某電廠煙氣脫硫工程煙道擋板門密封方式的改進
摘要：本文主要介紹了上海外高橋電廠脫硫工程中根據生產實際要求對控制煙氣流向的檔板門（包括煙氣旁路擋板門、GGH進口擋板門、GGH出口擋板門）傳統密封方式進行了改進，試運后達到了對煙氣泄露量的要求，該改進工作對正在設計施工中的同類脫硫工程具有重要參考價值。
一 煙氣脫硫（FGD）系統工程簡介
外高橋電廠脫硫工程使用世界銀行環保貸款，日本石川播磨重工株式會社（IHI）獲得項目總承包權，日本住友電氣公司進行總體設計和技術支持；主要設備全部進口。脫硫設備安裝在兩臺國產300MW燃煤機組上，共兩臺脫硫裝置，采用成熟的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，一爐一塔，脫硫效率不小于95%。工程于 2004年7月開始施工建設，一號機組2005年12月份進入調試，2006年1月25日調試結束并進行項目性能測試；二號機組于2005年4月30日進入整體168小時連續試運行，現已圓滿結束。本人有幸跟蹤了整個調試過程。
主要設備參數：
1.1煙氣換熱器（GGH）
型式：回轉式
總煙氣泄露量：≤1%
轉速：1.28RPM
轉子直徑：13060MM
加熱器表面：15600m2
1.2吸收塔
吸收塔前煙氣量：1，560，000m3/h
吸收塔后煙氣量：1，511，000m3/h
吸收塔前/后煙氣溫度：77℃/52℃
吸收塔前/后煙氣壓力：2.4kPa/0.9 kPa
煙氣流速：≤4 m/s
Ca/S比：≤1.03
吸收反應區直徑/高度11.6/8.3
漿池高度/容積：8.8 m/930 m3
1.3增壓風機（BUF）
型式：動葉可調軸流式
設計流量（標準狀態？實際狀態）：1，142，000/1，655，800 m3/h
壓差：（設計值/100%負荷）：4.57/3.23 kPa
電機:額定功率3300kw,額定電壓6kv，轉速750rpm
二 脫硫工程煙氣密封系統中存在的問題
2.1關于煙道和擋板門
煙道： 通常包括原煙氣引入點至吸收塔的原煙氣通道和吸收塔至煙囪的凈煙氣通道，由于煙氣流量很大，一般煙氣管道的尺寸可達數米甚至十幾米，因此防止煙氣腐蝕和煙氣泄露就是個很重要的問題。
擋板門：當煙氣脫硫裝置(FGD)發生故障或必須停機維護時，鍋爐煙氣經由煙道旁路至煙囪排放，控制FGD主煙道和旁路煙道密封或開啟的風門被稱作擋板門。 FGD煙道系統設置的擋板們通常包括進口擋板（原煙氣擋板）、旁路擋板和出口擋板（凈煙氣擋板）。煙氣擋板們通常采用雙層百葉窗式，處于關閉狀態的雙層百葉窗擋板門機構如圖所示。
除了每層擋板上配有密封元件外，還向兩層擋板中間的空腔通入密封空氣，以進一步提高擋板門的密封性。擋板門的密封空氣系統包括一臺密封風機和一臺備用風機。密封氣壓力至少比煙氣最大壓力高0.5 kPa，擋板門密封空氣站應配有電加熱器，將密封空氣加熱至一定溫度，目的是減小雙層擋板之間的溫差變形和熱變形應力，提高密封可靠性。百葉的數量可多可少，本工程中為四片。由執行機構帶動連桿機構，連桿與每一個轉軸相餃接。連桿的運動可驅動轉軸同步旋轉。旋轉的角度范圍由執行機構上的定位器控制。各個百葉旋轉90度時為完全開啟狀態。關閉到位后，每個百葉的四邊均與框架之間相互擠壓，他們的相互接觸面至少有一個彈性件，形成微小形變，從而達到密封的目的。每片百葉均是雙層板，因而是雙面密封。密封空氣不斷沖入兩層百葉之間的空腔，并從各密封面處溢出，對煙氣的泄露起到屏蔽作用，甚至達到零泄露（煙氣）。除百葉與框架之間的密封外，每片百葉兩端的轉軸還需要進行軸向密封，否則，煙氣會沿軸向泄露。通常采用填料密封的形式。
2.2 改造前脫硫工程煙氣擋板密封系統方式
外高橋電廠脫硫工程原設計煙氣擋板密封氣體在系統正常運行時使用凈煙氣來密封旁路擋板，方式如下圖，這主要基于如下考慮：
（1） 凈煙氣溫度與原煙氣之間溫差小，熱變形應力小，沖擊小對設備長期運行有好處。
（2） 正常運行時，無需投加熱器，節省電能消耗。
（3） 該運行方式為閉式循環，不增加煙道的通流量，減小增壓風機出力。
2.3煙氣密封系統中存在的問題
FGD系統在實際運行中存在這樣的問題：脫硫系統在起停和運行過程中總能聞到濃重的煙氣味，尤其在有風情況下。近一步仔細檢查，發現煙氣泄露來自于煙道擋板周圍。經分析判斷是擋板密封不嚴導致，密封風壓力偏低，需對煙氣擋板密封方式進行改進。經調試小組分析原因如下：
① 擋板密封不嚴導致，需要調整擋板限位。
② 密封風壓力偏低，需要提高風機出口壓力，而擋板門密封空氣站應電加熱器是風機入口氣流的主要阻力，這主要是因為加熱器內有多匝環繞的電加熱管，這一方面縮小了通流面積，另一方面減小了氣流風機入口氣流速度，因而風機容積流量大大減小。
③ 有時系統脫硫效果不好，用作密封的凈煙氣中SO2 含量偏高。
三 問題解決辦法
為徹底解決以上問題，經各方協商并通過計算和實驗，決定將擋板密封系統進行下列改造。
① 擋板密封風機進口風不再使用凈煙氣，而改用室外潔凈空氣。
② 將密封風機放在加熱器后側，提高空氣在加熱器內的流速。
③ 密封風電加熱器和密封風機間增加旁路電動擋板，增加運行方式的靈活性。
改造后的擋板密封系統示意圖 圖中藍色線表示密封風管新的擋板密封系統在經過實際運行測試中完全滿足業主要求，并在二號機FGD系統中再次應用。
四 結論
使用室外空氣作為煙氣擋板密封氣源，并變更風機安裝位置，可以滿足脫硫系統在各種工況下對煙氣的密封要求，甚至達到零煙氣泄露；在環境溫度很高情況下，無需投入電加熱器，運行維護簡單，很適合匹配氣候溫暖地區的機組的脫硫系統。
缺點：在冬季或氣溫低時，需要投入電加熱站，增加了廠用電耗。
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