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ag官方手机登录40吨锅炉脱硫技术方案(氧化镁法)塔外氧化循

时间:2020-10-10 22:48

  40吨锅炉脱硫技术方案(氧化镁法)塔外氧化循环-1_能源/化工_工程科技_专业资料。广阳热电 广阳热源厂 3×29MW 煤粉锅炉烟气脱硫工程 技术方案 民生环保科技 二〇一五年四月 目录 1.工程概述 .......................................

  广阳热电 广阳热源厂 3×29MW 煤粉锅炉烟气脱硫工程 技术方案 民生环保科技 二〇一五年四月 目录 1.工程概述 ................................................................................................................................. 2 2.工程设计 ................................................................................................................................. 2 2.1 总体设计原则.................................................................................................................. 2 2.2 设计依据.......................................................................................................................... 3 2.3 设计参数及性能指标...................................................................................................... 4 2.4 氧化镁法湿式烟气脱硫工艺 .......................................................................................... 5 2.4.1 工艺原理.................................................................................................................... 5 2.4.2 脱硫工艺特点............................................................................................................ 6 2.5 项目设计 .......................................................................................................................... 7 2.5.1 设计围及原则............................................................................................................ 7 2.5.2 工艺流程 ................................................................................................................... 8 2.5.3 SO2 吸收系统............................................................................................................. 8 2.5.4 烟道系统 ................................................................................................................. 12 2.5.5 循环液供应系统...................................................................................................... 13 2.5.6 泥渣处理系统.......................................................................................................... 13 2.5.7 脱硫剂制备及供应系统 ......................................................................................... 14 2.5.8 工艺水系统 ............................................................................................................. 14 2.5.9 电气设计 ................................................................................................................. 14 2.5.10 运行费用估算 ....................................................................................................... 17 2.6 安全运行指标................................................................................................................ 19 2.6.1 烟气脱硫除尘系统的主要安全问题 ..................................................................... 19 2.6.2 安全措施 ................................................................................................................. 19 2.6.3 工艺运行监视及控制 ............................................................................................. 20 2.7 安全运行指标 ................................................................................................................ 21 2.7.1 设备及管路防腐 ......................................................................................................... 21 2.7.2 保温及油漆 ................................................................................................................. 21 3.供货设备一览表 ................................................................................................................... 23 1.工程概述 广阳热源厂拟建 3 台 29MW 煤粉锅炉,为了积极响应国家节能减排的号召,拟同 时配套建设锅炉烟气除尘、脱硫、脱硝设施及相关的配套设备和构筑物,使二氧化硫、 氮氧化物、烟尘等指标达到国家的排放标准。 本方案将根据提供的基础数据和相关国家标准,按照建设方和环境保护管理部门 的意见,从技术和经济等方面,叙述其烟气脱硫除尘系统的可行性。烟气脱硫除尘系统 参照国家规定的《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规》(HJ462-2009),采用成熟、 先进、可靠的氧化镁湿式烟气脱硫工艺,3×40t/h 锅炉采用 3 炉 1 塔的配置方式,塔氧 化、循环。 2.工程设计 2.1 总体设计原则 1) 设计必须符合适用的要求:选择的处理工艺、构筑物(建筑物)型式、主要设备、 设计标准和数据等,应最大限度地满足使用的需要,以保证烟气脱硫系统功能的实 现。在充分尊重用户需求和环境保护管理部门意见的同时,认真执行国家有关法规、 标准及规定。 2) 设计应符合经济的要求:选择的处理工艺应能满足系统需要和要求,并尽可能降低 运行费用。设计中一方面尽可能选用质优价廉的设备,以及采用合理措施降低工程 造价;另一方面又必须保证在工程建成投入使用后,取得最大的经济效益和使用效 果。 3) 技术应当力求先进、合理:设计中必须根据生产的需要和可能,在经济合理的原则 下,尽可能采用先进技术。在机械化、自动化与仪表化程度方面,要从实际出发, 根据需要和可能及设备的供应情况,妥善确定。 4) 实用、美观,避免二次污染:平面布置和建、构筑物形式力求与厂区其它建筑和环 境协调一致。整个系统设计应充分考虑设备噪声、处理药剂等可能造成的二次污染。 5) 不影响锅炉正常运行:脱硫系统工作时不影响锅炉的正常运行,并保证在给定设计 条件下,确保烟气中 SO2 的达标排放。脱硫装置使用寿命长、操作维护简单,布置 紧凑、占地面积小。处理设施有较高的耐冲击负荷能力,并能在北方冬季寒冷气候 条件下正常运行。 2.2 设计依据 1) 建设方提供的基础资料及要求; 2) 《环境空气质量标准》(GB3095-19960); 3) 《大气污染物排放综合标准》(GB16297-1996); 4) 《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996); 5) 《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014); 6) 《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规》(HJ462-2009); 7) 《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006); 8) 《火电厂设计技术规程》(DL5000-2000); 9) 《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003); 10) 《锅炉烟尘测试方法》(GB5468-91); 11) 《环境保护产品技术要求湿式烟气脱硫除尘装置》(HJT288-2006); 12) 《工业管道工程施工及验收规》(GBJ235-82); 13) 《机械设备安装工程施工及验收规》(TJ231-78); 14) 《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》(GB985); 15) 《漆装前钢料表面锈蚀等级和除锈等级》(GB 8923-1988); 16) 《机械密封试验方法》(GB/T14211); 17) 《机械密封技术条件》(JB4127.1-1999) 18) 《工业企业厂界噪声标准Ⅱ类混合区评价标准》(GB12348) 19) 《焊接件通用技术要求》(JB/ZQ4000.3-86) 20) 《装配通用技术要求》(JB/ZQ4000.9-86) 21) 《工业设备及管道绝热工程设计规》(GB50264-97) 22) 《设备及烟道保温技术通则》(GB4272-92) 23) 《固定式钢直梯》(GB4053.1-93) 24) 《固定式工业防护栏杆》(GB4053.3-93) 25) 《固定式工业钢平台》(GB4053.4-93) 26) 《工业企业照明设计规》(GB50034-92) 27) 《低压配电设计规》(GB50054-95) 28) 《供配电系统设计规》(GB50052-95) 29) 《通用用电设备配电设计规》(GB50055-93) 30) 《机械设备焊接标准》(JB4708-2000) 31) 《钢结构设计规》(GBJ17-91) 2.3 设计参数及性能指标 本工程设计、制造、安装与 3×40t/h 煤粉锅炉相配套的脱硫系统。我公司严格按照 建设方及相关标准要求,设计脱硫效率大于 97%,保证烟气脱硫效率大于 94%,烟囱出 口 SO2 排放浓度≤100mg/Nm3,烟尘排放浓度≤20mg/Nm3,相关的基本参数及燃煤煤 质分析按下表设计。 脱硫系统主要技术经济性能指标 序号 1 2 3 4 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 项目名称 锅炉出力 运行锅炉 设计烟气总处理量 烟气温度 锅炉 SO2 初始排放浓度 设计脱硫效率 保证脱硫效率 处理后 SO2 排放浓度 SO2 脱除量 脱硫工艺 脱硫塔配置 循环水形式 Mg/S 脱硫剂 脱硫剂品质 MgO 小时耗量 MgO 日消耗量 系统装机功率 单位 t/h 台 m3/h ℃ mg/Nm3 % % mg/Nm3 kg/h mol/mol kg/h t/d kW 数据 3×40 3 259500 80~120 1500 >97 >94 <100 252 湿式氧化镁 一炉一塔 塔氧化、循环 1.03 氧化镁粉 325 目、90%纯度 194 4.7 212.6 21 液气比 L/m3 22 脱硫装置循环水量 m3/h 23 平均每天工艺水耗 m3/d 24 出口烟气中雾滴浓度 mg/Nm3 25 脱硫系统阻力 Pa 26 脱硫主体设备使用寿命 年 6 1550 318 <75 <1200 >15 2.4 氧化镁法湿式烟气脱硫工艺 2.4.1 工艺原理 氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺,氧化镁脱硫工艺在世界各地 都有非常多的应用业绩,其中在日本已经应用了多个项目,的电站 95%是用氧化镁法, 另外在美国、德国等地都已经应用,并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。 镁法脱硫工艺是镁的碱性氧化物与水反应生成氢氧化物,再与二氧化硫溶于水生成 的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应,氧化镁反应生成的亚硫酸镁和硫酸镁,亚硫酸镁氧化 后生成硫酸镁。脱硫过程中发生的主要化学反应有: MgO+H2O=Mg(OH)2 Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O MgSO3+ H2O+SO2=Mg(HSO3)2 MgSO3 +1/2O2 =MgSO4 氧化镁法脱硫是一种前景较好的脱硫工艺,该工艺较为成熟,原料来源充足,在我 国氧化镁的储量十分可观,目前已探明的氧化镁储藏量约为 160 亿吨,占全世界的 80% 左右。其资源主要分布在、、、等省,其中占总量的 84.7%,其次是莱州,占总量的 10%, 其它主要是在大河,干洛岩岱、汉源,肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫 剂应用于各单位的脱硫系统中去。 镁法投资少,运行费用低,脱硫效率高,结构简单,并且能够减少二次污染。镁法 脱硫相对于钙法的最大优势是不会系统发生设备结垢堵塞问题,能保证整个脱硫系统能 够安全有效的运行,同时镁法 pH 值控制在 6.0~6.5 之间,在这种条件下设备腐蚀问题 也得到了一定程度的解决。同时与较为完整的石灰石/石膏法相比,占地面积小,运行性 方面费用低,投资额大幅减小,综合经济效益得到很大的提高。总的来说,镁法脱硫在 实际工程中的安全性能拥有非常有力的保证。 由于镁法脱硫的反应产物是亚硫酸镁和硫酸镁,既可以抛弃,也可进行综合利用。 一方面我们可以进行强制氧化全部生成硫酸镁,然后再经过浓缩、提纯生成七水硫酸镁 进行出售,另一方面也可以直接煅烧生成纯度较高二氧化硫气体来制硫酸,本方案建议 直接外排。 2.4.2 脱硫工艺特点 根据锅炉烟气脱硫工艺的特点,本方案采用氧化镁法湿式烟气脱硫工艺,并通过 我公司近年来在工程实践中不断积累与探索,从设备的结构形式、材质选用、工艺系统 做了一定改进和完善。 2.4.2.1 本脱硫系统的特点 按照以上设计思想,烟气脱硫系统并充分参照《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工 程技术规》(HJ462-2009)等相关国家规要求,本脱硫方案的主要特点如下: 1) 脱硫塔主体采用三炉一塔形式,系统设置合理的阀门切换程序,可以满足任何 一台锅炉或三台锅炉脱硫功能的实现。 2) 脱硫塔主体采用 SUS316L,喷淋管采用 FRP 材质,延长设备整体设有寿命。 3) 本方案脱硫液采用塔外氧化、塔外循环方式,脱硫液经过部分氧化、沉淀,调 节 pH 后,再利用耐腐耐磨循环泵打入脱硫塔循环使用。 4) 泥渣沉淀采用斜板式沉淀池,起到一定的浓缩作用,减轻了后续泥渣脱水系统 的负荷及造价。 5) 考虑到节约成本,沉淀池泥渣由排泥泵打入板框式压滤机过滤,滤渣外运定点 存放,滤液外排。 6) 除雾器冲洗采用工业水,定期对除雾器进行冲洗,并作为系统补水。 2.4.2.2 关于脱硫系统的认识 1) 烟气脱硫不仅是一个装置,更重要的是一个工艺系统:无论采用何种工艺,它 都是一个系统工程,涉及化工、水处理、机械制造、电气自控等行业,所以一 个完善的系统需要多专业的紧密配合。 2) 脱硫技术的成熟度、完善性(稳定运行)、先进性(达标排放),以及选择质量 可靠过硬的产品对于脱硫系统能够安全、稳定运行至关重要,特别对于高寒地 区,系统的完善性尤为重要。 3) 湿法烟气脱硫工艺的腐蚀结垢问题,应引起足够重视,设计中应根据各个部位 介质特性,采取经济、合理的措施,实际运行中应严格操作,防止系统瘫痪。 2.5 项目设计 2.5.1 设计围及原则 2.5.1.1 设计围 本工程设计围包括锅炉烟气脱硫塔系统,进、出口烟道、循环水系统、泥渣处理系 统以及相关配套设备和控制系统。动力和控制系统的设计和报价分界点为系统动力电缆 进户线t/h 锅炉烟气脱硫系统的主要容及围包括: 1) SO2 吸收系统 2) 烟气系统 3) 吸收剂供应与制备系统 4) FGD 循环水供应系统 5) DCS 控制系统 6) 附属管道和辅助设施 7) 阀门和配件 8) 保温、紧固件和外覆层 9) 防腐 2.5.1.2 设备选用及设计原则 1) 脱硫设备:主体采用 316L 不锈钢+有,平台栏杆爬梯采用碳钢防腐(采用耐高 温、耐酸碱的有机硅防腐产品)。 2) 脱硫系统用泵:采用配套的水泵、管路及阀门,应具备良好的防腐、耐磨性能。 为了保证脱硫系统的安全运行,主要设备应设置备用。泥渣系统管路设反冲洗 系统,并充分考虑冬季温度,在零下 20 摄氏度运行的保温。设计液气比≤6L/m3。 3) 工艺系统水池:本系统水池含有氧化池、沉淀池、循环池。采用钢筋混凝土结 构。 4) 脱硫塔喷淋管采用 FRP,喷嘴采用碳化硅螺旋型实心锥型。 5) 以上脱硫系统含有配套的全部附属设备及钢架平台扶梯。 6) 湿式脱硫装置在风机后正压运行,烟塔合一。烟道包括脱硫装置入口斜管段和 烟气出口烟囱。脱硫塔出口烟囱管道采用 SUS316L。 7) 脱硫设备的电器和自控系统满足脱硫设备独立控制,并能将主要参数反馈到控 制室,采用 DCS 自控系统,设有工程师站和操作员站。 8) 脱硫塔采用两级除雾器脱水并设有自动反冲洗系统。 9) 脱硫设备从技术和工艺上充分考虑解决脱硫设备的结垢、堵塞等问题。脱硫设 备自控程度高,操作简单方便,运行稳定,维修方便。 10) 脱硫设备运行可靠,具有可靠的运行安全保护措施。充分考虑供热锅炉负荷变 化频繁及频繁启停,对脱硫设备的影响,锅炉非正常运行下脱硫设备的自动保 护措施,在自动控制或设备设计上要能够保证锅炉脱硫设备稳定安全运行。 11) 脱硫剂的添加量自动控制,循环池的 pH 自动控制,保证系统的水平衡。脱硫 设备的控制系统采用先进、成熟符合有关工业标准。系统具备自动与手动控制 两种功能。从机组一体化考虑,提供的控制系统,在配置上与锅炉自控系统相 匹配。 12) 烟道部分应布置短捷、平直且密封性好、阻力小,烟速 12~18 m/s。脱硫设备 外形美观,应与整个热源厂建筑物协调一致。 2.5.2 工艺流程 3 台锅炉产生的烟气,经过空气预热器降温后,首先进入 3 台布袋除尘器,去除大 部分烟尘后的烟气,由引风机经烟道切向进入喷淋塔脱硫装置。烟气经喷淋、碱液吸收 SO2 等酸性气体、脱水除雾后,净化烟气通过烟囱排入大气。 脱硫塔底部废液流入循环废水处理系统。脱硫塔底部废液首先流入氧化池,通入空 气进行曝气氧化,经充分反应后,废水流入斜板式多斗沉淀池,经沉淀浓缩、澄清后, 脱硫液溢流到循环池,并补充 Mg(OH)2 浆液调节至适宜 pH 后,由脱硫液循环泵打入脱 硫塔,进行循环利用。沉淀后泥渣由渣浆泵打入板框式压滤机过滤,滤饼外运抛弃。滤 液外排。 2.5.3 SO2 吸收系统 烟气经过引风机由塔底切向进入脱硫塔,与向下喷淋的碱液以逆流方式使气液充分 接触(四层喷淋),雾化的脱硫剂充分吸收烟气中 SO2、SO3、HCl 和 HF 等酸性气体。 在吸收塔出口处装有两级(折流板)除雾器,用来除去烟气在洗涤过程中带出的水雾。 在此过程中,烟气携带的烟尘和其它固体颗粒也被除雾器捕获,两级除雾器都设有水冲 洗喷嘴,定时对其进行冲洗,避免除雾器堵塞。 2.5.3.1 脱硫装置及构成 脱硫塔是一种可广泛应用于中小型燃煤锅炉治理烟气中 SO2 的设备,利用雾化的碱 性脱硫剂逆流与含 SO2 等酸性气体充分接触,比一般的吸收器效果要好,从现场实测看, 脱硫率能达 95%以上,同时兼有除尘效果,基建投资少,操作较简单,该技术较有效的 解决了结垢和腐蚀这两个问题。 因此,本项目选择脱硫塔作为脱硫主体设备,其主要构件: 1) 结构框架及主体:塔釜段、吸收段、脱水段等; 2) 塔构件:喷淋系统、除雾器及反冲洗系统。 脱硫装置各功能区: 1) 吸收区:该区包括吸收塔入口及其以上的 4 层喷淋,其主要功能是用于吸收烟 气中的酸性污染物及飞灰等物质。 ①. 塔配有喷淋层,每组喷淋层由连接支管的母管、浆液分布管道和喷嘴组成。 ②. 喷淋管及喷嘴的布置设计均匀,覆盖吸收塔的横截面。 ③. 喷淋系统采用 1 台循环泵供应 2 层喷淋方式,共 3 台循环泵,2 用 1 备。 2) 除雾区:该区包括两级除雾器和 3 层反冲洗系统。用于分离烟气中夹带的雾滴, 降低对烟囱的腐蚀、减少结垢和降低吸收剂及水的损耗。 ①. 进入吸收塔的烟气穿过 4 层逆流喷淋层后,再连续经两层除雾器除去所含 浆液雾滴,除雾器出口的水滴携带量不大于 75mg/Nm?。 ②. 在一级除雾器的上、下各布置一层清洗喷嘴。清洗水的喷淋将带走一级除 雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒。烟气经过一级除雾器后,进入二级除 雾器。二级除雾器下部也布置一层清洗喷淋层,烟气穿过二级除雾器,经 洗涤和净化的烟气通过塔顶出口流出吸收塔,排入烟囱。 ③. 除雾器采用 FRPP 材料制作而成,两级除雾器均用工艺水冲洗,冲洗过程 通过程序控制自动完成,整个脱硫系统补水可通过除雾器反冲洗实现。 3) 塔釜区:塔釜主要功能是暂时贮存脱硫液,氧化和结晶反应发生在吸收塔外的 氧化反应池中。 2.5.3.2 吸收塔的主要参数 吸收塔壳体设计能承受压力、管道推力和力矩、风和地震荷载,以及承受所有其他 作用于吸收塔上的荷载。支撑和加强件能防止塔体倾斜和晃动。塔管道、除雾器支架应 有足够的强度和刚度。吸收塔支撑结构的应力根据相应标准,按最大运行荷载设计,设 计计算值要求的厚度应加上腐蚀余度。 吸收塔主要性能参数表 序号 项目 单位 参数 1 脱硫塔设计处理烟气量 m3/h 2 设计烟气温度 ℃ 3 烟气进口 SO2 浓度 mg/Nm3 4 烟气出口 SO2 浓度 mg/Nm3 5 液气比 L/Nm3 6 循环水流量 m3/h 7 循环水 pH 259500 120 1500 <100 6 1550 6~6.5 8 Mg/S mol/mol 9 烟气流速 m/s 10 塔径 m 11 烟气接触时间 s 12 总高度 m 烟囱高度 m 13 塔体材质 15 浆液喷淋层数 层 16 喷淋管材质 17 喷嘴形式 18 喷嘴材质 19 喷嘴压力 Bar 20 单个喷嘴流量 L/min. 21 每层喷嘴数量 个 22 除雾器位置 25 除雾器级数 级 26 除雾器形式 1.03 3.5 5.12 3.0 21 24 316L 4 FRP 螺旋喷嘴 SIC 0.7 280 23 吸收塔出口 2 折流板 27 除雾器材质 增强 PP 28 反冲洗层数 层 3 29 反冲洗强度 m3/m2·h 3.5 30 吸收塔保温 局部 31 保温厚度 mm 100 32 保温材质 玻璃棉 33 保温层数 层 1 34 外包层型式 0.5mm 彩钢板 35 脱硫效率 % >97 36 设备阻力 Pa <1200 37 排烟温度 ℃ ≤50 39 烟气含湿率 % <8 40 漏风率 % <5 41 排烟黑度 <林格曼I级 42 循环水利用率 % >85 43 设备可利用率 % >98 2.5.3.3 全面深入的脱硫塔技术 ①吸收塔是脱硫系统的核心,吸收塔设计好坏将影响整个系统脱硫性能、投资及运 行费用。 ②对系统吸收塔的设计和优化必须考虑一系列的相关因素,包括塔喷淋密度、气相 流量、有效段高度、烟气流速、压降、S02 脱除效率、浆液液滴夹带以及塔的几何结构 等。 ③吸收塔情况比较复杂,其涉及以下情况: 气液固多相流场分布; 气液之间的传热和传质; 水分的蒸发; 烟气和浆液之间的化学反应; 液滴大小、聚并和破碎对塔流场、传质和传热影响; 除雾器区域液滴的捕集; 浆液池的流场和化学反应等等。 ④吸收塔喷淋系统、流场及其他构件经过优化,可实现高效能喷淋洗涤,消除烟气 走廊,增强气液接触效果,实现高脱硫效率,脱硫效率可达 95%以上,脱硫系统设备的 优化整合,可灵活利用现场条件,操作运行方便,同时可优化系统投资和运行费用比, 使得系统总费用最优化。 2.5.3.4 结构特点 ①.吸收塔烟气切向入口角度,对塔空气均布和预除尘有利。 ②.喷淋层间按一定角度采取交错布置,操作弹性大,压降小,,气液接触传质均匀。 ③.除雾器具有多次旋流、离心除雾除尘作用。 ④.保证采用符合脱硫行业要求的优质材料及附属设备,采用绝对安全可靠的防腐技 术。保证三年的稳定运行,使用寿命 15 年以上。 2.5.3.5 技术特点 ①.技术成熟,系统功能完善, 运行可靠性好。 ②.系统及设备实现了优化整合,关键在于吸收塔塔构件实现了优化,使得系统高效, 脱硫效率高。 ③.保证脱硫系统高效安全稳定运行的基础上,采用合理必要简化措施,降低了系统 的初投资和运行费用。 ④.双回路的脱硫循环装置设置的 pH 检测信号能及时、准确的保持脱硫液的适量供 给要求,可大大降低运行成本。 2.5.4 烟道系统 1) 在最大压差的作用下具有 100%的严密性。烟道及其附件烟道根据可能发生的最 差运行条件(例如:温度、压力、流量、污染物含量等)进行设计。 2) 烟道壁厚按 6mm 设计(按规定考虑了一定的腐蚀余量),烟道烟气流速在 12~ 18m/s 之间。 3) 所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道, 用碳钢制作,所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道, 采用可靠的衬(乙烯基树脂鳞片)进行防腐保护。 4) 每台锅炉设置单独的烟气进口、和相应的优质百叶窗双层密封挡板隔断阀门, 方便灵活切换烟气。 5) 挡板门的执行器为整体开关、调节型,有 DC4~20mA 输入、输出,过载保护及 限位装置,防护等级为 IP65。 烟道上设有膨胀节,并安装压力、温度等用于运行和观察的仪表。 2.5.5 循环液供应系统 脱硫塔底部废液流入循环废水处理系统。废水首先进入氧化池,采用罗茨风机进行 曝气氧化,经充分反应后,废水流入斜板式多斗沉淀池,进行泥水分离,沉淀后的上清 液溢流到循环池,加入 Mg(OH)2 碱液调节至适宜 pH,然后由循环泵提升至脱硫塔循环 利用(单泵单管制)。 2.5.5.1 脱硫循环泵 1 台脱硫塔配置 3 台循环泵,2 用 1 备,每台泵供给 2 层喷淋层。泵的每个吸入端 装设自动关断阀,吸入口配备滤网。吸收塔浆液循环泵为单级单吸悬臂式离心泵,过流 部件采用钢衬超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。该材料是目前国际上新一代的泵用耐腐 耐磨工程塑料,其最突出的优点是在所有的塑料中它具有优异的耐磨性、耐冲击性(尤 其是耐低温冲击),抗蠕变性(耐环境应力开裂)和极好的耐腐蚀性。 2.5.5.2 氧化风机 罗茨型氧化风机为容积式风机,输送的风量与转数成比例。具有高效节能,精度高, 噪音低,寿命长,结构紧凑,体积小,重量轻,使用方便,产品用途广泛的特点。 氧化风机能提供足够的氧化空气,氧化风管布置合理,使氧化池的亚硫酸镁充分转 化成硫酸镁。在设计 BMCR 工况条件下,氧化风机流量裕量为 10%,压头裕量为 20%, 保证系统正常运行。 2.5.6 泥渣处理系统 氧化镁法湿式脱硫系统的最终产物为亚硫酸镁、硫酸镁等浆液(固体含量约 5%), 氧化池、沉淀池、循环池、氧化镁熟化罐均设有排泥管。考虑到排泥管的堵塞问题,在 排泥管末端设计有水力冲洗系统。 沉淀浓缩后的泥渣由排泥泵打入压滤机,滤饼外运处置,滤液外排。ag官方手机登录 2.5.6.1 排泥泵 浆液排泥泵为单螺杆泵,它属于转子式容积泵,依靠螺杆与衬套相互啮合在吸入腔 和排出腔产生容积变化来输送液体的。它是一种啮合的密闭式螺杆泵,主要工作部件由 具有双头螺旋空腔的衬套(定子)和在定子腔与其啮合的单头螺旋螺杆(转子)组成。 当输入轴通过万向节驱动转子绕定子中心作行星回转时,定子—转子副就连续地啮合形 成密封腔,这些密封腔容积不变地作匀速轴向运动,把输送介质从吸入端经定子—转子 副输送至压出端,吸入密闭腔的介质流过定子而不被搅动和破坏。这种泵能输送高固体 含量的介质,具有耐腐耐磨性能,且流量均匀、压力稳定。 2.5.7 脱硫剂制备及供应系统 脱硫剂主要为氧化镁粉,粒径 325 目,MgO 含量为 90 %,配置氢氧化镁溶液浓度 15%。 氧化镁粉不设有贮仓,采用人工定时向熟化罐添加氧化镁粉。 考虑到系统造价及工艺防腐要求,本方案熟化罐和浆液储罐(脱硫系统连续运行 6h 储量)采用材质为碳钢加防腐。氢氧化镁浆液浓度为 15%,药剂溶解采用搅拌器机械搅 拌,底部泥渣定期排至沉淀池处理,设置药剂泵,由 pH 自动控制氢氧化镁浆液的加入。 2.5.8 工艺水系统 工艺水系统包括除雾器、管道冲洗水,并应满足装置正常运行和事故工况下脱硫工 艺系统的用水。 2.5.9 电气设计 2.5.9.1 设计依据 锅炉脱硫工程电气及控制系统设计主要参照以下规: 1) 《工厂电力设计技术规》(GBJ6—85); 2) 《低压配电设计规》(GB50054-95); 3) 《建筑电气通用图集》(92DQ) 4) 《通用用电设备配电设计规》(GB50053-93) 5) 《建筑物防雷设计规》(GB50057-94) 6) 《电气装置安装工程施工及验收规》(GBJ232) 7) 《电力建设施工及验收技术规》 8) 《电气装置安装工程施工技术条件》(GBJ232) 2.5.9.2 电气控制 1) 控制方式及水平 本工程将根据现场实际情况设置控制室,完成对脱硫设备及其公用、辅助系统包括 电气设备的监视与控制。脱硫系统拟采用分散控制系统(DCS)进行监视与控制。在脱硫 控制室能做到: ①.在锅炉正常运行工况下,对脱硫装置的运行参数和设备的运行状况进行有效的监 视和控制,并能够锅炉运行工况自动维持 SOX 等污染物的排放总量及排放浓度在正常围。 ②.出现异常或系统出现非正常工况时,能按预定的顺序进行处理。 ③.出现危及单元机组运行以及脱硫工艺系统运行的工况时,能自动进行系统的联锁 保护。 ④.在少量就地巡检人员的配合下,完成整套脱硫系统的启动与停止控制。脱硫系统 的正常运行以 CRT 和键盘为监控手段。控制室不设常规的控制表盘,仅设少量的紧急 操作开关或按钮。整套脱硫系统拟配备 2-3 人运值人员(包括巡检)。 2) 供配电系统分散控制系统拟由操作员站、工程师站、冗余配置的数据高速公路及控 制器等所组成。系统共拟设置操作员站 2 台、工程师站 1 台。 3) 分散控制系统的功能,拟包括脱硫数据采集和处理系统(DAS)、模拟量控制系统 (MCS)、辅机顺序控制系统(SCS)。 4) 脱硫控制系统的运行与停止,其工作状态与单元机组密切相关。因此脱硫控制系统 的设计将考虑单元机组与脱硫控制必要的信号通讯接口,其接口的实现方式根据条件将 采用数据通讯或硬接线通讯连接。涉及安全、保护的信号均采用硬接线连接。 锅炉至脱硫装置的信号:MFT、引风机状态、锅炉负荷。 脱硫装置至锅炉的信号:脱硫系统“投入”和“退出”。 脱硫装置 DCS 与机组 DCS 通过 MODBUS 协议进行通讯。 5) DCS 的可靠性指标 系统可用率:≥99.9% 系统精度:输入信号:±0.1%(高电平),±0.2%(低电平) 输出信号:±0.25% 抗干扰能力:共模电压:≥250V 共模抑制比:≥90dB 差模电压:≥60V 差模抑制比:≥60dB 数据采集与处理系统(DAS) 数据采集与处理系统(DAS)应连续采集和处理所有与脱硫工艺系统有关的重要测 点信号及设备状态信号,以便及时向操作人员提供有关的实时信息。 6) 继电保护 (1)低压电动机保护 短路保护、断相保护、过负荷保护(整定值 1.1 倍)。 (2)低压配电线路保护 配电线路采用上下级保护电器,应有选择性动作,干线上的空气开关宜选用短延时 脱扣装置;用空气开关保护的线路,短路电流不应小于空气开关瞬时或短延时过电流脱 扣整定电流的 1.3 倍。 (3)继电保护的时限配合要有阶梯性和选择性 (4)常用仪表 7) 材料选择 电气设备选择在满足工艺要求以及确保人身安全的前提下,最大程度的选用操作方 便、可靠性高、便于维护、自动化程度高的设备,以便使整个电气系统能高效、可靠的 运行。 低压控制柜选用标准型控制柜,控制柜采用镀锌钢板制作而成,具有抗腐、耐潮、 防尘等功能,安全可靠性高、发生故障后影响围小。各回路主开关选用高分段能力的塑 壳断路器。 高压电缆选用阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带凯装铜芯电力电缆,低压进 线电缆选用阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆,其它低压动力电缆选用 阻燃型聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯控制电缆,电缆沿电缆桥架或电缆沟敷设。所有 电力电缆均按允许载流量选择,电压降校验(工作电流按 100%负荷计算)、短路电流热 稳定校验及保护灵敏度校验。 电缆桥架选用有孔带盖板的钢制托盘,表面喷涂防腐、防火,额定均布负荷等级 A 级;桥架分双层,控制电缆放下层,动力电缆放上层;电缆桥架具有可靠的电气连接并 接地;对于震荡的场所,与固定装置连接处设置减震线圈;电缆充填率符合相关标准规 的规定。 8) 防雷及接地 本工程为三类防雷,房屋、除尘器等采用避雷网(带)、避雷针或其他金属结构作 为闪接器,每根引下线的冲击接地电阻不宜大于 30Ω,防直击雷接地宜和放感应雷、防 静电,保护和工作接地共用接地系统,该接地系统和全厂接地网相接。装置和建筑物要 进行总等电位连接和局部等电位连接;每个单元均有自己的接地网,接地网间用接地干 线连成一个整体。接地干线采用镀锌扁钢,其截面不小于 100mm,接地极采用镀锌角 钢,厚度为 4mm,装置正常不带电的金属外壳与接地装置连接,仪表接地根据其专业 要求确定。 9) 照明及检修 在烟气脱硫除尘系统区域设置正常照明。配置手持式应急灯用于检修照明(由甲方 自行配置)。 2.5.9.3 用电设备负荷 3×40t/h 煤粉锅炉烟气脱硫工程主要用电设备电气负荷的计算,采用需要系数法, 计算结果见下表: 序号 设备名称 1 循环泵 4 氧化风机 5 泥浆泵 6 工艺水泵 8 药剂泵 9 药剂搅拌器 合计 主要用电设备电气负荷一览表 功率 (kW) 数量 备用 数量 装机功率 (kW) 110 3 1 15 2 1 2.2 2 1 11 2 1 5.5 4 2 7.5 2 0 212.6 12 6 330 15 4.4 22 22 15 212.6 运行功率 (kW) 220 15 2.2 11 11 15 212.6 日平均 运行时间 (h/d) 24 24 12 4 24 24 2.5.10 运行费用估算 根据设计基础参数,锅炉总耗煤 42.0t/h,收到基全硫 Aar 为 0.8%,三台锅炉排放二 氧化硫约为 291kg/h。 按照业主要求,设计脱硫效率>95%,锅炉总烟气量 150000Nm?/h,脱硫塔进口 SO2 浓度为 2000mg/Nm?,SO2 排放浓度为小于 60mg/Nm?。那么根据理论计算,每脱除 1kg SO2 消耗氧化镁的量为 0.63kg。 本脱硫方案单位运行费用基准计算单价:90%纯度固态粉状 MgO 为 500 元/吨,电 价为 0.56 元/kW·h,水费为 2.5 元/m3。 脱硫剂每天运行费用核算 序号 脱硫剂 纯度 单价 (元/吨) 运行时间(h) 用量 (吨/d) 费用 (元) 1 MgO 90% 500 24 合计 5.0 2500.00 2500.00 每天主要设备用电消耗 序号 设备名称 1 循环泵 2 循环泵 3 循环泵 4 氧化风机 5 泥浆泵 6 工艺水泵 8 药剂泵 9 药剂搅拌器 10 浆液泵 11 浆液储罐搅拌器 12 循环池搅拌器 合计 设备功率 (kW) 45 45 55 15 22 7.5 0.4 3 0.7 4 15 212.6 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 运行功率 (kW) 45 45 55 15 22 7.5 0.4 3 0.7 4 15 212.6 运行时间 (h/d) 24 24 24 24 12 4 24 3 24 3 24 费用 (元) 604.8 604.8 739.2 201.6 147.8 16.8 5.4 5 9.4 6.7 201.6 2543.1 备用 数量 1 1 1 1 1 0 1 0 日物资消耗经济指标 序号 1 2 3 项目 耗量 单价 水耗 185m3/d 2.5 元/m3 电耗 MgO 212.6kW 5.0t 0.56 元/kW.h 500 元/吨 合计 54t/h 锅炉脱硫每天运行费用总计 费用(元) 462.5 2543.1 2500.00 5505.6 备注 纯度≥90%固体 1×54t/h 锅炉脱硫年运行费用总计 2.6 安全运行指标 1835200 8000 小时/年 2.6.1 烟气脱硫除尘系统的主要安全问题 烟气脱硫除尘系统在设计运行中尽可能做到安全、有效、稳定,但也存在一些潜在 的安全方面的问题,主要有: (1)电伤 电伤是指脱硫除尘系统设备由于雷击所造成的损坏或接地不良给工作人员带来的 伤害,高压电器设备由于运行人员的误操作及保护不当而给人员带来的伤害。 (2)机械伤害 脱硫除尘系统中有风机、水泵、浆液泵等机械设备,在运行和检修过程中如果作不 当有可能给工作人员造成伤害。 (3)其它伤害 其它伤害包括: 钢平台及钢楼梯踏板造成人员滑倒,人员在高处作业时的跌倒等。 2.6.2 安全措施 (1)防电伤措施 1) 电气设备采取必要的机械、电气联锁装置以防止误操作; 2) 电气设备设计严格按照带电部分不低于最小安全净距执行; 3) 电气设备选用有五防设施的设备,对配电室加锁,严格执行工作制度; 4) 在高压电气设备的周围按规程规定设置栅栏,遮拦或屏蔽装置; 5) 紧急事故采取声光显示及必要的其它指示信号,设置自动联锁装置以给出 处理事故的方法; 6) 各元件的控制回路均设有保险、信号、监视、跳闸等保护措施; 7) 所有电气设备应有防雷击和接地设施。 (2)防机械伤害措施 所有转动机械外露部分均应加装防护罩或采取其它防护措施,设备布置在设计时留 有足够的检修场地。 (3)防止其它伤害的措施 1) 所有钢平台及钢楼梯踏板采用花纹钢板或格栅板以防人员滑倒; 2) 在楼梯孔平台等处周围设置保护沿和栏杆,以防高处跌伤; 3) 脱硫系统的一些设备在运行过程中产生噪声,如不采取措施将对工作人员的 健康带来一定的影响。特别是氧化风机噪声较大,因此设有防音罩,为了减 轻噪声对运行人员的身体健康造成的影响,在设备订货时,根据《工业企业 噪声卫生标准》向设备制造厂家提出限制设备噪声的要求,将设备噪声控制 在允许围之,对工作场所采取必要的噪声防治措施,如隔声玻璃门、吸声顶 棚等,以保护工作人员的身体健康。 (4)装置和设备保护措施 1) 负荷波动时的保护:由于锅炉运行参数发生变化,如锅炉吸风机出口烟气流 量波动及烟温的波动等会对设备的运行造成影响,本设计中已充分考虑了系 统对负荷波动的适应能力。当烟量低于设计值时,吸收塔气液接触时间更会 延长,有利于脱硫反应的发生;当风量高于设计值一定围时,由于系统设计 有一定余量,吸收塔烟气速度不会超过除雾器的允许流速,除雾器仍能正常 操作。 2) 保安电源保护:当脱硫系统发生突然失电故障时,系统设置了相应的应急保 安电源,对于一些关键设备,如工艺水泵、搅拌器等连接有保安电源,可确 保在整个脱硫装置失电后的安全停机和设备安全。 2.6.3 工艺运行监视及控制 根据各工艺过程的控制要求,装置的运行数据将通过 DCS 系统反映在脱硫控制室 的 LCD 上。 (1)维护和检修 整个装置必须定时加以检修,以确保整个系统的正常运行,及时排查险情。 检修 容根据不同频率可以分为如下容: a) 每日检修容:管路、膨胀节、阀门及法兰连接部分情况,泵机械密封情况,风机噪 音和剩余油量,异常偏差和噪音,泵轴承异常升温。 b) 每周检修容:pH、液位测量装置,工艺水泵机械密封。 c) 每月检修容:油漆。 吸收塔停运检修容:塔底,塔壁,衬,吸入滤网,喷淋管网, 喷淋喷嘴,喷淋主管,喷嘴,氧化空气管,浆液进出口管路,除雾器,除雾器冲洗 水系统,除雾器冲洗喷嘴,进口烟道等。 d) 当大修时,整个装置将停运,此时检修容为:原烟气烟道,烟囱,烟道膨胀节,烟 气挡板门,箱罐底部及壁,箱罐防腐衬,箱罐进出口管路。 (2)设计定员 脱硫装置的自动控制水平较高,正常运行及启停控制均在脱硫控制室完成,运行人 员可与除尘系统联合配制,初步按 5 班 3 运转设置,未考虑设备检修所需人员,此宜 由全厂统一考虑。 2.7 安全运行指标 2.7.1 设备及管路防腐 (1)管道的防腐 对于氢氧化镁浆液、滤液、工艺水管道进吸收塔的一次阀门与吸收塔之间的管道及 管件,由于管有(或接触)固体颗粒及腐蚀性介质,对管道壁有防腐耐磨的要求,使用 PE 管道或 FRP 管道。 对工艺水无防腐要求的管道,用普通的碳钢钢管。 (2)钢结构防腐 吸收塔壳体由 316L 不锈钢制做,平台梯子、支吊架等用碳钢防腐。 所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道,用碳 钢或相当材料制作,所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴 的烟道,采用可靠的衬(鳞片树脂)进行防腐保护。防腐材料能够长时间耐受 120℃烟 气。 2.7.2 保温及油漆 1) 烟道采取保温隔热措施,使其外护层表面温度低于 50℃。 2) 保温主材使用玻璃岩棉(国标),外表采用彩钢板。 3) 除要求保温管道外加保温材料外,管道及设备外表面均用普通油漆进行防腐处 理,局部管道(或设备)处由于易于与腐蚀性介质接触的位置用树脂进行防腐 处理。 4) 管道保温及油漆按国家及电力部相关设计规执行。 5) 钢结构的防锈涂漆遵循《钢结构设计规》(GBJ17-88)进行设计。 6) 钢结构涂漆前要求喷砂进行除锈处理。 3.供货设备一览表 序号 名称 单位 数量 一、烟气系统 1 40T/h 风机出口支烟道 套 3 2 40T/h 风机出口总烟道 套 1 3 进塔总烟箱 套 1 4 出口烟囱 套 1 5 40T/h 进塔烟道挡板 套 3 8 40T 进口烟道膨胀节 套 3 二、脱硫塔系统 1 脱硫塔(主体)含爬梯走 台 套 1 2 除雾器 级 2 3 脱硫喷淋系统 层 4 4 喷嘴 个 23 锅炉烟气脱硫系统主要设备清单 规格 单价(元) 总价(元) 1.0×1.5m,L=10m,Q235 防腐 1.5×2.7m,L=22m,Q235 防腐 1.5×2.7m,L=2m,Q235 防腐 Ф2.5m,L=23m,Q235 防腐 1.0×1.5m,双百叶双百叶 1.0×1.5m,非金属织物 4800 3400 8000 8000 15000 4800 4800 3400 8000 8000 15000 4800 Ф5120×22000 mm,316L Ф5120 mm,增强 PP DN250 mm,PE 材质:SiC,喷嘴压力 70kpa,喷嘴流量 1700L/min 180000 20000 3000 180 180000 40000 9000 13500 供应商 备注 三、脱硫剂制备及供给系统 1 氧化镁熟化罐 座 2 搅拌器 台 3 氢氧化镁浆液储罐 座 4 搅拌器 台 5 药剂泵 台 6 浆液泵 台 四、循环曝气及附属系统 1 循环曝气池 座 3 循环泵 台 6 氧化风机 台 7 排泥泵 台 五、工艺水系统 1 工艺水箱 个 2 工艺水泵 台 1 V 有效=5.6m3,碳钢+防腐(聚脲) 13600 型式:顶进式;N=5.5kW;叶片、轴材质: 1 304 4200 1 V 有效=11m3,碳钢+防腐(聚脲) 20400 型式:顶进式;N=5.5kW;叶片、轴材质: 2 304 6100 型式:离心式;Q=10m3/h,H=15m,N=4kW; 2 10000 型式:离心式;Q=10m3/h,H=15m,N=4kW; 2 10000 1 4m×8m×4m(深) Q=270m3/h,H=30m,N=45kW 4 钢衬超高分子量聚乙烯 Q=5.5m3/min.,P=58.8KPa,N=11kW 2 R=1450r/min Q=12m3/h,H=45m,N=7.5kW 2 钢衬超高分子量聚乙烯 50000 15000 10500 12500 1 V=10m3,φ2.5m×2.5m;材质:Q235 2 型式:离心式;Q=25m3/h,H=50m,N=11kW 12300 5200 13600 8400 20400 12200 20000 20000 50000 15000 21000 25000 12300 10400 鑫盛特 华星 鑫盛特 华星 一用一备 一用一备 一用一备 待定 宙斯 华东风机 宙斯 一用一备 一用一备 鑫盛特 宙斯 1用1备 六、电气控制系统 1 上位机系统 2 软启动 3 进线 液位计 9 pH 计 10 流量计 11 电缆及桥架 八、附属设施 1 循环管道 2 排浆管道 3 浆液输送管道 4 工艺水管道 5 氧化风管 6 阀门 台 1 台 4 套 1 套 1 套 1 台 2 台 2 台 3 台 2 台 1 套 1 GGD GGD 西门子 投入式 投入式 电磁 套 1 套 1 套 1 套 1 套 1 套 1 总计:1125800 元 DN250;材质:PE DN65;材质:PE DN50;材质:PE DN50;材质:普通碳钢管 DN125;材质:普通碳钢管 250000 130000 壹佰壹拾贰万伍仟捌佰元整