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什么是脱硫塔喷淋系统?

1 脱硫塔喷淋管及支撑梁


脱硫喷淋管目前主要有两种材质和结构形式:第一种是全玻璃钢(FRP)材质,其支撑一般为搁置或悬挂两种方式,其中又以悬挂为主。FRP材质喷淋管材质重量轻,能适用于任何塔径;另一种喷淋管主管主材为碳钢,内外壁贴衬丁基橡胶防腐,支管采用FRP管,主管与支管之间通过法兰连接,主管一般为管径较大的等径钢管,其自身可起到支撑钢梁的作用,FRP支管底部无需另设支撑钢梁。该种喷淋主管为较重的碳钢,对吸收塔的本体结构影响较大,一般更适合塔径较小的吸收塔。

机组投运后发现,喷淋层支撑钢梁会受到上部喷嘴喷射浆液的冲刷,当防腐质量不过关时,支撑钢梁会发生被浆液击穿破坏的情况,对工程长期安全运行存在隐患。近年来,国内外在吸收塔喷淋层支撑方面都逐步进行了简化设计。有些烟气量小的小塔径吸收塔中,喷淋层直接由碳钢母管取代支撑钢梁,结构得以进一步简化。

喷淋系统及各个部件

2 喷嘴

石灰石一石膏湿法脱硫工艺实施初期,喷淋系统配备的均为单向空心锥喷嘴。随着双向喷嘴的研发成功和工程化应用,经过可靠的测试数据分析得知:双向喷嘴提高了气液间的相对速度,改进了传质性能,同时其密集的二次雾化提高了雾滴表面的传质系数,形成的液滴粒径比单向喷嘴更小,反应的总表面积变大。双向喷嘴可以同时上下喷淋形成逆流、顺流的雾滴层,烟气从吸收塔人口进入,可以逐级与逆流、顺流的雾滴层直接接触反应,接触更加充分,反应时间加长,可大幅提高脱硫效率。

双向喷嘴布置时应确保避免将浆液喷淋到支撑梁和喷淋管道上,不能让浆液直接冲刷到钢梁表面,破坏钢梁防腐层,从而影响整个系统的安全性。在周密均匀的喷嘴布置前提下,这对钢梁的布置提出了更高要求,减少钢梁的数量及降低其规格势在必行。

而无论采用何种脱硫提效方法,对喷淋层的改动都会影响到原有支撑钢梁的受力情况,需要对其安全性做出评估。本文主要是以FRP材质悬挂式喷淋层为模型,利用ANSYS软件建立喷淋层母管及支撑梁整体模型,对原有喷淋系统进行刚度和强度校核,根据计算结果预设改造方案,继而对原有支撑形式进行简化建模并验算,同时针对双向喷嘴的特性改进支撑钢梁结构设计,在保证喷淋系统安全系数的前提下,降低生产成本,缩短改造工期。