衬胶钢管在湿法烟气脱硫塔模拟及优化操作

湿法脱硫喷淋塔烟气入口角度优化数值模拟
肖国俊
【期刊名称】《电站辅机》
【年(卷),期】2007(28)1
【摘要】利用商用CFD软件Fluent,采用k-ε模型和SIMPLE算法,针对湿法脱硫喷淋塔空塔内部的三维流场进行了数值模拟,并根据计算结果对比分析不同烟气入口角度对喷淋塔内部气相流场的影响,获得最佳的烟气入口角度范围.计算值与现场运行实践所获得的经验值范围基本吻合,因此对喷淋塔的设计及其改进具有一定的参考价值.
【总页数】4页(P18-21)
【作者】肖国俊
【作者单位】华中科技大学,湖北,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】X701.3
【相关文献】
1.湿法烟气双入口脱硫喷淋塔内烟气流场的数值模拟 [J], 杨芳;菅从光;苏伟;石春光
2.氨法烟气脱硫喷淋塔烟气流场的数值模拟 [J], 洪文鹏;高天聪;张伟玲
3.湿法烟气脱硫(WFGD)喷淋塔内烟气流场的数值模拟研究 [J], 林永明;高翔;施平平;钟毅;张涌新;骆仲泱;岑可法
4.烟气湿法脱硫喷淋塔导流板优化 [J], 薛景岩; 陈阵; 丁艳军
5.工业锅炉小型湿法烟气脱硫喷淋塔入口倾角优化的数值模拟 [J], 杜谦;王建峰;高建民;赵广播;吴少华
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

烟气脱硫上管道衬胶技术分析烟气脱硫,由于烟气中存在着大量二氧化硫和其它腐蚀介质,烟气脱硫装置时时承受着多种化学介质的侵蚀.同时烟气脱硫装置系统庞大,维修困难.为了保证烟气脱硫装置的长期正常运行,采用的防腐蚀材料有无缝钢管，不锈钢,高合金复合钢板,橡胶以及玻璃鳞片衬层涂料等，因此脱硫管道是脱硫系统的重要部分，脱硫管主要是输送酸碱介质到脱硫系统中的管道，管道主要耐酸碱及一定的温度，能保护管道不被二氧化硫腐蚀，并起到耐老化、耐磨等作用。

世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。

烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。

脱硫管是一种运用在脱硫系统上一种输送管道，因为在脱硫系统中输送的具有酸碱物质的溶液因此，脱硫管必须具有防腐、耐磨以及耐温等左右，以保证脱硫系统的正常运行，常用的脱硫管有不锈钢、高合金复合钢板以及玻璃鳞片、衬层涂料,但是市场上应用比较多的橡胶衬里的衬胶管作为脱硫管。

国内外火电厂烟气脱硫技术的主要发展趋势为：脱硫效率高、装机容量大、技术水平先进、投资省、占地少、运行费用低、自动化程度高、可靠性好等.根据客户对脱硫管道存在的技术误区，洛阳瑞塔橡胶根据多年现场施工经验，对工业上脱硫管道进行如下剖析：一、脱硫管道橡胶衬里的选择1、橡胶衬里层一般为1~2层。

每层厚度为2~3mm，总厚度为2 ~6mm。

特殊情况下可贴衬3层，但总厚度不宜超过8mm。

2、对于介质腐蚀性强、温度变化不大、无机械震动的设备和管道，应衬贴1~2层硬橡胶或半硬橡胶板。

3、介质腐蚀性较弱、温度有较低时，可以单独衬贴软橡胶板。

4、介质为腐蚀严重的气体时，为了避免气体渗透作用，必须选用两层硬胶板，总厚度为4~6mm。

5、介质含有固体悬浮物，需考虑耐磨损时，需采用一层硬胶版作为底层，一层软胶板作为面层。

半山烟气湿法脱硫装置工艺系统优化和热控维护分析http://chd 2019年9月1日09:381.半山烟气脱硫（FGD）项目概况杭州华电半山发电有限公司前身为杭州半山发电厂，坐落在杭州市北郊大运河畔，始建于1959年，2000年1月1日改制为有限责任公司，2019年初随电力体制改革成为中国华电集团公司下属的一家控股企业，并改名为杭州华电半山发电有限公司。

现役四台燃煤发电机组（2×50MW，135MW，130MW），总装机容量为36.5 万千瓦，是杭州市的主要保安电源。

目前我公司正在扩建3台390MW燃气-蒸汽联合循环发电机组,其中#1燃机已于8月1日投入试生产。

为改善杭州市的大气环境，公司利用德国政府贷款，于2019引进德国斯坦米勒公司的一套湿法脱硫装置，对4 号、5 号机组进行脱硫改造。

目前烟气湿法脱硫装置已投入商业运行四年多。

我公司4 号、5 号机组烟气脱硫工程，是浙江省电力公司“九五”期间实施的重大环保技改项目之一，被列为国家“九五”重点技改工程、浙江省重点建设项目、国家电力公司烟气脱硫示范项目。

工程自98年11月开始地基处理，99年5月开始设备安装，经2年的安装和调试，到2000年12月进入试运行，2019年3月18日投产。

该项目全套引进德国脱硫技术和设备，是一套完整的湿法烟气脱硫工艺，设计脱硫效率达到了95.4 %；而运行情况表明，实际脱硫效率可达到98 %，脱硫副产品石膏满足合同要求，废水也达到国家排放标准。

整套系统移交生产后，运行稳定，达到了国内一流水平，得到了各级环保部门的肯定。

同年，被国家经贸委确定为“九五”国家技术改造优秀项目。

我公司烟气脱硫项目的完成，标志着浙江省火电厂二氧化硫排放的控制，跨上了一个新台阶。

它为浙江省实现“碧水、蓝天、绿色”三大工程做出了贡献。

尤其是我公司地处作为国家重点旅游城市和全国重点环境保护城市的杭州市北部，烟气脱硫装置投运后，对于改善杭州市及西湖风景区的大气环境质量，有十分显著的作用，也有利于杭州市申报世界文化遗产和创建国家环境保护模范城市的工作。

湿法脱硫工艺系统主要设施为控制SO2排放污染，湿法脱硫工艺成为火电厂脱硫技术的主流。

文中介绍了湿法脱硫工艺系统主要设施的大要和施工流程及质量控制要点。

归纳随着我国环境标准渐趋严格，火电厂治理SO2污染的力度不断加大，湿法脱硫工艺成为火电厂脱硫技术的主流。

湿法工艺的主要系统包括：烟气系统、SO2吸取系统、吸取剂（石灰石浆液制备）系统、石膏办理系统、工艺水系统、废水办理、 DCS控制系统等，见图1所示。

主要设施包括：增压风机、烟气挡板门、辗转式烟气换热器（GGH）、吸取塔、除雾器、喷淋管、氧化风机、循环浆液泵、破碎机、湿式球磨机、石灰石旋流器、石膏旋流器、真空皮带脱水机、衬胶管道和阀门等。

湿法脱硫装置烟气一般取自锅炉引风机出口，在引风机出口至烟囱的烟道上设置旁路挡板，当FGD装置运转时，旁路挡板关闭，进、出口挡板打开。

烟气由增压风机引入FGD系统经烟气换热器（GGH）降温后进入吸取塔，从吸取塔出来的净烟气再进入GGH升温后经烟囱排入大气。

当FGD装置停运时，旁路挡板打开，进、出口挡板关闭，烟气直接从烟囱排入大气。

1湿法FGD装置的主要设施1．1 烟气系统脱硫烟道。

按介质性质、烟道地址分为净、原烟道。

全部烟道组件采用气密性的焊接结构，全部焊接接头在里外都要进行连续焊，在需要防腐的地域采用衬玻璃鳞片或橡胶防腐。

烟道组件中设有导流片，导流片由螺栓连结支座与烟道壁板固定，支撑板和弯头导流片的材质均为耐稀酸腐化钢，支座及连结螺栓为不锈钢。

增压风机。

多采用大流量静（动）叶可调式轴流风机。

烟气换热器（GGH）。

多采用容克式烟气换热器（GGH），传热元件由表面烧结陶瓷的钢板组成，表面易冲刷。

全部与净烟气接触的组件都有防腐涂层。

烟气挡板门。

脱硫装置烟气挡板多采用双叶片结构，双叶片之间通有密封风，与净烟气接触的部分衬有镍基合金钢，防范烟气对挡板的腐化。

1．2SO2吸取系统主要有吸取塔、氧化风机、浆液搅拌器、除雾器和石灰石浆液喷淋系统。

湿法烟气脱硫塔的优化数值模拟分析本文采用FLUENT软件，对于某300MW机组的湿法烟气脱硫塔的流动特性开展了计算机数值模拟。

模拟过程中采用标准k-ε湍流模型来模拟系统内烟气的湍流运动，喷淋液滴采用拉格朗日随机颗粒轨道模型，开展气液两相流动的模拟。

通过模拟和分析入口烟道流场分布、脱硫塔内气-液两相流场分布及脱硫塔内液相分布情况，最终优化烟道导流板、塔内传质构件参数、喷淋层及除雾器布置，保障气液分布均匀，减少烟气逃逸，降低系统压力损失，对其类似项目的设计和实施提供了一定的指导价值。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是国内外主流的燃煤电厂烟气脱硫技术，该技术属于气-液-固三相反应过程，包括了SO2和石灰石在液体中的溶解传质过程以及溶解物在液相中的反映过程。

脱硫塔中，浆液由塔顶喷淋层通过液相喷嘴自上而下喷入脱硫塔，烟气由吸收塔底部区域自下而上通过吸收区域，脱硫浆液在吸收塔内不断循环，完成烟气中SO2的吸收过程。

影响脱硫效率的关键因素是塔内的流动情况，例如脱硫浆液的空间分布、烟气在脱硫塔内的流场及烟气与脱硫浆液的接触情况等。

对于湿法脱硫吸收塔这类大型的气液两相反应器，如通过物理实验很难对塔内的流动情况开展测试，实验工作量十分巨大，实验周期较长；另外，受到实验测量手段及实验方法的限制，很难对现场的工程设计提供指导。

随着计算机计算能力的不断提高，采用计算流体力学（ComputationalFluidDynamics，CFD）软件来开展三维流动的研究已经成为一种重要手段。

合理利用计算机开展仿真数值模拟，不仅能缩短研制周期，降低设计成本，而且能明显提高设计质量，相对于传统的物理实验方法具有优越性。

通过数值模拟可以深入认识吸收塔内烟气和浆液流动规律，这对指导吸收塔的设计起着重要的作用。

而且，随着国家日益严格的燃煤电厂超低排放标准，要求对脱硫塔的设计及运行开展精细化研究。

本文采用FLUENT软件，对于某300MW机组的烟气脱硫塔的流动特性开展了计算机数值模拟，通过模拟和分析入口烟道流场分布、脱硫塔内气-液两相流场分布及脱硫塔内液相分布情况，最终优化烟道导流板、塔内传质构件参数、喷淋层及除雾器布置，保障气液分布均匀，减少烟气逃逸，降低系统压力损失，对其类似项目的设计和实施提供了一定的指导价值。

湿法烟气脱硫吸收塔系统的调试及优化北极星电力网技术频道作者:徐建斌鲁天毅金东春 2009-5-18 15:57:43 (阅931次)所属频道: 火力发电关键词: 脱硫吸收塔原理摘要：介绍半山电厂脱硫系统中主设备—吸收塔的工作原理及调试过程，对吸收塔系统的优化运行进行了一些试验和探讨。

关键词：脱硫；吸收塔；原理；调试半山电厂1998年引进德国斯坦米勒公司的一套湿法烟气脱硫（FGD）系统作为2台125 MW机组公用的脱硫设备。

烟气中的SO2在吸收塔中与石灰石浆液反应生成石膏，脱硫率可达95％以上。

其中吸收塔是FGD系统的核心部位，其工作的优劣直接影响到脱硫的效率。

1 吸收塔的工作原理1．1 吸收塔反应机理吸收塔是一个单级的、开放式喷淋、一体化的吸收SO2的装置，吸收塔可以分成洗涤区、再循环区和气流区三部分。

在洗涤区中SO2，SO3在浆液中溶解生成HSO3－和SO42－。

此区由四层喷淋层组成，浆液从再循环区通过四个循环泵打至各喷淋层，在喷嘴的作用下浆液被雾化，与逆流而上的原烟气充分接触并吸收烟气中的SO2和SO3，同时溶解氯、氟并洗涤烟气中大部分的烟尘。

再循环区也就是吸收塔内存放浆液的区域。

有6只搅拌器，分上下两层各3只搅拌器，其中上层3只搅拌器分别装有氧化空气喷枪。

经过洗涤区的浆液在重力的作用下回到再循环区。

在这里HSO3－得到充分氧化生成SO42－，与添加的新鲜石灰石浆液中的Ca2＋反应生成CaSO4，并逐渐形成石膏晶体（CaSO4·2H2O）。

石膏达到一定浓度后，由石膏浆液排放泵排出吸收塔系统。

气流区内有二层波纹板形除雾器，用于去除脱硫后烟气所携带的雾滴。

除雾器层装有工艺水管路，可用于自动冲洗，也作为吸收塔补给水的来源。

1．2 吸收塔的工艺特点由于进入吸收塔的原烟气温度较高（约90℃），而循环浆液中SO2和烟尘含量也较高，很容易在洗涤区产生固体沉淀。

因此本吸收塔设计成单级敞开式吸收塔，尽量减少塔内部件。