化工有限公司锅炉烟气脱硫工程技术方案.doc

山东山东贝斯特贝斯特化工化工有限公司有限公司 锅炉烟气脱硫工程锅炉烟气脱硫工程 技术文件技术文件 项目名称：项目名称：东营东营贝斯特贝斯特化工化工有限公司有限公司锅炉烟气脱硫工程锅炉烟气脱硫工程 日照红叶环保工程有限公司日照红叶环保工程有限公司 http:/http:/ 环境工程设计证书环境工程设计证书 乙级乙级 环境工程施工证书环境工程施工证书 壹级壹级 质量认证体系质量认证体系 ISO9001ISO9001-20082008 1 第一章第一章 技术规范技术规范 1.11.1 概况概况 1.1.11.1.1 工程概况工程概况 东营市位于山东省北部黄河三角洲地区，中华民族的母亲河-黄河，在东营市境内流入渤海。东营市地理位置为北纬 36553810，东经 118 07 11910。东、北临渤海，西与滨州市毗邻，南与淄博市、潍坊市接壤。南北最大纵距 123 公里，东西最大横距 74 公里，总面积 7923 平方公里。拟建工程厂址位于东营市。1.1.21.1.2 承接单位概况承接单位概况 日照红叶环保工程有限公司是山东香山红叶集团的全资子公司，山东香山红叶集团是集环保工程、钢结构工程、土建工程、矿山工程的研发、设计、施工于一体的大型企业集团，集团坐落于山东日照高新技术产业园，占地 200 多亩，注册资本金 1.5 亿元，年产值逾 5 亿元。集团公司是 2009 年鲁班奖获得者，2008 年国家建设部银质奖获得者，建国 60 周年精品工程获者。日照红叶环保工程有限公司一家集环保工程工艺和产品的研发、设计以及工程实施于一体的综合性环保公司。公司注册资本金 5000 万元，具有乙级环境工程（废气、废水）设计资质，一级环保工程专业施工资质，通过了 ISO9001-2000质量体系、ISO14000-2000 环境管理体系及职业健康安全管理体系认证，拥有教授级工程 4 人，工程师 18 人，大专以上专业技术人员 40 人。公司同清华大学、哈工大、山东大学建立了校企合作机制；并同中国环境保护设计院、山东省环境保护设计院、南京环境保护设计院建立了长期的业务合作机制；从大专院校、科研结构获得技术支持。目前公司的业务范围主要包括环境污染治理（废水、废气、噪声）与市政工程以及锅炉烟气脱硫工程等，目前已经完成了近 300 多项环境工程的治理，是山东省环保骨干企业、省级重合同守信誉企业、日照市诚信文明企业。公司 2008 年设计、施工的山东华泰纸业脱硫项目获得了山东省环境保护示范工程和山东省节能减排奖。公司具有严格的质量控制体系，严格按 ISO9001：2000 质量标准进行各项质量管理工作。牢固树立“精品”意识和“服务”意识。全程监控每一道工序，不放过一个细节，确保高标准的工程质量。公司具有完善的服务体系，本着对用户负责，诚信服务的宗旨，加强售前、售中、2 售后服务、“超前服务”“全过程服务”“终身服务”，贯彻在产品制造、安装、调试、检修全过程。接到用户反映的信息后，在 8 小时之内做出响应或派出服务人员，尽快到达现场，调试检修及时处理解决问题，确保设备正常运行。1.2 1.2 设计和运行条件设计和运行条件 1.2.11.2.1 厂区条件厂区条件 1.2.1.1 厂址：东营市广饶 县经济开发区 1.2.1.2 环境条件 多年平均气温：14.2 多年极端最高气温：42.5 多年极端最低气温：-19.7 多年平均相对湿度：57%全年主导风向：SSW 夏季平均风速：2.8m/s 多年平均降水量：685mm 年最大总降水量：723.7mm 历年最大积雪厚度：20cm 历年最大冻土深度：44cm 抗震设防烈度为 7 度。根据国标建筑抗震设计规范和火力发电厂土建专业技术设计规定的规定，脱硫装置按 7 度进行抗震构造措施设防。1.2.21.2.2 其余相关其余相关资料资料 未提供 1.2.31.2.3 系统概况和相关设备系统概况和相关设备 该化工厂现有锅炉烟气 130000m3/h，温度为 170的烟气需要脱硫处理，烟气中 SO2含量 200mg/Nm3，业主要求采用镁法脱硫，尽量利用原有设施地行处理。另有烟气270000m3/h，温度为 170的烟气采用镁法进行处理，脱硫塔直径为 5.2 米，高度 21米，采用三台循环泵，但为二层喷淋，且三台循环泵共用一个母管，分二层喷淋，三台循环泵参数为 Q=720 m3/h，H=20m。通过计算，如将现有 130000m3/h 烟气接入现有脱硫塔则直径太小，则不能满足要求，只有新上一台脱硫塔，但公用系统可以采用原来的系统。3 1.2.41.2.4 脱硫剂脱硫剂 脱硫剂氧化镁。氧化镁目数在 250 目以上，活性达到投标方工艺设计要求。纯度在 90%以上。第二章第二章 编制范围及说明编制范围及说明 2.12.1 编制范围编制范围 2.1.12.1.1 工程内容工程内容 整个脱硫工程的设计。设计范围包括：设备基础、池、槽、沟、厂房内的扶梯平台、照明、配电及控制、接地、避雷、防水、防腐、保温、给排水、消防、起重设备等。2.1.22.1.2 工程范围工程范围 承包范围承包范围 设备设施及材料的供货，包括3#塔的拆除及新制作，1#、2#塔的改造（主要是烟道的改造，塔内部喷淋系统改造）的设备、管线、阀门、控制系统、电气设备、热工仪表、电缆、桥架、防腐、保温以及非钢筋混凝土结构的箱、罐、池和烟风道等。脱硫产物的后处理方式：沉淀池沉淀后，具体方案由供货商在投标文件中提出。设计分工设计分工 投标方负责的设计范围包括：1、脱硫塔的设计、计算。（含脱硫系统土建部分的设计）2、所有设备、管道及相关系统的选型、布置及安装设计。3、整个脱硫系统的电气部分的设计：4、投标方负责整个脱硫岛的仪控部分的设计：5、脱硫岛所有钢制平台扶梯及必要的栅栏改造设计。6、保温油漆的设计。7、烟道上的开孔、尺寸及布置等。8、脱硫及其辅机的供电、联锁控制的设计。并提交电气设备接地设计的资料。9、脱硫及其辅机的监控系统设计。10、其它招标方设计范围内所需的配合资料。注：本系统不包括土建烟道、烟囱防腐。2.22.2 平面布置设计说明平面布置设计说明 4 2.2.12.2.1 平面布置平面布置 脱硫塔布置在现有脱硫塔南侧空间区，脱硫装置浆液箱、硫酸镁脱水机等设备和构建筑物的布置合理美观，在招标方划定的区域内。2.2.22.2.2 竖向设计竖向设计 脱硫场地排水考虑道路与雨水管线相结合的方式。2.2.32.2.3 管线布置管线布置 a、投标方设计范围内的各种管线和沟道，包括架空管线、地下沟道和直埋管线，与脱硫区域外沟道、管架相接相接于区域外 1m，并在设计分界线处标明坐标、标高、管径或沟道断面尺寸、坡度、坡向管沟名称及引向何处等等。b、投标方设计范围内的各种管线和沟道，包括架空管线，地下沟道和直埋管线等应布置在脱硫场地范围内，脱硫塔区及公用设施区间的管道、管架均属投标方范围。c、室外沟道采用混凝土或钢筋混凝土结构形式，混凝土标号为 C25，管架的结构形式应与厂区协调一致。2.32.3 电气要求电气要求 脱硫系统低压 400V 配电装置(PC)用于向脱硫系统低压电动机控制中心（MCC）、低压电动机及其它低压负荷供电。200kW 及以上电动机由脱硫系统 10kv 配电装置供电，200kW 以下电动机由 400V PC供电。脱硫系统的电气装置还包括 220V 直流盘、直流电源由机组厂用直流系统接引。以及交流不停电电源（UPS）装置；220V DC 电源用于所有开关柜的保护、控制回路；UPS 用于向计算机、烟气监测装置、阀门等提供不停电电源；UPS 带蓄电池组；事故照明电源引自 220V 直流盘。脱硫系统的电气装置应是完整的，除上述电气装置外，还具有所有需要的辅助设施，例如照明和检修系统、接地系统、电缆和电缆桥架系统等。所有这些设施应遵循本技术规范的要求。2.4 2.4 仪表和控制要求仪表和控制要求 脱硫系统采用微处理器为基础的分散控制系统(FGD_DCS)进行监视，辅以少量现场操作实现设备的启、停和正常运行时的监视和控制。分散控制系统（DCS）将对所有设备进行操作，控制和监测；参数自动巡回检测，数据处理，制表打印，参数越限报警等 5 均由 DCS 实现。脱硫系统发生故障时，能通过自动联锁和保护，自动切除有关设备和系统，并与机组 DCS 系统进行联锁、保证机组的正常运行。保证系统与锅炉控制系统相联，在锅炉控制盘可控制脱硫烟气挡板门的操作。脱硫 DCS 系统预留与环保局在线监测数据通讯接口，并做好相关软件和硬件配套，确保向环保局数据的稳定传输。2.2.5 5 设计原则设计原则 2.5.1 按现有设施进行设计，设计必须附合现有场地要求，能满足现有设备运行要求，保证脱硫效果达标排放。2.5.2 技术规范和图纸中所叙述的系统和布置是基本要求，投标方通过详细的工艺设计、实现所有的工程要求，建造一个完整的脱硫装置。2.5.3 脱硫系统的主体设备采用招标方要求的设备，考虑炉型、负荷、煤种、燃煤量、炉后脱硫场地等方面因素，提出脱硫工艺方案。2.5.4 脱硫工艺：采用镁法；一炉一塔。2.5.5 脱硫剂主要考虑氧化镁。2.5.6 脱硫系统的分系统为独立系统，制浆系统考虑（制浆系统、脱硫副产物处理系统）。2.2.6 6 设计依据设计依据 2.6.12.6.1 概述概述 2.6.1.1 本脱硫工程为氧化镁-硫酸镁法烟气脱硫系统。包括系统设计、设备供应、系统安装、调试、性能检验以及 168 小时试运行等交钥匙工程。2.6.1.2 整个脱硫工程采用 1 塔系统。2.6.2 2.6.2 规程规范规程规范 本技术文件除满足招标方招标文件中要求的相关规范外，同时满足以下规范和标准 1）GB/T16507-1996 固定式锅炉建造规程 2）JB/T1620-1993 锅炉钢结构制造技术条件 3）JB/T1621-1993 工业锅炉烟箱烟囱制造技术条件 4）GB50273-1998 工业锅炉安装工程施工及验收规范 5）DB37/2374-2013 山东省锅炉大气污染物排放标准 6）DB37/2376-2013 山东省区域性大气污染物综合排放标准 6 7）GB3095-2012 环境空气质量标准 8）GB12348-2008 工业企业厂界噪声标准 9）GB/T5117-1995 碳钢焊条 10）GB50041-92 锅炉房设计规范 11）DB37/656-2006 山东省小清河流域水污染物综合排放标准重点保护区 12）鲁质监标发【2011】35 号 关于批准发布等 4 项标准修改单的通知 13）济政办字【2011】49 号 济南市人民政府办公厅关于提高部分排污企业水污染物排放执行标准的通知 2.6.32.6.3 氧化镁氧化镁法烟气脱硫工艺法烟气脱硫工艺 2.6.3.1 氧化镁法湿法脱硫原理：采用 MgO 作为脱硫吸收剂，将脱硫剂浆液经泵打入吸收塔与烟气充分接触，使烟气中的二氧化硫与脱硫剂中的 Mg(OH)2 进行反应生成 MgSO3,在吸收塔内氧化成硫酸镁,经排渣泵排出的 MgSO4 脱水后抛弃，滤液回收，返回到循环池重新利用。2.6.3.2 镁法脱硫整套系统由以下子系统组成：（1）SO2 吸收系统（2）烟气系统（3）脱硫浆液制备系统（4）供水和排放系统（5）废水处理系统（6）氧化空气系统（7）换热系统（根据投标人的工艺要求）本工程工作语言为中文，所有的文件、图纸均用中文进行编写。工程联系文件、技术资料、图纸、计算、仪表刻度和文件中的计量单位应采用国际计量单位（SI）制。2.2.7 7 主要技术指标主要技术指标 2 2.7 7.1.1 脱硫系统主要技术指标脱硫系统主要技术指标 序号 指标内容 单位 数值 7 1 SO2脱除率%95 2 除尘率%40 3 脱硫后烟气中含水量 mg/Nm3 75 4 烟气脱硫反应器出口温度 50 5 脱硫后烟气含尘浓度 mg/N m3 20 6 脱硫塔出口 S02浓度 mg/Nm3 100 7 液/气比.L/m3 6 8 镁硫比 1.03 9 要求引风机余压 Pa 1500 10 氧化镁消耗量 t/h 0.11 11 工艺水（规定品质）t/h 4 12 电力（电动机总容量）kw 442 13 电耗（BMCR 工况设备耗电量）kwh 391 2.2.7 7.2.2 脱硫装置主要设计指标脱硫装置主要设计指标 序号 项目 单位 数值（单台）1 烟气量 m3/h 130000 2 引风机出口 S02浓度 mg/m3 2000 3 FGD 系统 SO2脱除率 设计值95（计煤）4 进口烟气温度 160 5 进口烟尘含量 mg/m3 20 6 引风机余压 pa 1500 7 FGD 装置可用率 95 8 运行人员（人/班）人 每班 2 人 9 2.2.8 8 主要技术要求主要技术要求 2.2.8 8.1.1 对脱硫系统的性能要求对脱硫系统的性能要求 本方案对于脱硫系统的性能要求包括 脱硫系统应达到技术先进，所有设备的设计和制造必须符合安全可靠、连续有效运行的要求，设备的可用率要求达到 95%。脱硫系统的设计能保证脱硫装置发生故障、停用、检修时不影响机组的正常运行。脱硫系统对机组的安全、稳定运行不产生影响。脱硫系统运行时不得降低机组的出力，不得影响锅炉效率。8 脱硫系统的负荷范围与锅炉负荷范围相协调，保证单台锅炉负荷在 40%100%最大连续出力、负荷调整速度为 5%/min 的情况下，脱硫系统具有良好的调节特性。脱硫系统引起的烟气压降尽可能小，本套脱硫系统的总阻力不大于 1500Pa，脱硫塔阻力不大于 800Pa。满足系统引风机预留压头。脱硫后的烟气排放时夹带的水份不超过 75mg/Nm3。系统根据煤种含硫量、灰份、锅炉负荷变化等具有自动调节功能，保证系统脱硫效率稳定达标。本方案自动化程度比较高，设备比较先进，在效率保证期间，人力、动力、用水、用热和脱硫剂的费用由招标方负责。各项准备工作及设备的调整、替代费用由投标方承担。效率保证在验收试验完成后计算。材料和防腐的选择考虑脱硫装置设备最少有 15 年的寿命，在 15 年内，可利用性高，维护要求低。投标方选择合适的材料，并承担相应责任。所有设备满足给定的气象条件和其它环境条件，安装在室外的设备都配备防雨防冻措施。本方案的烟气脱硫装置，包括所有必要的辅机至少满足以下总的要求进行设计、生产安装和运行：采用当代先进、成熟、可靠技术，造价经济、合理，便于运行维护。所有的设备和材料是高质量的。高的设备可利用率。最小的运行费用。简单的观察、监督、维修。需求最少的运行人员。确保人员和设备安全。节省能源、水、原材料和占地。脱硫装置的调试对机组运行的影响降至最低，投标方提交切实可行的调试计划。装置的设计保证能快速启动并投入运行，在负荷波动时有优良的适应性，以及在运行条件下能可靠和稳定的连续运行。能达到如下运行特性：（1）烟气脱硫装置能在 BMCR 工况及锅炉最低稳燃负荷之间的任何负荷点持续安全运行。而且，装置适于二氧化硫和烟尘污染物浓度在最小值和最大值之间任何值运行，9 并保证污染物浓度二氧化硫在设计条件下不超过要求的排放值。（2）整套 FGD 系统及辅助装置的设置能够满足整个系统在各种工况下运行的要求，FGD 装置及其辅助设备的启动、正常运行监控和事故处理能在 FGD 控制室得到相应的控制，同时也可以在就地进行与系统运行相关的操作。如果某台设备出现故障（例如水泵等），备用设备可以迅速投入运行，且不会影响装置的运行。（3）FGD 装置的检修周期与机组的要求一致。在 FGD 装置停机期间，需要冲洗和排水的设备（如：氧化镁浆液喷淋系统和脱硫产物脱水系统的管道、箱等）易于实现自动冲洗和排水。（4）脱硫岛在设计上留有足够的通道，包括施工、检修需要的吊装及运输通道。（5）对整套装置运行性能有影响的所有易于损耗，磨蚀或易于出现故障的设备（例如喷嘴、泵、管道等），即使有备用品，其设计和安装也易于更换、检修和维护。（6）烟道和箱罐等设备配备足够数量的人孔和检查孔，所有人孔将根据如下最小规范：圆人孔的最小直径为 600mm；其它开孔和检查孔入口的最小面积为 0.5m2，同时最小横向长度为 600mm；所有人孔的底边高于基础或平台之上最小为 500mm；所有的人孔和检查孔采用铰接连接，易于开关，并有良好的气密性；全部的检查孔和人孔附近都提供维护平台，并提供必要的安全设施。（7）所有设备和管道，包括烟道、膨胀节等在设计时考虑设备和管道发生故障时能承受最大的温度热应力和机械应力。所有设备和管道，包括烟道的设计考虑最差运行条件（压力、温度、流量、污染物含量）及事故情况下的安全裕量。（8）选用的材料适应于运行条件，并估计充分的腐蚀余量。设计和安装时能避免断裂，现场不进行异种钢材焊接。（9）塑料管和 FRP 管需防备机械损伤（例如用钢管包裹或者是用角钢保护）。（10）所有设备与管道等的布置考虑系统功能的实现和运行工作的方便。（11）电动机的冷却方式不采用水冷却。（12）所有浆液泵为防腐耐磨的全金属或衬胶结构，泵的轴承密封形式采用机械密封。所有浆液罐、地坑的搅拌器充分考虑防腐耐磨要求。（13）脱硫岛所有室外布置系数设备管道及仪表按最低气温条件考虑防冻措施，确保脱硫系统能够在该最低环境温度条件下正常运行、备用、检修而不发生冻结。必要的管道采用电加热进行加热。（14）FGD 装置和设备噪声水平满足强制性国家标准：工业企业设计卫生标准 10 （GBZ1-2002）。（15）系统设置单独的脱硫塔地坑，可将冲洗和排放废水收集，泵送至脱硫系统循环使用。2.2.8 8.2.2 对脱硫系统的布置要求对脱硫系统的布置要求 1、投标方在设计中根据安全可靠、有利操作及检修、经济合理的建设原则，对整个装置区的布置进行统一规划考虑。2、在保证烟气达标排放和符合以上建设原则的情况下，投标方进行设计布置。2.2.8 8.3.3 对烟气系统的要求对烟气系统的要求 1、在脱硫塔出口、入口烟道设置电动开关型烟道挡板门。原有的烟道作为旁路系统，可以通过调节风门开关，控制烟气的流向，当脱硫系统停运或事故时仍然不影响机组的连续、安全、稳定运行。并实现联锁功能。2、烟道系统的走向力求合理简洁，减小管道系统阻力。3、在燃用设计煤种时，系统确保出口 SO2排放浓度不超过允许最大排放浓度 100mg/Nm3。4、系统出口净烟气温度在 5055。5、系统确保出口烟气中含水浓度小于 75mg/Nm3。2.2.8 8.4.4 运行要求运行要求 脱硫系统能在锅炉最大连续蒸发量负荷 BMCR 及锅炉最低稳燃负荷 40%BMCR（指锅炉燃用设计煤种或校核煤种、不用助燃油）之间连续安全运行。锅炉的连续运行不受脱硫除尘岛运行或停运的限制，脱硫除尘岛的负荷范围与锅炉负荷范围相协调，为锅炉最大连续出力的 40%100%。在负荷调整时有良好的、适宜的调节特性，在电厂运行的条件下能可靠和稳定地连续运行。当机组负荷在设计范围内变化时，恢复到设计的 SO2不超过 10min，烟尘排放浓度值无滞后时间。机组年利用小时数 8000 小时，FGD 装置应与机组运行方式相匹配。FGD 系统的设计应能满足下述锅炉负荷波动 负荷等变率 70%100%负荷：不小于 5%BMCR/分钟 50%70%负荷：不小于 3%BMCR/分钟 50%负荷以下：不小于 2%BMCR/分钟 在以上负荷波动开始时，FGD 应处于稳定的运行状态。11 投标方应该提供快速起动，冷态起动、温态起动、热态起动和极热态起动状态下各种运行方式变化的说明。2.2.8 8.5.5 可用率和寿命要求可用率和寿命要求 脱硫系统可利用率大于 95，使用寿命不小于 30 年，装置和相关附属设备作为一个整体，其设计和制造至少能经受锅炉机组以下次数的起动和停机：冷态启动（停机 72 小时以上，例如机组大修后启动）200 次；温态启动（停机 872 小时）4000 次；热态启动（停机小于 8 小时启动）3000 次；极热态启动（停机小于 2 小时启动）500 次；脱硫系统的启动不受锅炉快速启动、冷态启动、温态启动、热态启动的影响，达到设计脱硫效率在锅炉温态启动、热态启动时需要的时间会大大减小。2.2.8 8.6.6 防冻、防结露防冻、防结露 充分考虑本工程地处寒冷地区，户外式脱硫设备、管道在冬季必须防冻。所有有冰冻危险的户外设备、管道和管道附件均应很好保温，露天布置的工业水/工艺水管道、消防水管道、有冰冻可能的浆液管道等应设电伴热保温，并加保护层。所有管道均应能在停运时放空，在充管时排气。对室外仪表、小口径管子和阀门（直径小于 25mm，取样管、仪表管和仪表阀门等）均应防冻，在投标方投标书中应包括防冻措施说明。防冻措施应有在环境温度为 4时自动投入的装置，以调节其防冻作用。2.92.9 性能保证与质量保证性能保证与质量保证 2.9.12.9.1 总的要求总的要求 投标方提供的整套脱硫系统能满足招标方提出的性能及质量要求，如果整个工艺过程不能满足运行保证中所许诺的要求，则投标方应负责修理、替换或者处理所有的物料、设备或其它，以便满足运行保证要求。这部分费用由投标方负责（包括修理、替换或者处理、拆卸和安装所需要的人员费用）。在完成修理、替换或者其它处理后，整个工艺过程应按合同重新进行试验，费用由投标方负责。在此之前的某些试验阶段，一些试验保证已经成功地被验证，如果由于修理、替换或者其它处理措施对已验证了的运行保证产生可能的不利影响，则整个工艺系统还需要按所有要求重新试验，费用由投标方负责。在质保期内，如果投标方所提供的脱硫系统的设备和部件出现故障，投标方负责修理和替换，直至业主完全满意，费用由投标方负责。12 2.9.22.9.2 性能与质量保证要求性能与质量保证要求 脱硫效率保证 氧化镁耗量、工艺水耗量、电耗、压缩空气量消耗量不超过保证值的条件下，FGD的脱硫效率不小于 95%。FGD 装置出口 SO2排放浓度保证 在氧化镁耗量、工艺水耗量、电耗、压缩空气量消耗量、废水排放量不超过保证值的条件下，确保 FGD 出口 SO2浓度不超过 100mg/Nm3。在所有运行测试点或当负荷改变时，都应满足这一要求。可利用率及使用寿命要求 除雾器出口烟气携带的水滴含量保证 在任何正常运行工况下，除雾器出口烟气携带的水滴含量应低于 75mg/Nm3（干基）。质保期 整体质保期为 1 年 材料寿命 所有由不锈钢或由高镍合金衬里和包裹的部件允许腐蚀量不超过 0.1mm/年 所有钢衬橡胶件或钢衬玻璃鳞片保证期不少于 15 年 膨胀节不少于 5 年 聚丙烯管不少于 5 年 噪声控制要求（1）离地坪、楼面以及设备所安装的平台以上 1.5m 高，离设备外壳 1.0m 远处，测得噪声级为：氧化风机 85dB(A)其它风机及泵 80dB(A)（2）特定工作场所的连续噪声水平不大于：控制室、配电室 55dB(A)实验室、办公室 60dB(A)各种车间 70dB(A)2.9.32.9.3 投标方消耗性参数保证表投标方消耗性参数保证表 确保 95%的 SO2脱除率条件下，FGD 装置在设计条件下连续运行 3 天的氧化镁消耗量、工艺水消耗量、所有设备实际电量消耗、蒸汽、压缩空气耗量的保证值按下表格式填写 13 消耗性参数保证表（由投标方填写）项 目 单位 数值 氧化镁耗量 t/h 0.11 工艺水耗量 工业水 m3/h 4 辅机冷却水排水 m3/h 5 化学水处理系统排水 m3/h 6 合计 m3/h 15 电耗 kWh/h 442 压缩空气耗量 仪用压缩空气 Nm3/min 无 杂用压缩空气 Nm3/min 1 蒸汽 t/h 无 2.9.42.9.4 脱硫系统不影响机组的安全、稳定运行。脱硫系统不影响机组的安全、稳定运行。脱硫系统不降低机组的出力，不影响锅炉效率。锅炉的连续运行不受脱硫系统运行或停运的限制，脱硫系统的负荷范围与锅炉负荷范围相协调，为锅炉最大连续出力的 30%100%。在负荷调整时有良好的、适宜的调节特性，在电厂运行的条件下能可靠和稳定地连续运行。当机组负荷有较大变化时，SO2回复到设定排放值最长不超过 10min。第三章第三章 工艺流程设计工艺流程设计 3.13.1 脱硫工艺的开发脱硫工艺的开发 目前，全世界投入使用且成熟的烟气脱硫（FGD）技术不下几十种，主要分为湿法、半干法、干法等几大类。常用的干法有电子束照射法、脉冲电晕放电法，半干法有喷雾干燥法，湿法有石灰-石膏法、氧化镁法、双碱法、氨水洗涤法等。炉内喷钙/尾部增湿活化法则介于炉内脱硫和干法脱硫之间。电子束照射法、脉冲电晕放电法皆是利用高能电子使烟气中 H2O、O2等分子激活、电离或裂解，产生强氧化的自由基，然后由自由基把 SO2、NOX催化氧化成 SO3、NO2等，再加入氨水等，生成硫铵及硝铵，属于目前国外较为先进的技术，但在国内目前还处于工业化装置的试验阶段。由日本原公司等科研机构开发的电子束照射法技术，已经在我国成都热电厂建立了一套示范工程。该方法的优点是能同时脱硫脱氮，去除率高，以氨作为脱硫剂时，能够副产硫铵及硝铵，且无废水问题。但该法耗电量大，国内生产的烟气辐射装置目前还未达到在大型锅炉应用的规模，必须从国外进口。对电子加速器产生的 X 射线，建筑上必须考虑混凝土防辐射，投资较高。14 喷雾干燥法通常采用氧化镁乳液为脱硫剂，在喷雾干燥反应塔内雾化后吸收 SO2，反应的烟气进电除尘器或袋式除尘器收尘。半干法反应产物在塔底和除尘器以干灰的形式排出，脱硫效率一般在 7585%（当与后续袋式除尘器配套使用能取得较佳效果，脱硫效果能达到 90%）。该法对控制水平要求较高，旋转喷雾器转速、进出塔温差、气液比都是必须严格控制调节的因素。该法在国内电厂、垃圾焚烧炉方面均有应用，例如引用日本三菱重工技术的青岛黄岛电厂。炉内喷钙/尾部增湿活化法是炉内喷氧化镁粉，在空气预热器与电除尘器之间设活化反应器喷入水雾，在 Mg/S=2 时，脱硫效率一般在7080%，但炉内喷钙/尾部增湿活化法其总体投资远高于炉外脱硫。湿法脱硫是现在脱硫工艺发展的主要方向，湿法脱硫不会对锅炉出力产生影响的特点促使其成为现行脱硫工艺中应用最广的方法。其中湿式钙法（氧化镁-硫酸镁法）是当前世界上技术最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工艺，其脱硫副产物硫酸镁的处理一般有抛弃和回收两种方法，这主要取决于市场对脱硫硫酸镁的需求、硫酸镁质量以及是否有足够的堆放场地等因素。本工程采用氧化镁做为脱硫剂，脱硫剂制备系统中除去氧化镁中的硅铁成分，生氧化镁遇水变成熟氧化镁，通过与烟气中的 SO2反应，生成亚硫酸镁，强制氧化后生成硫酸镁。目前，拥有湿式镁法脱硫技术的公司较多，其反应原理基本类似，主要工艺区别集中在脱硫塔结构的不同，例如填料塔、喷淋空塔、鼓泡塔、液柱塔等。填料塔由于结垢堵塞问题，已较少使用。各种类型的脱硫塔各有特点，均有成功的业绩，其中喷淋空塔采用雾化喷嘴，烟气与吸收剂雾滴接触，既可保证充分吸收，又无塔内结垢堵塞之忧，并且系统阻力较小，有利于引风机的节能，故使用最为广泛。我公司开发的“双路双循环湿式氧化镁法”烟气脱硫技术，吸取国外成熟经验，通过工程实践和自主研发产生的湿法烟气脱硫技术，其特点是：采用氧化镁法脱硫工艺，脱硫塔采用喷淋空塔，在世界上处于先进水平。该技术获两项国家专利，一项发明专利，一项实用新型专利，并获得日照市 2011 年最佳实用技术、山东省环保局优秀科技成果。山东浩宇集团有限责任公司、莒县丰源热电有限公司 1130t/h+275t/h 流化床锅炉烟气脱硫工程、日照华泰纸业有限公司 2135t/h 循环流化床锅炉脱硫工程（氧化钙脱硫剂）等的脱硫设施运行稳定、效率高，彻底解决了湿法脱硫的技术关键和难点，展示了该项脱硫技术的优势和特点。山东光大电力集团有限公司 1x130t+1 x116MW 烟气脱硫，均采用了本公司开发的此项脱硫技术。3.23.2 工艺说明工艺说明 15 3.2.13.2.1 脱硫系统描述脱硫系统描述 系统组成 氧化镁法的整个脱硫系统主要由脱硫剂制备系统、脱硫循环系统、副产物处理系统、自动控制系统四大部分组成。脱硫剂制备系统 本方案氧化镁粉贮仓采用原有氧化镁法贮存方式。制浆方式采用原有的制浆池。吸收剂制备系统控制要点如下，氧化镁浆液泵流量控制 氧化镁密度控制 脱硫循环系统 烟气由进口烟道进入脱硫塔的吸收区，在上升过程中与氧化镁浆液逆流接触，氧化镁浆液与烟气中所含有的污染气体即 SO2接触反应，绝大部分 SO2被吸收溶解入浆液，生成亚硫酸镁和亚硫酸氢镁，达到去除烟气中 SO2的目的。钢制烟道、电动风门、膨胀节等组成了烟气子系统。在本方案中，引风机后设计的原有烟道作为脱硫系统的旁通烟道，在脱硫系统检修或锅炉发生事故时使用。脱硫系统内脱硫塔烟气进口之前的烟道称为原烟气烟道，脱硫塔烟气出口之后的烟道称为净烟气烟道。烟气系统的风门包括 1 台旁通烟道风门、1 台原烟气风门、1 台净烟气风门。在正常运行时，净烟气风门和原烟气风门开启，旁通烟道风门关闭。在故障情况下，开启旁通烟道风门，关闭原烟气风门，烟气通过旁通烟道直接排到烟囱。所有挡板都配有密封系统，以减少烟气的泄露。旁通烟道风门、原烟气风门、净烟气风门之间实现安全可靠的联锁控制，以保证系统的安全、稳定、连续、可靠地运行。脱硫塔中上部主要包括 3 层喷淋层，2 级除雾器、除雾器冲洗以及相应的支撑部分。外部附件包括 PH 计（双测点）、液位计及相应管道等。脱硫塔及其内部组件、外部附件组成脱硫系统的吸收循环子系统。脱硫塔下部为循环液储存段，并通过液位控制循环泵、搅拌器（见图 1）、渣浆泵等设备的启动和停止。在脱硫塔内下部浆液池中搅拌器斜向上径向布置，作用是使浆液保持流动状态，从而使其中的脱硫有效物质保持在浆液中的均匀悬浮状态，保证浆液对 SO2的吸收和反应能力。脱硫塔塔体材料为碳钢内衬玻璃鳞片防腐。脱硫塔烟气入口 2 米处采用玻璃鳞片防 16 腐，脱硫塔出口烟道全部采用玻璃鳞片防腐。（具体防腐工艺参见附页）搅拌器详图（图 1）脱硫塔内烟气上升流速控制在 34m/s。塔内配有 3 层喷淋层，每组喷淋层由带连接支管的母管和喷嘴组成。本套工程中管道采用 FRP 材质，喷嘴采用碳化硅材质，并且考虑采用涡流喷嘴，以防出现堵塞及破损现象，影响脱硫系统的运行和脱硫效率的保证。喷淋组件及喷嘴的布置设计均匀覆盖脱硫塔上流区的横截面。喷淋系统采用组合制设计，3 层喷淋层每层配一台与之相连接的循环泵。施工中的脱硫塔（图 2）脱硫塔配 3 台浆液循环泵（同时运行）。运行的浆液循环泵数量根据锅炉负荷的变化和对吸收浆液流量的要求来确定，在达到吸收效率要求的前提下，可选择最经济的泵运行模式以节省能耗。脱硫浆液在塔内循环，当浆液过多时，多余的浆液会通过循环槽上部的溢流管进入脱硫塔地坑。地坑内的浆液可利用地坑泵再打入事故浆液池或回流脱硫塔，脱硫塔下部循环槽中的浆液由渣浆泵送到脱水间，进入旋流分离器，分离后再通过真空皮带脱水机处理。脱水后的硫酸镁进行外运或综合利用。17 脱硫后的烟气通过除雾器来减少烟气中所携带的水份，经过两层除雾器处理后烟气的水份携带量不大于 75mg/Nm3。除雾器采用传统的顶置式布置在脱硫塔顶部，除雾器由防腐性能好的 PP 材料制作，以防止被烟气及浆液腐蚀，型式为水平折流型，除雾器定期用清水冲洗，以防止阻塞而造成的除雾效果降低。考虑到堵塞和除雾效果两个相互矛盾的因素，本期工程中，两级除雾器采用同等高度设计，适当加大叶片间距，减小除雾器堵塞的概率。脱硫循环系统控制要点如下，但不限于此：脱硫塔出口二氧化硫浓度控制 氧化镁浆液流量控制 循环泵流量和压力控制；电流显示；电机采用直连方式软驱动。循环浆液 pH 值控制 脱硫塔氧化、浆池液位控制 硫酸镁浆液排放控制 氧化风机压力、电流和流量显示 烟气入口/出口温度、烟气压差测量 挡板门开/闭的控制 密封风机差压控制，启闭控制 投标方提供满足系统正常运行和事故/停机状态时需要的所有的仪表和控制。副产物处理系统 脱硫系统中 SO2通过与 MgO 的反应，生成亚硫酸镁和亚硫酸氢钙，这两样产物不利于处理，在空气中不稳定，易氧化生成硫酸络合物，在考虑运行方便的前提下，设置两台氧化风机，向脱硫塔的循环槽中鼓入空气，使亚硫酸镁与亚硫酸氢镁强制氧化反应，生成硫酸镁（硫酸镁）。脱硫系统内设置的脱硫塔地坑，满足脱硫塔溢流的要求。脱硫系统中产生的硫酸镁浆液，通过原有系统进行处理。（1）事故浆液系统 事故浆液系统为锅炉烟气脱硫装置公用系统。本次投标方的供货范围整套包括：事故浆液池及排放到事故浆液池的管道、泵、阀门等设备。事故完成后返回脱硫塔的管道、阀门等设备（2）FGD 废水处理系统 18 本期不考虑废水处理系统。产生的废水考虑回用。按照工艺要求排放的废水，由废水回用池排放到厂区排水管网。3.2.23.2.2 影响影响 SOSO2 2脱除效率和能耗的参数脱除效率和能耗的参数 值 SO2 脱除率 能耗 脱硫塔循环流量 PH 值 =氧化镁活性 =烟气流量 SO2 FGD 进口浓度 =烟气中 Cl 含量 =说明：表示升高；：表示下降；=：表示无影响。3.2.33.2.3 反应机理反应机理 其基本化学原理可分为以下几个部分：氧化镁法脱硫的反应机理如下：吸收过程：吸收过程发生的主要反应如下：Mg(OH)2+SO2 MgSO3+H2O MgSO3+SO2+H2O Mg(HSO3)2 Mg(HSO3)2+Mg(OH)2 2MgSO3+2H2O 吸收了硫分的吸收液落入吸收塔底，吸收塔底部主要为氧化、循环过程。氧化过程：由曝气鼓风机向塔底浆液内强制提供大量压缩空气，使得造成化学需氧量的 MgSO3氧化成 MgSO4。这个阶段化学反应如下：MgSO3+1/2O2 MgSO4 Mg(HSO3)2+1/2O2 MgSO4+H2SO3 H2SO3+Mg(OH)2 MgSO3+2H2O MgSO3+1/2O2 MgSO4 3.2.43.2.4 工艺特工艺特点与优势点与优势 我公司开发的湿式硫酸镁法烟气脱硫技术具有以下特点和优势：（1）脱硫效率高，可高达 98以上，特别适用于中高硫份煤的烟气脱硫；19 （2）投资省，运行费用低，装置往高处发展，占地少，布置紧凑；（3）操作简便。自动化控制水平高，操作人员易于掌握；（4）系统位于锅炉引风机之后，且有旁通烟道，脱硫系统相对独立，运行不会影响主体设施，且维护检修方便；（5）脱硫成本低；（6）系统阻力小，脱水效果好，内防腐完善，寿命长；（7）副产物综合利用途径好，符合国家二氧化硫产业技术政策。第四章第四章 工艺设施设计及工艺设施设计及设备选型设备选型 4.14.1 主要设施设计主要设施设计 4 4.1.1.1.1 脱硫塔脱硫塔（指（指 3#3#脱硫塔，脱硫塔，1#1#、2#2#脱硫塔采用原塔，只改造喷淋）脱硫塔采用原塔，只改造喷淋）本期 3#脱硫塔系统的脱硫塔采用立式喷淋塔，内有搅拌器、氧化空气分布系统、喷淋层、除雾器等。设计寿命 30 年以上。其有关技术参数如下：脱硫塔直径：3.6m 脱硫塔循环槽的直径：3.6m 循环槽高度：3.5m 脱硫塔高度：20.6m（全高）脱硫塔材料：碳钢，8-14mm 塔内防腐形式/厚度：玻璃鳞片防腐，23mm；脱硫塔数量：1 座。脱硫塔内所有部件能承受最大入口气流及最高进口烟气温度的冲击,高温烟气不对任何系统和设备造成损害。脱硫塔体为碳钢结构，内耐磨防腐的高强度玻璃鳞片，采用玻璃鳞片防腐的塔本体结构厚度至少 8mm 以上，并设必要的检修平台、爬梯、护栏，护栏有踢脚板。外部需要进行防锈处理，刷防锈漆两遍。吸收塔底部至反应区玻璃鳞片的厚度应不小于 3 mm，其他部位不小于 2 mm。底部及支撑结构部分采用加强型。塔体与烟道连接处以及与管道连接处等需要严格注意防腐防漏。脱硫塔内部的各种装置形状各异，尺寸、等分、角度、开口度的精确性直接影响脱硫除尘效果，每件均经过详细计算，精心制造。脱硫塔内的各种装置安装从下至上逐层安装。安装时必须保证各层装置平整，通过焊接形成一个整体，使之有良好的稳定性，20 即使烟气气流偶尔发生湍振，也不影响设备的正常运行。脱硫塔留有 500mm 的检修孔，设置温度、压力等测点。包括碳钢结构的检修平台、支架、扶手等，平台支架扶手等须刷