电厂湿法脱硫塔内消防水装置设计方案

展茂源，张汝松，李卢义

(山东山大华特环保工程有限公司，山东济南250061)

电厂湿法脱硫塔内消防水装置设计方案

展茂源，张汝松，李卢义

(山东山大华特环保工程有限公司，山东济南250061)

探讨了火电厂湿法脱硫塔消防水装置设计方案，应用在电厂湿法脱硫吸收塔建设、改造工程建设中，来防止吸收塔着火事故的发生。选取了典型的湿法脱硫塔消防水系统进行设计方案探讨，对当前脱硫塔机组建设施工有一定的参考价值。

湿法脱硫塔;消防水装置;设计

0 引言

在电厂湿法脱硫吸收塔建设、改造工程建设中，吸收塔需要进行焊接、塔内防腐等高危工作。吸收塔筒壁内需要进行防腐衬胶或是玻璃鳞片防腐施工，衬胶胶皮、玻璃鳞片防腐的稀释剂、粘合剂、油漆等采用的是易燃材料，如有泄漏就可能引起火灾。电厂烟气湿法脱硫塔设备高大，吸收塔内基本为封闭空间，塔器安装施工周期长，参与人员多，施工现场环境复杂，有的电厂吸收塔周围消防设施缺失，消防水不能够达到所有火灾位置，且高度超出消防车的有效喷水射程，且参与消防人员不能抵达起火点就近灭火，火灾发生后灭火困难。近几年来，全国各地陆续发生多起烟气湿法脱硫吸收塔失火事故，既造成了巨大的经济财产损失及人员伤亡事故，同时，又延误了脱硫工程的建设工期。因此，设计一种火电厂脱硫塔施工用消防装置，来防止吸收塔着火事故的发生，是目前亟待解决的问题［1－4］。

1 设计要求

设计要求在吸收塔内部安装消防喷淋系统，综合吸收塔结构型式及有效、快速的灭火手段，应将喷淋系统安装在除雾器层，消防水喷嘴能有效的覆盖塔壁，水流在顺着塔壁下流的过程中将火浇灭。

脱硫塔内、外部设置永久固定式消防水喷淋降温灭火系统，对所有固有可燃物做到喷淋全覆盖。喷淋系统应能实现自动开启阀门喷淋、自动感温启动喷淋和人工在火势影响不到的远方手动开启阀门喷淋。脱硫塔各层平台还应设置适当数量的普通消防栓箱备用。脱硫塔内部的工艺水(例如冲洗水)虽然也有降温灭火的作用，但这绝对不能成为可以不设置消防喷淋系统的理由，绝对不能用工艺水系统代替消防喷淋系统。脱硫塔内部的消防水喷淋系统在设计时，必须考虑解决塔内部的喷水管、喷淋头的腐蚀、堵塞、磨损等问题，以防止影响喷淋效果。脱硫塔新建时，消防喷淋系统必须与主体工程同步设计、但要先于主体工程建成投运，以用于扑灭施工期间的火灾。原有脱硫塔内未设置永久固定式喷淋降温灭火设施(系统)的，可以通过改造增加。

脱硫塔运行或检修时，消防喷淋系统必须保持可靠备用状态，以用于随时备用扑灭火情。消防水的水压、水量必须满足在环保设施标高最高点连续喷淋要求，以及所有喷淋全部开启连续喷淋时的喷水量的要求。必要时要对厂内消防水系统进行配合性的升级改造。喷淋系统启动后，必须加强对消防水池的水位监视和及时补水，防止消防水池被抽干而使消防水中断。消防水喷淋系统的设计必须考虑解决冬季管道内存水冻结堵塞管路的问题，防止出现一旦有火情却因存水冻结堵塞管路无法喷水灭火的情况。

2 方案选择与设计

2.1 方案一

在吸收塔内安装消防喷淋管道有两种可行性方案，第一种方案是将消防水母管及安装在总管上的节流孔板、喷嘴全部安装在塔内，通过节流孔板来保证喷嘴的水压。消防水母管有2路水源:一路是工艺水源通过工艺水泵加压连接消防水母管;一路是来自电厂消防水总管。消防水管路上安装逆止阀防止消防水倒流，安装电磁阀控制消防水的启闭。该方案的流程图如图1所示。

该方案的优点是塔壁上开孔少，最多两个孔洞就可将消防水引至吸收塔内。缺点是:需要在塔内焊接支吊架，支吊架若选用碳钢材质，需要进行防腐处理;支吊架若选用不锈钢材质，为了避免腐蚀最少应选用2205材质，价格昂贵;不锈钢与碳钢的焊接部位防腐层极易脱落，塔体会出现漏点或支吊架脱落;塔内消防水管也必须选用2205材质，进一步增加资金投入;消防水母管会在塔内气流的扰动下产生振动，进一步造成防腐层剥离或支吊架脱落，消防水管道可能会出现坍塌。

图1 方案一工艺流程示意

2.2 方案二

第二种设计方案是将消防水管布置在塔外(见图2)，选择特殊选型的喷嘴布置塔内。喷嘴喷出的水能够覆盖设计范围的着火区域，通过设计能够覆盖吸收塔所有的着火区域。该方案的优点是:塔内不需要焊接支吊架;可选用普通碳钢材质，成本低。缺点是需要根据喷嘴的有效覆盖面积在塔壁上开洞的数量过多。

图2 方案二工艺流程示意

在脱硫机组运行期间，烟气中携带的亚硫酸钙易在构件的附着结晶，若将喷嘴一次性安装到位，结晶物会堵塞喷嘴及管道，造成消防功能缺失，且疏通堵塞物较困难。因该消防系统只在机组检修时使用，建议在机组运行期间将支管与喷嘴的接口部位用丝堵封堵，在检修期间拆掉丝堵换上喷嘴。

3 结语

据以上两种设计方案的对比分析，第二种方案方便施工，消防水覆盖效果好;虽然吸收塔壁开洞较多，但一次性防腐后，基本不用担心防腐层因外界因素造成的破坏。因此，建议选用第二种方案。本设计方案还可以在脱硫塔顶部设有火焰探测器，对脱硫塔全方位探测监控，并通过警铃声音报警，与中控室自动系统联动实施全过程监控。

［1］何铁光，张启明.脱硫装置吸收塔失火事故原因分析及对策［J］.湖南电力，2009，29(1):35－36.

［2］陈卫东.烟气湿法脱硫吸收塔防腐施工中的防火管理措施［J］.建设管理，2013，1(163):81－83.

［3］何铁光.火电厂脱硫吸收塔失火事故的原因分析及对策［J］.电力安全技术，2008，10(10):36－37.

［4］朱国宇.湿法烟气脱硫装置喷水降温方案设计［J］.电力科技与环保，2013，29(5):8－10.

Disscussion on fire device design of wet desulfurization system tower in power plant

It discusses the design of power plant wet desulfurization tower fire device.The device is applied in power plant wet FGD absorption tower construction，renovation project construction to prevent the absorption tower fire accident.Selected typical FGD tower fire water system and discussed its design programme，which has a certain reference value on the current desulfurization tower unit construction.

wet desulfurization tower;fire fighting device;design

X701.3

B

1674－8069(2016)05－035－02

2016-05-20;

2016-06-13

展茂源(1982-)，男，工程师，本科，长期从事环保设计工作。E－mail:jinan9999@163.com

山东省技术创新项目(201521901128)