某电厂烟气脱硫工程烟道挡板门密封方式的改进
摘要：本文主要介绍了上海外高桥电厂脱硫工程中根据生产实际要求对控制烟气流向的档板门（包括烟气旁路挡板门、GGH进口挡板门、GGH出口挡板门）传统密封方式进行了改进，试运后达到了对烟气泄露量的要求，该改进工作对正在设计施工中的同类脱硫工程具有重要参考价值。
一 烟气脱硫（FGD）系统工程简介
外高桥电厂脱硫工程使用世界银行环保贷款，日本石川播磨重工株式会社（IHI）获得项目总承包权，日本住友电气公司进行总体设计和技术支持；主要设备全部进口。脱硫设备安装在两台国产300MW燃煤机组上，共两台脱硫装置，采用成熟的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，一炉一塔，脱硫效率不小于95%。工程于 2004年7月开始施工建设，一号机组2005年12月份进入调试，2006年1月25日调试结束并进行项目性能测试；二号机组于2005年4月30日进入整体168小时连续试运行，现已圆满结束。本人有幸跟踪了整个调试过程。
主要设备参数：
1.1烟气换热器（GGH）
型式：回转式
总烟气泄露量：≤1%
转速：1.28RPM
转子直径：13060MM
加热器表面：15600m2
1.2吸收塔
吸收塔前烟气量：1，560，000m3/h
吸收塔后烟气量：1，511，000m3/h
吸收塔前/后烟气温度：77℃/52℃
吸收塔前/后烟气压力：2.4kPa/0.9 kPa
烟气流速：≤4 m/s
Ca/S比：≤1.03
吸收反应区直径/高度11.6/8.3
浆池高度/容积：8.8 m/930 m3
1.3增压风机（BUF）
型式：动叶可调轴流式
设计流量（标准状态？实际状态）：1，142，000/1，655，800 m3/h
压差：（设计值/100%负荷）：4.57/3.23 kPa
电机:额定功率3300kw,额定电压6kv，转速750rpm
二 脱硫工程烟气密封系统中存在的问题
2.1关于烟道和挡板门
烟道： 通常包括原烟气引入点至吸收塔的原烟气通道和吸收塔至烟囱的净烟气通道，由于烟气流量很大，一般烟气管道的尺寸可达数米甚至十几米，因此防止烟气腐蚀和烟气泄露就是个很重要的问题。
挡板门：当烟气脱硫装置(FGD)发生故障或必须停机维护时，锅炉烟气经由烟道旁路至烟囱排放，控制FGD主烟道和旁路烟道密封或开启的风门被称作挡板门。 FGD烟道系统设置的挡板们通常包括进口挡板（原烟气挡板）、旁路挡板和出口挡板（净烟气挡板）。烟气挡板们通常采用双层百叶窗式，处于关闭状态的双层百叶窗挡板门机构如图所示。
除了每层挡板上配有密封元件外，还向两层挡板中间的空腔通入密封空气，以进一步提高挡板门的密封性。挡板门的密封空气系统包括一台密封风机和一台备用风机。密封气压力至少比烟气最大压力高0.5 kPa，挡板门密封空气站应配有电加热器，将密封空气加热至一定温度，目的是减小双层挡板之间的温差变形和热变形应力，提高密封可靠性。百叶的数量可多可少，本工程中为四片。由执行机构带动连杆机构，连杆与每一个转轴相饺接。连杆的运动可驱动转轴同步旋转。旋转的角度范围由执行机构上的定位器控制。各个百叶旋转90度时为完全开启状态。关闭到位后，每个百叶的四边均与框架之间相互挤压，他们的相互接触面至少有一个弹性件，形成微小形变，从而达到密封的目的。每片百叶均是双层板，因而是双面密封。密封空气不断冲入两层百叶之间的空腔，并从各密封面处溢出，对烟气的泄露起到屏蔽作用，甚至达到零泄露（烟气）。除百叶与框架之间的密封外，每片百叶两端的转轴还需要进行轴向密封，否则，烟气会沿轴向泄露。通常采用填料密封的形式。
2.2 改造前脱硫工程烟气挡板密封系统方式
外高桥电厂脱硫工程原设计烟气挡板密封气体在系统正常运行时使用净烟气来密封旁路挡板，方式如下图，这主要基于如下考虑：
（1） 净烟气温度与原烟气之间温差小，热变形应力小，冲击小对设备长期运行有好处。
（2） 正常运行时，无需投加热器，节省电能消耗。
（3） 该运行方式为闭式循环，不增加烟道的通流量，减小增压风机出力。
2.3烟气密封系统中存在的问题
FGD系统在实际运行中存在这样的问题：脱硫系统在起停和运行过程中总能闻到浓重的烟气味，尤其在有风情况下。近一步仔细检查，发现烟气泄露来自于烟道挡板周围。经分析判断是挡板密封不严导致，密封风压力偏低，需对烟气挡板密封方式进行改进。经调试小组分析原因如下：
① 挡板密封不严导致，需要调整挡板限位。
② 密封风压力偏低，需要提高风机出口压力，而挡板门密封空气站应电加热器是风机入口气流的主要阻力，这主要是因为加热器内有多匝环绕的电加热管，这一方面缩小了通流面积，另一方面减小了气流风机入口气流速度，因而风机容积流量大大减小。
③ 有时系统脱硫效果不好，用作密封的净烟气中SO2 含量偏高。
三 问题解决办法
为彻底解决以上问题，经各方协商并通过计算和实验，决定将挡板密封系统进行下列改造。
① 挡板密封风机进口风不再使用净烟气，而改用室外洁净空气。
② 将密封风机放在加热器后侧，提高空气在加热器内的流速。
③ 密封风电加热器和密封风机间增加旁路电动挡板，增加运行方式的灵活性。
改造后的挡板密封系统示意图 图中蓝色线表示密封风管新的挡板密封系统在经过实际运行测试中完全满足业主要求，并在二号机FGD系统中再次应用。
四 结论
使用室外空气作为烟气挡板密封气源，并变更风机安装位置，可以满足脱硫系统在各种工况下对烟气的密封要求，甚至达到零烟气泄露；在环境温度很高情况下，无需投入电加热器，运行维护简单，很适合匹配气候温暖地区的机组的脱硫系统。
缺点：在冬季或气温低时，需要投入电加热站，增加了厂用电耗。
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