CN102489126A - 一种带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体 - Google Patents

Abstract

一种带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，它是用复合材料制作的弧形板A组成脱硫吸收塔塔体，弧形板是根据塔体的直径的大小将塔体筒体圆周平均分割为3-12块的弧形板，弧形板A的四周有向外的翻边，翻边上有螺栓孔，用于相邻的弧形板A的连结和上下筒体的连结，连结的接缝衬垫有橡胶垫片；烟囱也是复合材料制成，整个脱硫吸收塔塔体外有固定钢架，脱硫吸收塔塔体和烟囱固定在立柱上。本发明的有益效果：采用耐腐蚀、耐高温、抗拉伸性能好的复合材料，提高了吸收塔和烟囱的使用寿命和可靠性；采用单元化的复合拼装结构，解决了大直径复合材料脱硫吸收塔的建造难题；可完全实施工厂化生产，施工现场组装，提高质量，缩短建设周期，降低建设成本。

Description

一种带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体

技术领域：

本发明涉及一种带直排烟囱的脱硫吸收塔塔体，尤其涉及采用玻璃钢复合材料制成的带直排烟囱的脱硫吸收塔塔体。

背景技术：

随着节能减排工作的深入,大量的烟气脱硫装置在建设之中,作为湿法烟气脱硫系统的核心设备, 脱硫塔的投资和建设周期对整个脱硫工程具有决定性的作用, 烟气脱硫塔通常的形式有: 碳钢衬玻璃鳞片（胶）塔体或整体玻璃钢塔体，上述两种形式其共同的缺点是由于脱硫塔塔体体积庞大（通常电厂脱硫塔直径6-18米）、均需采用现场制作安装形式，施工周期长、施工进度受气候影响大，质量控制难，特别是防腐施工受环境温度、湿度的影响。对玻璃钢吸收塔而言，随着材料技术的发展,玻璃钢（FRP）以其优良的耐腐蚀、耐温和抗拉伸性能，越来越多地应用到脱硫塔塔体的制造中，但由于脱硫塔塔体的径向静压、本体的竖向承重力、外部侧向应力、及脱硫塔塔体整体风载荷均需由塔本体来承受，玻璃钢吸收塔塔体受其材料强度限制，其璧厚通常需30-50mm,造价较高、投资大；同时，由于受玻璃钢塔塔体制造模具规模的限制，10米以上的玻璃钢塔塔体无法制作。对碳钢内衬玻璃鳞片（胶）塔而言，其外部碳钢壳体承受了塔体的脱硫吸收塔的径向静压、本体的竖向承重力、外部侧向应力及脱硫塔整体风载荷，内部防腐处理解决了脱硫塔的防腐问题，但由于上述两个工序无法同时制作安装，其施工周期非常长，同时玻璃鳞片或衬胶防腐均存在使用寿命问题，需定期维护、维护工作量大，维修成本高。

在脱硫尾气排放方面，湿法烟气脱硫有着共同的缺点，即，脱硫尾气排放温度低于酸露点腐蚀温度，在40~60℃之间，尽管在脱硫过程中，SO₂ 、SO₃的脱除效率也很高，但是由于SO₃遇水会形成酸雾，不可能100%去除，脱硫后的净烟气含有硫酸雾，仍然表现出明显的腐蚀性，为此，实施烟气湿法脱硫后，必须采取措施防止净烟气对烟囱的腐蚀，目前通常的方式有以下三种：1）增加GGH（气—气换热器），利用原烟气与净烟气进行换热，使净烟气温度提高到80℃以上，减少其对烟囱的腐蚀，该方法的缺点是GGH阻力大、运行成本高，GGH易腐蚀、结垢，故障率高，运行可靠性低，为此该方式现已很少采用。2）对原有烟囱进行防腐改造，使其既能抗脱硫设施运行过程中低温湿烟气的酸性腐蚀，又能耐脱硫设施故障状况下原烟气的高温（130-200℃）,为此对防腐材料的要求非常高,目前通常采用钛合金材料,造价极高,国内企业很少采用。3）另行设立湿烟囱，即对原有烟囱不做改造，作为脱硫设施故障状况事故排放烟囱排放高温烟气，另行设立耐腐蚀的湿烟囱直接排放脱硫后的湿烟气，从节约场地和降低投资的角度出发，湿烟囱通常设置在脱硫塔塔顶，直接排放湿烟气，其优点是降低了烟风系统的阻力，有效降低了风机的电耗和投资，解决了原烟囱防腐问题。为此，目前在国内烟气脱硫工程中，湿烟囱被越来越多地采用。

由于电厂烟囱高度达80-150米，烟囱承受极高的高空风载荷,烟囱材料必须具有较高的机械强度；烟囱高空摆动的幅度大，烟囱防腐材料必须具有良好的抗拉伸性能；湿烟囱安装为高空作业，必须考虑烟囱构件单元的重量和高空工作量，以缩短施工周期，降低造价。目前通常的塔顶带直排烟囱脱硫塔的设置方式为:

1）脱硫塔和烟囱均采用碳钢结构，内衬玻璃鳞片或内衬胶板，其缺点是所有制作和施工作业均在现场进行，存在大量的高空作业，并且均为重单元构件，施工难度大、施工成本高；脱硫塔和烟囱的内防腐施工需在碳钢壳体施工完成后进行，施工周期长；烟囱内防腐材料已被拉伸变型或开裂，维修困难，甚至会造成烟囱钢结构的腐蚀而引起安全事故，为此烟囱高度在80米以上的，较少采用该方式。

2）下部玻璃钢吸收塔或碳钢内衬玻璃鳞片（衬胶）吸收塔，塔顶烟囱采用玻璃钢并采用用钢支架支撑，钢支架设在塔的四周以缩小占地面积，并利用吸收塔的自重增加整个系统的稳定性。其优点是玻璃钢烟囱有效解决了烟囱内防腐材料易被拉伸变型或开裂问题，提高了可靠性。缺点是增加了钢支架的投资，建设成本高；除了钢支架可在厂内预制作外，其塔制作施工安装工序仍需在现场进行，施工周期长。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以工厂生产，施工现场组装的耐腐蚀的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔。

本发明的技术方案如下：

一种带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，它是用复合材料制作的弧形板A组成脱硫吸收塔塔体，弧形板A是一高2-6米的弧形板，它是根据塔体的直径的大小将塔体筒体圆周平均分割为3-12块的弧形板，弧形板A厚：10-40mm，弧形板A的四周有向外的、宽30-100mm的翻边，翻边上有螺栓孔，用于相邻的弧形板A的连结和上下筒体的连结，连结的接缝衬垫有橡胶垫片，同样，连结吸收塔塔体和烟囱的圆锥台由复合材料制作的3-12块弧形板B组成，弧形板B四周也有翻边，翻边上有螺栓孔，圆锥台底的圆周与脱硫吸收塔塔体的圆周相匹配，可以与脱硫吸收塔塔体紧密结合，圆锥台顶的圆周与烟囱的圆周相匹配，可以与烟囱紧密结合，烟囱是复合材料制作的高2-6米的圆筒或弧形板组成，厚10-20mm，它们也有用于相互连结的翻边，塔体底部有塔底板，由厚20-80mm的复合材料制作，整个脱硫吸收塔塔体外有用于固定塔体的固定钢架，固定钢架是由3-12个碳钢立柱和多个横撑组成，脱硫吸收塔塔体和烟囱通过固定连接件固定在立柱上，塔内有塔内部件（喷淋管及除雾器等部件）支撑梁，塔内支撑梁穿过塔体与固定钢架的横撑固定连接。

上述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，所述的复合材料是由无机纤维、有机树脂或和树脂固化剂所构成的复合材料。

上述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，所述的复合材料是玻璃钢。

上述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，所述的固定钢架的结构强度能够完全承受的脱硫吸收塔及直排烟囱的径向静压、轴向重力、外部侧向应力及风载。

上述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，所述的固定连接件可以是钢平板上固定有钢板弯曲而成U型钢弯板的固定连接件，U型钢弯板的U型开口垂直于钢平板，构成U型连接件，如图3所示，钢平板焊接固定在固定钢架上。

上述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，所述的脱硫吸收塔塔体和烟囱，在垂直断面上分布若干个用于克服复合材料热膨胀的补偿节或层间塑料垫片，其材质为复合材料。

本发明的积极意义在于：

1) 采用带直排烟囱的脱硫吸收塔，解决脱硫尾气烟囱腐蚀问题；

2）采用耐腐蚀、耐高温、抗拉伸性能好的玻璃钢复合材料或其它复合材料作为脱硫吸塔和烟囱的壳体材料，有效提高吸收塔和烟囱的使用寿命和可靠性；

3）单元化的复合拼装结构，解决了大直径玻璃钢脱硫吸收塔的建造难题，拓展了玻璃钢材料在脱硫吸收中的应用；

4）采用单元复合材料和单元化支撑结构件，可完全实施工厂生产，施工现场组装，提高脱硫塔和烟囱的施工质量，缩短建设周期，降低建设成本； 

5）玻璃钢脱硫塔体和烟囱材料厚度只需考虑自身强度，整体结构强度由外部固定钢架承受，玻璃钢厚度仅需10-25mm,大幅降低了系统投资。

 

附图说明

图1为带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体和固定钢架的整体结构示意图。

图2为固定钢架的结构示意图。

图3为固定连接件的U型连接件的结构示意图。

图4为塔内支撑梁与固定钢架连接剖面结构示意图

图5 为塔底座结构示意图

图6 为带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体和固定钢架的整体效果图。

具体实施方式

实施例：

1、建直径为9米、高30米的脱硫吸收塔，烟囱直径5米、高30米（排放高度60米），采用本专利所述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体和固定钢架实施。

根据运输限制运输的宽度要小于4米，9米直径的脱硫塔将筒体圆周部分平均分割为8块，用玻璃钢复合材料制作的单元部件弧形板A，每块弧线长约3.5米，弧形板A高度6米，厚度20mm。翻边宽100mm，弧形翻边上有10个螺栓孔，上下两层的弧形板A的螺栓孔互相对应，垂直翻边上有18个螺栓孔，在施工现场装配固定钢架，固定钢架有8根立柱，选用Φ600×12 Q345B焊接钢管和每层8根横撑，选用H340×250×9×14 Q345B 热轧型钢。层与层之间选用Φ273×8 Q345B无缝钢管呈三角形连接。，每两块弧形板A之间的接缝内加橡胶垫片后与U型连接件用螺栓连接并固定。每层需要8块弧形板A拼成一个筒体，共需5层，层与层之间接缝加橡胶垫片采用法兰连接定位，每层固定在固定钢架的8根主立柱上，将U型连接件焊接在立柱上，共5层固定在固定钢架（5）上，构成复合式脱硫吸收塔塔体。直排烟囱和椎体与脱硫吸收塔塔体安装同样的方法固定在固定钢架（5）上。塔体和烟囱安装完成后，内部用玻璃钢将接缝处糊制抹平。

塔体和烟囱之间安装非金属软连接，利用法兰及螺丝分别与塔体和烟囱连接，以消除轴向的热膨胀应力。软连接材质由用聚四氟乙烯、橡胶或工程塑料等材质组成。塔内部件（喷淋管及除雾器等部件）的支撑梁（6）选用300×200×6 矩形管，支撑梁（6）穿过塔体与固定钢架(5)焊接，塔内支撑梁共有5层，分别布置在塔高15m、18m、21m、23和25m的位置，主要承载塔内喷淋管及除雾器的重量。塔内支撑梁结构详见图4.

采用厚40mm的玻璃钢板作为塔底板，将单元部件弧形板A拼装并通过糊制与底板相结合，结构详见图5。

Claims (6)

1.一种带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，其特征是：它是用复合材料制作的弧形板A组成脱硫吸收塔塔体，弧形板A是一高2-6米的弧形板，它是根据塔体的直径的大小将塔体筒体圆周平均分割为3-12块的弧形板，弧形板A厚10-25mm，弧形板A的四周有向外的、宽30-100mm的翻边，翻边上有螺栓孔，用于相邻的弧形板A的连结和上下筒体的连结，连结的接缝衬垫有橡胶垫片，同样，连结吸收塔塔体和烟囱的圆锥台由复合材料制作的3-12块弧形板B组成，弧形板B四周也有翻边，翻边上有螺栓孔，圆锥台底的圆周与脱硫吸收塔塔体的圆周相匹配，与脱硫吸收塔塔体紧密结合，圆锥台顶的圆周与烟囱的圆周相匹配，与烟囱紧密结合，烟囱是复合材料制作的高2-6米的圆筒或弧形板组成，厚10-20mm，它们也有用于相互连结的翻边，塔体底部有塔底板，由厚20-80mm的复合材料制作，整个脱硫吸收塔塔体外有用于固定塔体的固定钢架，固定钢架是由3-12个碳钢立柱和多个横撑组成，脱硫吸收塔塔体和烟囱通过固定连接件固定在立柱上，塔内有塔内部件支撑梁，塔内支撑梁穿过塔体与固定钢架的横撑固定连接。

2.根据权利要求1述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，其特征是：所述的复合材料是由无机纤维和有机树脂，或和树脂固化剂所构成的复合材料。

3.根据权利要求2所述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，其特征是：所述的复合材料是玻璃钢。

4.根据权利要求1所述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，其特征是：所述的固定钢架的结构强度能够完全承受脱硫吸收塔及直排烟囱的径向静压、轴向重力、外部侧向应力及风载。

5.根据权利要求1所述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，其特征是：所述的固定连接件是钢平板上固定有钢板弯曲而成U型钢弯板的固定连接件，U型钢弯板的U型开口垂直于钢平板，构成U型连接件，钢平板焊接固定在固定钢架上。

6.根据权利要求1所上述的带直排烟囱的复合式脱硫吸收塔塔体，其特征是：所述的脱硫吸收塔塔体和烟囱，在垂直断面上分布3-8个用于克服复合材料热膨胀的补偿节或橡胶垫片，其材质为复合材料。

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