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(huán)冷卻水冷卻的情況下,使排入的脫硫凈煙氣達到環(huán)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(jīng)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(wěn)定性很重要的殼體就不會產(chǎn)生大的影響。

由于開孔會引起殼體穩(wěn)定性降低,孔的周圍要通過加強來補償。補償?shù)拇胧┮话銥榧茉O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(wěn)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(jīng)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(jīng)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(nèi)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(xiàn)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(huán)氧樹脂涂層進行防腐處理,內(nèi)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(nèi)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(jīng)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(nèi)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(tǒng)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(chǎn)生的荷載只有鋼管的1/ 3 ,因此多數(shù)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(xiàn)場制作的,對于直徑為6. 5 m ,壁厚為30 mm的管子,一次生產(chǎn)出長15 m ,重約115 t/ m ,價格在德國約為2 萬歐元/ m。

單節(jié)煙道從現(xiàn)場用特殊工具運到冷卻塔,提升到固定結構的導軌上一節(jié)一節(jié)推進塔內(nèi)進行安裝,支撐或支吊在塔內(nèi)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(nèi)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(nèi)支撐,直接從超過煙塔50 m 的塔壁上穿過進入塔內(nèi)排放; 有的在塔外(煙塔附近) 再安裝煙道支撐。

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(jié),一般布置在塔外,煙道的膨脹通過膨脹節(jié)來調節(jié),塔內(nèi)煙道的膨脹通過滑動支點來調節(jié)。同時,塔內(nèi)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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