煙氣擋板門類型、應(yīng)用、材質(zhì)選擇
一 概述
FGD煙氣擋板門是連接鍋爐與FGD裝置的橋梁,它對(duì)鍋爐的運(yùn)行和FGD裝置的壽命都有很大影響。FGD系統(tǒng)中的擋板門包括FGD系統(tǒng)入口擋板門、FGD系統(tǒng)出口擋板門及旁路擋板門。
在脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下,從鍋爐電除塵器尾部出來的煙氣,經(jīng)FGD系統(tǒng)入口擋板門至升壓風(fēng)機(jī)后,再由煙氣換熱器降溫進(jìn)入吸收塔,脫硫后的煙氣被煙氣換熱器加熱到80℃左右,經(jīng)FGD出口煙氣擋板門進(jìn)入煙囪。
FGD系統(tǒng)設(shè)有旁路煙道,內(nèi)設(shè)旁路擋板門,當(dāng)FGD系統(tǒng)檢修、維護(hù)或煙氣工況異常時(shí)煙氣由旁路煙道直接排入煙囪以確保脫硫系統(tǒng)的安全。電廠與脫硫島之間的隔離和連接是通過煙氣系統(tǒng)中煙氣擋板門的啟閉來實(shí)現(xiàn)的,擋板門在保證鍋爐及脫硫系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行及系統(tǒng)設(shè)備安全方面起著至關(guān)重要的作用。
二 旁路擋板門設(shè)置的必要性
1 旁路煙道內(nèi)若不設(shè)旁路煙氣擋板,在實(shí)際運(yùn)行中必須將FGD進(jìn)口和出口側(cè)的煙氣壓力差調(diào)節(jié)為“零”,才能保證FGD的全煙氣脫硫,而在FGD運(yùn)行中始終保持這種狀態(tài)而沒有偏差,控制上是有難度的,特別是煙氣工況發(fā)生波動(dòng)(這是比較正常的現(xiàn)象)時(shí)控制更難實(shí)現(xiàn)。
2 FGD系統(tǒng)若不設(shè)旁路煙道擋板,在實(shí)際運(yùn)行中有可能使部分凈煙氣重新吸入FGD 系統(tǒng)或原煙氣直接排入煙囪。如果FGD對(duì)脫硫效率要求不是很高(如國內(nèi)某些電廠)可以不設(shè)旁路擋板,但對(duì)脫硫效率要求高的FGD系統(tǒng),則旁路擋板的設(shè)置就顯得十分必要的。
3 若FGD系統(tǒng)中不設(shè)置旁路擋板,在選擇升壓風(fēng)機(jī)容量時(shí)就要考慮一定的余量,則升壓風(fēng)機(jī)的造價(jià)及運(yùn)行成本就要增加。
4 FGD裝置啟停時(shí),煙氣需走旁路,旁路擋板按要求打開,F(xiàn)GD進(jìn)、出口擋板同時(shí)關(guān)閉,這種情況下,旁路擋板可通過控制開度使其與FGD進(jìn)、出口擋板的啟閉協(xié)調(diào)進(jìn)行,而不至于出現(xiàn)由于兩路煙道阻力不同對(duì)鍋爐爐膛負(fù)壓產(chǎn)生明顯影響,引起鍋爐MFT的情況。
三 應(yīng)用于FGD的煙氣擋板門類型及其應(yīng)用分析
目前,在我國大中型電站鍋爐機(jī)組的煙氣脫硫系統(tǒng)中使用的煙氣擋板門主要有雙葉片百葉窗擋板門、雙百葉窗擋板門、雙密封百葉窗擋板門等類型。其中以雙葉片百葉窗擋板門和雙百葉窗擋板門使用較多。
1 雙葉片百葉窗擋板門(twin-blade louver damper)
該類型擋板門由一扇百葉窗組成,百葉窗由兩片葉片組成,設(shè)置密封空氣系統(tǒng),允許100%的密封空氣進(jìn)入兩葉片之間。這種煙氣擋板門的最大優(yōu)點(diǎn)在于其密封片具有自清潔功能,擋板門的重量只有雙百葉窗擋板門的一半左右,投資費(fèi)用也較雙百葉窗擋板門節(jié)約了50%。雙葉片百葉窗擋板門的強(qiáng)度略低于雙百葉窗擋板門,但就目前國內(nèi)電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的煙道最大、最小運(yùn)行壓力而言已完全能夠滿足。山東黃臺(tái)電廠旁路擋板門、太原第二熱電廠FGD系統(tǒng)進(jìn)出口及旁路擋板門、重慶發(fā)電廠FGD系統(tǒng)進(jìn)出口擋板門等均采用了此種煙氣擋板門形式,實(shí)際運(yùn)行效果良好。
2 雙百葉窗擋板門(double blade louver damper)
該類型的擋板門由兩扇百葉窗組成,每扇百葉窗連接著若干軸承,兩片葉片固定在同一軸上。該種擋板門的密封片采用特殊的鎳基合金安裝在擋板門葉片的周圍,設(shè)置密封空氣系統(tǒng),允許100%的密封空氣進(jìn)入兩扇百葉窗之間。目前設(shè)計(jì)的雙百葉窗擋板門的密封氣體系統(tǒng)大都可保證煙道管線的零滲漏率,并在系統(tǒng)載荷的情況下配有意外防范措施。此種擋板門投資較大,重量和尺寸相對(duì)雙葉片百葉窗擋板門也大的多,是國內(nèi)電站機(jī)組煙氣脫硫裝置中使用較早的類型。杭州半山電廠、珞璜電廠二期工程旁路擋板門均采用了雙百葉窗擋板門。
3 雙密封百葉窗擋板門(twin-seal louver damper)
該類型擋板門由一扇百葉窗組成,每扇百葉窗也只有一片葉片,在上下兩個(gè)葉片及葉片與框架之間設(shè)置兩個(gè)密封片,密封空氣可由密封片灌入密封框架內(nèi),即使在腐蝕的條件下利用熱密封空氣能保持100%的密封。雙密封百葉窗擋板門的重量及投資均少于雙葉片百葉窗擋板門,沿介質(zhì)的流向也略短于后者。
除上述三種煙氣擋板門外,還有單百葉窗擋板門,但該擋板門因?yàn)槠涿芊庀到y(tǒng)性能劣于其他三種,故使用率不高。綜合比較而言,雙葉片百葉窗擋板門的使用情況較好,使用頻率也較高。
四 煙氣擋板門材質(zhì)分析
在煙氣脫硫裝置設(shè)計(jì)的初期階段,煙氣擋板門的防腐材料一般是采用316LN(1.4429)合金、317L(1.4439)合金以及 904L(1.4539)合金等,但這些合金經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)逐漸暴露出防腐蝕效果不佳,耐腐蝕時(shí)間不長等弱點(diǎn),在目前的煙氣擋板門防腐材料中已較少采用,取而代之的是由德國克虜伯VDM公司研制出的新型奧氏體超級(jí)不銹鋼Cronifer 1925 hMo-926合金(1.4529)。對(duì)于密封片這樣腐蝕負(fù)荷較高的部件則主要采用了C276合金(2.4819)和625(2.4856)合金等。
一般來說,對(duì)于三個(gè)煙氣擋板門的材質(zhì)可選擇如下:煙氣FGD進(jìn)口煙氣擋板門由于介質(zhì)溫度高于100℃,在酸露點(diǎn)的溫度之上,所以可以選用Q235-A的材質(zhì),但密封片C-276;FGD出口煙氣擋板門由于介質(zhì)溫度為80℃左右(結(jié)露位置),容易發(fā)生低溫腐蝕,所以材料的選擇必須考慮充分的防腐措施,這里葉片材質(zhì)選取合金1.4529,主軸和外殼材質(zhì)為碳鋼包敷1.4529,密封片為C-276;旁路煙氣擋板門在FGD正常運(yùn)行時(shí),兩側(cè)分別與高溫?zé)煔夂偷蜏責(zé)煔饨佑|,一般在低溫?zé)煔鈧?cè)考慮防腐,框架為Q235-A,內(nèi)襯1.4529,葉片為高溫?zé)煔鈧?cè)Q235-A,低溫?zé)煔鈧?cè)1.4529,軸也選用 1.4529的材質(zhì),密封片選用C-276。
五 煙氣擋板門設(shè)計(jì)原則及技術(shù)要求
FGD進(jìn)、出口煙氣擋板門分別安裝在FGD系統(tǒng)的進(jìn)口和出口煙道內(nèi),均由雙層煙氣擋板門組成,當(dāng)關(guān)閉FGD系統(tǒng)煙道時(shí),雙層煙氣擋板門之間連接密封空氣,防止煙氣泄漏到FGD內(nèi),以保證FGD系統(tǒng)內(nèi)的防腐襯膠等不受破壞。旁路擋板門安裝在鍋爐砼水平煙道內(nèi),當(dāng)FGD系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),旁路擋板門關(guān)閉,這時(shí)旁路雙層擋板門間連接密封空氣。旁路煙氣擋板門的開啟可確保鍋爐的正常運(yùn)行并保護(hù)FGD系統(tǒng)的設(shè)備安全。
為使所有擋板門在設(shè)計(jì)壓力及設(shè)計(jì)溫度下具有100%的氣密性,擋板門設(shè)有密封空氣間隙,并配有密封空氣站(包括密封風(fēng)機(jī)及備用風(fēng)機(jī)),密封氣壓力至少比煙氣最大壓力高0.5KPa。為防止冷風(fēng)進(jìn)入煙氣系統(tǒng)造成低溫腐蝕,密封風(fēng)機(jī)出口設(shè)置二級(jí)電加熱器。擋板門的電動(dòng)執(zhí)行器安全保險(xiǎn),其速度要求滿足電廠和引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行要求。全部擋板門要求操作靈活、可靠且方便檢修。
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