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        6. 脱硫系统管道和脱硫蝶阀设计选型

          来源:http://bjghqp.com/zixun/tuoliu_101.html 日期:2018/05/09 浏览:

            眼下国内使用十分成熟的大理石-石膏湿法烟气脱硫具有脱硫效率高、适应煤种广、脱硫剂价格低廉且采购方便、艺术成熟可靠及装置运行平稳等特征,该湿法工艺适用于不同门类、不同规格的厂家锅炉及其他燃煤锅炉,也是时下国内外应用最常见的脱硫工艺(占全部脱硫工艺的80%控制)。湿法工艺涉及到的管道主要分为以下几类:烟道、浆液管道、汽水管道、环境管道。其中的浆液管道是昔日工业工程计划中所没有的,其它是水和固体颗粒物两种介质流的管道,其它具有普通流体管道几乎全部特性,同时又具有易磨损、易腐蚀及易堵塞等习以为常流体管道所没有的特性,特别是在管道启动、运作、停止等状态时,如果设计得不合理,就会造成沉积甚至堵塞。正是出于后面的几个性状决定了浆液管道在计划时与普通流体管道的伟人区别。

            1、浆液管道介质特点

            湿法烟气脱硫浆液管道,具有普通流体管道几乎全部特性,同时由于浆液管道内介质为水磨石粉或石膏粉等细微颗粒同水的对立物,并夹杂着一些氯离子(20000ppm以内)和稀有金属离子,有效浆液管道具有易磨损、易腐蚀及易堵塞等特征。

            1.1 磨损性

            浆液的磨损性是指浆液中固体颗粒(特别是硅酸盐类)对被破坏材料的冲击及破坏。湿法烟气脱硫浆液介质主要由石灰石(CaCO3)球粒(含有少量SiO2)、石膏(CaSO4•2H2O)球粒和江组成,浆液的含固量一般为4.0%~50%。石灰石浆液颗粒直径取决于石灰石粉的目数,按照低标准250目的要求衡量,则石灰石浆液颗粒的直径一般小于60μm,而石膏颗粒粒径也大多小于100μm。在较高的车速(3m/s上述)时,该署颗粒会对管道内壁产生严重的损坏或冲蚀。

            1.2 腐蚀性

            因浆液具有弱酸性,并且还夹杂着一些氯离子和氟离子,该署现实会与碳钢管壁发生化学反应而使钢管腐蚀,直至烂穿,影响脱硫装置的利用寿命。着重反应式为:

            4Fe+SO42-+4H2O=FeS+3Fe(OH)2+2OH-

            此外,Cl-比氧更容易吸附在金属表面,并把氧排挤掉,因此使金属的钝化状态遭到一些破坏而发生孔蚀,或多或少不锈钢材料也难以避免。浆液对金属管的腐蚀形式有:点蚀、缝隙腐蚀、预应力腐蚀、疲劳腐蚀、电气化腐蚀等等。 石灰浆调节阀选型防止腐蚀的超级方式是掣肘浆液与金属面接触,如衬胶(眼下利用较常见的为丁基橡胶)或衬塑。

            1.3 易堵塞性

            湿法烟气脱硫浆液管道为两相流。两相流之特性是亚音速一定要掌握在适当的层面之内。流速高了易产生磨损并大大增加管道阻力,而流速低了则会产生沉积,缩小管道的商品流通面,直至堵塞整根管道。浆液管道的易堵塞还显示在沉积物长期不清理会导致硬化结块,末了整根管道报废。

            对于含有弱碱性(含Ca2-)的管道还有容易结垢的特性,无论流速如何,漫长运行均会导致管道结垢堵塞。这也是湿法烟气脱硫吸收塔浆液PH保持5~6(弱酸性)的重点因素之一。

            2、浆液管道的统筹

            针对湿法烟气脱硫浆液管道的腐殖质特点,在计划浆液管道时既要满足普通低压流体管道设计的规定及要求,同时又要考虑到浆液管道的局限性。下从浆液管道设计时的普通要求、管道选材、管径计算、零度要求、管廊布置、阀门选型及布置、支吊架布置等几个地方介绍:

            2.1 一般说来要求

            浆液管道流程设计时的普通要求:应充分注意运用先进技术,客观运用装置内的功效,妥善地处理废气和废液(出于脱硫废水中主体性盐类和氯离子含量非常高,对再采取客户之体系材质和产品会造成不良影响,从而脱硫废水最好用作锅炉捞渣、冲灰、冲渣的补给水或煤场洒水等);必须满足正常生产、开停工、安全和问题处理的要求,并应考虑维修要求和稳定的借鉴灵活性;管道进出装置处应设置切断阀;安装因事故或限期停工要开展小修时,应该将设置内物品全部排出至事故浆罐的艺术。

            浆液管道布置设计时的普通要求:应符合工艺设计要求;尽量布置成“步步高”或“步步低”,以避免液袋或“盲肠”,否则需要设置导淋点,或至少通过人为清除;先难之后易,如先布置重要的、大管径的、浆液的管道,后来布置细小的、从的、轻的管道;管道布置应整齐有序,横平竖直,成绩组成排,便于支撑;走向与走向的落差应错开,一般说来在改变方向的同时改变标高;管道最好架空或地上敷设,浆液管一般不同意地沟敷设或直埋;不妨碍设备、飞机泵、仪表和阀门的借鉴及维修;满足流量计、强度计及PH表等对管道的非常要求;变径管件应紧靠需要变径的职务,以节约管材;管道应妥善支撑;人口通行处管底标高不宜小于2.2m,车通行处管底标高不宜小于4.5m;并排布置管道法兰外缘之间的净距不宜小于25mm(无法兰管道为50mm),或保温层之间的净距不宜小于50mm;穿楼板时予留孔应设挡水沿,孔径应满足法兰进出;电气化压流管道孔板应布置在立管上,以利于排净;法兰之职务设置要满足安装螺栓的借鉴空间;管道一般应设坡度(零度要求后面会详细展开说明);浆液管道应远离电气设备及电缆桥架,无法避免的则管道尽量在下走,以防止滴液腐蚀电气设备;泵吸入段应留有有效的气蚀余量,一般说来至少为泵所需气蚀余量的1.2倍,泵吸入段应尽量短而直,泵入口的高低头应尽量靠近浆液泵。

            2.2 管道选材

            眼下,境内浆液管道一般采用的资料有:衬胶碳钢管(RL)、衬塑碳钢管(PL)、玻璃钢管(FRP)、聚丙烯(PPR、PPH)管、不锈钢(304、316)管等。 衬胶碳钢管(RL)以普通碳钢管(Q235-A)或优质钢管(20#)表现钢架材料,以橡胶(一般说来是丁基橡胶)表现衬里层,名将金属特性和橡胶特性合二为一。衬胶碳钢管具有耐磨、抗渗防腐、耐热(120℃)等性能,管与管之间采用法兰连接。水晶钢衬胶管是时下利用最常见的烟气脱硫浆液管道。水晶钢衬胶要彻底,不仅要对全部管道内壁进行衬胶,还要对所有可能接触浆液的部件如法兰脸部(衬胶要覆盖法兰脸部而无需垫片)、管内件、阀门、浆液泵等展开衬胶。否则,只要有一处被腐蚀,烂点就会蔓延,直至影响整个部件。

            衬塑钢管(PL)是一般碳钢管或优质钢管内衬塑料而成的管材。衬塑钢管(PL)成分钢衬聚丙烯(PP)、钢衬聚乙烯(PE)、钢衬聚氯乙烯(PVC)、钢衬聚四氟乙烯(PTFE)等几种,管与管之间也采取法兰连接。出于价格比衬胶钢管贵,在烟气脱硫工程中衬塑钢管(PL)一般说来只用在一线口径的浆液管中。

            玻璃钢管(FRP)是一种由基体材料和增长材料两个中心组分并补充各种辅助剂而制成的建材。合同的基体为各族树脂,合同的增长材料主要有碳纤维、玻璃纤维、农技纤维等。玻璃钢管(FRP)具有耐腐蚀性、耐热性、耐磨性、重轻等特征。玻璃钢管道的了解方式有多种,着重包括:承插胶接、平端对接、法兰连接等,公称压力下常压至4.0MPa不等,温度范围为-40~l00℃。缺点是相比金属管强度低、主题性差,漫长受紫外线照射易老化,在湿法烟气脱硫工程少部分会利用,如喷淋管、氧化空气管等。

            聚丙烯(PPR、PPH)管是利用无规共聚聚丙烯经挤出而成的管材(注塑成为管件),是澳洲90年代初开发利用的新星塑料管道产品。PPR(PPH)管除了具有一般塑料管重量轻、耐腐蚀、正确结垢等特点外,还有较好的耐热性,PPR(PPH)管的最高工作温度可达95℃。PPR(PPH)管材、管件可使用热熔和电熔连接,安装方便。PPR(PPH)管的缺点是相比金属管强度低、主题性差,5℃以下存在一定低温脆性,PPR(PPH)管长远受紫外线照射易老化降解;此外,PPR(PPH)管的点膨胀系数较大(0.15mm/m℃),在布置设计时要有吸收热膨胀的艺术。个别湿法脱硫工程采取PPR(PPH)管作浆液管道,着重还是满意它的价位低廉、安装方便。

            不锈钢(304、316)管具有防腐、耐热、难度高及美观等性能,缺点是价格高,并且碰到氯离子时也会生锈。不锈钢(304、316)管一般用在一线而望洋兴叹衬胶的浆液管道中,如DN10~DN40等。

            2.3脱硫蝶阀的选型及布置

            脱硫蝶阀的基本点职能是过渡或截断流体通路、调整和节日流、调整压力及释放过剩压力和防止倒流等。

            蝶阀具有尺寸小、重轻及开闭迅速的特性,并有稳定的调整作用。出于蝶阀阀板的活动带有擦拭性,故大多数蝶阀可用于带悬浮固体颗粒的腐殖质,用在浆液管道中的蝶阀有衬胶蝶阀和合金钢蝶阀等。蝶阀的组织长度和一体化高度较小,开始和关闭速度快,在一体化开启时,具有较小的气体阻力,比起适用脱硫浆液(低压流体)系统。按连接型式蝶阀可分为法兰连接和对夹式连接。此外,蝶阀密封性较差,采取压力和工作温度范围小,部分要求严格的场所不推荐使用蝶阀。

            隔膜阀(在浆液系统中最好利用直通型阀门)是阀体内装有能产生挠性的橡胶或塑料制成的纠纷作为关闭件,并把阀体内腔与阀盖内膜隔开的一种阀门。隔膜阀具有密封性好、流阻小及价格比较低等优点,但隔膜阀机械寿命较短。隔膜阀能应用于有腐蚀性的、含硬质悬浮物的腐殖质,且可以安装在浆液管道的其他位置。

            蛋阀是近些年被广大应用的阀门,其它具有流体阻力小、布局简单、密封可靠、公用范围广、借鉴灵活等优点。同时,蛋阀在全开全闭时,球体和密封圈的全封闭面与介质隔离,快速通过阀门的腐殖质不会浸蚀密封面,增长了球阀的利用寿命。蛋阀可以采取在浆液管道中。在石膏排出来一级旋流器进料管道上及金石浆液进吸收塔管道上还要用到电动调节阀,该调节阀必须有防腐功能。

            止回阀仅用在水和空气管道中,止回阀不应使用在浆液系统中。

            冲洗和排放的阀门和浆液环路的送料/隔离的阀门应尽可能靠近主管道以避免堵塞;一般说来情况下,在人口难以操作到的中央或经常要利用的阀门最好采用气动执行机构;整整阀门的设置位置均应便于操作、保护和维修,安装位置过高的阀门应设置操作平台;阀门相邻布置时,手轮间的净距不宜小于100mm;对于水平布置的阀门,执行机构及阀杆不应低于水平管道,阀门的阀杆不应朝下;立管上阀门手轮的设置高度宜为1.2~1.5m;蝶阀在设置时,阀瓣要停在关闭的职务上,并应注意使阀板下部在阀门在始发时朝介质流动方向旋转。