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文檔簡介
PAGE燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵治理項目工程技術方案研究1.1建設規模本工程利用現有的場地和條件,在不影響鍋爐生產的情況下,利用鍋爐的檢修期,對#5和#9燃煤鍋爐排放的煙氣進行治理,經過除塵脫硫處理后,使煙囪出口處煙氣含塵濃度不高于30mg/Nm3,SO2濃度小于215mg/Nm1.脫硫除塵治理項目處理能力及規模見表1.1-1。表1.1-1#5和#9鍋爐脫硫(兩爐一塔)除塵治理項目處理能力及規模處理能力/規模單位處理總量處理煙氣量Nm3/h730061二氧化硫kg/h3555煙塵kg/h340本工程擬對#5和#9鍋爐進行除塵改造(#6~#8爐備用,不考慮除塵改造),同時本工程#5和#9爐新建一套脫硫系統(兩爐一塔)。另外,考慮#7和#8鍋爐作為備用,相應改造#7和#8爐引風機和出口煙氣系統,滿足#7和#8備用鍋爐的煙氣脫硫和正常運行要求。本工程針對#5和#9鍋爐設置一套脫硫劑制備、副產物處理系統和公用工程供應系統。對#5和#9爐排放的煙氣實現凈化處理,經改造后,煙塵排放量減少2583噸/年,SO2排放量減少25752噸/年,即達到總量控制目標。通過建設煙氣脫硫除塵裝置,企業可以騰出總量指標,供企業新建鍋爐使用。1.2脫硫工藝技術方案簡介目前世界上燃煤電廠煙氣脫硫工藝方法很多,這些方法的應用主要取決于鍋爐容量和調峰要求、燃燒設備的類型、燃料的種類和含硫量的多少、脫硫率、脫硫劑的供應條件及電廠的地理條件、副產品的利用等因素。近年來,我國電力工業部門在煙氣脫硫技術引進工作方面加大了力度,對目前世界上電廠鍋爐較廣泛采用的脫硫工藝都有成功運行工程,主要有濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫和半干法煙氣脫硫。現將目前應用較為廣泛的幾種脫硫工藝原理、特點及其應用狀況簡要說明如下:1.2.1濕法煙氣脫硫工藝濕法煙氣脫硫包括石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫、海水煙氣脫硫和用鈉基、鎂基、氨作吸收劑,一般用于小型電廠和工業鍋爐。氨洗滌法可達很高的脫硫效率,副產物硫酸銨和硝酸銨是可出售的化肥。以海水為吸收劑的工藝具有結構簡單、不用投加化學品、投資小和運行費用低等特點。而以石灰石/石灰-石膏法濕法煙氣脫硫應用最廣。《石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫工程設計規范》中關于濕法煙氣脫硫工藝的選擇原則為:燃用含硫量Sar≥2%煤的機組或大容量機組(200MW及以上)的電廠鍋爐建設煙氣脫硫裝置時,宜優先采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝,脫硫率應保證在96%以上。
濕法煙氣脫硫工藝采用堿性漿液或溶液作吸收劑,其中石灰石/石灰-石膏濕法脫硫是目前世界上技術最成熟、應用最廣,運行最可靠的脫硫工藝方法,石灰石經破碎磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收劑漿液;也可以將石灰石直接濕磨成石灰石漿液。石灰石或石灰漿液在吸收塔內,與煙氣接觸混合,煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應,最終反應產物為石膏,經脫水裝置脫水后可拋棄,也可以石膏形式回收。由于吸收劑漿液的循環利用,脫硫吸收劑的利用率很高。該工藝可適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫,脫硫效率可達到96%以上。其脫硫副產物石膏的處置方式劃分,一般有拋棄和回收利用兩種方法,脫硫石膏處置方式的選擇主要取決于市場對脫硫石膏的需求、脫硫石膏的質量以及是否有足夠的堆放場地等因素。拋棄方式,如采用棄置灰場或回填礦坑,另一種是綜合利用方式,主要用作水泥緩凝劑和建筑材料等。石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫工藝的反應機理為:在脫硫吸收塔內煙氣中SO2首先被漿液中的水吸收與漿液中的CaCO3反應生成CaSO3,CaSO3被鼓入氧化空氣中的O2氧化最終生成石膏晶體CaSO4·2H2O。其主要化學反應式為:
吸收過程:SO2(g)→SO2(l)+H2O→H++HSO3-→H++SO32-
溶解過程:CaCO3(s)+H+→Ca2++HCO3-
中和:HCO3-+H+→CO2(g)+H2O
氧化:HSO3-+1/2O2→SO32-+H+
SO32-+1/2O2→SO22-
結晶:Ca2++SO32-+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O(s)
Ca2-+SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O(s)其主要特點有:技術成熟,運行可靠性好。在世界脫硫市場上占有的份額達85%以上。適用范圍廣,不受燃煤含硫量與機組容量的限制,單塔處理煙氣量大,可達每小時300萬Nm3/h,所以對高硫煤、大機組的煙氣脫硫更有特殊的意義。吸收劑消耗接近化學理論計算值。緊湊的吸收塔設計(吸收塔集吸收、氧化、結晶于一體),節約投資和空間。適用燃料范圍廣,脫硫效率可達96%以上。脫硫后的煙氣不但二氧化硫濃度很低,而且煙氣含塵量也大大減少。脫硫副產物石膏可作為水泥緩凝劑或加工成建材產品。不僅可以增加電廠效益、降低運行費用,而且可以減少脫硫副產物處置費用,延長灰場使用年限。其主要缺點為投資和運行費用較高、占地較大。1.2.2半干法煙氣脫硫工藝《石灰石/石灰石膏法煙氣脫硫工程設計規范》中關于半干法脫硫工藝的選擇原則為:燃用含硫量Sar<2%煤的中小電廠鍋爐(200MW以下),或是剩余壽命低于10年的老機組建設煙氣脫硫裝置時,在保證達標排放,并滿足SO2排放總量控制要求,且吸收劑來源和副產物處置條件充分落實的情況下,宜優先采用半干法、干法或其他費用較低的成熟技術,脫硫率應保證在75%以上。
旋轉噴霧半干法煙氣脫硫工藝也是目前應用較廣的一種煙氣脫硫技術,其工藝原理是以石灰為脫硫吸收劑,石灰經消化并加水制成消石灰乳,消石灰乳由泵打入位于吸收塔內的霧化裝置,吸收劑帶入的水分迅速被蒸發而干燥,煙氣溫度隨之降低。在吸收塔內,被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸,與煙氣中的二氧化硫發生化學反應生成CaSO3,煙氣中的二氧化硫被脫除。在反應器出口,隨著水分蒸發,形成了干的顆粒混合物。該副產物是硫酸鈣、硫酸鹽、飛灰及未反應的石灰組成的混合物。脫硫反應產物及未被利用的吸收劑以干燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔,進入除塵器被收集下來。脫硫后的煙氣經除塵器除塵后排放。為了提高脫硫吸收劑的利用率,一般將部分脫硫灰加入制漿系統進行循環利用。噴霧干燥法脫硫工藝技術比較成熟,工藝流程較為簡單、系統可靠性高,脫硫率可達到85%以上,脫硫灰渣可用作制磚、筑路,但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑。該工藝反應機理為:
SO2+H2O→H2SO3
Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2O
CaSO3在微滴中過飽和沉淀析出:
CaSO3(l)→CaSO3(g)↓
CaSO3氧化成CaSO4:
CaSO3(l)+1/2H2O→CaSO4(l)
CaSO4溶解毒極低會迅速析出:
CaSO4(l)→CaSO4(g)↓
噴霧干燥技術在燃用低硫和中硫煤的中小容量機組上應用較多。當用于高硫煤時石灰漿液需要高度濃縮,因而帶來了一系列技術問題,同時由于石灰脫硫劑的成本較高,也影響了其經濟性。但是近年來,燃用高硫煤的機組應用常規旋轉噴霧技術的比例有所增加。噴霧干燥法可脫除70-95%的SO2,并有可能提高到98%,但副產物的處理和利用一直是個難題。噴霧半干法煙氣脫硫主要特點:脫硫工藝技術較成熟,系統簡單,投資較少,廠用電低,無廢水排放,運行簡單。脫硫效率相對較低,若脫硫效率要求大于90%,則需加大鈣硫比或加入添加劑,很不經濟。單塔出力目前受到一定容量的限制。脫硫吸收劑石灰CaO價格較石灰石CaCO3貴。脫硫副產物一般無法利用。脫硫后的煙氣含塵量增加,需增加除塵設備。1.2.3煙氣循環流化床脫硫工藝煙氣循環流化床脫硫(CFB-FGD)技術是目前干法脫硫技術商業應用中單塔處理能力最大、脫硫綜合效益好的一種方法。煙氣循環流化床脫硫工藝技術在最近幾年中有所發展,單機的煙氣處理能力也比過去增大了很多。該工藝流程主要是由吸收劑制備系統、吸收塔吸收系統、吸收劑再循環系統、除塵器系統等部分組成。鍋爐排出的未處理的煙氣從流化床的底部進入吸收塔。煙氣經過文丘里管后速度加快,并與很細的吸收粉末互相混合。經脫硫后帶有大量固體顆粒的煙氣由吸收塔的頂部排出。排出的煙氣進入吸收劑再循環除塵器中,大部分煙氣中的固體顆粒都被分離出來,然后返回吸收塔中被循環使用。煙氣循環流化床煙氣脫硫主要特點:CFB-FGD有強烈的傳熱、傳質的特點,脫硫劑利用率、脫硫效率在目前各種干法、半干法脫硫工藝中最高,運行費用較低。脫硫工藝技術比較成熟,系統簡單,投資較少,廠用電低,無廢水排放,運行簡單,控制簡單,沒有制漿系統及漿液噴嘴,加入吸收塔的消石灰和水是相對獨立的,便于控制消石灰用量及噴水量,容易控制操作溫度。對吸收塔及其下游的設備、煙道和煙囪無需作防腐處理。對鍋爐負荷適應性好。由于采用了清潔煙氣再循環技術,以及脫硫灰渣循環等措施,可以滿足不同的鍋爐負荷要求。鍋爐負荷在10%~110%范圍內變化,脫硫系統可正常運行。脫硫吸收劑石灰CaO價格較石灰石CaCO3貴。脫硫副產物一般無法利用。脫硫系統無法與主機組獨立分開,主機組運行時無法安裝或檢修吸收塔等設備。設備使用壽命長、維護量小。塔內完全沒有任何運動部件。塔內磨損小,設備使用壽命長。1.2.4干法脫硫工藝干法脫硫工藝主要是噴吸收劑工藝。按所用吸收劑不同可分為鈣基和鈉基工藝,吸收劑可以干態、濕潤態或漿液噴入。噴入部位可以為爐膛、省煤器和煙道。當鈣硫比為2時,干法工藝的脫硫效率可達50-70%,鈣利用率達50%。這種方法較適合老電廠改造,因為在電廠排煙流程中不需要增加什么設備,就能達到脫硫目的。噴鈣脫硫技術由兩步固硫反應組成,首先作為固硫劑的石灰石粉料噴入爐膛熱煙氣中,熱解后生成的CaO隨煙氣流動,與其中反應脫除一部分;然后,煙氣進入鍋爐尾部的活化反應器(或煙道),通過有組織的噴水增濕,一部分尚未反應的CaO轉變成具有較高吸硫活性的,繼續與煙氣中的反應,從而完成脫硫的全過程。整個工藝流程的化學過程如下:
在第一階段,石灰石粉用氣力噴射到爐膛的上方、溫度900~1250℃的區域。CaCO3受熱分解成CaO和CO2,鍋爐煙氣中部分SO2和全部SO3與CaO反應生成硫酸鈣,新生成的CaSO4和未反應的CaO與飛灰隨煙氣(包括未被吸收的SO2)一起流到鍋爐的下游。經驗表明,只要保證鍋爐正常的飛灰運行方式,鍋爐的受熱面不會產生積灰和結焦問題。在第二階段,煙氣在一個專門設計的活化器中噴入霧化水,進行增濕。煙氣中未反應的CaO與水反應生成在低溫下有很高活性的Ca(OH)2,Ca(OH)2與煙氣中剩余的SO2反應,首先生成CaSO3,接著氧化成CaSO4。在活化器中,對噴水量及水滴直徑需嚴格控制,控制增濕后煙氣溫度與水露點溫度之差,既要使此差盡可能小,又不要造成活化器濕壁和脫硫產物變濕。同時,還要保證煙氣與固體顆粒的均勻混合及一定的停留時間,以使化學反應完全及液滴的干燥。
由于脫硫渣和灰含有一部分未反應的CaO和Ca(OH)2,為提高吸收劑的利用率,使其再循環到活化器。從活化器出來的增濕后的煙氣溫度在55~60℃,為防止煙氣在ESP和煙囪中進一步降到低于露點而引起腐蝕,在活化器出口與ESP之間增加了煙氣再熱裝由于反應后的吸收劑需經加熱和化學反應后重新使用,產物需要回收,因此成本較高,工藝復雜。1.2.5NID半干法煙氣脫硫NID半干法煙氣脫硫是新型的綜合煙氣脫硫系統,是瑞典ABB公司在半干法DRYPAC系統上發展而成,它借鑒了半干法DRYPAC技術的脫硫原理,又克服了該技術制漿系統的弊端,使其具有干法的廉價、系統簡單等優點,又具有濕法脫硫效率高的優點。吸收劑為CaO,除塵器入口豎直煙道作為反應器。工藝流程:鍋爐空預器出來的煙氣,經煙氣分布器進入反應器,與增濕的可自由流動的石灰與飛灰混合粉接觸,吸收劑與SO2反應,生成亞硫酸鈣、硫酸鈣等。帶有大量固體顆粒的煙氣進入除塵器除塵,潔凈的煙氣通過引風機排入煙囪。煙氣溫度高于露點溫度,故不需要再加熱。除塵器下的固體顆粒通過除塵器下的增濕系統進入NID反應器,繼續參與反應。少部分的脫硫渣經過一個中間倉,經灰渣處理系統輸入到渣倉。1.2.6截至目前全國新投運的小機組脫硫項目統計2006年全國新投運的小機組脫硫項目統計表序號所屬省電廠名稱脫硫方法機組號裝機容量(MW)山西山西大同熱電有限公司雙堿法#1、#22×50山東里彥電廠雙堿法#1、#22×55山西山西陽泉河坡發電公司煙氣循環流化床#1、#22×50天津國電天津第一熱電廠煙氣循環流化床#1-#33×50山東齊魯石化電廠石灰石-石膏法#1、#22×60山西大唐太原第二熱電廠石灰石-石膏法#4-#63×50山東魯能煙臺發電廠煙氣循環流化床#31×100廣西大唐桂冠合山發電有限公司煙氣循環流化床#81×100云南國電小龍潭發電廠煙氣循環流化床#41×100寧夏國電大武口發電廠煙氣循環流化床#3、#42×110云南華電昆明發電廠石灰石-石膏法#1、#22×100四川華電宜賓總廠(豆壩電廠)石灰石-石膏法#3、#42×100北京大唐高井熱電廠石灰石-石膏法#1、#22×110內蒙古華能包頭一電廠煙氣循環流化床#8、#92×125浙江浙能臺州發電廠煙氣循環流化床#61×135浙江巨宏熱電公司煙氣循環流化床#91×135山東里彥電廠煙氣循環流化床#3、#42×145四川華電宜賓發電廠循環流化床#121×150安徽皖能銅陵發電廠石灰石-石膏法#21×125湖南大唐株洲發電廠石灰石-石膏法#1、#22×125貴州華電遵義電廠石灰石-石膏法#7、#82×125江蘇鎮江電廠二期機組石灰石-石膏法#3、#42×135江蘇國電南通天生港發電公司石灰石-石膏法#8、#92×137.5江蘇國電蘇龍電力公司石灰石-石膏法#1、#22×137.5山東濟寧運河發電廠石灰-石膏法#1、#22×145浙江臺塑熱電(寧波)氧化鎂脫硫法#31×149江蘇鹽城發電廠石灰石-石膏法#10、#112×150山東滕州新源熱電有限責任公司石灰石-石膏法#1、#22×150北京華能北京熱電廠煙塔合一#1、#22×165河南大唐洛陽雙源電廠石灰石-石膏法#1、#22×165河北國網馬頭發電廠煙氣循環流化床#61×200江西中電投分宜發電廠煙氣循環流化床#81×210山東里能集團曲阜電廠煙氣循環流化床#11×220湖北國電長源電力公司荊門熱電廠NID半干法#5、#62×200河南國網河南焦作電廠NID半干法#21×220湖北青山熱電廠RCFB干法#111×200甘肅國電靖遠一電廠LIFAC#21×220山東黃島電廠#3海水脫硫#32×210河北國電邯鄲熱電公司石灰石-石膏法#11、#132×200內蒙古華電卓資發電有限公司石灰石-石膏法#11×200河南濮陽熱電石灰石-石膏法#1、#22×200北京京能熱電公司(石景山)石灰石-石膏法#1、#22×200山西大唐太原第二熱電廠石灰石-石膏法#7、#82×200內蒙古華能豐泰呼和浩特熱電廠石灰石-石膏法#1、#22×200廣東粵電沙角發電總廠A廠石灰石-石膏法#1-#33×200貴州華電清鎮電廠石灰石-石膏法#7、#82×200四川華電黃桷莊發電公司石灰石-石膏法#21、#222×200河南中電投平東熱電石灰石-石膏法#1、#22×210山西中電投漳澤發電廠石灰石-石膏法#5、#62×210河北河北建投興泰發電公司石灰石-石膏法#81×220北京華能北京熱電廠煙塔合一#3、#42×220山西大唐云岡熱電公司石灰石-石膏法#1、#22×220江蘇國網徐州發電廠石灰石-石膏法#7、#82×220河南大唐首陽山發電廠石灰石-石膏法#1、#22×220廣西柳州發電有限責任公司石灰石-石膏法#1、#22×220四川華電內江發電總廠石灰石-石膏法#21、#222×220上海上海石化熱電總廠石灰石-石膏法#3、#42×100江蘇江蘇儀征化纖熱電中心石灰石-石膏法#2~#55×220t/h爐江西江西九江石化總廠石灰石-石膏法2×190t/h爐1.2.7截至目前全國新投運的小機組脫硫項目(按脫硫方法分類統計)序號脫硫方法50MW機組100MW機組125MW機組200MW等級機組1石灰石-石膏法12臺8臺21臺35臺2煙氣循環流化床4臺5臺7臺3臺3NID半干法3臺4其他脫硫方法4臺1臺3臺由上表可看出:石灰石-石膏法由于技術成熟,運行可靠性好,在脫硫市場上占有很大份額,其次為煙氣循環流化床脫硫技術。1.3石化企業煙氣脫硫技術的選擇原則煙氣脫硫方法各有特點,根據國家環保政策和電廠實際情況的不同,包括:煙氣污染物排放要求、電廠地理位置、燃用煤種、脫硫場地布置、吸收劑來源以及脫硫副產物處置等,脫硫工藝的選擇也各不相同。根據我國的基本國情、石化企業和川維廠煙氣脫硫改造工程的具體情況,提出以下幾點脫硫工藝選擇的基本原則:1.1.1達到國家污染物排放標準及總量控制的要求目前,二氧化硫的排放控制日益嚴格,根據不同時段的排放限值,脫硫后凈煙氣中的SO2和粉塵等污染物排放應符合國家排放標準的規定和建設機組環境評價的要求。作為一套性能先進的脫硫裝置,其脫硫效率應在96%以上。1.1.2脫硫裝置運行必須穩定可靠脫硫裝置應能穩定運行,具體要求如下:脫硫裝置可靠性要求大于95%,脫硫裝置的行應確保不影響主機的正常運行。脫硫裝置的脫硫率應保持穩定。當燃煤和主機運行參數在一定范圍內變化時,能通過調整脫硫設施的運行參數,控制脫硫后凈煙氣中的SO2和粉塵等污染物排放在環保允許范圍內。脫硫設施的檢修和維護工作量小。各個脫硫子系統應能穩定運行,減少維修工作量。1.1.3優先選用國產化率高和技術成熟的脫硫工藝脫硫工藝的高國產化率不僅有利于降低工程初投資,節省工期,而且對今后脫硫裝置運行的調試、技術指導和備品備件的供應也十分有利。1.1.4符合循環經濟和清潔生產的原則脫硫工藝的選擇應充分考慮脫硫副產物的合理處置問題。應采取措施保證脫硫副產物的綜合利用,杜絕二次污染,同時應充分考慮吸收劑的來源和供應問題。一定要嚴格控制脫硫吸收劑供應的質量,確保脫硫裝置的正常運行。1.1.5具有較好的技術經濟指標隨著目前脫硫核心技術的引進、自主知識產權化和關鍵設備的生產已大部分實現國產化,因此,脫硫工程的單價下降較多,目前國內有實際運行業績的脫硫工藝單價已由最初的800~1000元/kW下降至400~500元/kW。1.1.6滿足企業的使用條件由于石化企業配套的鍋爐或電站大部分均作為生產性熱電站,其年運行時間均較長,機組運行穩定性、適應性和可靠性要求較高,因此,其相應配套的脫硫裝置要求技術成熟,適應性強、穩定可靠,脫硫效率高,同時充分考慮工藝和設備的成熟程度,特別在防止腐蝕、結垢、堵塞等環節方面的技術手段,還要考慮裝置占地的大小以及其它對鍋爐、機組運行狀況和煙氣處理系統的影響。1.4工藝技術的選擇1.4.1幾種常用煙氣脫硫技術的比較常用煙氣脫硫技術的技術經濟比較見表1.2-7。表1.4-1幾種常用煙氣脫硫技術經濟性對比表脫硫工藝石灰石-石膏濕法半干法干法電子束海水脫硫旋轉噴霧式NID法爐內干法噴鈣煙氣循環流化床裝置容量機組容量不限<100MW<200MW<200MW<125MW<200MW<200MW機組容量不限成熟成熟成熟成熟成熟成熟不成熟成熟工藝原理利用石灰石粉料漿洗滌煙氣,使石灰石與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣,脫去煙氣中的SO2,再將亞硫酸鈣氧化反應生成石膏。將生石灰制成石灰漿,將石灰漿噴入煙氣中,使氫氧化鈣與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣,最后連同飛灰一起被除塵器收集,達到脫除煙氣中SO2的目的。將循環飛灰與石灰混合增濕后噴入除塵器入口煙道,與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣,再通過除塵器將捕集下來的終產物和未反應的吸收劑部分注入混合增濕裝置,循環反應,達到脫除煙氣中SO2的目的。直接向爐膛噴入石灰石粉,在高溫下分解為氧化鈣,氧化鈣與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣,最后連同飛灰一起被除塵器收集,達到脫除煙氣中SO2的目的。在尾部噴入水霧,增加氧化鈣與煙氣中的SO2反應活性。直接向爐膛內噴入石灰石粉,在高溫下分解為氧化鈣,氧化鈣與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣,最后連同飛灰一起被除塵器收集,達到脫除煙氣中SO2的目的。煙氣經過吸收塔文丘里管與熟石灰充分混合脫硫后,再經再循環除塵器收集,大部分終產物和未反應的吸收劑返回吸收塔循環反應,達到脫除煙氣中SO2的目的。將煙氣冷卻到60℃左右,利用電子束輻照;產生自由基,生成硫酸和硝酸,再與加入的氨氣反應生成硫酸銨和硝酸銨。收集硫酸銨和硝酸銨粉造粒制成復合肥。利用海水洗滌煙氣吸收煙氣中的SO2氣體。含硫量任何煤種<2%<2%<2%<2%<2%<2%<2%脫硫率96~99%70~80%70~80%70%30~40%90~97%脫硫率80%脫氮率10%>90%吸收劑>90%石灰石70%~75%石灰90%石灰>90%石灰石>90%石灰石>85%石灰99%液氨海水鈣硫比1.03~1.051.2~1.51.2~1.42.5~1.02.5~1.01.2~1.41.1—副產品石膏CaSO4,用于生產石膏板等亞硫酸鈣,用于生產水泥、鋪路等亞硫酸鈣,用于生產水泥、鋪路等亞硫酸鈣,用于生產水泥、鋪路等亞硫酸鈣,用于生產水泥、鋪路等亞硫酸鈣,用于生產水泥、鋪路等硫酸銨、硝酸銨,生產復合肥硫酸鹽,拋棄電量消耗0.7~3%1.0%1.4%0.5~1.0%1.0%1.0~1.3%1.5%1~1.3%運行成本較低較高較高較低較低較高高較低廢水排放少量無無無無無無無投資估計主要用于大機組,目前國產化率較高,單價下降較多,400~500元/KW主要用于中小機組,單價較高,300~400元/KW主要用于中小機組,單價較高,300~350元/KW主要用于中小機組,單價較高,250~400元/KW主要用于中小機組,單價較高,200~300元/KW主要用于中小機組,單價較高,300~350元/KW技術尚處于試驗階段,1000元/KW機組容量不限,400~500元/KW技術特點優點:工藝技術成熟可靠,應用最廣,適用于所有煤種和所有機組;負荷適應性好;脫硫率高達99%;脫硫劑價廉易得;運行成本低;副產物石膏可綜合利用,無二次污染;缺點:工藝流程復雜;初投資較高;有少量廢水產生。優點:工藝流程簡單;投資也較小。缺點:無大型機組成功應用業績,國內僅有<100MW的試驗裝置;脫硫率較低;操作彈性較小;鈣硫比高;運行成本高;副產物綜合利用價值低。優點:工藝流程簡單;投資也較小。缺點:無大型機組成功應用業績;脫硫率較低;操作彈性較小;鈣硫比高;運行成本高;副產物綜合利用價值低。優點:工藝流程簡單;投資也較小。缺點:脫硫率較低;操作彈性較小;鈣硫比高;運行成本高;副產物綜合利用價值低;改造爐膛會導致鍋爐效率降低。優點:工藝流程簡單,投資也較小。缺點:脫硫率低;操作彈性較小;鈣硫比高;運行成本高;副產物綜合利用價值低;改造爐膛會導致鍋爐效率降低。優點:工藝技術成熟可靠,脫硫率在所有干法和半干法工藝中最高;單塔煙氣處理量也較大;負荷適應性好;鈣利用率高;投資省;對吸收塔及其下游的設備、煙道和煙囪無防腐要求。缺點:對石灰純度要求較高;副產物綜合利用價值低。優點:能同時脫硫和脫氮;副產物是一種優良的復合肥;無廢水產生。缺點:脫硫率較低;投資高;因工藝技術和設備元件不過關,大型機組應用較困難。優點:工藝技術成熟可靠,機組容量不限;脫硫率90%以上;工藝流程簡單;投資省;運行成本低。缺點:受地域條件限制,只能用于沿海地區;只能適用于中、低硫煤種;有二次污染。1.4.2煙氣脫硫工藝技術選擇根據上述煙氣脫硫工藝技術的選擇原則和幾種常用煙氣脫硫技術經濟比較,經分析論證,我們認為石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝技術是川維廠煙氣脫硫的首選方案,原因如下:(1)煙氣脫硫處理能力方面川維廠位于國家劃定的酸雨控制區內,重慶市也是高硫煤產區,根據國務院關于《兩控區酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計劃》提出的排污總量控制目標,重慶市和中國石化二氧化硫削減方案,意味著川維廠將面臨兩條選擇:要么降低燃料的硫含量,要么增設脫硫設施。根據川維廠處于高硫煤地區的實際狀況,無法使用低硫煤,而且即使能降低燃料硫含量,煙氣中的塵含量高的問題也無法解決。總之,川維廠老鍋爐改造勢在必行,而且脫硫、除塵一并解決,隨著我國經濟的飛速發展,環境問題日益突出。由二氧化硫排放所致的硫酸型酸雨污染危害面積達國土面積達40%以上,全國七大水系均受到不同程度的污染。根據有關資料表明,我國由于酸雨和二氧化硫造成農作物、森林和人體健康等方面的經濟損失每年占我國GDP的2%~3%,僅江蘇、浙江等七省因酸雨而造成農田減產約1.5億畝,年經濟損失約37億元;森林受害面積128.1萬公頃,年木材損失6億元,森林生態效益損失約54億元。二氧化硫污染已經成為制約我國經濟和社會發展的重要因素,削減二氧化硫排放量、控制大氣二氧化硫污染,保護大氣環境質量,是目前及未來相當長時期內我國環境保護的主要課題。進行嚴格的控制勢在必行。政府部門對SO2排放要求嚴格,根據上述表1.2-3、1.2-4和1.2-5列脫硫前后的污染物排放總量情況,要確保重慶市政府批準的川維廠2010年二氧化硫總量控制指標4960噸/年的實現,川維廠的SO2排放指標必須達到400mg/Nm3以下,脫硫效率須達到96%以上。鑒于川維廠目前的脫硫煙氣處理量較大,#5和#9爐脫硫煙氣量達730061Nm3/h,且燃煤含硫量較高,全硫達St,d2.57%,因此,在目前常用的幾種煙氣脫硫技術中,石灰石-石膏濕法脫硫工藝作為最成熟可靠,在國內外有最廣泛應用業績的成功脫硫工藝,應是川維廠進行老廠脫硫改造的首選。(2)技術經濟指標方面如上述,石灰石-石膏濕法脫硫工藝技術成熟可靠,應用最廣,適用于所有煤種和所有機組;石灰石-石膏濕法脫硫工藝煙氣和SO2處理量大,負荷適應性好;脫硫率高達99%,同時還具有較高的除塵能力。脫硫吸收劑價廉易得;運行成本低,脫硫副產物石膏可綜合利用,無二次污染。相對而言,石灰石-石膏濕法脫硫工藝由于工藝系統較復雜,工程初投資較大。但隨著目前脫硫核心技術的引進、自主知識產權化和關鍵設備的生產已大部分實現國產化,因此,脫硫工程的單價下降較多,目前國內大型機組的脫硫單價已由最初的800~1000元/kW下降至400~500元/kW,因此,很適合于川維廠目前即將開展的脫硫工程改造。另外,在運行費用方面,石灰石-石膏濕法脫硫工藝的運行費用主要由電費、水費、吸收劑成本構成,此外,脫硫副產物—石膏進行綜合利用可以回收一部分運行成本費用。相對而言,石灰石-石膏濕法脫硫工藝的運行費用較低。(3)硫資源的循環利用方面如上述,石灰石-石膏濕法脫硫工藝的脫硫副產物—石膏可作為建筑裝飾石膏板或水泥添加劑進行綜合利用,且絕無二次污染,目前在市場上比較暢銷。(4)脫硫吸收劑的供應方面川維廠附近的石灰石礦源儲量豐富,且質量較優,石灰石-石膏濕法脫硫工藝所需的吸收劑來源穩定,且價廉易得,完全可以確保石灰石-石膏濕法脫硫裝置的正常運行。從以上的技術經濟分析,以及結合國家產業政策和石化企業本身要求鍋爐長周期正常運行的特點,可以認為:石灰石-石膏濕法脫硫工藝技術具有脫硫效率高、資源化技術日益成熟、符合循環經濟原則等優勢,是一種比較適合燃用高硫煤鍋爐煙氣脫硫改造的脫硫工藝。因此石灰石-石膏濕法脫硫工藝技術是本工程推薦的煙氣脫硫工藝技術。1.5同方環境公司石灰石-石膏濕法脫硫工藝技術特點同方環境公司的石灰石-石膏濕法脫硫技術是在引進吸收奧地利能源及環境公司(AE&E)噴淋塔脫硫技術基礎上,結合國內脫硫工程特點并總結公司40余個脫硫工程建設的實際經驗,同時依托清華大學自有的技術優勢,進一步開發創新、優化形成的。同樣是噴淋塔技術,我們具有更多的優勢。1.5.1吸收塔設計與循環泵選型綜合優化,降低脫離系統電耗吸收塔的設計直徑與吸收塔空塔流速有關。一般來說,較高的空塔流速可以降低循環泵的流量,減小循環泵電耗。但這也會增加了吸收塔壓損。同方環境公司吸收塔綜合考慮塔與循環泵的最優化設計,選取適當的空塔流速,降低脫硫系統總電耗。下圖表示了不同空塔流速下增壓風機(本工程為引風機代增壓風機)、循環泵及綜合電耗的曲線。可以看到,空塔流速在~1.8m/s時,FGD綜合電耗最低。在煙氣入口流量增加10%時,空塔流速約4.1m/秒,吸收塔仍然可以保證在非常經濟的工況下運行。圖4-1:不同空塔流速下的電耗1.5.2針對吸收塔漿池的大小,設計最佳的強制氧化方式亞硫酸鈣的氧化是通過向反應池適當的位置注入氧化空氣來實現的強制氧化。一般來說氧化空氣噴嘴有兩種設計方式―排管式(見圖4-2)和噴槍式(見圖4-3)。圖4-2:排管式氧化空氣噴嘴圖4-3:噴槍式氧化空氣噴嘴排管式氧化空氣噴嘴是在插入吸收塔漿池內的多束管道上開孔的方式導入氧化空氣。特點是系統簡單,氧化空氣在漿池斷面上分布較為均勻,氧化空氣的插入深度較低,氧化風機的出口壓力要求低。噴槍式氧化空氣噴嘴是在漿池攪拌器的的正前方導入氧化空氣,通過攪拌器的作用使空氣擴散到整個漿池。特點是氧化空氣的插入深度較大,需要的氧化空氣量比排管式小,氧化風機的出口壓力要求高。圖4-4是不同氧化空氣插入深度對氧化空氣的需求量的影響。圖4-4:過剩空氣系數從上圖可知,氧化空氣插入深度越深,氧化空氣的利用率越高,對氧化空氣的用量越低,但是對氧化風機的出口壓力要求越高。氧化空氣噴嘴方式的選取需要綜合考慮上述因素,并考慮到風機制造商的設備選型特點,在保證亞硫酸鈣的有效氧化的條件下選取最優的氧化風機型號,降低電負荷。根據本項目特點,我們推薦采用排管式氧化空氣噴嘴的模式。1.5.3計算機模擬計算與模型試驗相結合,最優化吸收塔及內部件的設計同方環境公司設計了18個直徑序列的標準吸收塔,(9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、11.5、14、14.5、15.3、16、17.5、18.4、19、20m)。對于每個序列的吸收塔我們都進行了計算機模擬計算與模型試驗來優化吸收塔及其內部噴淋層的設計。目前,同方環境公司在國內的業績已經全面覆蓋了上述直徑序列的吸收塔,20多個項目已經通過了168試運行,脫硫效率均達到或超過了最初的設計值。
4-5:吸收塔的內部流場分布計算模擬圖1.5.4控制脫硫塔煙氣均勻流動技術同方環境公司根據AEE公司參考幾十年設計FGD系統所獲得的經驗,通過計算機模擬設計,確定了吸收塔內噴淋層和噴嘴的布置、除霧器、煙氣入口和煙氣出口的位置,優化了PH值、L/G、石灰石化學當量比、氧化空氣流量、漿液濃度、煙氣流速等性能參數。初始設計優化設計軸向流速分布模擬對比CFD仿真-速度場模擬優化設計前優化設計后軸向流速分布模擬對比模擬模型試驗模型試驗和理論模型的比較1.5.5吸收塔的設計介紹吸收塔高度尺寸的設計需要考慮的主要因素有:漿液池正常高度H1漿液池正常液位至吸收塔入口煙道下端面高度H2吸收塔入口煙道高度H3吸收塔入口煙道上端面至最下一層噴淋層高度H4噴淋層間距H5除霧器安裝高度要求H6吸收塔入口煙道高度H7吸收塔高度H=H1+H2+H3+H4+H5*(n-1)+H6+H7n為噴淋層層數同方環境公司技術的噴淋塔設計,具有較大的吸收區域高度(H3/2+H4+H5*(n-1))。同時因為采用新型式的除霧器,便于除霧器的檢修維護,同時降低降低除霧器安裝高度要求H6,使得吸收塔的設計緊湊,能夠有效減小煙氣在吸收塔和煙道的阻力損失,降低脫硫電耗。吸收塔的吸收區域是指吸收塔入口煙道中心線以上至最高一層噴淋層中心線中間的區域。噴淋的漿液在該區域對含硫煙氣進行洗滌。充分的吸收區域高度可以保證較高的脫硫率。在滿足同樣脫硫率的要求下,這個高度越高,所需要的循環泵流量就越低,這可以降低循環泵流量及電耗,從而降低吸收塔壓損。同方環境公司的吸收塔設計空間緊湊合理,易于檢修。吸收塔在保證較高吸收區域高度的情況下,盡量減小煙氣在吸收塔和煙道的阻力損失,降低脫硫電耗。1.5.6其它設計特點低負荷運行適應性強1)本工程吸收塔采用空塔結構,配四層噴淋層,有較小的阻力和較高的脫硫率。當#5爐和#9爐單臺爐運行時,吸收塔只需投入三層噴淋層,此時脫硫效率和煙氣排放滿足要求。2)本工程氧化風機共配置3臺(二運一備),當投入#5爐和#9爐兩臺爐時,氧化風機按二運一備的方式運行;當投入#5爐或#9爐單臺爐時,氧化風機按一運一備的方式運行即可滿足石膏漿液的氧化要求。與常規的2臺氧化風機(一運一備)配置方案比較,其特點如下:優點:3臺氧化風機的配置方案運行可靠,調節靈活;對機組負荷的適應性較好;3臺氧化風機的配置方案可根據機組負荷情況靈活采用二運一備或一運一備的運行方式,從而最大限度地節省脫硫電耗;缺點:3臺氧化風機的配置方案占地面積稍大,設備和系統初投資約高30%(初步估算約30~40萬元)。3)本工程吸收塔配2×100%石膏漿液排出泵,石膏漿液排出泵采用變頻調節運行方式。當鍋爐負荷在50~100%BMCR工況下運行時,石膏漿液排出泵進行變頻調節,滿足機組運行的需要,同時盡量減小泵的運行功率,節約用電。通過上述優化措施和特殊設計,提高了電廠鍋爐低負荷工況的適應性。當#5爐和#9爐單臺爐運行時,在滿足脫硫效率和運行要求的前提下,可節省電耗476kW.h/h(6kV饋線處),為電廠經濟運行提供靈活方便的運行方式和更好的經濟效益。其它采用壓力要求低的噴嘴,減小循環泵工作壓力,降低電耗;高效率雜質分離系統,可以降低吸收塔對石灰石純度的要求;脫硫廢水排放量低;吸收塔漿池容積設計較大,保證高品質石膏產品的生成。1.5.7主要設備技術特點吸收塔系統.1吸收塔a.結構吸收塔為圓柱形塔,煙氣從吸收塔中下部進入吸收塔,從塔頂側向離開吸收塔。吸收塔殼體由碳鋼制做,內表面襯丁基合成橡膠防腐。吸收塔的設計能保證要求的脫硫效率而無需設置任何用于強化傳質的內置件。同方環境公司通過優化設計減少了吸收塔內部件,這對提高系統的穩定性和可靠性是至關重要的。塔的下部為漿液池,同方環境公司為本工程設計了容積足夠大的漿池,氧化時間充分,石膏結晶時間長,能保證生產高品質的石膏,并為石灰石提供充分的溶解時間以保證低水平的鈣/硫比(Ca/S),同時保證為噴淋過程中物理溶解于漿液中的酸性物質在漿池內與溶解態石灰石的反應提供充分的反應時間,由此確保高的脫硫效率。漿池中下部均布多個側進式低速攪拌器,以防止固體沉淀。在煙氣參數如煙氣流量、煙氣溫度和SO2初始濃度發生快速變化的情況下,能夠穩定吸收塔的正常運行,漿液池的設計保證提供充分的氣固緩沖容積。煙氣進口上方的吸收塔中上部區域為噴淋區,噴淋區設四層噴淋層,由獨立的循環泵與各自對應的噴淋層連接。吸收塔按脫硫設計煤種(Sar=2.41%)進行設計。入口段向塔內延伸約0.65m,以保護吸收塔的防腐層不受高溫煙氣的損害;入口段與吸收塔平面成7°的傾角,保證所有冷凝酸及噴淋液回入塔內;向下的入口煙氣設計有利于增加了煙氣的湍流,提高了氣液相之間的傳質、傳熱效果;入口段設計同時保證煙氣在塔截面上的分布更加均勻。吸收塔頂部布置有電動放空閥,在正常運行時該閥是關閉的。當FGD裝置走旁路或當FGD裝置停運時,電動放空閥開啟,消除在吸收塔氧化風機還在運行時或停運后冷卻下來時產生的與大氣的壓差。吸收塔外共設四層主要運行層平臺,分別位于氧化空氣噴管層,漿液噴淋層,除霧器層和頂層,并與漿液循環泵房通過聯絡平臺進行連接,便于電廠運行監視和檢修維護。。b.材質塔本體:碳鋼塔襯里:襯里施工前經表面預處理,噴砂除銹,內襯材料為丁基合成橡膠。塔內件支撐:碳鋼襯丁基合成橡膠塔煙氣入口區:碳鋼襯2mmC276合金塔內部螺栓、螺母類:合金.2噴淋層及噴嘴a.結構吸收塔內部噴淋系統是由分配母管和噴嘴組成的網狀系統。設多層噴淋層,每個噴淋層間距1.8m。噴淋層間距的設計不僅考慮到滿足性能要求,而且充分考慮到便于工作人員進入吸收塔對漿液分配管網及噴嘴進行檢修和維護。基于多年FGD系統設計的經驗,通過計算機模擬輔助設計,確定吸收塔內噴淋層和噴嘴的選型及布置。采用多層噴淋層,一個噴淋層包括若干支管,噴嘴規則地布置在支管上。通過對噴嘴進行優化布置,使吸收塔斷面上幾乎完全均勻地進行噴淋。如此布置可盡可能減少噴淋到塔壁上的漿液量,同時提高有效的漿液傳質表面積。噴淋層上安裝高效的空心錐型噴嘴,噴嘴材料為SiC。該種噴嘴可使噴出的漿液覆蓋均勻,噴射角度精確而且霧化效果好,并具有高的漿液噴淋速率。噴嘴設計緊湊,在給定尺寸下得到最大流量,暢通的通道設計最大程度避免阻塞現象,既保證了運行的穩定性又提高了使用壽命。噴淋系統能使漿液在吸收塔內均勻分布,流經每個噴淋層的流量相等。噴淋層的總體布置增加了漿液與氣體的接觸面積和幾率,保證對整個塔體有效橫截面(煙氣分布橫截面)進行不低于180%的覆蓋率。b.材質噴淋系統管道:FRP噴嘴:碳化硅(SiC),是一種耐磨,且抗化學腐蝕性極佳的材料,可以長周期運行而無腐蝕、無磨蝕、無石膏結垢及堵塞等問題。.3除霧器a.功能及結構除霧器用于分離煙氣攜帶的液滴。系統組成:二級除霧器,配備沖洗水系統和噴淋系統(包括管道、閥門和噴嘴等)。除霧系統包括一臺安裝在下部的粗除霧器和一臺安裝在上部的細除霧器,彼此平行的除霧器元件為波狀外形。位于下面的第一級除霧器是一個大液滴分離器,葉片間隙較大,用來分離上升煙氣所攜帶的較大液滴。上方的第二級除霧器是一個細液滴分離器,葉片距離較小,用來分離上升煙氣中的微小漿液液滴和除霧器沖洗水滴。煙氣流經除霧器時,液滴由于慣性作用,留在擋板上。由于被滯留的液滴也含有固態物,主要成分為石膏,因此存在在擋板上結垢的危險,同時為保證煙氣通過除霧器時產生的壓降不超過設定值,需定期進行在線清洗。為此,設置了定期運行的清潔設備,包括噴嘴系統。沖洗介質為工業水。一級除霧器的上下面和二級除霧器的上下面均設有沖洗噴嘴,正常運行時下層除霧器的底面和頂面,上層除霧器的底面自動按程序輪流清洗各區域,FGD停運時可手動開啟二層除霧器的上層沖洗水,使除霧器始終保持干凈。除霧器每層沖洗可根據煙氣負荷、除霧器兩端的壓差自動調節沖洗的頻率。沖洗水由除霧器沖洗水泵提供,沖洗水還用于補充吸收塔中的水分蒸發損失。b.選材除霧器:聚丙烯沖洗管道:PP沖洗噴嘴:PP.4吸收塔漿液循環泵a.結構吸收塔漿液循環泵安裝在吸收塔旁,室內布置,用于吸收塔內石膏漿液的循環。采用單流和單級臥式離心泵,包括泵殼、葉輪、軸、軸承、出口彎頭、底板、進口、密封盒、軸封、基礎框架、地腳螺栓、機械密封和所有的管道、閥門及就地儀表和電機。漿液循環泵配有油位指示器、聯軸器防護罩和泄漏液的收集設備等。配備單個機械密封,密封元件配有人工沖洗的連接管。軸承型式為耐磨型。吸收塔的操作液位的設計能充分保證泵的工作性能,泵的葉輪背后不氣蝕;同時,選擇了較大的泵入口管管徑,能有效防止氣蝕的發生,延長泵的使用壽命。b.選材選用材料的能完全適于輸送的介質,并適應高達40000ppm的Cl-濃度。外殼材質采用碳鋼襯丁基合成橡膠或高鎳合金,葉輪材質采用高鉻鑄鐵或等同材料,機械密封材料為SiC。.5吸收塔攪拌器a.功能和結構在吸收塔漿液池的下部,沿塔徑向布置四臺側進式攪拌器,其作用是使漿液中的固體顆粒維持在懸浮狀態,同時分散氧化空氣。攪拌器安裝有軸承罩、主軸、攪拌葉片、機械密封。攪拌器葉片安裝在吸收塔漿液箱內,與水平線約為7度傾角、與中心線約成7度傾角。攪拌槳型式為三葉螺旋槳。采用低速攪拌器,有效防止漿液沉降。在攪拌器旁設置人工沖洗設施,提供安裝和檢修所需要的吊耳、吊環及其他專用滑輪。b.選材吸收塔攪拌器的攪拌葉片和主軸的材質為6鉬合金1.4529。.6氧化風機及氧化空氣噴管a.功能和結構氧化風機其作用是為吸收塔漿液箱中的漿液提供充足的氧化空氣。風機為羅茨風機。風機的入口設有過濾器,保證入塔的氧化空氣無塵;風機的入口設有消音器,風機外有隔音罩;氧化風量按投運風機的最大出力供給,不設調節器,每個吸收塔漿液池液面下側向設置精心設計的噴射槍。氧化空氣在入塔前進行噴水冷卻,使之降溫,并達到飽和。b.選材機殼采用鑄鐵。葉輪采用鑄鐵,經時效處理,采用漸開線形線。主從動軸采用45號優質碳素鋼、與葉輪組裝后校靜動平衡。在吸收塔內分布的氧化風管材料采用耐磨耐腐蝕的玻璃鋼(FRP)材料制作。煙氣系統本系統主要設備包括煙道、擋板門等.1煙道本工程原煙道采用5mm厚度鋼板制作,凈煙道采用6mm厚度鋼板制作,其中考慮1mm腐蝕余量。煙道設計壓力為±4000Pa。原煙道進入吸收塔前容易受塔內水汽影響的部位內襯高溫玻璃鱗片樹脂,并在吸收塔入口補償器處設排水口,有效減少漿液滯留和減小腐蝕的可能性。凈煙道全部內襯低溫玻璃鱗片樹脂,凈煙道補償器也設置排水口,及時排出煙氣挾帶的漿液,減小煙道腐蝕的可能。旁路擋板門至煙囪段煙道也內襯高溫玻璃鱗片樹脂,該內襯樹脂還能耐受每年二次至少20min由于空預器引起的180℃故障煙溫。.2擋板門1)功能和結構原煙氣擋板門設置在FGD入口煙道上,凈煙氣擋板設置在FGD出口煙道上,其目的是將原煙氣引向煙氣脫硫系統(FGD)和/或防止煙氣滲入煙氣脫硫系統。旁路擋板位于旁路煙道上,其作用是當煙氣脫硫系統或鍋爐處于事故狀態的情況下使煙氣繞過FGD而通過旁路直接排入煙囪。本工程原/凈煙氣、旁路擋板擋板均為單軸雙百葉窗擋板。該擋板門主要特點為密封性好,運行穩定可靠,應用較為廣泛。雙百葉窗擋板門有兩排葉片組成,當檔板門關閉時在兩層葉片之間形成了一個氣密間隔,通過密封風機將大于在煙道氣壓力密封氣體充入這個隔間,這樣可防止煙氣通過關閉的檔板門,具有良好的氣密性。旁路擋板正常開啟時間在30-45秒,快開時間≤20秒。旁路擋板采用1個快開型+1個調節型氣動執行器。這些配置能充分有效保障機組的安全正常運行。擋板與密封空氣系統相連接。所有擋板共用一套密封空氣系統,包括兩臺密封空氣風機(一用一備),電加熱器。擋板處于關閉位置時,擋板翼由微細鋼制襯墊所密封,在擋板內形成一個空間,密封空氣從這里進入,形成正壓室,防止煙氣從擋板一側泄漏到另一側。2)選材原煙氣擋板門葉片及框架材料為Q235,密封片采用進口1.4529合金,凈煙氣擋板門及旁路擋板門葉片、煙氣擋板的軸和擋板本體材質采用貼襯進口DIN1.4529合金,密封片采用進口C276哈氏合金。石膏漿液排出泵的選型本工程吸收塔配2×100%石膏漿液排出泵,石膏漿液排出泵采用變頻調節運行方式,其優點如下:當電廠煤質變化或機組低負荷運行時,脫硫系統的石膏排漿量也將發生較大變化。石膏漿液排出泵采用變頻調節,可靈活調節石膏漿液排出泵的漿液輸送量,并節省石膏漿液排出泵的電耗40~60%;為確保石膏漩流站(初級脫水裝置)的運行效果和底流濃度維持在50%以上,就必須確保石膏漩流站入口壓力穩定在1.6~1.8ata。石膏漿液排出泵采用變頻調節,有利于確保石膏漩流站入口壓力的穩定。有利于簡化石膏脫水系統,提高系統可靠性。石膏漿液排出泵采用變頻調節可取代石膏漩流站入口的調節閥和漿液回流系統,從而解決了調節閥的磨損和泄漏問題,提供了系統運行的可靠性。.1適應不同煤種和不同負荷工況石膏漿液排出泵滿足在15小時內排空吸收塔。.2降低運行電耗的措施石膏漿液排出泵采用變頻調節。當鍋爐負荷在50~100%BMCR工況下運行時,石膏漿液排出泵可進行變頻調節,滿足機組運行的需要;當吸收塔排空時,可保證15小時內排空吸收塔。石膏漿液排出泵的選擇,還考慮到在滿足系統運行要求的前提下,盡量減小泵的運行功率,節約用電。1.5.8降低脫硫運行費用的措施本工程脫硫系統中,由于儀用和雜用壓縮空氣均來自主體工程,因此影響運行成本的主要因素是電耗、水耗、氣耗和石灰石耗量等幾方面,在工藝設計方面,盡量采取各種優化措施,力求降低各種消耗品用量,使運行成本最小化。降低漿液循環泵的運行電耗本工程克服脫硫系統阻力所需電耗、漿液循環泵和氧化風機等是脫硫系統最大的電用戶。1)本工程在煙道布置上盡量優化,確保氣流分布的均勻性。盡量減少彎頭數量,如必須采用彎頭,則采用緩轉彎頭;同時,將煙氣流速控制在15m/s以下。增壓風機選型阻力通過準確計算,既保證最惡劣工況和最低負荷下風機的正常出力,同時,也確保正常運行工況始終處于高效區運行。2)本工程通過準確地計算管道系統的阻力,漿液循環泵在設計工況位于最高效率點,在最高和最低液位之間處于泵的高效區內。選用的漿液循環泵具有很高的效率和比較平緩的性能曲線,能適應液位較大的變幅。此外,本工程吸收塔噴淋層噴嘴采用背壓較偏心噴嘴,從而有效地降低漿液循環泵的揚程。同時,合理地選擇漿液循環管的管徑,使流速不致過高,并減小管道水力損失;在漿液循環管道濾網的設計方面,取較低的過網流速,一方面避免停泵時對濾網的損壞,另一方面又減小過網水力損失,進一步降低漿液循環泵揚程,從而減小漿液循環泵的運行電耗。3)優化吸收塔的設計,特別注意噴淋層和噴嘴的布置,在保證漿液的覆蓋率以確保脫硫效果的前提下,提高吸收塔的煙氣吸收高度,盡量減小液氣比,控制漿液循環泵的流量,從而減小漿液循環泵的運行電耗。4)如前述,本工程氧化空氣選用排管式,具有系統簡單,氧化空氣在漿池斷面上分布較為均勻,氧化空氣的插入深度較低,氧化風機的出口壓力要求低等優點。根據本工程的特點,同方環境公司提供的氧化風機選用羅茨式高壓風機,風機運行可靠,效率較高,電耗較低。設置大容量壓縮空氣罐本工程設置足夠容量的儀用空氣穩壓罐和雜用空氣貯氣罐。貯氣罐的供氣能力滿足當空氣壓縮機停運時,依靠貯氣罐的貯備,至少能維持整個脫硫控制設備繼續工作不小于10分鐘的耗氣量,減少電廠空壓機的啟動次數,一方面延長了設備的使用壽命,另一方面也適當降低了電廠的電耗。減小脫硫系統的耗水量耗水量也是影響系統經濟運行的一個重要指標。本工程為減小耗水指標,采取了如下措施:1)常規的脫硫裝置中,冷卻水的最大用戶是電機冷卻水。本工程所有電動機采用空-空冷卻電機,不使用冷卻水,從而最大限度地減小了用水量和后續處理措施。本工程冷卻水用戶只有氧化風機冷卻水,2×110MW機組總用水量10m3/h。本冷卻水采用電廠工業水,用后經收集回收至脫硫工藝水箱,相當于閉式循環,不額外增加耗水量,也不對工藝水造成不利的影響。2)脫硫島內的水采用閉式系統,島內所有的水(包括石灰石漿液帶入的水、管道沖洗水和除霧器沖洗水等)均回到吸收塔重復使用,整個脫硫島內除外排少量的脫硫廢水外,沒有外排的水,一方面減小了廢水量和對島外環境可能造成的污染,另一方面也減小了耗水量。3)石膏排出泵輸送到脫水區的石膏漿液經過石膏旋流器分離后,其溢流漿液和廢水旋流器底流漿液經回收后返回吸收塔作為吸收塔的補水;真空皮帶脫水機的濾液經收集后用于石灰石粉制漿,再通過石灰石漿液補充回吸收塔,作為吸收塔的補水。關于降低石灰石耗量的措施石灰石的耗量也是脫硫系統的一個重要運行成本,衡量石灰石耗量的一個重要指標即石灰石利用率(其倒數即我們常用的鈣硫比,本項目鈣硫比設計值控制在1.03)。對于給定化學成分的石灰石,石灰石利用率受兩個重要因素的影響:(1)石灰石在吸收塔中的溶解速率;(2)石灰石在吸收塔中的停留時間。石灰石的溶解速率可表示如下式:R=KA[H+](1-RS)式中,R=石灰石溶解速率K=速率常數A=石灰石顆粒表面積[H+]=水合氫離子濃度RS=CaCO3相對飽和度如關系式中所示,對某種特定的石灰石,溶解的速率受可利用表面積(研磨粒度)的變化,和吸收塔內pH值的變化而變化。針對本工程脫硫項目,我公司在設計中,特別考慮在一定程度上降低吸收塔反應池pH值(pH=5.46)來提高石灰石溶解速率。當然,降低反應池的pH值會降低溶液的堿性,所以采用較高的吸收塔煙氣吸收高度來保持穩定的脫硫效率,吸收區高度達到9米。對于本項目的這一設計,系兼顧鈣硫比和液/氣比的最佳平衡點。此外,為提高吸收劑的利用率,我公司在工程脫硫項目的設計中特別選用了大容量的吸收塔反應池,使循環漿液停留時間達到4.32分鐘,從而適當提高了石灰石利用率。1.5.9吸收塔干濕界面防腐的推薦意見根據同方環境公司的工程經驗,在吸收塔干濕界面防腐采用C22或C276鎳基合金時,與塔壁之間的異種鋼焊接處理需要非常小心,如果稍有不慎焊縫處就會發生腐蝕,而且C22或C276由于冶煉技術和成本的原因,目前還沒有國產化,價格相當昂貴,整個吸收塔入口煙道采用C22或C276貼襯增大了脫硫工程的造價和焊縫腐蝕的風險。為此,同方環境公司推薦如下方案:同方環境公司的技術支持方同方環境公司根據AEE幾十年的脫硫工程經驗,一直推薦采用碳鋼襯耐高溫玻璃鱗片樹脂的方式解決干濕界面的防腐問題。目前同方環境公司安裝的至少80%的吸收塔采用碳鋼/鱗片襯里入口件。同種鋼材的焊縫結合緊密,不存在晶間應力,熱脹冷縮也同步,和玻璃鱗片樹脂配合恰當。在同方環境公司實施的包括玉環2×1000MW脫硫工程等都采用碳鋼襯玻璃鱗片樹脂,使用效果很好。因此,同方環境公司推薦本工程吸收塔干濕界面采用底部用2mm高溫型鱗片+耐熱磚20mm、側面和頂部用2mm高溫型鱗片的防腐方案,完全能滿足使用效果和使用壽命。1.5.10脫硫裝置啟動曲線脫硫啟動的時間進度表
FGD通煙正常運行FGD通煙正常運行隨鍋爐升負荷長時間停運狀態短時間停運狀態鍋爐啟動燃油鍋爐穩定負荷改變燃料只燒煤正常運行負荷升FGD允許啟動電廠脫硫啟動計劃曲線FGD通煙FGD通煙鍋爐負荷%100鍋爐啟動油油和煤煤短期停運狀態長期停運狀態FGD動作(隨鍋爐升負荷)時間油油和煤煤短期停運狀態長期停運狀態FGD動作(隨鍋爐升負荷)時間氧化風機子回路控制FGD系統準備完畢事故漿液罐組控氧化風機子回路控制FGD系統準備完畢事故漿液罐組控排水池組控制除霧器組控制二號循環泵組控制吸收塔儀表子組攪拌器子回路控制一號循環泵組控密封空氣子組控制時間01020304050Min1.5.11氧化風機的降噪措施氧化風機主要降噪措施簡述根據本工程吸收塔氧化風量及風壓選型參數,本工程氧化風機宜選用羅茨風機。羅茨風機的優點是風壓較高且運行穩定,但羅茨風機每次吸入、排出的風量很大并有突變現象,從而產生較大噪聲。其噪聲主要包括其噪聲主要包括進氣口和排氣口輻射的空氣動力性噪聲、機殼及軸承輻射的機械性噪聲、基礎振動輻射的噪聲、電動機噪聲等。為降低氧化風機的運行噪音,改善設備運行和工作環境,承包商將對氧化風機采取必要的消聲和隔音措施,確保將氧化風機運行噪音控制在國家相關噪音控制標準允許的范圍內。具體降噪措施如下:氧化風機的結構設計應有利于控制和降低噪音。選用質量可靠、運行平穩、制造精度高、設備運行噪音小的氧化風機設備非常關鍵;軸承、齒輪、密封處均采用優質潤滑油,盡量降低設備運轉時產生的噪音;氧化風機進風口設有消音式過濾器,同時設有進出口消聲器,可有效降低進氣口輻射的空氣動力性噪聲。吸收/反射式進氣消音器有助于降低中、低頻率的噪音,而排氣消音器(基座采用防震墊)大大降低了壓力波動(低于排氣管平均絕對壓力的2%);氧化風機配備高效的隔音箱。隔音箱可有效降低其機殼及軸承輻射的機械性噪聲、電動機噪聲。為確保氧化風機在高溫環境下連續運轉,隔音箱設計有優良的通風系統。在隔聲罩上方設有排氣扇,排氣扇外加裝消聲器,以降低從排氣口泄出的噪聲;氧化風機泄壓口設在隔聲罩內,并配用消聲器,以降低氧化風機泄壓噪音。在嚴格采取上述隔音降噪措施后,可確保將氧化風機運行噪聲控制在85DB(A)以下。主要降噪設備—隔音箱結構說明氧化風機配套隔音箱結構共分為5層,包括:碳鋼內板多孔板吸音材料阻尼材料碳鋼外板隔音箱結構示意圖如下圖所示:1.5.12煙道改造的說明旁路煙道改造范圍及內容為滿足脫硫裝置接口及旁路擋板門布置要求,需要對煙囪入口旁路主煙道進行改造。旁路煙道的改造實施以不影響主機正常發電,不對煙囪入口水平煙道的結構和膨脹造成不利影響為原則。改造內容包括:新增脫硫裝置原煙氣接口2個(煙囪兩側各1個)。根據工藝要求,需要在煙囪兩側入口旁路主煙道側(頂)面上各新增1個開孔,并引接一段煙道接口短管。同時,承包商在煙道接口短管后設有1臺非金屬纖維補償器將旁路主煙道和脫硫原煙道分隔開,以解決接口前后煙道膨脹不一致的問題,同時也避免了脫硫原煙道垂直及水平荷載傳遞到煙囪入口旁路主煙道上。新增旁路煙道擋板門2臺(煙囪兩側各1臺)。根據工藝要求,需要在煙囪兩側入口旁路主煙道上,凈煙道接入口前各安裝1臺氣動雙執行機構旁路煙道擋板門,為此,需要將原煙囪入口旁路主煙道割掉一段長410mm左右的煙道,并在該位置安裝旁路煙道擋板門。對新增旁路煙道擋板門后的煙囪入口旁路主煙道進行防腐,以滿足脫硫凈煙氣排放的防腐要求。在FGD進口擋板門、旁路煙道擋板門安裝位置設計和安裝檢修維護和監測用鋼平臺及扶梯。旁路煙道改造工期安排經核算,本改造方案的工程量如下:(1)煙囪入口水平煙道開孔及擋板門安裝工程量本工程在原、凈煙道開孔共4個,并焊接接口煙道短管;在兩側煙囪入口煙道上切除長410mm煙道,同時焊接擋板門安裝法蘭,安裝旁路煙道擋板門。工期:每臺爐改造工期約3天。零件加工和支架施工可在煙道改造前預先完成。在開孔工作完成后即可開始改造煙道的施工。(2)旁路擋板門后煙道防腐工期:每臺爐改造工期約5天。(3)擋板門維護平臺該部分工作量不影響旁路煙道改造,可在旁路煙道改造完成后擇期完成。為盡量減少旁路煙道改造對主機發電的影響,旁路煙道改造可盡量安排在機組小修期間完成,工期錯開安排,改造工期共需約16天。1.5.13防腐方案本工程FGD內襯防腐蝕所用乙烯基玻璃鱗片樹脂材料具有良好的抗介質腐蝕性和抗滲性,已在煙氣脫硫裝置特別是石灰石濕法煙氣脫硫裝置得到廣泛應用。本工程吸收塔采用襯玻璃樹脂鱗片。其余所有沒有進行內襯防腐處理而又與漿液或煙氣冷凝液相接觸的金屬設備,由耐酸腐蝕不銹鋼/合金鋼或相當的材料制作。具體方案如下:吸收塔底部至2.0m高的區域至少襯3mm耐磨型玻璃鱗片樹脂;吸收塔噴淋區域至少襯3mm耐磨型玻璃鱗片樹脂;除霧器下方的吸收塔壁至少襯1.8mm玻璃鱗片樹脂;支撐梁至少采用3mm耐磨型玻璃鱗片樹脂。原煙道設計時采用外加固肋+內撐桿方式,凈煙道設計時盡量不采用內撐桿,若截面太大經計算外加固肋選型困難時,考慮采用加固肋+內撐桿方式(不設交叉性內襯桿),其防腐處理宜采用鱗片樹脂,防腐效果良好。在進行鱗片樹脂涂刷前需對煙道進行處理,滿足如下要求:部件倒角和邊的焊接應被加工成圓弧形,所有將內襯的焊縫應是連續的,并同相接表面保持平滑。表面焊接缺陷如裂縫和凹陷將通過重新焊接加以填補,應同鄰近表面保持平滑。應清除表面上所有焊接污跡,可采用切削的方式,最后打磨至平滑。所有內、外的加固件,吊環、支撐和夾子都將在內襯施工開始前焊接到容器或管道上。臨時性的夾子或吊環等應在施工前去掉,并且將該區域打磨平滑,所有將內襯的拐角和邊將加工成圓弧形。吸收塔煙氣入口區域煙氣溫度為148℃,該區域是漿液與煙氣的接觸處(干/濕界面),由于溫度的急劇下降產生較大熱應力,如果襯層結構設置不當或施工檢測有疏忽,將導致防腐層的熱應力開裂。噴淋后濕煙氣中的亞硫酸,濕SO2氣體也使防腐層的耐蝕溫度下降。因此,考慮將吸收塔入口1.5m范圍內作為干濕交界區域采用底部用2mm高溫型鱗片+耐熱磚20mm、側面和頂部用1.8mm高溫型鱗片的防腐方案。脫硫島各防腐蝕區域范圍及用量表序號防腐蝕區域介質溫度設備基體防腐蝕材料防腐層厚度(mm)備注1吸收塔煙氣進口區(干濕界面)148碳鋼2mm高溫型鱗片+耐熱磚20mm22吸收塔煙氣出口區、漿池2.0m以上壁、除霧器區壁48碳鋼玻璃鱗片樹脂1.83漿池2.0m以下壁、噴淋層壁(上0.5m,下2m)、吸收塔底部48碳鋼耐磨型玻璃鱗片樹脂34噴淋器支撐橫梁、除霧器橫梁及其它塔內支撐48碳鋼耐磨型玻璃鱗片樹脂35吸收塔入口煙道148碳鋼耐高溫玻璃鱗片樹脂1.86吸收塔出口煙道48碳鋼玻璃鱗片樹脂1.87旁路煙道148/48碳鋼玻璃鱗片樹脂1.88鋼結構箱體48碳鋼耐磨玻璃鱗片樹脂39鋼結構箱體48碳鋼玻璃鱗片樹脂1.810排水坑及漿液溝48混凝土玻璃鱗片樹脂4噴嘴和噴淋管道檢修、沖洗和更換的說明噴漿管和噴嘴檢修和沖洗1)噴嘴噴嘴在正常運行下不需要檢修、維護。建議在正常停機時用肉眼檢測方式檢查(每年1次)。檢測項目包括:1確保噴淋嘴無堵塞。2清除堵塞物并將噴淋嘴清潔干凈。3確保噴淋嘴無任何斷裂。正常情況下,當噴淋層停運時,循環泵及循環管道的沖洗水即可對噴嘴進行清洗。無需設置單獨的清洗管道和裝置。2)噴淋管道噴嘴在正常運行下不需要檢修、維護。建議在正常停機時用肉眼檢測方式檢查(每年1次)。檢測項目包括:1清除碎片2確保無裂縫3確保無表面開裂4確保無裂紋5確保無邊緣分層正常情況下,當噴淋層停運時,循環泵及循環管道的沖洗水即可對噴淋管道進行清洗。無需設置單獨的清洗管道和裝置。噴漿管和噴嘴的更換1)噴嘴一般噴嘴與噴淋管道的連接方式有:螺紋連接、法蘭連接和纏繞連接。對于螺紋連接、法蘭連接型式,可直接取下破損噴嘴,將更換噴嘴直接安裝。對于纏繞連接方式,需去除外部纏繞物,安裝新噴嘴后需重新纏繞。2)噴淋管道對于更換破損噴淋管道,需先拆除管道上的所有噴嘴,然后將母管和支管或需更換的支管拆分,最后通過噴淋層處的人孔將需拆除的管道移出。安裝新管道是按以上順序反向進行。1.5.15引風機及煙道改造經核算:本工程石灰石—石膏濕法改造后的脫硫系統壓降約為1800Pa,改造后的電袋除塵器需要增加1500Pa,因此本工程煙氣系統總阻力將增加約3300Pa。本工程不考慮新增脫硫增壓風機,脫硫和除塵系統改造新增的阻力由改造后的電廠引風機承擔。川維廠現#5、#7、#8和#9鍋爐配套的引風機風壓為3757/3169/3169/3904Pa,不能滿足鍋爐排煙和克服脫硫和除塵系統改造新增阻力的要求,因此,必須對現有引風機重新選型和進行改造。考慮到煙氣量和風壓的匹配,改造后的引風機仍采用離心風機,風壓分別為7717/7129/7129/7864Pa。由于川維廠#5~#9鍋爐共5臺爐排煙均通過現有1根150米煙囪排放,為便于單臺爐停運或引風機故障維修,本工程將在改造后的引風機出口各設置1臺電動單軸單擋板門。另外,為滿足除塵器改造的需要,將對引風機入口煙道部分作局部改造,以滿足改造后的除塵器出口煙道連接需要。1.5.16煙氣排放對老機組新上濕法脫硫系統,凈化后煙氣對老系統煙囪的影響較大,因為老機組的煙囪一般都沒有進行防腐;即使做了防腐,也僅僅是針對原來的高溫煙氣條件下的防腐,而不能適應脫硫后的低溫、高濕煙氣。為避免脫硫后凈煙氣對煙囪腐蝕,對于老機組改造加裝脫硫裝置的可采取以下措施:增設換熱器對于本工程,脫硫后的凈煙氣為48~50℃左右的飽和煙氣,若直接排到煙囪,肯定會對煙囪腐蝕,目前傳統解決腐蝕的方法是增設換熱器,比較常用的換熱器有煙氣—煙氣換熱器(RGGH)、蒸汽—煙氣換熱器(SGH)和煙氣—熱媒水—煙氣換熱器(MGGH)。近年來國內外的研究表明,換熱器的設置對降低煙氣腐蝕的作用有限。低溫凈煙氣對煙囪的腐蝕主要是由于SO3冷凝形成的硫酸溶液造成的,而一般濕法脫硫的脫除SO3脫出率均在30%左右,煙氣中的SO3與水接觸時易生成SO3氣溶膠,因此煙氣的酸露點主要取決于SO3的濃度。脫硫凈煙氣經煙氣換熱器加熱后的煙溫一般維持在80℃左右,與煙氣酸露點溫度(約50~60℃)比較接近,對煙囪的低溫壁面上依然會形成冷凝酸液造成一定程度的腐蝕,因此,目前大多數采用煙氣換熱器的使用效果不是很理想,基本上一年到兩年就需要更換其換熱元件。同時煙氣換熱器設備價格較高,且設備本體煙氣阻力較高(SGH阻力為300Pa左右,MGGH阻力為800Pa左右,RGGH阻力為1000Pa左右)。雖然煙氣排放前增設換熱器的可以提高排煙溫度和抬升高度,改善環境質量;減輕濕法脫硫后煙囪冒白煙問題。但在我國南方城市,這種煙羽一般只會在冬天出現。一般而言,如果要完全消除白煙,必須將煙氣加熱到100℃以上。安裝換熱器后,排煙溫度約80℃,只能使煙囪出口附近的煙氣不凝結,在較遠的地方仍有白煙形成。但是由于SO2和粉塵的源強度在除塵和脫硫之后大大降低,因此,它們的貢獻只占環境允許值的很小一部分。白煙對環境質量沒有影響,只是一個公眾的認識問題,更何況與冷卻塔相比,煙囪的白煙要少得多。直接在脫硫塔上方安裝鋼制排氣筒直接在脫硫塔上方安裝鋼制排氣筒(煙氣總排放高度為120m)來解決煙氣排放問題,脫硫塔頂直排煙囪的排放方法在國內外得到了相當程度的應用,且越來越得到推廣,從技術和運行安全上是可行的,目前國內已有多家電廠采用脫硫塔頂直排煙囪方法排放脫硫后煙氣,運行情況良好,尤其是對老機組改造的脫硫工程首推該排放方法。該方法與下述第條采用濕煙囪排放的方案原理完全相同,略為不同的是該方法直接將濕煙囪安裝在吸收塔頂上,直接省掉了接入濕煙囪的煙道而已。本工程脫硫塔頂直排煙囪排放高度為120米,煙氣排放應滿足國家或當地的環評要求,并得到當地環保部門的批準。吸收塔頂直排鋼煙囪的特點如下:系統運行阻力小由于采用了塔頂直排鋼煙囪,就直接省去了脫硫后的凈煙道、換熱器等,脫硫煙氣系統阻力較小,相應的為克服脫硫系統阻力的電耗較低。設備投資降低,運行費用弟,維護低由于采用了塔頂直排鋼煙囪,就直接省去了脫硫排放后的煙道,擋板門,這些設備接觸的都是濕煙氣,需要特別的防腐處理,價格比較昂貴。同時也省去了老煙囪防腐或添設煙氣換熱器這些及其昂貴的設備投資。這樣可以大大節省這些設備運行時所耗用的蒸汽、電、水等。且避免了設備的損耗等更換。運行可靠方便采用塔頂直排鋼煙囪可以避免因濕法脫硫可能形成的硫酸氣溶膠造成腐蝕和堵塞的隱患。如采用煙氣加熱器或煙氣換熱器,在運行一段時間后,煙氣換熱器或加熱器會截留煙氣中因冷凝析出的硫酸鹽顆粒物,并黏附在換熱元件上。該黏附物不僅加速設備的腐蝕,同時也堵塞了設備的煙氣流通空隙造成系統阻力增大,直至脫硫系統必須停運,清除黏附物后才能正常運行。采用塔頂直排鋼煙囪,當脫硫系統出現故障或需要停運時,煙氣可以從原有煙囪排放而不影響脫硫裝置,當脫硫裝置運行時,濕煙氣也避免了對原有煙囪的腐蝕。設計簡單方便采用塔頂直排鋼煙囪對原有鍋爐系統不產生任何影響,也不會因為脫硫裝置建設而停運其他鍋爐,不會造成正常的生產。吸收塔頂直排鋼煙囪直徑采用4米,排放高度120米,煙氣流速21.6m/s。經核算,煙氣抬升高度和排放阻力均滿足使用要求。對現有煙囪進行防腐改造,采用濕煙囪進行排放在不設換熱器時,排入煙囪的煙氣為吸收塔出口48~50℃左右的飽和煙氣,煙囪處于濕狀態下,通稱為“濕煙囪”。由于取消換熱器,降低了FGD總壓損、引風機容量和電耗,減少運行和檢修費用。據分析:濕煙囪FGD的總投資和運行、維護費用較裝有換熱器的FGD要低得多。同時由于防腐技術和煙囪設計的改進,濕煙囪的排放方法在國內外得到了相當程度的應用,從技術和運行安全上是可行的,目前國內已有多家電廠采用濕煙囪技術排放脫硫后煙氣,運行情況良好。而對于川維廠來講,現有的煙囪是為了滿足#5~#9的鍋爐煙氣使用,且不能停爐,如對現有煙囪進行防腐改造不僅投資昂貴,預計需要600萬以上,而且還必須5臺鍋爐停產,顯然不適合。煙氣排放方案設置RGGH或SGH塔頂直排鋼煙囪老煙囪防腐改造排放煙氣溫度高于75℃48~50℃飽和煙氣48~50℃飽和煙氣煙氣抬升高度較好滿足要求滿足要求白煙現象較好天氣冷時較明顯天氣冷時較明顯設備投資高低較高運行費用高最低低維護費用高,設備壽命期限2年滿足使用10年以上滿足使用10年以上布置難度較高簡單簡單,但不允許5臺鍋爐停產,不具備改造條件可靠性差,腐蝕、堵塞現象嚴重好較好根據川維廠現有狀況,如當地環保確認能通過塔頂直排鋼煙囪的環評,在可靠、經濟的設計原則下,優先推薦直接在脫硫塔上方安裝鋼制排氣筒(煙氣總排放高度為120m)煙氣排放方式。但脫硫島在事故狀態下的煙氣回原煙囪排放。為防止和解決因塔頂直排濕煙氣溫度過低,飽和水蒸氣大量凝結形成白煙和煙囪附近“下雨”,本工程考慮在煙囪排出口設置蒸汽噴淋系統。當電廠冬季或環境溫度較低運行時,采用直接加熱的方式將電廠提供的廠用輔助蒸汽(過熱蒸汽)直接均勻噴入煙囪內的飽和濕煙氣中,利用過熱蒸汽熱量將飽和濕煙氣的溫度迅速提高,使排煙溫度提高確保煙氣正常排放。根據電廠總平面布置,在脫硫裝置北面約80米有朱家壩變電站,在脫硫裝置西面約120米有川維廠新建總變配電站,吸收塔和濕煙囪與上述兩個變電站之間的距離滿足規范要求,且均位于吸收塔及濕煙囪的上風向,煙氣排放對該變電站的運行無影響。1.6電除塵器改造工藝技術方案選擇1.6.1工程概況現#5~#9爐靜電除塵器的除塵效果較差,排放濃度較高,已無法滿足現階段排放≤50mg/Nm3,為此,擬對#5和#9爐原電除塵進行增效改造(除#6~#8備用爐外)。1.6
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