2024年4月6日发(作者：善女)
６６０ Ｍｗ机组脱硫吸收塔设汁 发电设备（２０１０ Ｎｏ．３）
， ’’’’’ ’’ 、
：环保技术与装备：
…。。。。。。。。。。ｔ
６６０ ＭＷ机组脱硫吸收塔设计
徐华春
（中环（中国）工程有限公司，南京２１Ｏ００８）
摘 要：介绍了大唐南京电厂２台６６０ ＭＷ机组湿法脱硫吸收塔设计方法和步骤。Ｃｆｘ，ｌｉ￣２Ｎ：Ｎ＇Ｎ气
旁路烟道的特点，分析了吸收塔设计需注意的问题和为提高吸收塔可靠性所采取的措施，为同类工程吸收塔
设计提供参考。
关键词：火电厂；脱硫塔设计；无旁路烟道；防腐措施
中图分类号：Ｘ７０１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—０８６Ｘ（２Ｏｉ０）０３—０２１９－０５
Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ Ａｂｓｏｒｂｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ６６０ ＭＷ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔｓ
ＸＵ Ｈｕａ—ｃｈｕｎ
（ＧＣＬ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｗｅｔ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｅｒｓ ｆｏｒ ２ ６ ６０ ＭＷ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔｓ ｉｎ
Ｄａｔａｎｇ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ ａｒｅ ｂｅｉｎｇ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｎｏ ｂｙ—ｐａｓｓ ｆｌｕｅ
ｄｕｃｔ，ｎｏｔｅｗｏｒｔｈｙ ｉｔｅｍｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔａｋｅｎ ｆｏｒ ｒａｉｓｉｎｇ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｉｓ ｍａｙ ｓｅｒｖｅ ａｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ；ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｅｒ；ｎｏ ｂｙ—ｐａｓｓ ｆｌｕｅ ｄｕｃｔ；ａｎｔｉ’ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｍｅａＳＩＪｒｅ
大唐南京电厂２台６６０ Ｍｗ超超临界机组同
步安装石灰石粉一石膏湿法脱硫装置（ＦＧＤ），采用
一
和关键设备，对于无旁路的脱硫塔，其设计对保证
主体机组和脱硫系统安全运行更是至关重要。
炉一塔方式布置，脱硫率要求不小于９５ 。目
前，国内已投运或在建的湿法脱硫装置一般都设
有１００ 旁路烟道，作为锅炉点火、ＦＧＤ故障停运
ｌ 吸收塔设计原始数据
根据本工程的工艺物料平衡，列出了吸收塔
设计的主要原始数据，见表１。
表１ 吸收塔设计主要原始数据
项目
入口烟气量（湿态）／（ｍ。・ｈ
数值
或临时检修时的排烟通道。脱硫系统设置旁路
后，保证了发电机组的安全运行，但也给环保意识
不强的电厂提供了偷排ＳＯ 的机会。根据环境影
响评价报告要求和国家环保部的批复，大唐南京
电厂新建机组烟气脱硫工程取消了烟气旁路。取
消旁路后，ＦＧＤ成为机组不可解列的一部分。为
人口烟气温度／℃
出口烟气量（湿态）／（ｍ。・ｈ
了减少脱硫系统的故障点，保证机组可靠运行，该
脱硫系统同时取消了烟气换热器（ＧＧＨ），将增压
出口烟气温度／℃
浆液正常含固量／
浆液ｃ１一体积含量／％
浆液密度／（ｋｇ・ｍ～。）
风机和引风机合并。吸收塔是脱硫系统的主要
收稿日期：２００９—０８ ｌ ７
作者简介：徐华春（１ ９７４一），男，Ｔ程师，主要从事火力发电厂环境保护工程设计工作。
Ｅ ｍａｉｌ：ｘｕｈｃ＠ｇｅｌ ｅｎｇ．ｃｏｒｎ
发电设备（２０１０ Ｎｏ．３）
２ 吸收塔本体外形尺寸
吸收塔本体外形尺寸主要包括塔体直径、氧
化浆池容积、吸收及除雾区域高度。尺寸大小由
烟气量、烟气流速、液气比、喷淋层层数等确定。
２．１吸收塔直径
吸收塔直径由烟气量和烟气流速确定。当
人口烟气量一定时，塔内烟气流速越高，塔直径
就越小。直径较小的吸收塔可以节省塔体钢材、
塔内件（如喷淋层、除雾器及衬里）和循环泵等的
投资，因此从经济角度考虑，应该选择较高的烟
气流速。但是过高的烟气流速，会造成吸收塔的
压降增加（增压风机电耗增加）。在湿法脱硫塔
设计中，烟气流速控制在３～４．５ ｍ／ｓ较合理，通
常烟气经济流速控制在３．８ ｍ／ｓ左右。此外，吸
收塔的设计还应满足ｌ１Ｏ 的超负荷工况，此时
塔内烟气流速以低于４．１ ｍ／ｓ为宜［】 。
２．２液气比（Ｌ／Ｇ）
液气比是指单位时间内吸收剂循环量与烟
气流量之比。提高液气比相当于增大了吸收塔
内的喷淋密度，使液、气间的接触面积增大，传质
单元数将随之增大，脱硫效率也将增大。但当液
气比超过临界值后，继续提高液气比，脱硫效率
增长就会极其缓慢。在实际工程中，提高液气比
会使浆液循环泵的流量增大，塔内压力损失增
大，从而增加设备的投资和能耗。液气比的最佳
范围是１３～１６ Ｌ／ｍ 。
２．３氧化浆池容积
按照石膏晶体成长的停留时间和石灰石溶
解的停留时间分别计算所需的浆池容积，取两者
中的最大值为浆池容积。根据浆池容积和吸收
塔直径可以得到浆液的正常液位。在确定液位
高度时，还需考虑吸收塔运行时注人氧化空气引
起的膨胀、吸收塔搅拌器引起的液位波动和液位
控制安全，增加浆池的高度。
２．４喷淋层数设置
喷淋层设置要满足脱硫效率要求，一般设置
３～４层。喷淋层通常采用单独浆液循环泵供浆。
本工程共设置４层喷淋层，其中１层作为备用喷
淋层。浆液循环泵长期运行不可避免造成磨损，
在其检修期间内，运行备用喷淋层，可以避免循
环泵因检修停运而使机组降低负荷，减少发
电量。
・ ２２Ｏ・
６６０ Ｍｗ机组脱硫吸收塔设计
２．５吸收及除雾区域高度
吸收区高度一般指烟气人口水平中心线至
喷淋层中心线的距离，按烟气流速和烟气停留时
间确定，实际工程多为７～１０ ｍ。从人口烟道上
顶面到第ｌ层喷淋层一般保持３～３．５ ｍ，避免浆
液进人塔入口烟道，同时使浆液与烟气充分接
触。根据喷嘴的雾化特性，喷淋层与喷淋层之间
的距离为２～２．５ ｍ。顶层喷淋层到除雾器距离
根据浆液喷淋后雾滴大小及液滴上升流速考虑，
选用向下喷雾喷嘴时，应大于１．２ ｍｌ２］。除雾器
到出口烟道的距离根据除雾器厂家的要求至少
大于ｌ ｍ。
２．６外形尺寸计算结果
本工程确定吸收塔外形尺寸的参数选用值
见表２，外形尺寸见图１。采用ｄ 一１７ ４００ ｍｍ
及ｄ。一１６ ０００ ｍｍ变径塔，可以降低塔体高度。
吸收塔浆液池正常液位８．５ ｍ，最高液位９ ＩＴＩ。每
层喷淋层对应的浆液循环泵流量均为１０ ４００ Ｉｎ。／
ｈ，各层喷嘴数量均为１０２个。
表２ 吸收塔设计参数选用值
项目 选用值
烟气流速／（ｍ・Ｓ ）
液气比／（Ｌ・ｍ ）
氧化空气膨胀安全裕量／ｍ
液位控制安全裕量／ｍ
进口烟道的宽度（吸收塔直径的百分比）／
人口烟道上顶面到第一层喷淋层的距离／ｍ
５ ； ５ ３
８
） ５
色
５
，
４
喷淋层之间的距离／ｍ
顶层喷淋层到除雾器的距离／ｍ
除雾器的高度／ｍ
除雾器上沿到出口烟道的距离／ｍ
２．７无旁路脱硫塔外形尺寸的特点
无旁路脱硫塔整体尺寸设计裕度比常规设
计要大一些。其中包括吸收塔直径、塔内烟速、液
气比、浆池容积、烟气停留时间等参数，防止因锅
炉燃用煤种的含硫量增加造成吸收塔内浆液ｐＨ
值无法控制，机组降负荷运行或停炉，特别是吸
收塔浆液池容积增大后，可增加ＳＯ 吸收、氧化、
石膏结晶可靠性，提高对烟气量、ＳＯ：浓度增加、
石灰石品质变差时运行工况的适应性，对石灰石
供应和石膏排出、废水排放出现临时故障也有缓
冲作用。
Ｌ
５
６６０ Ｍｗ枧纽脱硫吸收塔设计
图１吸收塔总图（单位：ｒｎｍ）
３塔内件选型及设计
吸收塔内件主要包括除雾器、喷淋层、喷嘴、
搅拌器及氧化空气管、滤网。取消旁路后，塔内
件的性能和材质都必须提高要求，以提高吸收塔
整体可靠性。
３．１除雾器
除雾器常用２种结构型式：平板式和屋脊
式。屋脊式除雾器设计流速大，经波纹板碰撞下
来的雾滴可集中流下，减轻产生烟气夹带雾滴现
象，除雾面积也比水平式大，因此除雾效率高，出
口排放的液滴浓度≤５０ ｍｇ／ｍ。。一般常规设计
要求除雾器出口排放的液滴浓度≤７５ ｍｇ／ｍ。。
本工程吸收塔选择除雾效果相对好的屋脊式除
雾器。
除雾器冲洗系统的作用是定期清除除雾器
叶片捕集的液滴、粉尘，保持叶片表面清洁，防止
叶片结垢和堵塞。除雾器堵塞后，会增加烟气阻
力，结垢严重时会导致除雾器变形、坍塌和折断。
对于正常的二级除雾器，第２级除雾器后端面仅
在必要时才进行冲洗，避免烟气携带太多液滴。
旁路取消后，为避免浆液在第２级除雾器上部沉
积引起堵塞，要求厂家在除雾器设计时，增加了
二级除雾器后端面手动冲洗系统，防止除雾器堵
塞时无法进行清除。
除雾器冲洗水阀门是动作十分频繁的阀门，
应选择质量可靠的产品。
３．２喷淋层
喷淋层中的喷淋管目前主要有２种材质和
发电设备（２０１０ Ｎｏ．３）
结构形式：（１）全玻璃钢（ＦＲＰ）材质，由于玻璃钢
的材判特性，这种结构需要在喷淋管底部设置支
撑梁。（２）主管用碳钢，内外衬胶，支管用ＦＲＰ
管，主管和支管之间用法兰连接，这种结构见图
２，主管采用等径钢管，管径大、壁厚，自身起到支
撑梁的作用，ＦＲＰ支管底部可以不设支撑梁。
图２无支撑＇巢喷淋层
在实际运行中，全玻璃钢喷淋层底部的支撑
梁有被上部喷嘴喷出的浆液击穿破坏的现象。
为避免由此带来的隐患，本工程喷淋层采用后第
２种形式，喷淋ＦＲＰ支管底部不设支撑梁。
吸收塔喷淋区域塔径ｄ一１６ ｍ，喷淋ＦＲＰ支
管较长，要求喷淋层供应商利用管道分析软件对
喷淋层进行受力分析，选择合理管壁厚，通过在
支管上加筋提高ＦＲＰ支管的强度和刚度，并对其
各个生产环节进行认真监督检验。
３．３喷嘴
喷嘴的性能对脱硫率有重要影响。常用的
脱硫喷嘴有２种形式：螺旋型实心锥喷嘴和空心
锥切线型喷嘴。
螺旋型实心锥喷嘴的特点是喷淋量大，所以
喷嘴个数少，缺点是结构易碎，且液滴均匀性也
有待提高 ｊ。在湿法脱硫吸收塔上，空心锥切线
型喷嘴（见图３）是螺旋型实心喷嘴的替代产品，
其自由畅通直径大，具有自清洗功能，应用最为
普遍 ］，因此选用该型式喷嘴。
图３空心锥切线型喷嘴
发电设备（２０１０ Ｎｏ．３） ６６０ Ｍｗ机纽脱硫吸收塔设汁
脱硫喷嘴采用的材料主要有反应烧结碳化
硅（ＲＢＳＣ）和氮化硅结合碳化硅（ＳＮＢＳＣ）。ＲＢ—
ＳＣ属于精细陶瓷，显气孔率小，弯曲强度大，适
用于制作精细的螺旋型喷嘴。ＳＮＢＳＣ主要制造
空心锥类喷嘴。目前，脱硫喷嘴的国产化率仍然
很低，有的厂家正在开拓脱硫喷嘴业务，但是目
前的制作还处于粗旷型模型仿制阶段 。从国
外公司的供货情况看，ＳＮＢＳＣ是喷嘴的主导
４吸收塔防腐
吸收塔本体不同部位及零部件，因其承受多
种多样的化学品、温度、湿度的腐蚀和烟尘、浆液
的冲刷、磨损等苛刻的工况条件，要求采用相应
的既防腐又耐磨损、冲刷的材料。目前，用于吸
收塔的防腐材料有：橡胶、玻璃鳞片和镍基合金，
其中镍基合金价格昂贵，主要用在吸收塔人口干
材料。
各喷淋层喷嘴错开布置，保证浆液重叠覆盖
率至少达１７０ ～２５Ｏ ，最外层喷嘴与塔壁要保
持合理距离，防止塔壁穿孔漏浆。
３．４搅拌器及氧化空气管
吸收塔侧进式搅拌器是为避免浆液在浆液
池中沉淀结垢，保证氧化空气与亚硫酸盐充分接
触与反应，让浆液处于不停的流动状态。搅拌器
应选择质量可靠、性能优良的产品。
氧化空气管一般设置在搅拌器桨叶的前方，
氧化空气通过此管道喷人到浆液池中。氧化空
气管向塔内喷出氧化空气时，管道会有颤振现
象，而且塔内浆液一直在搅拌，氧化空气管容易
折断，氧化空气管道选用１．４５２ ９合金。吸收塔内
部有防腐层，氧化空气管的固定支架与塔壁的连
接要牢靠。
３．５滤网
为保护浆液循环泵，防止吸收塔浆液池内大
直径固体颗粒进入泵体，引起泵体的磨损及喷嘴
和旋流子的堵塞，吸收塔内浆液循环泵吸入口设
置过滤网（见图４）。滤网网孔面积应为泵吸人口
面积的３倍以上 ］，网孑Ｌ在筛网半圆柱体及顶、
底部盖板上按比例布置，滤网材料选用１．４５２ ９
合金。
浆液
循环泵
人口管
图４浆液循环泵人口滤网
湿界面处比较恶劣的环境。
塔体的防腐在欧洲主要使用橡胶衬里，在日
本几乎全部采用玻璃鳞片涂层，在美国则均有使
用。玻璃鳞片具有优良的防渗透性和良好的机
械强度，施工维修方便，但不能承受较大的温差。
橡胶衬里具有弹性和受力变形能力，可吸收固体
物料的冲刷力，耐一定程度的温度变化，发生一
定限度变形时随着基体一起变形而不产生裂纹，
并具有良好的耐磨性能。其缺点是当衬胶层起
层开裂时，会产生扩散性腐蚀，施工要求高，维修
不易。
为提高塔内防腐材料的耐温耐磨性能，本工
程吸收塔采用内衬丁基橡胶防腐。从吸收塔底
板到搅拌器桨叶上端和喷淋层段塔内壁，此区域
内有浆液运动或冲刷，对衬胶有着很大的磨损，
因此采用双层衬胶，其他部位单层衬胶。防腐层
的施工严格按照相关标准和规程进行，特别是要
保证合理的工期。
本工程脱硫系统无ＧＧＨ，吸收塔入口处为
高温原烟气，吸收塔人口处上部塔壁设有挡液
板，但仍然不可避免会有喷淋浆液落到上面，造
成入口段表面的防腐材料经常处于热胀冷缩状
态，时间一长，防腐材料会出现龟裂。同时吸收
塔入口处在干、湿界面上容易结露，浆液也容易
富集、结垢，抗腐蚀条件恶劣。因此吸收塔入口
处烟道区域全部衬Ｃ一２７６合金。
５ 吸收塔塔体结构设计
吸收塔塔体为大型薄壁壳体钢结构，塔壁上
有很多接管、检修人孔门的开孔，特别是吸收塔
烟气进、出口开孑Ｌ尺寸接近塔体直径，而塔内布
置喷淋层、除雾器、搅拌器等内件，设计时应计算
和校核在烟气压力、浆液静压、塔体及其附件的
重量、风荷载、雪荷载、地震荷载等作用下，塔体
的强度、变形和稳定性，尤其是入口烟道大开孔
６６０ Ｍｗ祝纽脱硫吸收塔 计 发电设备（２０１０ Ｎｏ．３）
对塔体的削弱。国内目前还没有脱硫吸收塔结
构设计和制造的标准，通常利用Ａｎｓｙｓ有限元分
火电厂运行的湿法脱硫工程，不设烟气旁路的极
少，同时国家对新（扩）建燃煤机组建设脱硫设施
析软件来分析这种复杂的钢结构体，但仍需要工
程经验指导，对计算结果要利用相关规范和标准
来衡量。
时，鼓励不设置烟气旁路。不设烟气旁路的湿法
脱硫塔可靠性还需要工程运行实践的检验。
参考文献：
［１］谭学谦．浅谈６００ Ｍｗ机组湿法脱硫吸收塔的设ｉＪ－ＥＪ］．电
力环境保护，２００７，２３（３）：３２ ３５．
本工程取消旁路后，吸收塔人口烟道处设置
事故冷却系统，防止故障时高温烟气对吸收塔内
件的损坏。塔内最高液位处专设观察孔和排油
口。当锅炉点火用油枪助燃时，会有未燃尽的油
滴随烟气一起进入吸收塔，污染塔内浆液，加速
塔内壁橡胶衬里老化。通过观察孔可以观察塔
内油滴污染情况，及时通过排油口将其排出。
Ｅ２］郭东明．脱硫工程技术与设备［Ｍ］．北京：化学１二业ｆｆｌ版
社，２００７．
Ｅ３］姚丙东，蒋金宝，兰清敏，等．湿法脱硫用喷嘴的研究与进展
［Ｊ］．化工机械，２００６。３３（４）：１ ９４—１９７．
［４］孙克勤．电厂烟气脱硫设备及运行［Ｍ］．北京：中同电力出
版社，２００７．
６ 结 语
大唐南京电厂２台６６０ Ｍｗ湿法脱硫工程
Ｉｓ］傅文玲，刘鹏．烟气脱硫用碳化硅喷嘴的国产化探讨［Ｊ］．电
力设备，２００７．８（２）：５０—５２．
［６］孙琦明．湿法脱硫工艺吸收塔及内件的设计选型［Ｊ］．中国
环保产业，２００７（４）：ｌ８ ２２．
取消旁路后，吸收塔在常规设计的基础上考虑了
提高吸收塔运行安全的可靠性设计。当前国内
（上接第２１ ５页）
３．２分仓计量报表
器无论手动、自动操作以及起落的顺序、次数均
不影响整个分仓计量过程，同时在调试过程中
分仓计量主要是为了实现各种运行实时报
表和统计报表，如实时分仓煤量报表、分炉煤量
报表、煤仓的班报表和日报表等。
对移位单元时间等参数作适当调整，分仓计量
精度可以接近电子皮带秤精度，能够准确地反
映出来实际加仓的情况，同时利用程控的人机
界面。
利用分仓上煤累计值这一基础数据就可以
利用ＰＩ Ｃ内部的时间日期指令或第三方的软件
（如输煤程控人机界面软件或ＶＢ／ＶＣ语言开发
出符合电厂运行需求的班报表和运行数据库）。
同时也可以ＯＰＣ等通讯接口将数据纳入火力发
本算法充分利用了电厂已有的输煤程控平
台软硬件资源，作为输煤程控功能的一种扩展，
无需额外的硬件投资，具有较高的性价比，并在
岱海电厂４台６００ Ｍｗ机组输煤程控系统再次
得到应用。
参考文献：
１］刘围利．基于ＸＤＰＳ输煤分仓分值计量的实现ＥＪ］．热力发
电，２００８，３７（１】）：１】Ｏ ｌ１３．
电厂厂级监控信息系统（ＳＩＳ），便于经济分析。
４ 结 语
此算法只需利用输煤程控中的皮带秤的累
计脉冲、犁煤器的状态数字量等信号就可实现
分仓计量，对犁煤器的操作不做任何要求，犁煤
2024年4月6日发(作者：善女)
６６０ Ｍｗ机组脱硫吸收塔设汁 发电设备（２０１０ Ｎｏ．３）
， ’’’’’ ’’ 、
：环保技术与装备：
…。。。。。。。。。。ｔ
６６０ ＭＷ机组脱硫吸收塔设计
徐华春
（中环（中国）工程有限公司，南京２１Ｏ００８）
摘 要：介绍了大唐南京电厂２台６６０ ＭＷ机组湿法脱硫吸收塔设计方法和步骤。Ｃｆｘ，ｌｉ￣２Ｎ：Ｎ＇Ｎ气
旁路烟道的特点，分析了吸收塔设计需注意的问题和为提高吸收塔可靠性所采取的措施，为同类工程吸收塔
设计提供参考。
关键词：火电厂；脱硫塔设计；无旁路烟道；防腐措施
中图分类号：Ｘ７０１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—０８６Ｘ（２Ｏｉ０）０３—０２１９－０５
Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ Ａｂｓｏｒｂｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ６６０ ＭＷ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔｓ
ＸＵ Ｈｕａ—ｃｈｕｎ
（ＧＣＬ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｗｅｔ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｅｒｓ ｆｏｒ ２ ６ ６０ ＭＷ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔｓ ｉｎ
Ｄａｔａｎｇ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ ａｒｅ ｂｅｉｎｇ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｎｏ ｂｙ—ｐａｓｓ ｆｌｕｅ
ｄｕｃｔ，ｎｏｔｅｗｏｒｔｈｙ ｉｔｅｍｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔａｋｅｎ ｆｏｒ ｒａｉｓｉｎｇ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｉｓ ｍａｙ ｓｅｒｖｅ ａｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ；ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｅｒ；ｎｏ ｂｙ—ｐａｓｓ ｆｌｕｅ ｄｕｃｔ；ａｎｔｉ’ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｍｅａＳＩＪｒｅ
大唐南京电厂２台６６０ Ｍｗ超超临界机组同
步安装石灰石粉一石膏湿法脱硫装置（ＦＧＤ），采用
一
和关键设备，对于无旁路的脱硫塔，其设计对保证
主体机组和脱硫系统安全运行更是至关重要。
炉一塔方式布置，脱硫率要求不小于９５ 。目
前，国内已投运或在建的湿法脱硫装置一般都设
有１００ 旁路烟道，作为锅炉点火、ＦＧＤ故障停运
ｌ 吸收塔设计原始数据
根据本工程的工艺物料平衡，列出了吸收塔
设计的主要原始数据，见表１。
表１ 吸收塔设计主要原始数据
项目
入口烟气量（湿态）／（ｍ。・ｈ
数值
或临时检修时的排烟通道。脱硫系统设置旁路
后，保证了发电机组的安全运行，但也给环保意识
不强的电厂提供了偷排ＳＯ 的机会。根据环境影
响评价报告要求和国家环保部的批复，大唐南京
电厂新建机组烟气脱硫工程取消了烟气旁路。取
消旁路后，ＦＧＤ成为机组不可解列的一部分。为
人口烟气温度／℃
出口烟气量（湿态）／（ｍ。・ｈ
了减少脱硫系统的故障点，保证机组可靠运行，该
脱硫系统同时取消了烟气换热器（ＧＧＨ），将增压
出口烟气温度／℃
浆液正常含固量／
浆液ｃ１一体积含量／％
浆液密度／（ｋｇ・ｍ～。）
风机和引风机合并。吸收塔是脱硫系统的主要
收稿日期：２００９—０８ ｌ ７
作者简介：徐华春（１ ９７４一），男，Ｔ程师，主要从事火力发电厂环境保护工程设计工作。
Ｅ ｍａｉｌ：ｘｕｈｃ＠ｇｅｌ ｅｎｇ．ｃｏｒｎ
发电设备（２０１０ Ｎｏ．３）
２ 吸收塔本体外形尺寸
吸收塔本体外形尺寸主要包括塔体直径、氧
化浆池容积、吸收及除雾区域高度。尺寸大小由
烟气量、烟气流速、液气比、喷淋层层数等确定。
２．１吸收塔直径
吸收塔直径由烟气量和烟气流速确定。当
人口烟气量一定时，塔内烟气流速越高，塔直径
就越小。直径较小的吸收塔可以节省塔体钢材、
塔内件（如喷淋层、除雾器及衬里）和循环泵等的
投资，因此从经济角度考虑，应该选择较高的烟
气流速。但是过高的烟气流速，会造成吸收塔的
压降增加（增压风机电耗增加）。在湿法脱硫塔
设计中，烟气流速控制在３～４．５ ｍ／ｓ较合理，通
常烟气经济流速控制在３．８ ｍ／ｓ左右。此外，吸
收塔的设计还应满足ｌ１Ｏ 的超负荷工况，此时
塔内烟气流速以低于４．１ ｍ／ｓ为宜［】 。
２．２液气比（Ｌ／Ｇ）
液气比是指单位时间内吸收剂循环量与烟
气流量之比。提高液气比相当于增大了吸收塔
内的喷淋密度，使液、气间的接触面积增大，传质
单元数将随之增大，脱硫效率也将增大。但当液
气比超过临界值后，继续提高液气比，脱硫效率
增长就会极其缓慢。在实际工程中，提高液气比
会使浆液循环泵的流量增大，塔内压力损失增
大，从而增加设备的投资和能耗。液气比的最佳
范围是１３～１６ Ｌ／ｍ 。
２．３氧化浆池容积
按照石膏晶体成长的停留时间和石灰石溶
解的停留时间分别计算所需的浆池容积，取两者
中的最大值为浆池容积。根据浆池容积和吸收
塔直径可以得到浆液的正常液位。在确定液位
高度时，还需考虑吸收塔运行时注人氧化空气引
起的膨胀、吸收塔搅拌器引起的液位波动和液位
控制安全，增加浆池的高度。
２．４喷淋层数设置
喷淋层设置要满足脱硫效率要求，一般设置
３～４层。喷淋层通常采用单独浆液循环泵供浆。
本工程共设置４层喷淋层，其中１层作为备用喷
淋层。浆液循环泵长期运行不可避免造成磨损，
在其检修期间内，运行备用喷淋层，可以避免循
环泵因检修停运而使机组降低负荷，减少发
电量。
・ ２２Ｏ・
６６０ Ｍｗ机组脱硫吸收塔设计
２．５吸收及除雾区域高度
吸收区高度一般指烟气人口水平中心线至
喷淋层中心线的距离，按烟气流速和烟气停留时
间确定，实际工程多为７～１０ ｍ。从人口烟道上
顶面到第ｌ层喷淋层一般保持３～３．５ ｍ，避免浆
液进人塔入口烟道，同时使浆液与烟气充分接
触。根据喷嘴的雾化特性，喷淋层与喷淋层之间
的距离为２～２．５ ｍ。顶层喷淋层到除雾器距离
根据浆液喷淋后雾滴大小及液滴上升流速考虑，
选用向下喷雾喷嘴时，应大于１．２ ｍｌ２］。除雾器
到出口烟道的距离根据除雾器厂家的要求至少
大于ｌ ｍ。
２．６外形尺寸计算结果
本工程确定吸收塔外形尺寸的参数选用值
见表２，外形尺寸见图１。采用ｄ 一１７ ４００ ｍｍ
及ｄ。一１６ ０００ ｍｍ变径塔，可以降低塔体高度。
吸收塔浆液池正常液位８．５ ｍ，最高液位９ ＩＴＩ。每
层喷淋层对应的浆液循环泵流量均为１０ ４００ Ｉｎ。／
ｈ，各层喷嘴数量均为１０２个。
表２ 吸收塔设计参数选用值
项目 选用值
烟气流速／（ｍ・Ｓ ）
液气比／（Ｌ・ｍ ）
氧化空气膨胀安全裕量／ｍ
液位控制安全裕量／ｍ
进口烟道的宽度（吸收塔直径的百分比）／
人口烟道上顶面到第一层喷淋层的距离／ｍ
５ ； ５ ３
８
） ５
色
５
，
４
喷淋层之间的距离／ｍ
顶层喷淋层到除雾器的距离／ｍ
除雾器的高度／ｍ
除雾器上沿到出口烟道的距离／ｍ
２．７无旁路脱硫塔外形尺寸的特点
无旁路脱硫塔整体尺寸设计裕度比常规设
计要大一些。其中包括吸收塔直径、塔内烟速、液
气比、浆池容积、烟气停留时间等参数，防止因锅
炉燃用煤种的含硫量增加造成吸收塔内浆液ｐＨ
值无法控制，机组降负荷运行或停炉，特别是吸
收塔浆液池容积增大后，可增加ＳＯ 吸收、氧化、
石膏结晶可靠性，提高对烟气量、ＳＯ：浓度增加、
石灰石品质变差时运行工况的适应性，对石灰石
供应和石膏排出、废水排放出现临时故障也有缓
冲作用。
Ｌ
５
６６０ Ｍｗ枧纽脱硫吸收塔设计
图１吸收塔总图（单位：ｒｎｍ）
３塔内件选型及设计
吸收塔内件主要包括除雾器、喷淋层、喷嘴、
搅拌器及氧化空气管、滤网。取消旁路后，塔内
件的性能和材质都必须提高要求，以提高吸收塔
整体可靠性。
３．１除雾器
除雾器常用２种结构型式：平板式和屋脊
式。屋脊式除雾器设计流速大，经波纹板碰撞下
来的雾滴可集中流下，减轻产生烟气夹带雾滴现
象，除雾面积也比水平式大，因此除雾效率高，出
口排放的液滴浓度≤５０ ｍｇ／ｍ。。一般常规设计
要求除雾器出口排放的液滴浓度≤７５ ｍｇ／ｍ。。
本工程吸收塔选择除雾效果相对好的屋脊式除
雾器。
除雾器冲洗系统的作用是定期清除除雾器
叶片捕集的液滴、粉尘，保持叶片表面清洁，防止
叶片结垢和堵塞。除雾器堵塞后，会增加烟气阻
力，结垢严重时会导致除雾器变形、坍塌和折断。
对于正常的二级除雾器，第２级除雾器后端面仅
在必要时才进行冲洗，避免烟气携带太多液滴。
旁路取消后，为避免浆液在第２级除雾器上部沉
积引起堵塞，要求厂家在除雾器设计时，增加了
二级除雾器后端面手动冲洗系统，防止除雾器堵
塞时无法进行清除。
除雾器冲洗水阀门是动作十分频繁的阀门，
应选择质量可靠的产品。
３．２喷淋层
喷淋层中的喷淋管目前主要有２种材质和
发电设备（２０１０ Ｎｏ．３）
结构形式：（１）全玻璃钢（ＦＲＰ）材质，由于玻璃钢
的材判特性，这种结构需要在喷淋管底部设置支
撑梁。（２）主管用碳钢，内外衬胶，支管用ＦＲＰ
管，主管和支管之间用法兰连接，这种结构见图
２，主管采用等径钢管，管径大、壁厚，自身起到支
撑梁的作用，ＦＲＰ支管底部可以不设支撑梁。
图２无支撑＇巢喷淋层
在实际运行中，全玻璃钢喷淋层底部的支撑
梁有被上部喷嘴喷出的浆液击穿破坏的现象。
为避免由此带来的隐患，本工程喷淋层采用后第
２种形式，喷淋ＦＲＰ支管底部不设支撑梁。
吸收塔喷淋区域塔径ｄ一１６ ｍ，喷淋ＦＲＰ支
管较长，要求喷淋层供应商利用管道分析软件对
喷淋层进行受力分析，选择合理管壁厚，通过在
支管上加筋提高ＦＲＰ支管的强度和刚度，并对其
各个生产环节进行认真监督检验。
３．３喷嘴
喷嘴的性能对脱硫率有重要影响。常用的
脱硫喷嘴有２种形式：螺旋型实心锥喷嘴和空心
锥切线型喷嘴。
螺旋型实心锥喷嘴的特点是喷淋量大，所以
喷嘴个数少，缺点是结构易碎，且液滴均匀性也
有待提高 ｊ。在湿法脱硫吸收塔上，空心锥切线
型喷嘴（见图３）是螺旋型实心喷嘴的替代产品，
其自由畅通直径大，具有自清洗功能，应用最为
普遍 ］，因此选用该型式喷嘴。
图３空心锥切线型喷嘴
发电设备（２０１０ Ｎｏ．３） ６６０ Ｍｗ机纽脱硫吸收塔设汁
脱硫喷嘴采用的材料主要有反应烧结碳化
硅（ＲＢＳＣ）和氮化硅结合碳化硅（ＳＮＢＳＣ）。ＲＢ—
ＳＣ属于精细陶瓷，显气孔率小，弯曲强度大，适
用于制作精细的螺旋型喷嘴。ＳＮＢＳＣ主要制造
空心锥类喷嘴。目前，脱硫喷嘴的国产化率仍然
很低，有的厂家正在开拓脱硫喷嘴业务，但是目
前的制作还处于粗旷型模型仿制阶段 。从国
外公司的供货情况看，ＳＮＢＳＣ是喷嘴的主导
４吸收塔防腐
吸收塔本体不同部位及零部件，因其承受多
种多样的化学品、温度、湿度的腐蚀和烟尘、浆液
的冲刷、磨损等苛刻的工况条件，要求采用相应
的既防腐又耐磨损、冲刷的材料。目前，用于吸
收塔的防腐材料有：橡胶、玻璃鳞片和镍基合金，
其中镍基合金价格昂贵，主要用在吸收塔人口干
材料。
各喷淋层喷嘴错开布置，保证浆液重叠覆盖
率至少达１７０ ～２５Ｏ ，最外层喷嘴与塔壁要保
持合理距离，防止塔壁穿孔漏浆。
３．４搅拌器及氧化空气管
吸收塔侧进式搅拌器是为避免浆液在浆液
池中沉淀结垢，保证氧化空气与亚硫酸盐充分接
触与反应，让浆液处于不停的流动状态。搅拌器
应选择质量可靠、性能优良的产品。
氧化空气管一般设置在搅拌器桨叶的前方，
氧化空气通过此管道喷人到浆液池中。氧化空
气管向塔内喷出氧化空气时，管道会有颤振现
象，而且塔内浆液一直在搅拌，氧化空气管容易
折断，氧化空气管道选用１．４５２ ９合金。吸收塔内
部有防腐层，氧化空气管的固定支架与塔壁的连
接要牢靠。
３．５滤网
为保护浆液循环泵，防止吸收塔浆液池内大
直径固体颗粒进入泵体，引起泵体的磨损及喷嘴
和旋流子的堵塞，吸收塔内浆液循环泵吸入口设
置过滤网（见图４）。滤网网孔面积应为泵吸人口
面积的３倍以上 ］，网孑Ｌ在筛网半圆柱体及顶、
底部盖板上按比例布置，滤网材料选用１．４５２ ９
合金。
浆液
循环泵
人口管
图４浆液循环泵人口滤网
湿界面处比较恶劣的环境。
塔体的防腐在欧洲主要使用橡胶衬里，在日
本几乎全部采用玻璃鳞片涂层，在美国则均有使
用。玻璃鳞片具有优良的防渗透性和良好的机
械强度，施工维修方便，但不能承受较大的温差。
橡胶衬里具有弹性和受力变形能力，可吸收固体
物料的冲刷力，耐一定程度的温度变化，发生一
定限度变形时随着基体一起变形而不产生裂纹，
并具有良好的耐磨性能。其缺点是当衬胶层起
层开裂时，会产生扩散性腐蚀，施工要求高，维修
不易。
为提高塔内防腐材料的耐温耐磨性能，本工
程吸收塔采用内衬丁基橡胶防腐。从吸收塔底
板到搅拌器桨叶上端和喷淋层段塔内壁，此区域
内有浆液运动或冲刷，对衬胶有着很大的磨损，
因此采用双层衬胶，其他部位单层衬胶。防腐层
的施工严格按照相关标准和规程进行，特别是要
保证合理的工期。
本工程脱硫系统无ＧＧＨ，吸收塔入口处为
高温原烟气，吸收塔人口处上部塔壁设有挡液
板，但仍然不可避免会有喷淋浆液落到上面，造
成入口段表面的防腐材料经常处于热胀冷缩状
态，时间一长，防腐材料会出现龟裂。同时吸收
塔入口处在干、湿界面上容易结露，浆液也容易
富集、结垢，抗腐蚀条件恶劣。因此吸收塔入口
处烟道区域全部衬Ｃ一２７６合金。
５ 吸收塔塔体结构设计
吸收塔塔体为大型薄壁壳体钢结构，塔壁上
有很多接管、检修人孔门的开孔，特别是吸收塔
烟气进、出口开孑Ｌ尺寸接近塔体直径，而塔内布
置喷淋层、除雾器、搅拌器等内件，设计时应计算
和校核在烟气压力、浆液静压、塔体及其附件的
重量、风荷载、雪荷载、地震荷载等作用下，塔体
的强度、变形和稳定性，尤其是入口烟道大开孔
６６０ Ｍｗ祝纽脱硫吸收塔 计 发电设备（２０１０ Ｎｏ．３）
对塔体的削弱。国内目前还没有脱硫吸收塔结
构设计和制造的标准，通常利用Ａｎｓｙｓ有限元分
火电厂运行的湿法脱硫工程，不设烟气旁路的极
少，同时国家对新（扩）建燃煤机组建设脱硫设施
析软件来分析这种复杂的钢结构体，但仍需要工
程经验指导，对计算结果要利用相关规范和标准
来衡量。
时，鼓励不设置烟气旁路。不设烟气旁路的湿法
脱硫塔可靠性还需要工程运行实践的检验。
参考文献：
［１］谭学谦．浅谈６００ Ｍｗ机组湿法脱硫吸收塔的设ｉＪ－ＥＪ］．电
力环境保护，２００７，２３（３）：３２ ３５．
本工程取消旁路后，吸收塔人口烟道处设置
事故冷却系统，防止故障时高温烟气对吸收塔内
件的损坏。塔内最高液位处专设观察孔和排油
口。当锅炉点火用油枪助燃时，会有未燃尽的油
滴随烟气一起进入吸收塔，污染塔内浆液，加速
塔内壁橡胶衬里老化。通过观察孔可以观察塔
内油滴污染情况，及时通过排油口将其排出。
Ｅ２］郭东明．脱硫工程技术与设备［Ｍ］．北京：化学１二业ｆｆｌ版
社，２００７．
Ｅ３］姚丙东，蒋金宝，兰清敏，等．湿法脱硫用喷嘴的研究与进展
［Ｊ］．化工机械，２００６。３３（４）：１ ９４—１９７．
［４］孙克勤．电厂烟气脱硫设备及运行［Ｍ］．北京：中同电力出
版社，２００７．
６ 结 语
大唐南京电厂２台６６０ Ｍｗ湿法脱硫工程
Ｉｓ］傅文玲，刘鹏．烟气脱硫用碳化硅喷嘴的国产化探讨［Ｊ］．电
力设备，２００７．８（２）：５０—５２．
［６］孙琦明．湿法脱硫工艺吸收塔及内件的设计选型［Ｊ］．中国
环保产业，２００７（４）：ｌ８ ２２．
取消旁路后，吸收塔在常规设计的基础上考虑了
提高吸收塔运行安全的可靠性设计。当前国内
（上接第２１ ５页）
３．２分仓计量报表
器无论手动、自动操作以及起落的顺序、次数均
不影响整个分仓计量过程，同时在调试过程中
分仓计量主要是为了实现各种运行实时报
表和统计报表，如实时分仓煤量报表、分炉煤量
报表、煤仓的班报表和日报表等。
对移位单元时间等参数作适当调整，分仓计量
精度可以接近电子皮带秤精度，能够准确地反
映出来实际加仓的情况，同时利用程控的人机
界面。
利用分仓上煤累计值这一基础数据就可以
利用ＰＩ Ｃ内部的时间日期指令或第三方的软件
（如输煤程控人机界面软件或ＶＢ／ＶＣ语言开发
出符合电厂运行需求的班报表和运行数据库）。
同时也可以ＯＰＣ等通讯接口将数据纳入火力发
本算法充分利用了电厂已有的输煤程控平
台软硬件资源，作为输煤程控功能的一种扩展，
无需额外的硬件投资，具有较高的性价比，并在
岱海电厂４台６００ Ｍｗ机组输煤程控系统再次
得到应用。
参考文献：
１］刘围利．基于ＸＤＰＳ输煤分仓分值计量的实现ＥＪ］．热力发
电，２００８，３７（１】）：１】Ｏ ｌ１３．
电厂厂级监控信息系统（ＳＩＳ），便于经济分析。
４ 结 语
此算法只需利用输煤程控中的皮带秤的累
计脉冲、犁煤器的状态数字量等信号就可实现
分仓计量，对犁煤器的操作不做任何要求，犁煤