烟道优化（共7篇）
烟道优化 篇1
1 烟气脱硫化学原理
烟气中的SO2实质上是酸性的, 可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除SO2。烟道气脱最常用的碱性物质是石灰石 (碳酸钙Ca CO3) 、生石灰 (氧化钙, Ca O) 和熟石灰 (氢氧化钙Ca OH) 。石灰石产量丰富, 因而相对便宜, 生石灰和熟石灰都是由石灰石通过加热来制取。有时也用碳酸纳 (纯碱) 、碳酸镁和氨等其它碱性物质。所用的碱性物质与烟道气中的SO2发生反应, 产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物 (根据所用的碱性物质不同, 这些盐可能是钙盐、钠盐、镁盐或铵盐) 。亚硫酸盐和硫酸盐间的比率取决于工艺条件, 在某些工艺中, 所有亚硫酸盐都转化成了硫酸盐。SO2与碱性物质间的反应或在碱溶液中发生。
2 工程概况
山东菏泽某机组容量为2×300MW, 每台锅炉最大连续蒸发量为1025t/h蒸汽, 烟气量1296498Nm3/h (湿态、标准状况、设计煤种) 。每套烟气脱硫装置的出力在锅炉B-MCR工况的基础上设计, 最小可调能力与单台炉不投油最低稳燃负荷 (即40%MCR工况, 燃用设计煤种的烟气流量) 相适应。
脱硫装置主要包括脱硫岛烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂制备系统、石膏脱水系统、工艺水工业水系统、压缩空气系统、排放系统、检修起吊设施等。其中, 吸收塔是烟气脱硫的核心设备。
根据脱硫装置入口烟气参数及相关数据进行物料平衡计算 (表3) 。
3 主要工艺流程
从锅炉引风机后的总烟道上引出的烟气, 通过增压风机升压进入吸收塔, 在吸收塔内脱硫净化, 经除雾器除去水雾后, 接入主烟道, 经烟囱排入大气。
石灰石浆液通过循环泵从吸收塔浆池送至塔内喷管、喷嘴系统, 与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的SO2, 在吸收塔循环浆池中利用氧化空气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。石膏排出泵将石膏浆液从吸收塔送到石膏脱水系统 (图1) 。
4 吸收塔的设计与优化
本工程吸收塔采用喷淋塔, 喷淋塔是最早采用的脱硫反应装置。它的优点是能够形成较大的气液接触面积, 系统的液气比较小。石灰浆液通过循环泵送至塔中不同高度布置的喷淋层喷嘴。喷嘴是采用耐磨的Si C材料制成。浆液从喷嘴向下喷出形成分散的小液滴并往下掉落, 同时, 烟气逆流向上流动, 在此期间, 气液充分接触并对二氧化硫进行洗涤。喷嘴在满足雾化细度的条件下尽量降低压损, 同时喷出的雾能覆盖整个吸收塔截面, 以达到吸收的稳定性和均匀性, 在塔底一般布置氧化池, 用专门的氧化风机往里面鼓空气, 而除雾器则布置在烟气出口之前的位置。
吸收塔的设计, 包括储浆段、烟气入口、喷淋层、烟气出口、喷淋层间距、喷淋层与除雾器和脱硫塔入口的距离、喷喷嘴特性、喷嘴数量和喷嘴方位的设计。
本工程吸收塔塔高33.3m, 塔直径12.5m, 吸收塔内设两级除雾器、三层喷淋层、一层氧化空气管道、一层脉冲悬浮管道。
吸收塔总图见图2。
4.1 吸收塔入口烟道的设计
吸收塔入口烟道通常布置在吸收塔吸收池上部和喷淋区下部之间, 处于高温烟气与下落浆液第一次接触的交界面上。为使烟气流动分布均匀, 烟气进口采用下切进入吸收塔的设计, 下切角为15°。这种结构有利于消弱塔内回流漩涡, 降低压损, 延长气液接触时间, 防止浆液倒流。而且入口烟道处设计导流板, 提高了气流分布的均匀性, 减小了压力损失。
吸收塔入口烟道采用6mm碳钢贴衬2mm C276耐腐蚀合金钢制成, 保证不对碳钢原烟道产生腐蚀。
4.2 吸收塔塔径的设计
吸收塔直径设计是根据烟气在空塔内速度来确定的, 计算公式如下:
其中:D—吸收塔直径 (m) ;
Q—吸收塔出口烟气量 (m3/h)
v—烟气在吸收塔内流速 (m/s) ,
根据上面公式, 烟气实际流量取自物料平衡表, 塔内烟气流速取4.5m/s (塔内烟气流速通常为3~5m/s) , 计算得出吸收塔直径为12.5m。在保证除雾器对烟气中所携带水滴的去除效率及吸收系统压降允许的条件下, 适当提高烟气流速, 可加剧烟气和浆液液滴之间的湍流强度, 从而增加两者之间的接触面积。同时, 较高的烟气流速还可持托下落的液滴, 延长其在吸收区的停留时间, 从而提高脱硫效率。较高的烟气流速还可适当减少吸收塔和塔内件的几何尺寸, 提高性价比。
4.3 吸收塔吸收池的设计
本工程采用吸收塔浆池分区设计和采用了脉冲悬浮系统, 吸收池被水平的分为两部分, 上部氧化区在低PH值下运行, 提供了最佳的氧化条件, 氧化空气通过一个分配系统吹入;池下部有新加入的吸收剂, 用循环泵打到喷淋层, 该系统没有上下两层混合的问题。脉冲悬浮系统冲洗吸收塔的池底, 吸收池无论多大都不会产生堵塞和石膏沉降, 不需要搅拌器, 长期关机后可无障碍启动。
吸收池容积为1300m3, 浆液的停留时间为4分钟。足够的停留时间可以保证石膏晶粒有足够的时间积聚、长大, 以满足石膏脱水的要求。
4.4 吸收塔喷淋层的设计
喷淋层的设计包括浆液管道、喷嘴的选择与布置。
吸收塔中喷淋层的布置应使喷出的液滴完全、均匀地覆盖整个吸收塔的截面, 而且尽可能地减少沿塔壁流淌的浆液量和降低喷射浆液对塔壁的直接冲刷磨损。喷淋层最重要的设计是母管层数以及母管之间的垂直间距。这些因素影响塔的总高度, 而塔高是投资成本的关键组成部分。根据BMCR工况下烟气量以及烟气中SO2含量, 本项目布置3层喷淋层, 喷淋层的间距为2m, 喷淋主管材质为碳钢内外衬胶, 喷淋支管材质为FRP。喷淋层见图3。
每层布置足够多的喷嘴, 最上面一层布置单项喷嘴, 下面两层布置双向喷嘴, 喷嘴的数量按如下公式计算:
其中:ψ—200%或220%
D—吸收塔喷淋区直径 (m)
d—喷嘴在喷射距离1米出的喷射直径 (m)
按上面公式求出的喷嘴数量圆整至4的倍数, 本工程双向空心锥形喷嘴352个, 单向空心锥形喷嘴188个。
4.5 吸收塔除雾器的设计
吸收塔除雾器布置于吸收塔上部, 烟气穿过循环浆液喷淋层后, 再连续流经两级除雾器除去所含浆液雾滴。在一级除雾器的上面和下面各布置一层清洗喷嘴。清洗水从喷嘴强力喷向除雾器元件, 带走除雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒。二级除雾器下面也布置一层清洗喷淋层。烟气通过两级除雾后, 其烟气携带水滴含量不大于75mg/Nm3 (干基) 。除雾器清洗系统间断运行, 采用自动控制。
经吸收塔处理后的净烟气夹带了大量的浆体液滴, 特别当吸收塔烟气流速比较高时, 烟气携带液滴量将加剧。如果不去除这些液滴, 将会沉积在下游设备表面, 对设备造成腐蚀。本工程采用折流板式2级除雾器, 它具有结构简单、对雾滴的捕获率高、压降低、易冲洗、便于检修等优点, 很好的解决了以上问题。
4.6 吸收塔出口烟道的设计
吸收塔出口烟道型式较多, 本工程将吸收塔出口先适当收缩成锥状, 再侧向出口, 避免了对吸收塔的气流分布造成不利影响。
4.7 吸收塔各管口、孔的设计
为了易于清理、维护、检修, 吸收塔内部结构尽量简单, 不留死角, 有足够的操作空间。在相应的位置设置人孔、安装检修口。
本工程吸收塔上主要的人孔、安装孔如下:除雾器安装孔2个;喷淋管安装孔3个;底部清渣孔1个;脉冲悬浮管安装孔1个;烟气入口烟道人孔1个, 以便大修时清理烟道可能的积垢。
吸收塔上主要的管孔:循环泵浆液管道入口3个;循环泵浆液管口出口3个;石膏浆液溢流口1个;石膏排出泵入口1个;脉冲悬浮泵入口管道2个;脉冲悬浮泵出口管道1个;石灰石浆液入口1个;氧化风入口1个;除雾器冲洗水入口18个;事故喷淋入口1个;液位计接口3个;压力表接口2个;备用口4个。
5 结语
本工程吸收塔运行稳定, 脱硫效率高, 达到了95%;同时, 能够降低烟气含尘量的排放。设计优化总结如下:
(1) 烟气进口采用下切式设计, 下切角为15°, 烟气入口设置导流板, 大大改善了烟气流场。烟道入口采用6mm碳钢贴衬2mm C276耐腐蚀合金钢, 彻底解决了磨损和腐蚀问题。
(2) 脉冲悬浮系统的选用, 既给吸收池提供了最佳的氧化条件, 又解决了结晶区浆液堵塞、沉降的问题。
(3) 喷淋管布置吸收塔横截面覆盖率满足了200%~220%。选用空心锥形喷嘴, 解决了喷嘴堵塞的问题。
(4) 本工程塔内烟气流速设计为4.5m/s, 适当提高了烟气流速, 既提高了脱硫效率, 又提高了性价比。烟气流速也不能无限提高, 当流速超过6m/s时, 大液滴将被烟气从除雾器中夹带出来, 烟气带出的大量液滴对下有设备造成严重腐蚀, 进而增加了脱硫系统成本。
(5) 折流式2级除雾器的设计, 既有效的去除了烟气中的液滴, 又便于清洗。
参考文献
[1]曾庭华等著.湿法烟气脱硫系统的安全性与优化[M].北京:中国电力出版社.2004.224~228
[2]孙克勤, 钟秦编著.火电厂烟气脱硫系统设计、建造及运行[M].北京:化学工业出版社.2005.35~40
[3]杨柳, 王世和, 王小时等.石灰石-石膏法烟气脱硫系统吸收塔传质特性分析[J].山东电力技术, 2004 (2) :70-72
[4]李仁刚, 管一明, 周启宏等.烟气脱硫喷淋塔流体力学特性研究[J].电力环境保护, 2001, (04)
烟道优化 篇2
SCR脱硝系统催化剂入口烟气温度低于最低喷氨温度时, 可通过设置省煤器烟气旁路将高温烟气引出以提高系统烟气温度, 从而达到脱硝温度要求条件[1,2]。工程中设置省煤器旁路后发现常有旁路高温烟气流量小等问题发生, 故需通过适当增加烟气经过省煤器过程的压损来提高旁路烟道的烟气流量。本文以某电厂SCR脱硝系统为例, 通过在省煤器过热器出口调温侧布置不同方案的隔板来增加省煤器出入口阻力, 从而提高省煤器旁路高温烟气流量和催化剂入口烟气温度, 以满足脱硝工程实际要求的目的, 数值模拟结果具有较强的示范意义。
1 模型概述
CFD是利用计算机求解流体流动的各种守恒控制偏微分方程组的技术, 通过建立相关离散点场变量之间的关系代数方程组, 数值计算和图像显示后求解各方程组获得场变量近似值, 从而达到对不同物理化学系统进行分析的目的。本文的模型是按照比例为1:1而建立。模型主要采用六面体网格, 模型计算基于Fluent模拟软件进行, 计算模型为Realizableκ-ε湍流模型[3,4]。
2 模拟方案
本省煤器烟道优化分析的目的是提高省煤器出入口的压损值, 以达到增加省煤器旁路高温烟气流量及催化剂入口烟气温度。通过布置不同方案的隔板, 模拟在负荷为50%BMCR和100%BMCR工况下, 省煤器旁路高温烟气流量和催化剂入口烟气温度等是否能够满足脱硝工程实际需要。经优化设计后, 在省煤器过热器出口调温侧设计了四个方案的隔板布置方式, 包括原省煤器未布置隔板的方案1共五个方案。
3 结果分析
3.1 省煤器内增设不同隔板布置方案后压损和旁路流量
在负荷分别为50%BMCR和100%BMCR工况下, 通过对省煤器内增设不同隔板布置的方案进行数值模拟与分析, 得出的省煤器出入口压损和旁路高温烟气流量结果如表2所示。从表2中可以看出, 在省煤器过热器出口调温侧无布置隔板的方案1时, 在50%BMCR和100%BMCR工况下, 旁路高温烟气流量分别为73.2103Nm3/h和98.6103Nm3/h。增设隔板后, 方案5时50%BMCR和100%BMCR工况下, 省煤器旁路高温烟气流量分别为119.7103Nm3/h和182.4103Nm3/h。
3.2 省煤器内增设不同隔板布置方案后催化剂入口烟气平均温度
在负荷为50%BMCR和100%BMCR工况下, 增设不同隔板布置方案后的催化剂入口烟气平均温度的模拟结果如表3所示。从表3中得出, 方案1催化剂入口烟气平均温度在负荷为50%BMCR和100%BMCR工况下分别为292℃和301℃, 但经布置隔板后, 方案催化剂入口烟气平均温度在负荷为50%BMCR和100%BMCR工况下分别为316℃和327℃, 达到了催化剂最低喷氨温度的工程需求, 因进一步提高喷氨温度会增加省煤器出入口压损, 故满足催化剂最低喷氨温度即可, 故方案5为较优方案。
3.3 催化剂入口烟气平均温度流场分析
在省煤器过热器出口调温侧布置了方案5隔板后, 在负荷为50%BMCR工况下, 经省煤器旁路流出的高温烟气与低温烟气混合后, 催化剂入口截面烟气平均温度为316℃, 为满足催化剂入口截面高低温烟气混合均匀的要求, 对其进行了模拟, 分析得出催化剂入口截面烟气温度分布偏差较小, 高低温烟气能够均匀地混合, 未出现严重分层现象。
4 总结
本文对省煤器过热器出口调温侧布置不同方案隔板进行了数值模拟与分析, 对比了不同方案隔板对省煤器出入口压损、旁路高温烟气流量以及催化剂入口烟气温度的影响, 得到了如下结论:
(1) 布置隔板能有效提高省煤器出入口压损和旁路高温烟气流量, 方案5隔板布置方式较优。
(2) 布置方案5隔板后催化剂入口烟气平均温度能够达到脱硝最低喷氨温度, 催化剂入口截面温度偏差较小, 能够满足工程需求。
参考文献
[1]徐文胜, 马志刚.湿法脱硫塔入口烟道流场的优化分析[J].能源与环境, 2011, 4 (06) :48-54.
[2]陈咏城.超超临界660MW机组取消脱硫旁路的控制系统优化[J].热力发电, 2013, 43 (11) :164-166.
[3]The user's guide of Fluent[M].Fluent, 2002.
烟道气脱硫技术进展 篇3
随着人们环保意识的增强及越来越严格的环保法律的出台,烟道气SO2的脱除越来越引起人们的重视,然而目前多项烟道气脱硫工艺主要是针对高浓度SO2的脱除,对于低浓度SO2的脱除仍是一个富有挑战性的课题。目前,脱除烟道气中SO2的方法主要有干法、湿法及各种新型方法。
1 干法脱硫
干法脱硫是指应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中的SO2。它的优点是工艺过程简单,无污水、污酸处理问题,能耗低,特别是净化后烟气温度较高,有利于烟囱排气扩散,不会产生“白烟”现象,净化后的烟气不需要二次加热,腐蚀性小;其缺点是脱硫效率较低,设备庞大、投资大、占地面积大,操作技术要求高。
为脱除烟道气中二氧化硫,张守玉[1]等研制出了活性焦,其性能较好的硫容可达130mgSO2/gAC以上。其吸附气的配气组成为:N2:82.9%,O2:6%;SO2:1%;H2O(g):10.1%。推断出活性焦的微孔是SO2吸附氧化的主要场所,是影响其吸附氧化能力的主要因素。并且作者考察了各工艺参数(温度、烟气空速、SO2浓度、O2浓度、H2O(g)浓度)对SO2脱除效果的影响。指出:温度越低,SO2脱除率越高,但在露点温度或低于露点温度时,SO2的脱除率有所降低;SO2脱除率随着空速及其浓度的提高而降低;O2与H2O(g)在其烟道气含量范围内对SO2的脱除率影响不大,但存在着一较佳值。在最佳操作条件下,SO2脱除率在90%以上的持续时间可达15h以上。
杨学民等[2]研究了含锌高炉粉尘对燃煤产生的烟道气的脱硫行为。实验结果表明,在523K-823K温度范围内,利用含锌高炉粉尘可以脱除烟道气中87%-93%的SO2。
刘勇健等[3]采用稀土掺杂脱硫剂进行脱硫试验,处理模拟烟道气,其中SO2含量为1%-3%,其余为N2。用加入少量氧化剂的稀硫酸溶液作为吸收液。实验方法为将一定量的脱硫剂固体粉末置于特制的微型反应器底部,以管式炉加热控温;通入待测气体,控制气体流量为30mL/min,通气时间3min,尾气用10.00mL吸收液吸收后测定其电导率。吸收液吸收SO2后电导值增大,根据电导的增值间接测定SO2脱除率。
实验证明,稀土型脱硫剂的作用机理为物理吸附,易发生脱硫反应的温度区间为150-200℃,而实际烟道气温度约160℃,故稀土型脱硫剂较适合于脱除烟道气中的SO2,其最高脱除率为90%左右。脱硫剂的再生是在500℃的条件下灼烧氧化、还原后重复进行脱硫实验,证明再生效果良好。
王敦球等[4]以粉煤灰作脱硫剂,在固定床反应器内对模拟烟道气进行脱硫性能研究。国内外已对粉煤灰脱除二氧化硫进行了大量的实验和中试。其脱硫的原理为:粉煤灰化学成分中碱性氧化物CaO含量约为10%-20%,在干式脱硫时,CaO能够与烟道气中的硫发生如下反应:
在湿法除硫的条件下,总反应式为:
实验中使用模拟烟道气,包括氮气、氧气、二氧化碳和二氧化硫,流量为4L/min,硫含量为0.2%,在最佳实验条件下脱硫率可达98%,维持时间可达6min。
2 湿法脱硫
湿法脱硫,特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后,脱硫过程的反应温度低于露点,所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。由于是气液反应,其脱硫反应速度快、效率高、脱硫添加剂利用率高,适合大型燃煤电站的烟气脱硫。但是,湿法烟气脱硫存在废水处理问题,初投资大,运行费用也较高。
在烟道气中,CO2常与SO2共存,比较二者酸性的强弱,可以选择合适的碱以促进SO2的选择性脱除。H2SO3的酸性远高于H2CO3,因此,在用石灰石来脱除SO2时可不考虑CO2的影响[5]。
氨法脱硫可回收利用废气中的SO2副产硫酸铵,此工艺已经比较成熟。龙湘犁等[6]为实现同时脱硫脱硝,在氨法脱硫的基础上,提出在氨水溶液中加入钴和碘离子,可溶性钴盐溶于氨水中形成的离子作主催化剂,烟道气中的O2作氧化剂,碘阴离子作助催化剂,实现燃煤废气同时脱硫脱硝。
其脱硫原理为:
废气中SO2的吸收:
此法与现有氨法脱硫工艺相比的优势在于,氨法脱硫工艺还须另配一大套装置将亚硫酸根氧化成硫酸根,用此法则可减少投资和操作费用。据作者报道,此法处理的脱硫率可达到100%。
李华等[7]为脱除烟道气中SO2,通过对有机吸收剂进行筛选,在纯二甲亚砜(DMSO)吸收剂中加入了Mn2+。其所处理的是模拟烟道气,由SO2和N2组成,SO2体积分数为0.1%-0.5%,并完全消除O2和CO2的影响。实验测试表明,DMSO中添加0.03mol/LMnSO4(最适浓度),脱硫率可达96%以上,温度为60-80℃时,解吸60min后,解吸率能达99%以上。
作者认为DMSO是凭借其较大的偶极矩来溶解SO2极性分子的。
液相催化氧化法脱硫是在水溶液中加入SO2氧化催化剂,使吸收的SO2液相催化氧化,然后回收酸或采用碱中和。作者[8]以湿法脱硫为基础,加入Fe、Mn离子催化剂,应用液相催化氧化法脱硫,再用氨中和吸收。因我国氨含量丰富,因此脱硫成本较低。实验中采用模拟烟道气,初始SO2浓度维持在2850mg/m3左右,NOx浓度维持在520mg/m3左右,气体流量为0.2m3/h,吸收液体积为100mL。采用德国产MRU 95/3CD烟气分析仪测定SO2、NOx浓度。作者通过实验表明,Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+等过渡金属离子都有催化氧化作用,但相比之下,铁和锰的效果比较好。作者还考察了过渡金属离子的协同作用对SO2催化氧化的影响,表明Fe-Mn系统作用最明显。采用液相催化氧化的方法可使脱硫率达90%。
氨碱法纯碱生产中副产的大量白泥和烟道气是两种污染物,尽管有多种方法治理白泥和烟道气SO2,但将两种污染物双向治理的方法却未见报道。作者[9根据海水和白泥的碱性特征,采用海水-白泥法脱除烟道气中的SO2,达到以废治废的目的。在烟气流量为3200m3/h、吸收液流量为5m3/h的条件下,通过对比实验证实,海水-白泥最佳脱硫率比海水脱硫率提高15-30%。
L.Akyalcin等[10]研究了柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液的脱硫效果,在柠檬酸盐过程中,,是一个弱的柠檬酸钠盐,其溶于水形成柠檬酸钠水溶液。首先,柠檬酸钠水溶液中的水吸收SO2,其反应如下[11]:
通过反应(1)产生氢离子,再通过反应式(2)与柠檬酸根离子反应生成柠檬酸。这样,柠檬酸根离子吸收了氢离子,水吸收SO2的能力就增加了。
在柠檬酸盐过程的再生步骤中,与H2S反应生成硫,如(3)式:
Dutta等[12]采用连续流搅拌器,在柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中,在平整的气液界面下研究了SO2的吸收特性。得出结论为:柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液增强了水中SO2的吸收能力;吸收速率与溶液的浓度无关,受溶液的pH值影响不大。然而,他们得出,吸收速率随着气体浓度增加呈线性增加趋势。据报道,吸收速率与多相平衡反应的传质膜理论的一致性比其与近似表面更新理论的一致性要大。
3 新法脱硫
电化学方法脱除SO2是一种比较清洁的脱硫方式,居明等[13,14]应用电化学方法对脱硫工艺进行了研究,其实验方法为,首先溴溶液在JBR吸收反应器中吸收烟气中的二氧化硫得到溴化氢和硫酸混合液,该混合液一部分经过浓缩器与140-180℃的模拟烟气相混合吸收热量,使混合液中的溴化氢和水得到充分的挥发,随着烟气返回JBR吸收反应器,被吸收液固定下来,浓缩器中即可得到高浓度的硫酸;同时电解液流经电解池在一定的电解电压、电流密度下电解得到单质溴和氢,一定浓度的溴溶液重新返回JBR吸收器,使吸收器中的溴溶液保持一定的浓度范围,有效的吸收烟气中的二氧化硫。如此往复循环,而烟气经过脱硫后再经除雾器除去其中的酸性雾滴,使之得到进一步的净化再排入大气。其反应方程:
(1)氧化吸收反应式:
(2)电池反应方程式:
然而,电化学法脱硫工艺的研究还不成熟。
张丽等[15]为提高CaCO3浆液与SO2的反应活性,采用CO2气体对CaCO3浆液进行活化。所处理气体为空气与钢瓶内SO2混合的模拟烟道气,SO2初始浓度为2080-2140mg/m3,空速为2850m3/h-1,采用KM900型SO2分析仪检测SO2的进出口浓度。实验考察了活化时间、饱和接近度、钙硫比、脱硫剂粒径等因素对脱硫效率的影响,结果表明:钙硫比为1.2、饱和接近度为15-18℃、脱硫剂粒径为64μm时,脱硫效率可达92%,接近于相同条件下Ca(OH)2的脱硫效率。
烟道气生物脱硫技术是广泛研究的一种新型脱硫工艺,利用化能自养型微生物对SO2的代谢过程,将烟道气中氧化态的SO2还原成单质硫。目前研究认为微生物脱硫有两种方式:其一为同化型硫酸盐还原作用,利用微生物把硫酸盐还原为还原态的硫化物,然后再固定到蛋白质中;其二为异化型硫酸盐还原作用,在厌氧条件下将硫酸盐还原为硫化氢的过程[16]。
4 烟气脱硫展望
在世界各地,大量的脱硫工作已在实验室展开,其中的一部分还达到了工业化水平,但总体来看,各种方法对烟道气SO2的脱除率并不很高,且大多存在二次污染的问题。随着人们环保意识的逐渐增强及环保法规的日渐严格,低浓度SO2的脱除工艺势在必行。研发可再生脱硫工艺及微生物脱硫工艺将是脱硫工作的一个发展方向。同时,由于烟道气中CO2与SO2总是同时存在的,实现较S纯CO2的资源化再利用也将在很大程度上促进经济的发展。
摘要：本文对低浓度SO2脱除方法进行了分类,综述了各种方法的脱硫机理、工艺条件和脱硫效率。
氧气转炉汽化冷却烟道传热计算 篇4
氧气转炉过程中其涉及到冶金系统的烟气余热的有效回收效果, 并随着国家工业机械部颁布的烟道式余热锅炉设计导则以及氧气转炉余热锅炉技术条件两个条款规范, 开始对其传热计算的方法进行了研究, 因而对其进行传热计算的方法探讨具有重要的现实意义。
1 转炉余热烟道的发展研究现状
转炉余热烟道温度场和热应力的计算是一个涉及到传热、功能、力学的整体运作过程。由于影响因素相对较多, 因而清晰的获得热应力和变形的分布规律是相对不容易的。烟道作为转炉整个项目大家族中最基础构成单元, 在工业生产中一个非常常见的结构单元, 其地位及作用往往被轻视, 在设计上也过于简单, 对其的热应力计算相对不多, 大部分时候都是依靠己发生的事故来判断结构有影响的位置, 处于被动的事后维修阶段, 带来很多实际工作的阻碍。这些阻碍都会使得整体的维护工作处在一个不利的状况中。在随着工程生产的投产运行, 其烟道承受烟气压力和整体多因素的负担开始提高, 并自身载重、积灰载荷及外部自然条件的作用, 产生了难以忽视的问题。通过改进烟道结构进而慢慢由隔板式向密排式开始进行研究, 由水冷却向全汽化冷却开始进行。通过对这一过程的整体性的研究主要集中在对烟气的处理回收利用或者是对烟道问题研究、制造方式以及传统的积累经验对结构设计提出改进等方面, 但都在涉及烟道的温度场以及热应力的研究过程中存在偏少的状况[2]。
2 烟气成分的计算
烟气的物理特性参数主要包含汽化冷却入口烟温和焓值, 以及进入炉气的燃烧产物和进入烟罩时, 其烟气中含有的携带热量。其热量的主要包括炉气的物理热, 一氧化碳等可燃物通过燃烧所释放出的辐射热量。并在空气带入的热量主要包括从烟罩入口的空气以及汽化器高温段漏入的气体, 进而通过对这过程的直观联系, 得出漏入空气温度一般可按31%的进入烟罩的热量进行等量的对比分析, 并需要对其带入空气中的热量进行排除, 这之中是不包含灼热的炉尘和熔池内的金属向罩内的辐射传热产出的, 因而需要对比在国内外资料关于烟气在热量中含量关系, 以及烟气总能量的3.8%左右进行对比, 并且在烟气中的二氧化碳和水蒸气会发生有效的化学作用关系产生, 热分解需要吸热, 减少了烟气的焓值。使得在烟气的焓值计算中可以对其进行公式的表示。
公式中的I为炉其的焓值, Il为炉其的物理热量, Ir为炉其中的可燃物燃烧所释放的热量, Ik为空气中的带入热量值。IF为炉气中的二氧化碳和水的分解过程所产生的热量效果。通过计算炉气的物理热过程分析, 其整体性较为复杂, 并需要考虑到二氧化碳以及一氧化碳和水蒸气等方面不同的作用影响, 其计算公式是一种合成公式,
其中公式Ni为可燃物燃烧后的各部分构成气体所占的百分比, Ii为可燃物在燃烧后各构成气体的焓值程度, Ih为可燃物在燃烧后炉尘的焓值大小程度。其在燃烧后的炉尘需要按照严格的焓值计算方法进行推导:
其μy之为烟气中的烟尘浓度大小程度, μl为炉其中的烟尘的浓度大小程度, Cash表示溶尘损失的百分比程度。因而在计算炉气的物理数值中, 需要对各构成部分的焓值以及相应的参考资料进行有效的考量, 并在炉尘计算中考虑到准确的数据, 并对其转炉炉尘的密度进行一定的判定, 要取值在0.173KG/Nm3。这种取值是相对于中小型的转炉炉尘密度进行考虑的。其可以取值在0.22KG/Nm3通过这些可以有效对其进行炉尘估算。并可以对炉气中的一氧化碳在燃烧中的放热效果进行判定, 其公式为:
其公式中TIk为当地环境温度的变化程度, Csk为湿空气的定压比热程度, 其二氧化碳以及水蒸气分解所产生的热量分解, 其二氧化碳以及水蒸气的分解程度和相关资料可以通过分解热量的计算公式进行判定。
3 辐射传热计算
大型锅炉标准计算需要对水冷壁管道的传热计算进行严格的算法设计, 其需要根据气化冷却烟道的物理特点和结构特点进行辐射热量计算公式, 设公式为:
整个公式中, Qi是冷却室受热面积所吸收的热量程度, V1是炉气的总量值, M是水冷壁的物理特点参数值, ad1是水冷壁的当量黑度表示大小, 并同时要考虑到水冷壁的热有效系数以及入口计算的烟温和出口计算的烟温程度, 使得可以得出对水冷壁的当量黑度计算的参考数值,
其中a可以表示为烟气的黑度, 进而通过对烟气黑度计算公式的对照判定, 可以得出烟气中各构成部分的黑度判定, 并要依靠各构成部分的分组压力值以及辐射层相应的厚度程度, 来进行和乘积的有效对比进而开始确定其查询的有效系数曲线值。
在公式中需要考虑的要素包含净烟气黑度以及二氧化碳的黑度关系, 同时也需要对水黑度进行考虑, 也要对烟尘辐射减弱系数的程度大小进行判定, 并要对烟气的绝对压力值要参考标准大气压的取值进行判定, 同时也要考虑到辐射层厚度值。这一公式可以有效的对烟气的黑度进行计算方法的判定。其重视中关于炉口段以及烟罩段的取值要在0.05左右, 并且炉口段要在上辐射段取0.01值, 其也需要考虑烟尘中的炉尘计算浓度以及烟尘评价温度的百分比, 并要计算出尘粒计算的相应直径。其成立的直径也需要根据其空气的过程系数进行有效的确定, 并要考虑在不构成参数在相互不同比值下所对应的变化, 进而对其水冷壁比较的系数以及水冷壁热有效的系数以及水冷壁特性参数机械一定剂量的参考判定, 在对综合试差进行判定可以得出其计算的流程过程结果。
4 结束语
通过按照机械工业部所提出的计算方法进行一定程序的计算设计, 并可以通过实例进行有效的计算方法验证, 发现其段位辐射传热数据在可知的情况下, 其流传热量的对比也相对可以判定, 其和机械部标准算法相比较更具有现实意义。
摘要：氧气汽化冷却烟道传热的计算方法是一项相对较为适用的研究算法, 通过对其烟气成分计算和辐射传热计算等计算方法的研究, 可以得出其烟气的构成以及焓值等方面的相应计算方法, 并可以按照辐射传热计算的崭新标准替代机械部传统标准关于辐射传热计算的制定。使得锅炉辐射室标准获得一个计算方法, 确定出整体汽化冷烟道的温度变化规律以及热能回收的效率情况。
关键词：氧气,转换,烟道
参考文献
[1]赵锦.转炉烟气全干式除尘及余热回收新工艺研究[D].东北大学, 2012.
[2]姬立胜.转炉烟气余热的充分回收与合理利用[D].东北大学, 2012.
烟道优化 篇5
关键词：汽化烟道,漏水,原因分析,解决措施
0前言
新疆八一钢铁股份有限公司第一炼钢厂150t转炉2012年8月9日投产, 转炉一次除尘采用世界先进工艺-LT干法除尘。转炉汽化系统包括:除氧器、汽包、汽化烟道及给水、循环系统, 而汽化烟道又称余热锅炉, 由裙罩、炉口段烟道、移动烟道、斜烟道Ⅰ段、斜烟道Ⅱ段、转弯烟道Ⅰ段、转弯烟道Ⅱ段组成。150t转炉自投产运行至2013年3月9日起, 炉口段烟道、移动段烟道及转弯烟道Ⅱ段陆续出现漏水现象, 且状况日趋恶化, 严重影响和制约了转炉生产的正常运行, 尤其转弯烟道Ⅱ段漏水直接影响到LT干法除尘粗灰系统的运行和电除尘器的除尘效率。
1转炉汽化烟道漏水现状
1.1转炉汽化烟道炉口段烟道内层区域冷却水管大面积出现横向裂纹, 如图1所示。
1.2移动段烟道转弯处少数冷却水管出现横向裂纹, 如图2所示。
1.3转弯烟道Ⅱ段上联箱下部水平段冷却水管大面积出现横向裂纹, 如图3所示。
2转炉汽化烟道漏水分析
2014年6月八钢150t转炉产线年修, 汽化系统裙罩、炉口段烟道、移动烟道进行整体更换, 对下线烟道解体并综合整个汽化系统水量分配进行分析:
2.1炉口段烟道冷却水管裂纹发生在炉口段烟道内层的整个区域, 存在普遍性, 从冷却水管产生裂纹的方向来看, 均为横向裂纹, 因冷却水管冷却效果差、疲劳受损导致。首先拆除炉口段烟道节流装置检查, 节流装置节流孔基本无堵塞, 排除节流孔堵塞引起的冷却效果差原因导致。炉口段烟道原设计流量为250~300m3/h, 但从转炉实际吹炼过程看, 冷却流量基本在260m3/h左右, 流量偏低, 冷却效果差, 导致炉口段烟道冷却水管因热疲劳产生横向裂纹漏水。
2.2移动烟道冷却水管漏水发生在烟道转弯内侧的个别水管上, 不具普遍性。移动烟道更换下线, 拆除漏水冷却管对应节流装置, 发现节流装置节流孔均有不同程度堵塞。每个节流装置有节流孔40个, 出现6~8个裂纹的冷却水管对应的节流装置节流孔堵塞6~9个, 出现1~3个裂纹的冷却水管对应的节流装置节流孔堵塞3~5个, 从而判断移动烟道个别冷却水管出现横向裂纹是由节流装置节流孔堵塞, 冷却水管冷却效果差造成的。
2.3转弯烟道Ⅱ段漏水点出现在上联箱下部水平段冷却水管上, 在此局部区域冷却水管发生的横向裂纹特别集中, 此区域外无漏水现象。根据转弯烟道Ⅱ段结构的设计和汽化系统设备的布局来看, 转弯烟道Ⅱ段上升管与汽包距离较短, 上口内弧面热力水管冷却效果差;转弯烟道Ⅱ段上口内弧面热力水管设计有一截水平段, 管内饱和水分层, 烟道内层冷却效果差;这两方面原因导致了转弯烟道Ⅱ段上联箱下部水平段冷却水管大面积出现横向裂纹而漏水。
3转炉汽化烟道漏水解决方法
3.1提高炉口段烟道的循环配水量:150t转炉汽化烟道斜烟道Ⅰ段、斜烟道Ⅱ段、转弯烟道Ⅰ段、转弯烟道Ⅱ段在自然循环的基础上均设计配有强制循环, 但从整个汽化系统和循环效果来看, 斜烟道Ⅰ段、斜烟道Ⅱ段转炉烟气温度较高, 加之对比其他产线汽化系统的设计, 单靠自然循环的动力完全可以满足烟道的冷却效果。因此, 关闭斜烟道Ⅰ段、斜烟道Ⅱ段强制循环管路阀门, 使得强制循环富裕的水量分配到炉口段烟道。
3.2针对移动烟道节流装置节流孔堵塞导致冷却水管漏水的问题, 一方面, 根据系统的水质情况加大汽化系统加药量, 确保锅炉水水质、增大排污;另一方面, 确保除氧器的稳定运行, 减少锅炉水游离氧对冷却水管的腐蚀结构情况。
3.3转弯烟道Ⅱ段烟道因存在设计缺陷导致局部冷却水管冷却效果差的问题, 针对此局部区域采用局部更换冷却水管的方式进行修复, 并将原设计的一截水平段改为直接圆弧过渡, 提高此区域冷却水管的冷却效果。具体做法如图4所示。并将图1中云线区域新旧冷却水管收口的相贯线处贴补10mm厚钢板、焊接抓丁、喷涂耐温1200℃容重1400Kg/m3轻质浇注料进行处理。
4结束语
措施实施后, 炉口段循环冷却水流量由260m3/h提高到320m3h;转弯烟道Ⅱ段冷却水管设计结构的改进, 提高了冷却水管的冷却效果;锅炉水加药情况和除氧器除氧效果确保了循环系统的水质。150转炉汽化烟道漏水问题的彻底解决, 确保了转炉汽化系统运行的稳定性。
参考文献
[1]氧气顶吹转炉汽化冷却设计编写组.氧气顶吹转炉汽化冷却设计[Z].包钢院, 1973.
某火电厂破损烟道的加固 篇6
为执行国家政策,某火电厂对发电机组进行脱硫技术改造,其中,需对烟道结构进行改造,增加脱硫设施。烟道始建于1985年,下面为钢筋混凝土框架形式的支撑结构,上面为矩形截面的钢筋混凝土箱形烟道。烟道主体顶标高为13.35 m,支架顶标高为6.53 m。支架框架主梁分五跨,跨度除⑤轴——烟囱本体为4.85 m外其他均为9 m。烟道平面图见图1。运行了20多年,烟道已出现了较严重的破坏现象,如混凝土开裂、酥松剥落、钢筋外露、锈蚀等。为确保整个技改项目的安全进行,必须确保烟道的结构安全。首先对结构进行全面的检测鉴定,对其安全状态进行评估,再根据具体情况,采用适当的方案对结构进行加固和防护处理,确保结构能够安全地继续运行。
2 结构检测鉴定
2.1 检测范围
烟道?轴～?轴,①轴～⑤轴(水平段)整体结构,包括支架与箱体。
2.2 检测内容
1)结构平面布置及构件尺寸的抽查测量;
2)混凝土强度检测;
3)抽查混凝土构件的碳化深度;
4)柱、梁、板和墙体裂缝检测;
5)混凝土保护层厚度检测。
2.3 检测结果
1)结构布置与几何尺寸:经现场检查和测量,烟道结构布置与原设计图纸基本相符,主体为现浇钢筋混凝土框架结构。承重结构的构件几何尺寸与原设计相符。
2)外观缺陷检查:a.烟道底板为现浇板,大多数板表面均有明显裂缝,裂缝宽度均大于0.25 mm。b.大部分梁体均有明显裂缝,部分梁表面混凝土剥落,钢筋外露。c.B3柱和B5柱存在明显裂缝。d.烟道的侧墙体混凝土风化严重,混凝土剥落,出现大量裂缝。
3)混凝土强度:混凝土强度主要采用超声回弹综合法检测,对于部分构件由于现场条件限制采用回弹法检测,再钻取混凝土芯样,进行强度试压,对回弹法和超声回弹综合法检测的强度结果进行修正。柱、梁、烟道墙体的混凝土推定强度分别为:C17,C16,C14,均小于原设计强度值C18(200号)。
4)混凝土碳化:柱、梁的混凝土碳化深度分别为平均6 mm和8 mm,烟道墙体混凝土碳化严重,平均深度大于25 mm。
2.4 检测结论
1)根据检测结果,依据GBJ 144-90工业厂房可靠性鉴定标准,烟道结构的安全性等级评为三级;使用性等级为三级。2)烟道结构的状况在现有使用状态下,已不够安全,但还是有加固的价值,在采取适当的加固处理措施后,还可以继续安全使用一定的年限。
3 结构加固方案
3.1 加固方法选择
对钢筋混凝土结构的加固,目前常用的方法主要有三种:钢筋混凝土加大截面法、粘贴钢板法、粘贴碳纤维法。
加大截面法是传统的加固方法,用同种材料——钢筋混凝土来加大被加固构件的截面和配筋量,并通过植筋或焊接来保证新旧结构的连接。加大截面法造价低廉,可以使构件刚度、承载力、变形能力同时提高,但是它增大了构件的尺寸和自重,影响构件的使用功能,施工不便、速度慢、占用空间大、噪声大,对生产、生活有较大的不良影响。更重要的是,新旧混凝土结合是一个薄弱环节,共同工作效果较差,严重影响加固效果。
粘贴钢板法和粘贴碳纤维法是比较新式的加固方法,可以很好地解决加固材料与被加固结构的新旧结合问题。粘贴加固技术的原理是将钢板或碳纤维等通过高强粘结剂粘贴在混凝土构件外表面上形成三相材料:混凝土—胶—钢板(或碳纤维)的复合系统共同工作,以提高结构的强度和刚度,由于粘结剂有着优异的物理化学性能,粘贴加固法可以让加固钢板或纤维布与被加固结构完全连成一体共同受力,而且还有着施工简便、速度快、不影响外观等优点。
相对于粘贴钢板加固,粘贴碳纤维加固有着更突出的优点,碳纤维材料质轻高强,耐高温、耐腐蚀,施工更加简便。对本工程具体情况,一方面火电厂存在着一定的腐蚀性环境,一方面烟道运行时,表面有着较高的温度,更适合于使用碳纤维,因此,本工程确定采用粘贴碳纤维作为加固主体结构的方法。
3.2 加固方案
1)对所有裂缝进行分类,裂缝宽度不小于0.2 mm的进行灌浆处理,宽度小于0.2 mm的进行表面封闭处理。
2)对框架柱、梁以及烟道底板等主体承重结构采用粘贴碳纤维布进行加固。主体承重结构,大多数外观基本完好,碳化深度小于钢筋保护层厚度,对构件钢筋短期内不会造成破坏,虽然混凝土实际强度已低于原设计强度,但差距并不太大。由于结构的运行荷载等条件并没有发生改变,参考结构原设计图纸和检测鉴定结果,依据国家相关规范进行核算,确定粘贴碳纤维工作量。
在框架柱从地面到梁底通长范围内粘贴碳纤维布环向封闭箍,布箍为单层,宽100 mm,间距200 mm,沿柱长度方向均匀分布,环向封闭处搭接100 mm,见图2。在框架梁底面沿长度方向通长粘贴一层碳纤维布,宽度与梁同,两侧面底部也各通长粘贴一层150 mm宽碳纤维布作为主受力布;在沿梁长度方向通长范围内粘贴“U”形布箍,每条布箍为单层,宽100 mm,间距200 mm,均匀分布,布条走向与梁长度方向垂直,将梁底纵向的碳布裹在内层,向上粘贴至板底根部;在梁两侧面顶部,贴近板底处,沿梁长度方向各粘贴一层150 mm碳纤维布,并将“U”形布箍的端部压在内侧。烟道底板为双向受力板,在其底面双向粘贴一层碳纤维布,布条宽度均为100 mm,在沿烟道轴线方向上间距为250 mm,在垂直于烟道轴线方向上间距为400 mm,均匀分布,所有碳纤维布均采用300 g高强度一级布。
3)在裂缝处理以及粘贴碳纤维施工以后,对主体框架和烟道本体所有混凝土结构进行全面的防腐处理。
4 结构加固施工要点
1)裂缝灌浆采用注射式低压低速灌浆技术,使用低粘度、高强度、高渗透性、固化时间可控的环氧树脂类胶液。封闭时,需先沿裂缝走向使用机械刻出“U”形槽,再清洗、抹胶封闭。
2)粘贴碳纤维在国内已有了多年的应用,其施工工艺已比较成熟,在施工中需强调的关键有两点:a.粘贴结构胶的质量和调配,首先,粘结胶必须是满足国家相关规范规定的合格产品;其次,施工现场必须严格按照规定的使用环境和操作要求进行调配和操作,不然将会影响胶体的强度等性能,严重时甚至会使胶体完全失效。b.粘贴面的处理,混凝土粘贴面必须进行打磨、清洗、找平、修补、冲吹等处理,确保粘贴面平整、干净、干燥,才能保证粘贴效果,并且修补材料要与基体材料有着良好的结合性能。
3)防腐采用具有一定渗透性能和韧性,高强度,耐老化的环氧树脂类防腐涂料。
5 结语
烟道结构自加固后至今已运行了3年多,各方面均处于安全状态,表明加固效果良好。碳纤维加固技术有着独特的优点,安全可靠,施工迅速便捷,效果显著,有着广泛的推广应用价值。
摘要：通过对某火电厂烟道的结构进行检测鉴定,得出必须对其进行加固的结论,经比较论证确定采用粘贴碳纤维对其进行加固,并介绍了加固设计、施工的主要过程和要点,经实践证明加固效果良好,指出碳纤维加固技术有着广泛的推广应用价值。
关键词：结构改造,碳纤维加固技术,裂缝灌浆,防腐
参考文献
[1]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].
[2]GB 50367-2006,混凝土结构加固设计规范[S].
[3]潘赣斌.碳纤维在建筑结构加固中的应用[J].山西建筑,2008,34(33):67-68.
烟道优化 篇7
随着科技进步和产能调整, 目前国内大型钢铁厂改、扩建工程越来越多, 以河北敬业150t转炉炼钢车间为例, 业主按照一次规划、分步实施的原则, 包括3座转炉的高跨平台一次安装完毕, 再根据市场行情分步上第二、三座转炉, 这样新上转炉汽化冷却系统烟道因其直径大、安装高度高、倾斜角度大、空间狭小而极大增加安装难度, 本次总结提供一个安装方法, 能较好解决以上难题。
1 工程概况
河北敬业150t转炉三期工程汽化冷却系统是利用转炉冶炼时产生的余热加热烟道产生蒸汽的废热回收系统, 起到冷却转炉喉口、冷却转炉煤气并有利于转炉煤气的回收, 降低环境污染、节约能源的作用。其冷却系统由转炉汽化烟道、下降管、上升管和锅筒、除氧器、蓄热器、分气缸、定期排污器、凝结水回收装置、高压循环泵除污器、低压循环泵除污器、锅炉给水泵除污器、加药装置、活动烟罩提升装置、烟道横移装置组成。
汽包参数:工作压力为2.45MPa, 工作温度为225℃, 设计温度为250℃, 物料名称为水蒸气, 主要受压元件材质是20#, 全容积为61m3, 峰值计算蒸发量为140t/h。
敬业150t转炉一、二期已经完成了高跨厂房主体结构安装, 高跨厂房已经封闭, 未特别预留三期设备安装位置。1#、2#转炉高跨区域 (6~9线) , 各层平台均已经完成, 平台板已铺完。3#转炉区域 (9~11线) 各层平台主要结构大梁已经安装, 部分次梁未安装, 每层平台板仅铺了一条宽3.5m的人行走道, 屋面及山墙已经封闭。钢水接受跨已经施工至11线。高跨车间内有一台用于维修氧枪的32/5t的天车, 可以协调作为起重设备使用。
在现有条件下, 整个汽化冷却系统数汽包及汽化烟道安装难度大, 本文主要阐述汽化烟道的安装方法。汽化烟道安装位置位于炼钢厂房EF跨9线与1/9线之间, 距离9线11.000m。安装高度从15.390~55.000m, 烟道从下往上包括活动烟罩、固定段、移动段、中Ⅰ段、中Ⅱ段、中Ⅲ段、末段, 共7段, 总重112t, 其中中Ⅰ段最重为25.5t, 烟道直径3.600m, 冷却管道D=57mm, 壁厚4mm, 各段除移动段为非金属补偿器连接外, 其他均为法兰连接, 法兰之间采用石棉绳密封。汽化烟道一般为正装法, 即从下往上随高跨结构按顺序安装, 现如今高跨及厂房结构已形成, 经反复论证, 采用倒装法安装这7段烟道, 即利用天车、倒链和卷扬, 从末段按顺序向活动烟罩安装。
2 工程特点
与生产同时进行, 高温, 空气污染严重, 施工条件恶劣;分段安装, 有5个倾角, 最大倾斜角70°, 接口困难;安装高度高, 最高55m;单件起重量大, 中Ⅰ段最重为25.5t, 而且是最大倾角段;烟道直径3.600m, 预留空间狭小, 增大安装难度;有利条件是可以利用转炉跨天车, 从预留转炉本体及烟道位置向上分段吊装烟道到指定位置 (见图1) 。
3 汽化烟道安装方法
3.1 安装方法策划
汽化烟道安装一般采用正装法, 即随着高跨钢结构各层平台的安装, 穿插着把烟道从下往上安装就位, 但目前条件是高跨结构已安装完, 只是预留转炉本体及烟道路由空间, 只能把所有构件和设备放到地坪钢包车上, 再运输至转炉跨底部, 利用转炉跨32t天车把设备垂直运至相应平台处, 再配合卷扬和倒链平移至安装位置就位, 因烟道移动段以下是吊装孔, 故只能采取倒装法安装烟道, 即从上往下安装。正装法在烟道到场不及时, 先安装高跨结构的情况下, 也可以采用此方法, 因此, 倒装法适用面较广。
3.2 安装工艺流程
施工准备→吊架结构安装→烟道末端吊装→烟道中Ⅲ段吊装→烟道中Ⅱ段吊装→烟道中Ⅰ段吊装→固定烟道就位→横移台车安装→移动烟道安装→活动烟罩及提升装置安装→烟道调整固定→汽化冷却管道安装→管道试压→管道冲洗→管道防腐保温→系统调试。
3.3 施工要点
固定段与活动烟罩安装:烟道标高以炉口顶标高为基准, 固定烟罩应与活动烟罩同心, 利用氧枪天车和卷扬配合吊装。炉口活动段安装找正时, 应以氧枪口为基础, 其中心应与转炉中心重合偏差为±5mm, 标高偏差为±5mm。
移动烟道安装:移动烟道安装是倒装法安装的重点, 仅有移动烟道与烟道中Ⅰ段为非金属补偿器连接, 是柔性连接, 其他均为法兰连接, 它是消除安装累计误差最后一关。先将移动段的导向支架安装就位, 支架与烟道的连接处不焊接, 与移动台车的平台梁焊接, 移动段的固定支架待烟道整体调整完毕后进行焊接。转炉生产时, 移动段通过横移台车平移出来, 便于插入氧枪, 检修时平移检修塔, 检修转炉内衬。移动烟道安装的允许偏差应符合表1规定。
中Ⅰ段烟道安装:中Ⅰ段烟道直径为Φ3600mm, 重量25.5t, 长度14.6m, 倾斜角70°, 是所有烟道中最重、最长、倾角最大的一段, 采用中间两个10t倒链大兜, 两头各用4个5t倒链交叉绑定两个吊装点, 这样便于调整角度, 接口要平缓均匀, 法兰螺栓自由穿入, 不能强力对口 (见图2) 。
烟道弹簧支座安装应保证弹簧预压缩量符合设计技术文件的规定, 弹簧的支撑面与受力方向垂直, 各组受力均匀。烟道各段上升管、下降管及汽水管道焊接, ≥Φ60mm的管道氩弧焊打底, 手工电弧焊盖面, <Φ60mm的管道全部采用氩弧焊。支吊架的角焊、平焊、搭接焊全部采用手工电焊。管道接头形式为对接, 坡口为V型坡口, 管子就位用定位卡具, 使管口错位符合公差要求。点焊时沿圆周点焊3~4点, 点焊长度10mm。烟道保温层120mm厚岩棉, 外包0.5mm厚镀锌铁皮。
4 结语
汽化烟道倒装法不仅可以利用转炉跨天车将各段送到相应平台, 节省大型吊车费用, 还充分利用移动段柔性连接的特点, 有效消除安装累计误差, 而正装法累计误差调整在喷淋塔, 为刚性连接。正装法仅适用于新建厂房, 倒装法即适用于改建厂房, 也适用于因设备订货晚, 为保证工期而先安装钢结构主要构件的新建厂房, 因此适用面广, 有较大推广价值。
参考文献
[1]赵志缙, 赵帆, 等.建筑施工手册[M].4版.北京:中国建筑工业出版社, 2010.