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FGD烟气挡板门类型及其应用和材质选择

烟气挡板门

 

一 概述
    FGD烟气挡板门是连接锅炉与FGD装置的桥梁,它对锅炉的运行和FGD装置的寿命都有很大影响。FGD系统中的挡板门包括FGD系统入口挡板门、FGD系统出口挡板门及旁路挡板门。
    在脱硫系统正常运行的情况下,从锅炉电除尘器尾部出来的烟气,经FGD系统入口挡板门至升压风机后,再由烟气换热器降温进入吸收塔,脱硫后的烟气被烟气换热器加热到80℃左右,经FGD出口烟气挡板门进入烟囱。
    FGD系统设有旁路烟道,内设旁路挡板门,当FGD系统检修、维护或烟气工况异常时烟气由旁路烟道直接排入烟囱以确保脱硫系统的安全。电厂与脱硫岛之间的隔离和连接是通过烟气系统中烟气挡板门的启闭来实现的,挡板门在保证锅炉及脱硫系统正常稳定运行及系统设备安全方面起着至关重要的作用。
二 旁路挡板门设置的必要性;
    1 旁路烟道内若不设旁路烟气挡板,在实际运行中必须将FGD进口和出口侧的烟气压力差调节为“零”,才能保证FGD的全烟气脱硫,而在FGD运行中始终保持这种状态而没有偏差,控制上是有难度的,特别是烟气工况发生波动(这是比较正常的现象)时控制更难实现。
    2  FGD系统若不设旁路烟道挡板,在实际运行中有可能使部分净烟气重新吸入FGD 系统或原烟气直接排入烟囱。如果FGD对脱硫效率要求不是很高(如国内某些电厂)可以不设旁路挡板,但对脱硫效率要求高的FGD系统,则旁路挡板的设置就显得十分必要的。
    3 若FGD系统中不设置旁路挡板,在选择升压风机容量时就要考虑一定的余量,则升压风机的造价及运行成本就要增加。
    4 FGD装置启停时,烟气需走旁路,旁路挡板按要求打开,FGD进、出口挡板同时关闭,这种情况下,旁路挡板可通过控制开度使其与FGD进、出口挡板的启闭协调进行,而不至于出现由于两路烟道阻力不同对锅炉炉膛负压产生明显影响,引起锅炉MFT的情况。
三 应用于FGD的烟气挡板门类型及其应用分析
    目前,在我国大中型电站锅炉机组的烟气脱硫系统中使用的烟气挡板门主要有双叶片百叶窗挡板门、双百叶窗挡板门、双密封百叶窗挡板门等类型。其中以双叶片百叶窗挡板门和双百叶窗挡板门使用较多。 
    1 双叶片百叶窗挡板门(twin-blade louver damper)
    该类型挡板门由一扇百叶窗组成,百叶窗由两片叶片组成,设置密封空气系统,允许100%的密封空气进入两叶片之间。这种烟气挡板门的优点在于其密封片具有自清洁功能,挡板门的重量只有双百叶窗挡板门的一半左右,投资费用也较双百叶窗挡板门节约了50%。双叶片百叶窗挡板门的强度略低于双百叶窗挡板门,但就目前国内电厂烟气脱硫系统的烟道大、小运行压力而言已完全能够满足。山东黄台电厂旁路挡板门、太原第二热电厂FGD系统进出口及旁路挡板门、重庆发电厂FGD系统进出口挡板门等均采用了此种烟气挡板门形式,实际运行效果良好。
    2 双百叶窗挡板门(double blade louver damper)
    该类型的挡板门由两扇百叶窗组成,每扇百叶窗连接着若干轴承,两片叶片固定在同一轴上。该种挡板门的密封片采用特殊的镍基合金安装在挡板门叶片的周围,设置密封空气系统,允许100%的密封空气进入两扇百叶窗之间。目前设计的双百叶窗挡板门的密封气体系统大都可保证烟道管线的零渗漏率,并在系统载荷的情况下配有意外防范措施。此种挡板门投资较大,重量和尺寸相对双叶片百叶窗挡板门也大的多,是国内电站机组烟气脱硫装置中使用较早的类型。杭州半山电厂、珞璜电厂二期工程旁路挡板门均采用了双百叶窗挡板门。
    3 双密封百叶窗挡板门(twin-seal louver damper)
    该类型挡板门由一扇百叶窗组成,每扇百叶窗也只有一片叶片,在上下两个叶片及叶片与框架之间设置两个密封片,密封空气可由密封片灌入密封框架内,即使在腐蚀的条件下利用热密封空气能保持100%的密封。双密封百叶窗挡板门的重量及投资均少于双叶片百叶窗挡板门,沿介质的流向也略短于后者。 
    除上述三种烟气挡板门外,还有单百叶窗挡板门,但该挡板门因为其密封系统性能劣于其他三种,故使用率不高。综合比较而言,双叶片百叶窗挡板门的使用情况较好,使用频率也较高。
    四 烟气挡板门材质分析
    在烟气脱硫装置设计的初期阶段,烟气挡板门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,但这些合金经过实际运行检验逐渐暴露出防腐蚀效果不佳,耐腐蚀时间不长等弱点,在目前的烟气挡板门防腐材料中已较少采用,取而代之的是由德国克虏伯VDM公司研制出的新型奥氏体超级不锈钢Cronifer 1925 hMo-926合金(1.4529)。对于密封片这样腐蚀负荷较高的部件则主要采用了C276合金(2.4819)和625(2.4856)合金等。
    一般来说,对于三个烟气挡板门的材质可选择如下:烟气FGD进口烟气挡板门由于介质温度高于100℃,在酸露点的温度之上,所以可以选用Q235-A的材质,但密封片C-276;FGD出口烟气挡板门由于介质温度为80℃左右(结露位置),容易发生低温腐蚀,所以材料的选择必须考虑充分的防腐措施,这里叶片材质选取合金1.4529,主轴和外壳材质为碳钢包敷1.4529,密封片为C-276;旁路烟气挡板门在FGD正常运行时,两侧分别与高温烟气和低温烟气接触,一般在低温烟气侧考虑防腐,框架为Q235-A,内衬1.4529,叶片为高温烟气侧Q235-A,低温烟气侧1.4529,轴也选用1.4529的材质,密封片选用C-276。
    五 烟气挡板门设计原则及技术要求;
    FGD进、出口烟气挡板门分别安装在FGD系统的进口和出口烟道内,均由双层烟气挡板门组成,当关闭FGD系统烟道时,双层烟气挡板门之间连接密封空气,防止烟气泄漏到FGD内,以保证FGD系统内的防腐衬胶等不受破坏。旁路挡板门安装在锅炉砼水平烟道内,当FGD系统运行时,旁路挡板门关闭,这时旁路双层挡板门间连接密封空气。旁路烟气挡板门的开启可确保锅炉的正常运行并保护FGD系统的设备安全。
    为使所有挡板门在设计压力及设计温度下具有100%的气密性,挡板门设有密封空气间隙,并配有密封空气站(包括密封风机及备用风机),密封气压力至少比烟气压力高0.5KPa。为防止冷风进入烟气系统造成低温腐蚀,密封风机出口设置二级电加热器。挡板门的电动执行器安全保险,其速度要求满足电厂和引风机的运行要求。全部挡板门要求操作灵活、可靠且方便检修。

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