浅谈超低排放吸收塔改造安裴工艺及防火控制措施

引言

为达到更加严格的环保要求,国内诸多燃煤电厂均开展了超低排放改造工作。以浙能集团已建成投运的燃煤机组为例,原有湿法烟气脱硫吸收塔设备基本已达不到超低排放的标准,需对吸收塔进行提效扩容改造,改造后sO2的排放浓度不大于35mg/Nm3,将达到超低排放限制并大大优于燃煤机组特别排放限值的要求,可进一步削减污染物的排放。吸收塔经改造后要达到高效脱硫的功能,需要一系列的保证措施,其中现场安装是极为重要的一环,现场安装的质量将直接影响到吸收塔的脱硫性能:同时由于吸收塔在改造过程中焊接工作量较大,本体大多采用玻璃鳞片或衬胶防腐,作业期间,挥发性气体遇火星极易燃烧,交叉施工期间安全风险较大,因此对施工管理的要求也比较高。

1脱硫系统改造概述

按照脱硫工程是否加水和脱硫产物的干湿性态,烟气脱硫技术分为湿法、干法和半干法三种工艺。目前电力行业烟气脱硫技术主要有石灰石-石膏湿法脱硫工艺、烟气循环流化床法脱硫工艺、海水脱硫工艺以及氨法脱硫工艺等。石灰石-石膏湿法脱硫由于技术成熟度高,堵塞、腐蚀等负面影响因素可控,运维成本低,脱硫塔内调节手段较多等优点,成为目前最常见的烟气脱硫技术,而吸收塔是整个脱硫装置的核心。

为满足新的超低排放要求,需要对燃煤机组脱硫装置进行增容提效改造。根据燃煤机组近来实际燃用煤种硫含量,结合当前石灰石-石膏湿法单塔脱硫装置提效改造的技术水平及改造后要达到的出口sO2质量浓度不超过35mg/Nm3的控制目标,脱硫提效改造的技术路线主要有以下几种:

（1）增加喷淋层+原有除雾器更换:增加一层喷淋层,并对原有除雾器进行更换,有效提高脱硫塔对烟尘的脱除效果:

（2）增加喷淋层+原有喷淋层改造:增加一层喷淋层,并对原有喷淋层进行扩容改造:

（3）原有喷淋层改造+增加合金托盘:对原有喷淋层进行扩容改造,并在原有基础上增加一层合金托盘。

各电厂由于脱硫系统实际情况和燃用煤种的差异,脱硫提效改造的技术路线各不相同。因此,本文以吸收塔增加一层喷淋层,并对原有除雾器进行更换的技术路线为例,探讨现场安装工艺流程和防火措施。

2吸收塔改造现场安装工艺流程

由于吸收塔改造的现场情况、条件以及施工单位的人员和机具条件各不相同,因此现场安装的工艺流程也不尽相同。图1为超低排放吸收塔改造常见的工艺流程。

脱硫吸收塔为带托盘的强制氧化喷淋塔,改造内容为新增一台循环浆液泵及管道、新增一层喷淋层等。改造涉及吸收塔抬高壁板增加、内部支撑件增加及更换,除雾器及冲洗系统拆除及安装等,采用抬塔方案即原有双层交互式喷淋层+新增一层标准型喷淋层+单均流增效板技术方案,相应增加一台备用浆液循环泵。在改造开始前必须认真理解吸收塔改造施工图及相关注意事项,并严格按施工方案要求执行。

3主要火灾原因分析

近年来各大发电企业普遍开始实施超低排放改造,故由于现场管理不当、安全意识淡薄等因素造成的吸收塔火灾事故呈逐年上升趋势,造成了大量经济损失和不良社会影响。因此,做好吸收塔改造过程的防火措施至关重要。通过对国内超低排放改造过程中吸收塔火灾事故的统计和分析,主要原因有以下几个方面:

(1）管理原因:安全技术交底、安全教育培训不到位,造成施工人员安全意识淡薄、违章动火作业屡禁不止。另外,管理人员尚未意识到吸收塔改造作业的风险性,未对现场作业的危险源进行充分辨识。吸收塔进出入管理、动火作业监护等工作落实不到位,不能及时发现违章现象,致使火灾事故发生。

(2）吸收塔构造原因:脱硫吸收塔本体及支撑钢梁多数为玻璃鳞片或衬胶防腐,由于在吸收塔改造过程中存在大量焊接和切割作业,防腐作业期间的挥发性气体超过一定浓度后遇火星极易燃烧。同时,由于超低排放改造同时进行安装的除尘设备湿式电除尘器往往布置在吸收塔上方或周边,其壳体及内部钢梁一般也采用玻璃鳞片防腐,一旦发生火险,火势将通过烟道迅速蔓延,难以得到有效控制。

(3）外部原因:超低排放改造往往利用机组调停或大修时间,改造工期紧、任务重,合理工期得不到保障,赶工、加班现象频繁发生。吸收塔改造过程施工工序复杂、交叉作业繁多,往往防腐作业和动火作业同时进行,或防腐材料未完全凝固即开始动火作业,发生火灾的风险大大提高。

4防火措施

在吸收塔改造过程中,应从人、机、料、法、环各方面采取有效的控制措施,防止火灾事故的发生。

(1）施工前应做好安全技术交底,施工人员应掌握防火安全技术及防腐材料特性,熟悉现场逃生通道以及消防器材的使用。施工单位应编写吸收塔改造施工防火专项安全措施,经批准后落实实施。

(2）施工前应编写完成吸收塔火灾及人员逃生应急预案,必要时应按要求组织开展应急演练,以切实提高各参建单位的应急反应能力、协调处置能力及应急逃生能力等,使应急预案有更强的操作性。

(3）吸收塔改造区域应做好现场隔离措施,实行人员、机工具及防腐材料出入登记制度,禁止将香烟、打火机等物品带入隔离区内,并悬挂"严禁烟火""禁止入内"等警告警示牌。同时,吸收塔进出口烟道应做好隔离措施,避免发生火灾时火势通过烟道蔓延。

(4）吸收塔焊接或切割等动火作业开始前,必须按规定要求办理动火工作票,做好动火作业期间的监护工作。动火点下部必须设置接火盘或防火毯,产生的火星应及时用消防水浇灭。动火作业完成,确认内部无火源后方能离开动火现场。

(5）吸收塔本体内施工作业(包括防腐作业）均应按照有限空间作业进行管理,严格执行国家安全生产总局颁布的《有限空间安全作业五条规定》,保持塔内通风良好,做好防尘、防中毒、防窒息等措施。

(6）吸收塔动火作业和防腐作业严禁同时进行,在防腐底涂、面涂、鳞片施工过程中或鳞片施工后鳞片涂层未凝固前至作业点以及塑胶管道胶结时,距边界5m范围内禁止动火作业。

(7）吸收塔内所有施工用电必须符合安规要求,内部照明应使用冷光防爆灯,电气电压不得超过12V,灯具距离防腐涂层1m以上,且所用电缆线在吸收塔内的部分不得有连接接头。

(8）吸收塔施工区域内脚手架及铺板均应采用金属不可燃材料,严禁使用毛竹及毛竹片搭建脚手架。

(9）合理安排施工工期,在合理工期得不到保障的情况下,不应为赶工期而冒险施工、违章施工,必须统筹安排施工资源,规划合理、适当的工期。

5结语

实践证明,脱硫吸收塔作为石灰石-石膏湿法脱硫工艺的核心设备,能高效稳定地进行烟气脱硫,但在超低排放改造施工过程中,尤其是吸收塔防腐阶段及防腐后内部设施设备安装期间极易发生火灾。本文对吸收塔改造安装工艺及防火控制措施作了重点分析,针对火灾原因提出了相关防火安全对策。希望通过参建各方的共同努力,能减少甚至彻底杜绝火电厂脱硫吸收塔在超低排放改造过程中的火灾事件。