割后，用两台大吨位的吊车对上部塔体进行吊离，完成后用吊车把新增筒体吊至下部塔体并与之焊接，焊接完成后再将上部塔体与新增筒体对口焊接，随后安装喷淋层。该方案虽然风险系数小，安全可靠，但大吨位的吊车对地基的强度有一定要求，吊车的台班费用也是惊人的，且塔体吊离后,施工现场要有存放塔体的地方，还要有较大的组合场地来组合新增筒体，这对目前国内大多数电厂来说不具备这个施工条件;为此必须另辟蹊径。再经过讨论，并查阅大量成熟的吸收塔改造的施工方法后,决定在吸收塔塔壁内侧焊接35个支撑点，用35吨液压千斤顶顶升切割后的塔体，采用倒装法来完成喷淋层的安装。该方案不仅可节省大量的改造费用，且对现场施

7、工场地几乎没有什么特殊的要求。在其他电厂小型机组，就采用了这个顶升改造法，并一次性通过质量验收，达到行业要求，并使得脱硫效率能够得到大幅提高，由于此次改造的吸收塔顶升方案为国内首次采用，但顶升重量较小，因此此次脱硫扩容改造方案的成功，为以下大型吸收塔改造提供了借鉴和参考。3.5方案的实施3.5.1 本工程塔体部分采用液压千斤顶提升倒装法进行施工，安装塔内提升装置并试运行二次，各液压顶动作必须协调一致。3.5.2 液压提升倒装法：设备定型，可周转使用，可按容器大小灵活组合。3.5.3 工序安排更合理，顶升过程不受时间限制、能更好的保证工期。3.5.4 液压传动平稳，可控性好，提升速度、高度和同步

8、性易于保证，且液压千斤顶承载能力可通过改变油压来调整，使施工安全可靠。3.5.5 附液压提升装置结构图。3.6吸收塔提升机械提升能力及吸收塔重量的核算对比3.6.1提升机械采用sqd-350-150s.f型液压提升机，其主要技术性能如下：理论起重量350kn额定起重量350kn额定油压16mpa液压行程（一次）1003mm下滑量3mm液压行程（一流程）3000mm缸径125mm油泵流量36l/min油咀规格m16*1.5最大伸出速度4mm/s相配提升杆38圆钢松卡装置螺旋机构3.6.2吸收塔罐体直径为18.4m,高度34m,其主要规格及重量表估算如下：层数壁板宽度（mm）壁板厚度（mm）重量（

9、kg）第2层20002219956第3层20002018142第4层20001816327第5层20001816327第6层20001816327第7层20001614513第8层22001615965第9层22001615965第10层22001615965第11层22001413969第12层22001413969第13层22001413969第14层20001412699第15层1500149524第16层1329127233第17层750124082第18层1500128164塔体壁板总重量233097 顶部结构总重量84798 氧化空气层、喷淋层、除雾器层支撑及其他部件总重量1886

10、79 施工机具重量9623 提升总重量为：516197 3.7提升所需千斤顶数量和配置原则3.7.1塔主体结构施工时,顶升点数量一般由下列三个因素确定a）提升重量：吊装最大总重量按下式确定： qmax=（qb+qd+qp+qj）*k 式中qb不包括底层壁板的所有壁板重 qd塔顶重量 qp附件重量 qj施工机具重量 k 系数，考虑摩擦力及不均衡等因素可取1.21.5b） 千斤顶的提升能力：根据每台机具的额定起重量（p）和所要提升的最大总重量qmax,确定所需机械的台数，即qmax /p。c） 液压设备提升技术参数：(见411性能表)7.1.7.2相邻吊点的跨度.由于壁板厚度与直径比值极小,相邻吊

11、点跨度不宜过大,否则设备壁板将产生局部变形.施工中往往会出现这样的情况,起重机具在数量上满足了吊装重量的要求,如果吊点跨距太大,即使胀圈刚度很大,吊装时很难避免塔壁失稳,薄壁呈现大面积的永久变形,严重地影响工程质量。因此,选择确定起重机具数量时,不仅要满足起吊重量要求,还要考虑由于提升不同步产生的荷重不均现象以及起重吊点的跨距。当胀圈刚度比较大时,跨度一般不要超过4.5为宜。我们采用跨度为1.6的涨圈，符合要求。3.7.3由于本项目设备直径较大，为保证设备顶升的平稳顶升，千斤顶的布置间距不易过大，以防止顶升过程中设备失稳。基于上述等因素,设备采用35台35吨千斤顶沿塔内壁均布。塔体起升过程中载

12、荷组成为：2-18层壁板、壁板加强圈、筋板、管孔附件、顶板及顶部所有组成件，载荷总计约520t。顶升器单点支撑额定载荷16t，额定起升能力为：3516560t。起升过程中最大负载率：92.8%。3.8 提升倒装法施工前的准备工作3.8.1 逐台检查试验液压千斤顶和阀门、接头等，并以1.5倍额定载荷试验，保压时间不少于30分钟。3.8. 2 逐根检查油路的支油管（分配管、分油管）总分配管，总油管和接头、阀门，清污并吹除后采取措施，防止灰尘、砂进入管内。3.8. 3 全面检查液压控制台、试验操作各电钮，电液阀、信号显示器件，使之处于完好状态，油箱、油液干净。3.8. 4 逐根检查提升用立柱的不直度

13、和截面误差，提升钩头应在立柱内滑动自如。3.8. 5 配备足够的胀圈门形卡板，底板定位板、调整用角钢爪，角钢楔子、壁板对口限位板，胀圈抗滑角钢爪。3.9由于两次顶升不在地面布置提升装置，在吸收塔切割部位沿塔壁内侧分布35个支撑点，顶升装置均布，相差距离1.6米。每个支撑点由2根20号工字钢工字钢长度约为2米间距0.2米)与塔壁分段焊接，焊脚高度约为10mm，上面垫500x400mm、20mm厚的钢板，钢板与工字钢四周满焊，液压千斤顶底座与支撑点钢板对中周边满焊(安装示意图如图2所示；再用槽钢或角钢把35个顶升装置连成1圈，以增强整体性和稳定性。上下支撑采用一样的方法固定。3.10液压千斤顶提升

14、倒装法工艺流程3.10.1 安装胀圈及胀圈升杆集中落下装置胀圈采用工28工字钢，工字钢两面加20mm钢板制作成箱式梁，制作时胀圈滚圆直径应为塔壁内径。胀圈离底板250mm左右，焊接胀圈门形卡板，利用角钢楔和胀圈千斤顶使胀圈紧贴壁板，要注意胀圈断面加强筋板处要焊1-2只防滑角钢。3.10.2 安装立柱和稳升滚轮架a 提升立柱以放线位置为准，与壁板的间距以提升钩头伸出长度为准，在两个方向以铅坠找正、点焊，并安装立柱支撑。b 调整稳升滚轮架，使滚轮紧贴壁板，锁定调整螺栓。3.10.3 安装液压千斤顶的配管a 将千斤顶吊装在立柱上,按千斤顶配管方向要求与立柱联接。b 拉紧提升杆,使每个提升钩头与胀圈底

15、面接触。c 用较低油压逐个启动液压千斤顶，使提升钩头顶紧，确保每个提升钩头受力一致。3.10.4 逐带提升a 每次提升当壁板下口离底板100mm左右，应停止提升，并观察10分钟，分别对立柱、提升钩头、胀圈、液压千斤顶、管路等检查无问题后，方可继续提升。b 提升时，各液压千斤顶差异应控制在50mm以内，而且相邻的液压千斤顶差异应接近，调平时，一次调整的液压千斤顶数不超过3个，以防止钩头过多卸荷，c 提升高度接近带板高度时，应减慢提升速度，严格控制塔体水平，当提升至下带板高度时立即停止提升，且千斤顶最后一个行程不得回油。3.10.5其他注意：a考虑到吸收塔出口段重量,为防止切割后的塔体在提升过程中

16、由于重量不均衡而产生倾覆，在烟道两侧用10吨手拉葫芦对吸收塔出口段同时提升,如图所示。同时考虑天气因素(塔体顶升时，尽量避免恶劣天气，防止风力对塔体可能产生的倾覆作用，在吸收塔顶升部分焊接吊耳，采取用4个葫芦均匀固定，在提升过程中，逐步松开葫芦。b由于顶升重量较重，为防止在顶升过程中吸收塔筒体因受力较大而产生变形和倾斜，需对塔体做加固处理。为此，在吸收塔两圈环向加固筋，塔体四周加焊纵向加固筋.c将液压顶升装置预顶紧，让液压装置受力，进行切割,使上下分离在切割过程中，一定要保证壁板割透启动液压泵,缓慢提升塔体，在提升过程中，每提升100mm需对切割后的塔体顶升高度进行测量，测量应沿着塔体每隔90

17、。测1处，4个方向的测量结果应一致,从而保证塔体水平度。若不一致，可关闭其它油缸,单独提升局部较低部位的油缸，至高度一致时停止提升。在提升过程中，挂在出口烟道底部及为了防风固定在塔体的手拉葫芦应随着塔体的提升逐步松解。3.11支撑点的强度计算3.11.1受力支撑点焊接图在罐壁适当高度（胀圈所在高度）设置支撑着力点，着力点由5块立板和1块横板焊接组成，每块卡板厚度为=20mm钢板，单件卡板尺寸为525*220，实际焊缝长度150mm。3.11.2技术参数吸收塔壳体安装过程中液压顶升器所需承载最大重量：g=520t ，采用35只35t公卡式液压顶（每只顶最大起重量可达16t）在塔体安装到达顶部后实

18、际每只顶承载为：n=520/35=14.8t， 则：每只顶的负载率为：a=14.8/25=56.198%也就是液压顶升器的起重能力完全满足本工程施工需要。3.11.3受力计算：单个支撑点承重：n1=g/n=618.18/44=14.05t，焊缝抗剪允许强度：=170mpa则：=n1/ssn1/=14.05*1000*9.8n/170mpa=810mm按每个支撑点设2块卡板（支撑点边卡板2块作为主受力件，之间设3道立筋，立筋长度200，立筋下设支撑平板1块）。则：每块卡板与壁板焊缝面积：s1s/2=405mm焊缝高度：h=1/2*=1/2*20mm=10mm则：焊缝长度 l1=s1/10=40.

19、5mm多顶点升不均衡系数取1.3则：有效焊缝长度 l=l1*1.3=52.7mm结论：实际焊缝长度150mm大于52.7mm，所以支撑点是安全的。3.11.4胀圈剪力强度和焊接强度计算在塔体安装到达顶部后实际每只顶承载为：n=618.18/44=14.05t，1）胀圈剪力强度核算=f / a =n*g/a=14.05*103*9.8 /0.02*2*0.28=49.7 mpa60 mpa在允许范围内2）胀圈焊接强度核算=3m/ah2= 3*f*l/ah2=3*14.05*103*（0.28/2）/ 0.122*0.04*（0.122*2）2=28.4mpa/=118 mpa在允许范围内3.11

20、.5每个支撑点由2根20号工字钢与塔壁段焊 (工字钢长度约为1米，单面焊接，焊长度为：200mm，间距：200mm，焊缝长度为：l=(1000-10)x2=1980mm；焊脚高度:h=10mm 焊接面积138.6mm;每只顶承载为16t。焊缝的抗剪强度=14*10/138.6=115kg/cm=1600 kg/cm,强度满足要求。3.12壁板现场采用小型汽车吊调到安装的零米，采用卷扬机吊入安装位置，在顶升前应该挂在下层钢板上。3.13整体找正后，完成壁板焊接。实现顶升任务，完成后效果图:4、完成本方案所要求的安全施工方案本工程的特点是吸收塔顶升和设备安装件数多，高处作业多，质量和工艺要求高，与

21、各施工单位同场施工有交叉，稍不注意可能造成高处坠落、起重伤害、触电等事故。为此，制定以下措施：4.1技术管理措施：、认真编制施工组织总设计、专业设计和作业指导书中的安全施工专篇。、认真编制作业指导书中的安全文明施工措施。做到一切施工活动有安全施工措施，并指出该项作业的主要危险点和防范措施。无针对性安全措施并经安全交底，严禁布置施工。、在建设单位的协调下，做好施工单位的协作，避开交叉作业可能造成的互相伤害。、对危险作业项目严格执行安全施工作业票制度。电气作业严格执行“电业安全工作规程”中的“二票三制”，对工作票签发人和工作票负责人进行培训考试，名单报建设单位备案。、危险作业开展安全qc小组活动，

22、制定专项安全规定，使参加施工人员人人掌握。做好对事故的预测、预控。、认真编制工程的安全技术措施计划。对施工中可能产生的职业危害，采取技术和管理手段进行治理，努力改善劳动条件，做好工业卫生及职工的劳动保护。、精心安排作业计划，每月随作业计划下发安全工作重点，做好安全与生产的“五同时”工作。努力减少交叉作业、高处作业及其它危险作业。、对关键施工路径，事先做好施工力量、机械、场地、技术准备工作，不因自身原因影响进度，按基建程序和网络进度做到均衡有序施工。（2）、安全防护措施：、在施工中为职工配备合格的安全防护用品，并根据季节变化做好防暑、降温、防寒防冻措施及物资准备。、安全设施按照电力工业部火电工程

23、施工安全设施规定设置标准化安全设施。施工现场做到孔洞有盖板，周边有围栏，交叉施工有隔离，高处作业设有安全网和作业平台，登高和到达作业地点有安全通道，用电有漏电保护，危险作业设安全围栏或警戒绳，电缆敷设完毕后及时盖好盖板并封堵。防止他人误入，运用安全设施，为施工人员设置第二道安全防线，确保人身安全。、与气象台建立气象预报联系，及时掌握灾害性天气情况，做好预防工作。（3）、防火、防爆和消防措施、贯彻执行“预防为主，防消结合”的消防工作方针。、现场的材料仓库、设备仓库、集控室、电缆层、油漆间、资料档案室等为防火重点部位，各部位分别建立管理制度，设防火安全责任人，配备足够和适用的消防器材。、存放危险品

24、的临建场所符合消防规定。夏季对露天存放的气瓶采取遮阳措施。、各建筑物和设备堆场配备足够的移动式消防器材，定期检查更换，确保使用。、建立义务消防队，开展培训，立足自防自救。、本工程在室内安装开始后为禁烟区，设明显禁止烟火标志。、对在电缆和设备上方及附近进行动火作业，执行动火作业审批制度，用石棉布等非燃材料作隔离。动火作业填写防火防爆作业票，落实防火措施，执行监护制度，重要动火作业过程由专人在现场监护。、定期组织对施工区和生活区的防火专项检查，消除火灾隐患。（4）、机械、工器具的安全管理：、所有的机械、安全工器具、起重工器具、电气工器具做好登记、编号，建台帐工作。对钢丝绳、卸卡、顶升装置等不便做编

25、号的采用不同颜色的油漆作标记。、所有机械均挂有安全操作规程和岗位责任制。、按规定的周期进行检查和检测，未经检验的机械、工器具不得使用，确保安全。（5）、起重机械和交通安全管理：、按照原电力部“电力建设起重机械安全监察规定”等四个关于电力建设起重机械的规定，即电力建设起重机械安全监察规定、电力建设施工机械设备事故调查处理规定、电力建设大型起重机械的选型、安装和拆卸管理规定、电力建设施工机械设备管理规定，做好起重机械的管、用、养、修工作。、对调入本工程使用的起重机械，在调入前作一次全面检查和维护保养，确保安全使用再调入。对起重机械的拆装作业任何时候都不能掉以轻心，拆装时施工负责人、技术人员、安监人员在场指挥、协调、监察。起重机械经检查、验收、试吊合格后投入使用。、起重机械的安全装置和力矩显示器齐全、完好，每日工作前检查并试车后使用。、每月组织对起重机械的检查，及时发现和处理隐患，保持机械的完好。、对起重机械实行定人定机机长负责制，严格执行安全操作规程，确保起重机械的安全。、临近带电起重机，除按规定办理安全施工作业票外，并对起重机械接地，派专人监护。、做好起重机械的防台风工作。、行人和车辆遵守厂内交通安全管理规定，车辆在厂内的速度按厂内的限速规定行驶，不超速、不占道，所载物品绑扎牢固，做到礼貌行车。超长超宽超高设备的运输事先办理申请批准手续，运输中做好护送工作。、工程中所要安装