脫硫係統的管道閥門該如何選型

脫硫係統的管道閥門該如何選型

   目前國內(nei) 使用十分成熟的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫具有脫硫效率高、適應煤種廣、脫硫劑價(jia) 格便宜且采購方便、技術成熟可靠及裝置運行穩定等特點，該濕法工藝適用於(yu) 不同類型、不同規格的火電廠鍋爐及其它燃煤鍋爐，也是目前國內(nei) 外應用zui廣泛的脫硫工藝(占所有脫硫工藝的80%左右)。濕法工藝涉及到的管道主要分為(wei) 以下幾類：煙道、漿液管道、汽水管道、空氣管道。其中的漿液管道是以往電力工程設計中所沒有的，它是水和固體(ti) 顆粒物兩(liang) 種介質流的管道，它具有普通流體(ti) 管道幾乎所有特性，同時又具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等普通流體(ti) 管道所沒有的特點，特別是在管道啟動、運行、停止等狀態時，如果設計得不合理，就會(hui) 造成沉積甚至堵塞。正是由於(yu) 後麵的幾個(ge) 特征決(jue) 定了漿液管道在設計時與(yu) 普通流體(ti) 管道的巨大區別。

    2、漿液管道介質特點

    濕法煙氣脫硫漿液管道，具有普通流體(ti) 管道幾乎所有特性，同時由於(yu) 漿液管道內(nei) 介質為(wei) 石灰石粉或石膏粉等細小顆粒同水的混合物，並夾雜著部分氯離子(20000ppm以內(nei) )和重金屬離子，使得漿液管道具有易磨損、易腐蝕及易堵塞等特點。

    2.1 磨損性

    漿液的磨損性是指漿液中固體(ti) 顆粒(特別是矽酸鹽類)對被磨損材料的撞擊及破壞。濕法煙氣脫硫漿液介質主要由石灰石(CaCO3)顆粒(含有少量SiO2)、石膏(CaSO4•2H2O)顆粒和水組成，漿液的含固量般為(wei) 4.0%~50%。石灰石漿液顆粒直徑取決(jue) 於(yu) 石灰石粉的目數，按照低標準250目的要求衡量，則石灰石漿液顆粒的直徑般小於(yu) 60μm，而石膏顆粒粒徑也大多小於(yu) 100μm。在較高的流速(3m/s以上)時，這些顆粒會(hui) 對管道內(nei) 壁產(chan) 生嚴(yan) 重的磨損或衝(chong) 蝕。

    2.2 腐蝕性

    因漿液具有弱酸性，並且還夾雜著部分氯離子和氟離子，這些物質會(hui) 與(yu) 碳鋼管壁發生化學反應而使鋼管腐蝕，直至爛穿，影響脫硫裝置的使用壽命。主要反應式為(wei) ：

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

    另外，Cl-比氧更容易吸附在金屬表麵，並把氧排擠掉，從(cong) 而使金屬的鈍化狀態遭到局部破壞而發生孔蝕，某些不鏽鋼材料也難以避免。漿液對金屬管的腐蝕形式有：點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕、疲勞腐蝕、電化腐蝕等等。石灰漿調節閥選型防止腐蝕的方法是阻止漿液與(yu) 金屬麵接觸，如襯膠(目前應用較廣泛的為(wei) 丁基橡膠)或襯塑。

    2.3 易堵塞性

    濕法煙氣脫硫漿液管道為(wei) 兩(liang) 相流。兩(liang) 相流的特點是流速定要控製在合適的範圍之內(nei) 。流速高了易產(chan) 生磨損並大大增加管道阻力，而流速低了則會(hui) 產(chan) 生沉積，縮小管道的流通麵，直至堵塞整根管道。漿液管道的易堵塞還表現在沉積物長期不清理會(hui) 導致硬化結塊，zui終整根管道報廢。

    對於(yu) 含有弱堿性(含Ca2-)的管道還有容易結垢的特點，不管流速如何，長期運行均會(hui) 導致管道結垢堵塞。這也是濕法煙氣脫硫吸收塔漿液PH保持5~6(弱酸性)的重要因素之。

    3、漿液管道的設計

    針對濕法煙氣脫硫漿液管道的介質特點，在設計漿液管道時既要滿足普通低壓流體(ti) 管道設計的規定及要求，同時又要考慮到漿液管道的特殊性。下麵從(cong) 漿液管道設計時的般要求、管道選材、管徑計算、坡度要求、管廊布置、閥門選型及布置、支吊架布置等幾個(ge) 方麵介紹：

    3.1 般要求

    漿液管道流程設計時的般要求：應充分注意采用技術，合理利用裝置內(nei) 的能量，妥善地處理廢氣和廢液(由於(yu) 脫硫廢水中可溶性鹽類和氯離子含量非常高，對再利用用戶的係統材質和產(chan) 品會(hui) 造成不良影響，所以脫硫廢水用作鍋爐撈渣、衝(chong) 灰、衝(chong) 渣的補充水或煤場灑水等);必須滿足正常生產(chan) 、開停工、安全和事故處理的要求，並應考慮維修要求和定的操作靈活性;管道進出裝置處應設置切斷閥;裝置因事故或定期停工要進行大修時，應有將裝置內(nei) 物料全部排出至事故漿罐的措施。

    漿液管道布置設計時的般要求：應符合工藝設計要求;盡量布置成“步步高”或“步步低”，以避免液袋或“盲腸”，否則需要設置導淋點，或至少通過人工清除;先難後易，如先布置重要的、大管徑的、漿液的管道，後布置細小的、次要的、輕的管道;管道布置應整齊有序，橫平豎直，成組成排，便於(yu) 支撐;縱向與(yu) 橫向的標高應錯開，般在改變方向的同時改變標高;管道架空或地上敷設，漿液管般不允許地溝敷設或直埋;不妨礙設備、機泵、儀(yi) 表和閥門的操作及維修;滿足流量計、密度計及PH計等對管道的特殊要求;變徑管件應緊靠需要變徑的位置，以節約管材;管道應妥善支撐;人通行處管底標高不宜小於(yu) 2.2m，車通行處管底標高不宜小於(yu) 4.5m;並排布置管道法蘭(lan) 外緣之間的淨距不宜小於(yu) 25mm(無法蘭(lan) 管道為(wei) 50mm)，或保溫層之間的淨距不宜小於(yu) 50mm;穿樓板時予留孔應設擋水沿，孔徑應滿足法蘭(lan) 進出;無壓流管道孔板應布置在立管上，以利於(yu) 排淨;法蘭(lan) 的位置設置要滿足安裝螺栓的操作空間;管道般應設坡度(坡度要求後麵會(hui) 詳細展開說明);漿液管道應遠離電氣設備及電纜橋架，無法避免的則管道盡量在下麵走，以防止滴液腐蝕電氣設備;泵吸入段應留有有效的氣蝕餘(yu) 量，般至少為(wei) 泵所需氣蝕餘(yu) 量的1.2倍，泵吸入段應盡量短而直，泵入口的大小頭應盡量靠近漿液泵。

    3.2 管道選材

    目前，國內(nei) 漿液管道般采用的材料有：襯膠碳鋼管(RL)、襯塑碳鋼管(PL)、玻璃鋼管(FRP)、聚丙烯(PPR、PPH)管、不鏽鋼(304、316)管等。 襯膠碳鋼管(RL)以普通碳鋼管(Q235-A)或鋼管(20#)作為(wei) 鋼架材料，以橡膠(般是丁基橡膠)作為(wei) 襯裏層，將金屬特性和橡膠特性合二為(wei) 。襯膠碳鋼管具有耐磨、抗滲防腐、耐熱(120℃)等性能，管與(yu) 管之間采用法蘭(lan) 連接。碳鋼襯膠管是目前應用zui廣泛的煙氣脫硫漿液管道。碳鋼襯膠要*，不僅(jin) 要對所有管道內(nei) 壁進行襯膠，還要對所有可能接觸漿液的部件如法蘭(lan) 麵(襯膠要覆蓋法蘭(lan) 麵而無需墊片)、管內(nei) 件、閥門、漿液泵等進行襯膠。否則，隻要有處被腐蝕，爛點就會(hui) 蔓延，直至影響整個(ge) 部件。

    襯塑鋼管(PL)是普通碳鋼管或鋼管內(nei) 襯塑料而成的管材。襯塑鋼管(PL)分鋼襯聚丙烯(PP)、鋼襯聚乙烯(PE)、鋼襯聚氯乙烯(PVC)、鋼襯聚四氟乙烯(PTFE)等幾種，管與(yu) 管之間也采用法蘭(lan) 連接。由於(yu) 價(jia) 格比襯膠鋼管貴，在煙氣脫硫工程中襯塑鋼管(PL)般隻用在細小口徑的漿液管中。

    玻璃鋼管(FRP)是種由基體(ti) 材料和增強材料兩(liang) 個(ge) 基本組分並添加各種輔助劑而製成的複合材料。常用的基體(ti) 為(wei) 各種樹脂，常用的增強材料主要有碳纖維、玻璃纖維、有機纖維等。玻璃鋼管(FRP)具有耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性、重量輕等特點。玻璃鋼管道的接頭方式有多種，主要包括：承插膠接、平端對接、法蘭(lan) 連接等，公稱壓力從(cong) 常壓至4.0MPa不等，溫度範圍為(wei) -40～l00℃。缺點是相比金屬管強度低、剛性差，長期受紫外線照射易老化，在濕法煙氣脫硫工程少部分會(hui) 采用，如噴淋管、氧化空氣管等。

    聚丙烯(PPR、PPH)管是采用無規共聚聚丙烯經擠出而成的管材(注塑成為(wei) 管件)，是歐洲90年代初開發應用的新型塑料管道產(chan) 品。PPR(PPH)管除了具有般塑料管重量輕、耐腐蝕、不易結垢等特性外，還有較好的耐熱性，PPR(PPH)管的zui高工作溫度可達95℃。PPR(PPH)管材、管件可采用熱熔和電熔連接，安裝方便。PPR(PPH)管的缺點是相比金屬管強度低、剛性差，5℃以下存在定低溫脆性，PPR(PPH)管長期受紫外線照射易老化降解;另外，PPR(PPH)管的線膨脹係數較大(0.15mm/m℃)，在布置設計時要有吸收熱膨脹的措施。少數濕法脫硫工程采用PPR(PPH)管作漿液管道，主要還是看中它的價(jia) 格便宜、安裝方便。

    不鏽鋼(304、316)管具有防腐、耐熱、強度高及美觀等性能，缺點是價(jia) 格高，並且碰到氯離子時也會(hui) 生鏽。不鏽鋼(304、316)管般用在細小而無法襯膠的漿液管道中，如DN10~DN40等。

   3.3閥門選型及布置

    閥門的主要功能是接通或截斷流體(ti) 通路、調節和節流、調節壓力及釋放過剩壓力和防止倒流等。

    具有尺寸小、重量輕及開閉迅速的特點，並有定的調節功能。由於(yu) 蝶閥閥板的運動帶有擦拭性，故大多數蝶閥可用於(yu) 帶懸浮固體(ti) 顆粒的介質，用在漿液管道中的蝶閥有襯膠蝶閥和合金鋼蝶閥等。蝶閥的結構長度和總體(ti) 高度較小，開啟和關(guan) 閉速度快，在*開啟時，具有較小的流體(ti) 阻力，比較適用脫硫漿液(低壓流體(ti) )係統。按連接型式蝶閥可分為(wei) 法蘭(lan) 連接和對夾式連接。另外，蝶閥密封性較差，使用壓力和工作溫度範圍小，有些要求嚴(yan) 格的場合不推薦使用蝶閥。

    隔膜閥(在漿液係統中使用直通型閥門)是閥體(ti) 內(nei) 裝有能產(chan) 生撓性的橡膠或塑料製成的隔膜作為(wei) 關(guan) 閉件，並把閥體(ti) 內(nei) 腔與(yu) 閥蓋內(nei) 膜隔開的種閥門。隔膜閥具有密封性好、流阻小及價(jia) 格比較低等優(you) 點，但隔膜閥機械壽命較短。隔膜閥能使用於(yu) 有腐蝕性的、含硬質懸浮物的介質，且可以安裝在漿液管道的任何位置。

    球閥是近年來被廣泛采用的閥門，它具有流體(ti) 阻力小、結構簡單、密封可靠、適用範圍廣、操作靈活等優(you) 點。同時，球閥在全開全閉時，球體(ti) 和密封圈的密封麵與(yu) 介質隔離，高速通過閥門的介質不會(hui) 浸蝕密封麵，增加了球閥的使用壽命。球閥可以使用在漿液管道中。在石膏排出去級旋流器進料管道上及石灰石漿液進吸收塔管道上還要用到電動調節閥，該調節閥必須有防腐功能。

    止回閥僅(jin) 用在水和空氣管道中，止回閥不應使用在漿液係統中。

    衝(chong) 洗和排放的閥門和漿液環路的給料/隔離的閥門應盡可能靠近主管道以避免堵塞;般情況下，在人難以操作到的地方或經常要使用的閥門采用氣動執行機構;所有閥門的安裝位置均應便於(yu) 操作、維護和檢修，安裝位置過高的閥門應設置操作平台;閥門相鄰布置時，手輪間的淨距不宜小於(yu) 100mm;對於(yu) 水平布置的閥門，執行機構及閥杆不應低於(yu) 水平管道，閥門的閥杆不應朝下;立管上閥門手輪的安裝高度宜為(wei) 1.2~1.5m;蝶閥在安裝時，閥瓣要停在關(guan) 閉的位置上，並應注意使閥板下部在閥門在開啟時朝介質流動方向旋轉。