船舶發動機廢氣混合式洗滌脫硫系統技術規范

船舶發動機廢氣混合式洗滌脫硫系統技術規范

1范圍

本規范規定了船舶發動機廢氣混合式洗滌脫硫系統的設計總則、設計基礎資料、工藝

選擇、系統的基本規定以及試驗方法。

本規范適用于船舶行業的廢氣混合式洗滌脫硫。

2規范引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版

本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T600-2008《船舶管路閥件通用技術條件》

GB/T3458-2015《船用立式離心泵》

CB/T4113-2016《船舶不銹鋼管對接焊技術要求》

GB/T8175《設備及管道絕熱設計導則》

GB/T19229.1-2008《燃煤煙氣脫硫設備》

GB50264《工業設備及管道絕熱工程設計規范》

GB51284-2018《煙氣脫硫工藝設計標準》

HJ462-2009《工業鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規范》

HJ2046-2014《火電廠煙氣脫硫工程技術規范海水法》

JB/T10963-2010《濕法煙氣脫硫裝置專用設備增壓風機》

JB/T10964-2010《洗滌塔漿液噴嘴》

JB/T10989-2020《濕法煙氣脫硫設備除霧器》

JB/T10991-2010《濕法煙氣脫硫裝置專用設備噴淋管》

JB/T10992-2020《濕法煙氣脫硫設備煙氣擋板門》

CCS《鋼質海船入級規范》

MEPC.340(77)2021GuidelinesForExhaustGasCleaningSystems

CCS《船舶廢氣清洗系統試驗及檢驗指南2022》

CCS《船舶廢氣清洗系統設計與安裝指南2022》

3設計總則

船舶廢氣混合式脫硫工藝設計應遵循技術先進、經濟合理、安全可靠的設計原則。

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對設計安全、環保等的關鍵參數應采取監測、報警、連鎖等措施，確保安全。

混合式脫硫過程不得對環境造成二次污染。

船舶廢氣混合式工藝設計除應符合本規范外，還應符合國家和船級社現行有關標準的

規定。

4設計基礎資料

4.1設計資料內容

（1）標況條件下廢氣流量及波動范圍。

（2）標況條件下廢氣組分濃度及波動范圍。

（3）廢氣溫度及波動范圍。

（4）廢氣壓力及波動范圍。

（5）廢氣洗滌之后的排放要求范圍。

（6）吸收劑的種類及特性。

（7）含硫副產物的要求。

（8）洗滌水種類。

（9）洗滌裝置的生產特點及操作制度。

4.2物料和熱量平衡計算

4.2.1物料平衡計算規定

（1）標準狀態廢氣流量和實際狀態廢氣流量轉換時，廢氣可視為理想氣體。

（2）物料平衡計算應包含SO2、O2、N2、CO2、NOx等組分，應對這些物質進行物料

平衡計算。

（3）吸收劑的消耗量和產物的生成量應根據脫除的SO2量計算。

（4）物料平衡計算應包括吸收塔進出口吸收液、補充吸收液、補充水、排出液等。

（5）應分別對最大、正常、最小廢氣流量及組分進行物料平衡計算。

（6）設計相關參數應按照GB51284-2018《煙氣脫硫工藝設計標準》中的指導進行選

取。

4.2.2熱量平衡計算規定

（1）SO2吸收應按絕熱過程計算，吸收塔的熱損失可忽略不計。

（2）吸收塔的熱平衡計算應包括進口廢氣顯熱、進口廢氣中水蒸氣潛熱、SO2與吸收

劑反應熱、補充吸收劑帶入熱、補充水帶入熱、排出液帶出熱、出口廢氣顯熱、出口水蒸

汽潛熱等。

5工藝選擇

（1）船舶廢氣混合式洗滌系統應根據SO2濃度、廢氣流量及波動、廢氣中其他組分及

含量、船舶SO2排放標準、排放總量要求、脫硫效率、實際安裝條件、含硫副產物綜合利

用、廢水排放、廢渣利用、場地布置及其他要素，經過綜合比較進行確定。

（2）船舶混合式洗滌系統詳細設計應根據船舶柴油機廢氣成分濃度、船舶安裝空間等

要素選擇。

（3）船舶混合式洗滌系統應能夠適應船舶發動機的負荷變化。

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（4）船舶混合式洗滌系統應確保船舶最終SO2排放滿足法規要求，同時降低系統能

耗。

（5）船舶混合式洗滌系統排放廢水水質應符合IMO關于洗滌廢水的要求

（MEPC.340(77)）。

（6）船舶混合式洗滌系統產生的污泥應集中進行無害化處理。

6船舶廢氣混合式洗滌脫硫系統

6.1系統組成

船舶混合式洗滌系統包括洗滌塔單元、循環泵組單元、堿性物質供給單元、廢水處理

單元、補水單元及水質監測單元，其中洗滌塔單元包括風機、除霧器、填料、過濾網、噴

淋層及傳感器等，循環泵組單元包括水泵、流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、密度

傳感器、pH傳感器、閥件及連接管路等，堿性物質供給單元包括堿性物質儲存單元、流量

計、溫度及液位計等，廢水處理單元包括廢水儲存柜、廢水氧化單元、廢水凈化單元等，

水質監測單元包括濁度傳感器、PAHs傳感器、pH傳感器、自動校準單元等。

6.2系統運行要求

船舶混合式洗滌系統可以根據運行要求隨意切換工作模式，分為開式運行模式和閉式

運行模式。

6.3系統關鍵設備選型

設備選擇應確保混合式洗滌系統安全可靠運行，同時應滿足船級社相關的要求。

6.3.1風機

（1）當系統壓降滿足柴油機要求的背壓時，不宜安裝增壓風機。

（2）增壓風機規格參數應有一定的裕量，最大風量應大于最大設計工況下廢氣流量的

110%，增壓壓頭宜為最大設計工況下壓頭的120%。

（3）風機選型需滿足JB/T10963-2010《濕法煙氣脫硫裝置專用設備增壓風機》的相

關要求。

6.3.2洗滌塔

（1）吸收塔應滿足結構簡單、脫硫效率高、阻力小、操作維護方便、投資運行費用低

的要求。

（2）吸收塔宜選擇噴淋空塔、填料塔等高效低阻設備；吸收塔材質應根據介質特性進

行選擇，吸收塔材質應可耐海水腐蝕。

（3）吸收塔應當設置除霧器，除霧器應當設置沖洗裝置；除霧器應當滿足液滴捕集效

率高、阻力小、易沖洗、耐腐蝕、方便維護的要求，除霧器的選型應滿足JB/T10989-2020

《濕法煙氣脫硫設備除霧器》的相關要求。

（4）洗滌塔應當設置傳感器。

（5）洗滌塔建議采用焊接式，確保不會發生泄露。

6.3.3氧化風機

（1）氧化風機宜采用羅茨風機或離心風機。

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（2）單塔布置配套的氧化風機，應設置2臺全容量氧化風機，其中1臺備用。

6.3.4泵類設備

（1）洗滌水泵宜選用立式離心泵。

（2）系統中所有泵組應設置備用泵組。

（3）系統中所有泵組及密封結構應當耐酸堿性腐蝕和氟、氯離子腐蝕。

（4）循環泵組的流量應根據開式和閉式運行過程中的液氣比計算確定，揚程應根據輸

送介質的特性、吸收塔液位及管道和閥門的阻力計算確定，流量宜選取最大噴淋量的

110%，揚程應滿足極端條件下最高揚程的120%。

（5）洗滌塔出口的三通煙氣閥應當耐腐蝕，且功能應滿足船級社的相關要求。

（6）洗滌塔的人孔導門應符合JB/T10992-2020《濕法煙氣脫硫設備煙氣擋板門》的

相關要求。

（7）洗滌塔噴淋裝置噴淋管和噴嘴應符合JB/T10991-2010《濕法煙氣脫硫裝置專用

設備噴淋管》和JB/T10964-2010《洗滌塔漿液噴嘴》的相關要求。

（8）泵的選擇應符合GB/T3458-2015《船用立式離心泵》中的規定。

6.4系統設備布置

6.4.1設備布置基本規定

（1）設備應當按照工藝流程、物料順序布置，滿足煙道和管道短捷、順暢的要求，同

時充分利用重力的作用。

（2）設備布置在滿足安全、生產、維護及消防要求的前提下應緊湊。

（3）設備布置應符合職業健康安全與環境的要求。

6.4.2增壓風機布置

（1）增壓風機進出口氣體管道及收縮管規格及長度不應影響風機性能。

（2）增壓風機應設獨立基礎，當風機基礎較高時應設置操作平臺。

6.4.3泵類布置

（1）循環泵和噴淋泵應靠近吸收側設備布置。

（2）泵的布置應滿足泵、閥門、管件的安裝、操作和檢修要求。

6.5管道及管道敷設

6.5.1氣體管道設計

（1）當廢氣溫度為150~300℃時，廢氣的流速應為15~30m/s；當廢氣的溫度小于

150℃時，廢氣的流速應為12~15m/s。

6.5.2流體管道設計

（1）流體流速應根據輸送介質特性選擇。

（2）材質應根據輸送介質及介質的濃度、溫度、壓力進行選擇，輸送腐蝕性洗滌液的

管道應耐腐蝕。

6.5.3閥門選擇和安裝規定

（1）閥門應根據工藝流程、介質特性、設計溫度、設計壓力進行選擇。

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（2）氣體閥門宜選用蝶閥或閘板閥，閥門材質應根據介質特性選擇。

（3）液體閥門宜選用蝶閥、球閥；底流閥門宜選用隔膜閥；閥門直徑宜與主管道一

致。

（4）閥門安裝高度應方便操作和檢修；操作頻繁的閥門，位置應當較高，且設置操作

平臺。

（5）水平管道上閥門的閥桿不宜向下安裝；垂直管道上閥門的閥桿、手輪與操作巡回

線方向平行。

（6）閥門宜安裝在熱位移較小的位置。

（7）管道絕熱應符合國家現行標準GB50264《工業設備及管道絕熱工程設計規范》

和GB/T8175《設備及管道絕熱設計導則》的規定。

（8）壓力管道的設計應該滿足《鋼質海船入級規范》的相關標準。

6.5.4混合式洗滌方法

（1）混合式洗滌脫硫系統在開式運行模式循環中采用海水作為洗滌液，在閉式運行模

式中采用海水添加堿性物質作為洗滌液，脫除船舶動力裝置的SO2及其他有害物質。

（2）混合式洗滌系統應包括堿性物質供給裝置、洗滌塔、洗滌液循環裝置、廢水處理

裝置、自動控制及在線監測裝置。

（3）混合式系統應根據海域和船舶狀況具體選擇開式循環或者閉式循環。

（4）無論開式運行模式還是閉式運行模式，洗滌系統排放的廢水應當滿足

MEPC.340(77)及《船舶廢氣清洗系統試驗及檢驗指南》中的相關要求。

6.5.5堿性物質供給單元

（1）在混合式系統中，堿性物質的供給一般以鈉基或鎂基堿性物質為宜。

（2）堿性物質供給系統中所有部件需滿足耐強堿性物質腐蝕的需求。

6.5.6自動控制系統

（1）自控及在線監測應包括堿性物質供應、廢氣輸送、吸收過程及廢水處理。

6.5.7在線監測系統要求

（1）吸收塔進出口的廢氣流量、溫度及壓力。

（2）吸收系統進出口廢氣的SO2濃度、CO2濃度及O2濃度。

（3）吸收液的pH、密度。

（4）洗滌塔液位。

（5）洗滌液的密度和流量。

（6）增壓風機（若有）進出口壓力。

（7）補充液的流量。

（8）除霧器前后廢氣的壓差。

6.5.8連鎖、控制及報警要求

（1）吸收塔進口廢氣溫度與增壓風機連鎖并報警。

（2）吸收塔進口廢氣低壓報警。

（3）循環液的pH與堿性物質補充液連鎖。

（4）洗滌液的密度與洗滌液的排出量連鎖。

（5）吸收塔液位與補水流量連鎖。

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（6）除霧器壓差與除霧器沖洗水連鎖。

（7）循環泵進出口低壓報警。

（8）循環液的密度與堿性物質補充量、加水量連鎖。

（9）箱、罐、槽液位地位、高位報警。

6.5.9管路

系統管路應當耐酸、耐堿且耐海水腐蝕，管路設計要避免180°彎折，盡可能降低管

道流動阻力，管