煙塔合一技術特點
1 冷卻塔設計技術
冷卻塔設計技術 為煙塔合一技術核心,基本要求是冷卻塔在保證正常汽輪機循環冷卻水冷卻的情況下,使排入的脫硫凈煙氣達到環保要求正常排放,其關鍵技術為冷卻塔開孔技術和冷卻塔防腐技術等幾個方面。
1. 1 冷卻塔開孔技術
凈煙氣經開孔處進入冷卻塔時,會在此處引起應力集中,使最低彎曲安全性及冷卻塔的最低自然頻率下降,進而使塔殼強度急劇下降,為了減小這些反應對塔壁的擾動,將開孔設在—個相對較高的位置,一般在淋水層除水器的上方,此處殼體較薄,這樣對穩定性很重要的殼體就不會產生大的影響。
由于開孔會引起殼體穩定性降低,孔的周圍要通過加強來補償。補償的措施一般為架設封閉肋梁(肋梁尺寸和洞口加固鋼筋需通過應力計算確定) ,其目的是為了使臨界自然頻率和塔殼穩定的彎曲安全性及塔在各種荷載作用下的形狀與不開孔的相同。但是即使經過加強,塔殼開口的不對稱性和初始的非對稱土壤條件還是會導致塔殼彎曲, 因此要對其進行模擬計算。
1. 2 冷卻塔防腐技術
煙氣經過脫硫后仍含有低濃度的SOx 、NOx等有害氣體,濕法脫硫后的凈煙氣進入冷卻塔后在塔內上升過程中與飽和熱濕空氣接觸,部分水蒸氣遇冷凝結成霧滴,其中一些霧滴會在冷卻塔塔壁上聚集成較大的液滴,這些液滴因含有煙氣所帶的酸性氣體而呈現出較強的酸性,煙塔合一的冷卻塔基本為混凝土結構,這些液滴沿筒壁流動會對塔筒筒壁局部造成嚴重的腐蝕。
為了克服這一缺陷,一般用環氧樹脂涂層進行防腐處理,內壁涂3 層防腐涂層,厚度為150μm ,外壁為2 層防腐涂層,厚度為80 μm。為了盡量減少電站啟停,對冷卻塔巨大的塔壁內外表面。采用SRB2ARHPC85/ 35 的新型高抗酸性高性能混凝土,以減少塔壁的維護量。該混凝土已在尼德勞森電廠新建1 000 MW機組冷卻塔得到應用。這種混凝土的改進成分是高濃度的混凝料和少量的水泥。它經過特殊的設計和嚴格的測試,具有高強度、高結構密度和高抗凍性,為煙塔合一的冷卻塔耐久性的擴展提供了
一個改進的材料平臺。
2 凈煙道設計技術
早期煙塔合一的冷卻塔采用低位開洞和塔內煙氣均布方式,而黑泵電廠建設時采用冷卻塔中心排煙技術,設計脫硫后凈煙氣從中心孔排出時煙氣速度為18 m/ s ,不但減少塔壁腐蝕的可能性,而且有利于脫硫凈煙氣的擴散。1998 年建設尼德勞森電廠新機組時凈煙道采用從脫硫塔頂高度直接水平(下傾1°) 進入冷卻塔中心技術,減少了凈煙道長度和煙氣系統阻力。
凈煙道水平段設計有1°的傾斜度是為了疏水,同時排煙裝置一般采用豎直管口向上排放,為保證脫硫凈煙氣垂直向上,原則上設計豎直向上出口高度為煙道直徑的1. 5 倍。
3 凈煙道實施工藝
3. 1 凈煙道材料及安裝
一般選擇玻璃纖維聚脂(FRP) 作為凈煙氣管道的材料。由于這種材料的比重低,用這種材料制造的管道產生的荷載只有鋼管的1/ 3 ,因此多數情況下,用塔支撐構件作為凈煙氣管道的支架;尼德勞森和黑泵電廠凈煙道是采用特殊纏繞法在現場制作的,對于直徑為6. 5 m ,壁厚為30 mm的管子,一次生產出長15 m ,重約115 t/ m ,價格在德國約為2 萬歐元/ m。
單節煙道從現場用特殊工具運到冷卻塔,提升到固定結構的導軌上一節一節推進塔內進行安裝,支撐或支吊在塔內及塔外支撐架上,最后裝配導軌可拆除。
3. 2 凈煙道支撐結構
塔內凈煙道的支撐由混凝土基礎加不銹鋼托架組成(見圖2) 。塔外凈煙道的支撐,有的借用FGD 出口煙道支撐,如尼德勞森電廠就是利用塔外FGD 煙道支撐和塔內支撐,直接從超過煙塔50 m 的塔壁上穿過進入塔內排放; 有的在塔外(煙塔附近) 再安裝煙道支撐。
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冷卻塔內凈煙道支架 |
對于改造機組,一方面更換輕型結構的填料,另一方面冷卻塔鋼筋混凝土支架基礎用混凝土基座加固,支架頂連在一起,用拉桿和壓桿將其與支撐構件的固定點相連,并且塔外設計有支撐鋼架。無論在煙塔附近是否安裝支撐, FRP 煙道與煙塔塔壁均不直接接觸,中間留有非金屬材料密封的縫隙,煙道重量不作用在冷卻塔壁上。
煙道設計有膨脹節,一般布置在塔外,煙道的膨脹通過膨脹節來調節,塔內煙道的膨脹通過滑動支點來調節。同時,塔內凈煙道出口垂直彎頭處設記有煙氣導流板,則是為了將煙氣順利導向垂直方向。
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