1、石灰石-石膏湿法脱硫箱罐特点与设计要求摘要：本文根据石灰石石膏湿法脱硫箱罐贮液特性，介绍了箱罐搅拌器设置、箱罐材质的选择及箱罐保温与防腐特点；阐述了脱硫箱罐基础设计、本体设计、附件及焊接等相关要求与要点。 关键词：石灰石石膏湿法脱硫(FGD)防腐 箱罐 中图分类号： P619 文献标识码： A 1 前言 石灰石石膏湿法脱硫工艺是大多数火力发电厂通常采用的脱硫方法；该工艺中均需要设置立式圆形箱罐来贮存石灰石浆液、石膏浆液或滤液等。由于其贮存介质具有腐蚀性、磨损性与结垢性等特点，所以此类箱罐的设计不同于一般石油箱罐。因此，有必要结合脱硫箱罐贮液性质，阐述湿法脱硫箱罐设计特点，提出脱硫箱罐基础、本体
2、及附件的设计要求，为实际工程中湿法脱硫箱罐设计提供一定的参考。 2 石灰石石膏湿法脱硫箱罐贮液特点 石灰石-石膏湿法脱硫箱罐贮液一般为石灰石浆液、石膏浆液或滤液。该类贮液介质其具有腐蚀性、结垢性和磨损性等特性质。 2.1 腐蚀性 湿法脱硫浆液的腐蚀性主要受 pH 值、氯离子及温度等因素影响，而氯离子浓度的影响较大。Cl-不会沉淀，而是以溶解盐形式在浆液中累积起来形成较高的浓度。 2.2 磨损性 湿法脱硫箱罐贮液具有一定的磨损性，主要是由于设置的搅拌器搅拌时，含有大量附体悬浮贮液介质会与箱罐壁板及内部构件发生摩擦而引起的。 2.3 结垢性 湿法脱硫箱罐贮液含有的大量细小的石英砂、碳酸钙或石膏颗粒
3、等悬浮固体，贮液呈悬浮态，属于悬浮液。若箱罐搅拌器停运维修或箱罐贮液没有完全排空，则会发生结垢。 3 湿法脱硫箱罐搅拌器设置特点 3.1 搅拌器设置特点 为防止箱罐内地浆液介质沉淀沉降而结垢，均需设置搅拌器。搅拌器一般为螺旋桨机械搅拌器，其形式主要有顶进式与侧进式两种。 3.1.1 顶进式搅拌器 顶进式搅拌器安装在箱罐顶部中心位置，一般安装 1 台。采用顶进式搅拌器时，需设置搅拌器挡板来增强箱罐内浆液的紊乱。搅拌器挡板的数量一般为 34 片，平均分布在 360的圆周上。 3.1.2 侧进式搅拌器 一般只有容积较大的箱罐采用侧进式搅拌器。侧进式搅拌器安装在箱罐侧壁底部位置并设置支撑，一般安装 3
4、4 台。 4 湿法脱硫箱罐材质及保温防腐特点 4.1 箱罐材质 湿法脱硫箱罐贮液介质温度一般属于 0150范围内，其壁板材质一般采用普通碳钢。箱罐接口管嘴一般采用 20 号无缝钢管。 4.2 箱罐保温 在寒冷地区，需对箱罐进行相应的保温设计。保温厚度需根据火力发电厂保温油漆设计规程 （DL/T5072）设计；而在极寒地区等特殊情况，还需考虑蒸汽或电伴热保温。 4.3 箱罐防腐 根据防腐位置的不同，可分为油漆防腐与特殊防腐。油漆防腐主要用于箱罐外表面防腐；而特殊防腐主要针对箱罐内表面防腐。 4.3.1 油漆防腐 不保温箱罐，仅需对外表面进行底漆+中间漆+面漆防腐处理；而保温箱罐仅需涂刷 12 度
5、防锈底漆。 4.3.2 特殊防腐 湿法脱硫箱罐内部均需要进行特殊防腐处理，常用的防腐有衬玻璃鳞片树脂或衬胶两种。 4.3.2.1 衬玻璃鳞片树脂 湿法脱硫防腐箱罐一般采用衬玻璃鳞片树脂进行防腐处理。一般玻璃鳞片树脂的厚度为 2mm 厚且箱罐底部需要进行加强防腐处理。 4.3.2.2 衬胶 湿法脱硫防腐箱罐还可以采用衬胶处理防腐。一般使用至少 4mm 厚的丁基橡胶衬里且箱罐底部需要进行加强防腐处理。 5 湿法脱硫箱罐设计要求 5.1 荷载要求 所有的脱硫箱罐均需要考虑地震荷载与内压荷载（储存介质对罐体产生的压力荷载）并进行抗震设计。当室外布置时，还需考虑雪载与风载并进行抗风设计。此外，对顶进式搅
6、拌器箱罐，需考虑搅拌器荷载及人员检修维护荷载；侧进式搅拌器箱罐，需考虑搅拌器对壁板的荷载弯矩。 5.2 基础设计要求 箱罐基础一般分为钢筋混凝土基础层与二次灌浆层。箱罐基础预埋钢构件需预埋在二次灌浆层中并最终与箱罐底板焊接成一体。 底板设计要求 箱罐底板需根据基础形式进行裁板，通常分平底板与锥底板两种，如图 1。 图 1. 底板设计 5.4 壁板设计要求 当箱罐底部壁板计算厚度箱罐最小公称厚度+厚度附加量+2 时，一般应设计成同厚度的 1 层圈板。 当箱罐底部壁板计算厚度箱罐最小公称厚度+厚度附加量+2 时，应设计成若干层圈板，且每层圈板的厚度之差一般按 2mm 设计。 5.5 顶板设计要求
7、湿法脱硫箱罐顶板一般分为两种形式，即平顶或锥顶。容积较小箱罐一般宜采用平顶形式；容积较大箱罐一般宜采用锥顶形式。 5.6 顶板加强筋设计要求 根据箱顶形式的不同，箱顶加强筋的布置形式一般分为平顶箱罐加强筋及锥顶箱罐加强筋两种。 5.6.1 平顶加强筋 一般直径小或容积较小的箱罐采用平顶与顶进式搅拌器，且需在箱罐中心处设置顶进式搅拌器支撑型钢与开孔，如图 2： 图 2. 平顶箱罐加强筋 5.6.2 锥顶加强筋 一般直径大或容积较大的箱罐采用锥顶与侧进式搅拌器，如图 3： 图 3. 锥顶箱罐加强筋 5.7 箱顶排水孔设计要求 室外布置的箱罐均需设置箱顶排水孔，用于排泄箱顶的积水。一般是在箱顶加强筋
8、与顶板焊接面处设置半圆形排水孔。 5.8 人孔设置要求 为了便于箱罐内部件检修、安装或箱内清理等操作，每个箱罐一般需设置 1 个顶人孔及 1 个侧人孔。 5.8.1 顶人孔 顶人孔布置在箱顶且距离箱顶平台扶梯附近，便以检修等人员就近操作。顶人孔规格一般为 DN500800。 5.8.2 侧人孔 侧人孔布置在箱壁底部较靠近地面的位置，便以人员由侧人孔直接进入箱罐进行各类操作或将直径较大的搅拌器轮毂运至箱罐内。侧人孔规格一般为 DN6001600。 5.9 箱管嘴设计要求 箱顶管嘴主要有箱顶呼吸孔、箱顶进液管嘴、箱底放空管嘴、贮液至泵进口管嘴及液位测量管嘴等，均需根据具体工程特点合理布置。 5.1
9、0 箱罐内件焊接设计要求 在箱罐需防腐前需完成所有焊接工作，以免对箱罐的防腐层造成破坏并最终导致箱罐腐蚀。箱罐内部焊接处均需采用连续满焊并进行倒圆角打磨光滑。如图 4： 图 4 箱罐主要部分焊接 6 结论 湿法脱硫防腐箱罐箱罐设计时，需要设置合理搅拌器与箱罐形式。一般，对于容积较小的箱罐，优先采用平顶+顶进式搅拌器+防腐；对于容积较大的箱罐，优先采用锥顶+侧进式搅拌器+防腐。 箱罐基础与本体等进行设计时，需结合工程特点，优先采用锥底基础与底板；优先设置多圈不同壁厚的壁板；优先采用锥顶并合理布置加强筋；结合箱罐内部件大小，合理选择人孔大小；注意焊接与防腐，实现有效防止腐蚀、磨损与结垢，最终确保脱硫防腐箱罐能够长期安全运作。 参考文献 1 大型储罐设计. 北方工业出版社. 2004 2 立式圆形钢制焊接油罐（GB 50341-2003）. 2003 3 衬里钢壳设计技术规定（HG/T20678-2000）. 2000 4 火电厂湿法烟气脱硫技术手册. 中国电力出版社. 2006 5 火力发电厂焊接技术规定（DL/T869-2012）. 2012 6 钢制压力容器焊接规程（JB/T4709-2007）. 2007
