电厂烟气脱硫运行维护指南

sunic运行维护指南 (SUNIC-SJB-11-F1)第 1 页 共 70 页火力发电厂2350MW 机组脱硫设施增效改造工程MgO/FGD 烟气脱硫系统运行维护指南设计： 校核： 审核： 批准： 2014 年 7 月说明：此指南是提供本项目氧化镁湿法脱硫系统的工艺原理，设计特性，设备规范和启停、运行、维护的原则性使用指南。具体操作规程和实施细则应根据指南的原则，结合现场实际制定。运行维护指南第 2 页 共 70 页目 录 第一章 脱硫工艺介绍 .41.1 工程概况 .41.2 脱硫工艺原理 .41.3 氧化镁脱硫工艺特点 .51.4 脱硫系统性能指标 .6第二章 脱硫系统描述 .72.1 脱硫工艺流程 .72.2 氧化镁脱硫系统 .72.3 脱硫系统物流参数 .122.4 脱硫副产品 .152.5 控制系统原理 .15第三章 主要设备介绍 .183.1 烟气系统 .183.2 脱硫剂制备及输送系统 .183.3 吸收塔系统 .203.4 副产品脱水系统 .213.5 废水处理系统 .223.6 工艺水、气等系统 .243.7 电气设备 .253.8 仪控设备 .26第四章 启动和停机 .304.1 启动基本条件 .304.2 启动技术和设备准备 .324.3 脱硫系统的启动 .334.4 脱硫系统停止运行 .38运行维护指南第 3 页 共 70 页第五章 氧化镁脱硫系统正常运行调节 .435.1 运行操作总要求 .435.2 正常运行参数设定 .435.3 运行控制和调节 .48第六章 运行检查、维护和检修 .506.1 运行检查 .506. 2 脱硫系统检查维修计划 .516. 3 报警、事故原因分析及消除方法 .536.4 仪控设备维护和检修 .59第七章 1#/2#脱硫机组过渡期运行 .607.1 说明 .607.2 过渡期工艺流程 .607.3 过渡期的系统运行 .617.4 应急情况处理 .61第八章 安全生产 .638.1 一般性安全守则 .638.2 安全作业 .648.3 防化学安全 .658.4 防火安全 .668.5 安全事故紧急处理 .66附图： .671、工艺流程图 .672、设备总平面布置图 .673、PI 图 .67运行维护指南第 4 页 共 70 页第一章 脱硫工艺介绍1.1 工程概况原燃煤锅炉烟气石灰石-石膏湿法脱硫装置建于 2004 年，设计燃煤含硫 1.06%，锅炉出口烟气 SO2浓度 2379.8mg/Nm3，脱硫效率 95%，出口 SO2 125mg/Nm3。按照国家环保部和国家质量监督检验检疫总局颁布的新的火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011），对 “重点地区”的燃煤锅炉执行污染物排放限值，其中 SO2为50mg/Nm3，粉尘为 20mg/Nm3。现有脱硫设施不能达到 SO250mg/Nm3的新环保标准要求，决定采用氧化镁（MgO）脱硫工艺对现有两套石灰石-石膏法（LSFO）脱硫设施进行增效改造，改造后吸收塔的设计脱硫效率为 98.9%，最高脱硫效率 99.5%，确保在 GGH运行条件下（漏烟率不超过 1%），燃用含硫 1.2%校核煤时，FGD 的脱硫效率达到 99.1%，满足出口 SO250mg/Nm3，并有燃用含硫 1.5%的达标能力。本次脱硫改造增效工程主要新增了一座氧化镁储存与浆液制备间、塔内烟气偏转环、管式除雾器、浓缩池、水环式真空泵及相关新增部分所需电气、仪表，更换了喷淋层喷嘴、石膏旋流器，拆除了吸收塔内氧化风管。其它脱硫系统所需设备及仪表利旧。凡是原系统利旧设备的运行规程仍按原设备的使用规则，不在本指南中具体描述。吸收塔及新增系统的控制参数按本大钢中规定参照运行。1.2 脱硫工艺原理氧化镁湿法脱硫工艺（简称：镁法脱硫）是以氧化镁（MgO）为原料，经熟化生成氢氧化镁（Mg(OH) 2）作为脱硫剂的一种湿法脱硫工艺，是一种先进、高效、经济的脱硫技术。氧化镁的脱硫原理如下：1）熟化反应 ：MgO + H2O Mg(OH)2在熟化罐中进行，制成氢氧化镁浆液为脱硫剂。2）吸收反应 ：喷淋吸收塔内二氧化硫（ SO2）气体和少量 SO3气体与 Mg(OH)2进行如下反应：Mg(OH)2 + SO2+ 2H2O MgSO33H2O运行维护指南第 5 页 共 70 页Mg(OH)2 + SO2+ 5H2O MgSO36H2OMg(OH)2 + SO3+ 6H2O MgSO47H2O循环浆液中的 MgSO3在酸性条件下与 SO2进一步反应：SO2 + MgSO33H2O Mg(HSO3)2 + 2H2OSO2 + MgSO36H2O Mg(HSO3)2 + 5H2O浆液中的 Mg(OH)2又与 Mg(HSO3)2反应：Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2 + 4H2O 2MgSO36H2OMg(OH)2 + Mg(HSO3)2 + H2O 2MgSO33H2O最终生成以亚硫酸镁（MgSO 3）为主的副产物。3）氧化反应在烟气中氧气作用下，部分 MgSO3被氧化：2MgSO 3 + O2 2MgSO 4，生成硫酸镁。因此，脱硫反应的直接副产物是三水和六水的亚硫酸镁，由于烟气中存在氧气（O 2） ，部分 MgSO3被氧化成 MgSO4。MgSO 4主要以七水结晶水形态存在，在水中的溶解度约为 30%。影响亚硫酸镁氧化速率的因素主要有含 O2量，SO 2浓度，PH 值，温度，停留时间等。1.3 氧化镁脱硫工艺特点本项目采用氧化镁脱硫工艺对原石灰石-石膏法（LSFO）设施进行增效改造。氧化镁经熟化生成氢氧化镁浆液，其对二氧化硫的吸收反应活性大大高于钙基脱硫剂，是性能极好的脱硫剂，与石灰石工艺相比具有以下特点：1) 脱硫效率高达 99+%，满足最严格的排放标准，适应更高 SO2浓度烟气脱硫；2) 脱硫剂耗量相当于石灰石的 40%；3) 同等条件下脱硫要求的液/气比仅 2-5 L/m3，只有达到同效率的石灰石法工艺的 1/4，对于本项目可以采用原循环泵二用一备方式运行，即省电，又提高运行可靠性；4) 脱硫系统电耗低：0.40%( 无增压风机的额定厂用电率)；5) 脱硫系统压降：1100Pa，比石灰石法低 1/3。6) 脱硫运行不结垢，脱硫剂本身无腐蚀性，运行可靠性高；运行维护指南第 6 页 共 70 页7) 脱硫工艺系统简单，各个环节及设备成熟，造价较低，运行维护简便；8) 固体副产物亚硫酸镁可以农用，在条件具备时，可以再生氧化镁循环脱硫，二氧化硫气体可以回收制硫酸，实现循环经济和脱硫盈利；9) 系统简单，占地较小，改造停机工期短。因此，氧化镁脱硫是脱硫性能好，技术成熟，运行可靠，维护简便，经济性好的先进、实用的脱硫工艺。1.4 脱硫系统性能指标在设计烟气条件下，脱硫系统性能指标如下表（入塔烟气温度 125）：表 1-1 脱硫性能指标项目 单位 数值 备注FGD SO2排放浓度 mg/Nm 50 标准干态，6% O2% 98.9 燃煤含 S 量 1.06% 99.1 燃煤含 S 量 1.2%吸收塔脱硫效率% 99.5 燃煤含 S 量 1.5%粉尘排放浓度 mg/Nm 20 入塔烟气含尘30 mg/Nm除雾器出口液滴携带量 mg/Nm 75脱硫装置可利用率 % 100脱硫系统改造阻力增加值 Pa 200 同等烟气量和烟气条件在设计烟气条件下，脱硫系统消耗指标如下表（入塔烟气温度 125）：表 1-2 消耗指标项目 单位 数值 备注氧化镁耗量 t/h 5.2 平均消耗电耗 kWh/h 3150 最大消耗水耗 t/h 97.3 平均消耗压缩空气耗量 m/min 0.6 最大消耗蒸汽耗量 t/h 3 最大消耗运行维护指南第 7 页 共 70 页第二章 脱硫系统描述2.1 脱硫工艺流程本脱硫增效改造工程根据火力发电站设计的相关规范和标准以及锅炉烟气排放标准而设计。其工艺原理图如下所示：氧化镁脱硫剂原料用“吨袋”到场后，利用制浆车间内的行车进行卸料堆放。吨袋采用拆包机自带的电动葫芦上料，拆包后进入熟化罐，加水熟化制成氢氧化镁浆液，然后泵入浆液罐中存储，浆液罐中的浆液通过浆液泵输送至吸收塔中。现系统的原烟气经 GGH 降温后从下部进入脱硫吸收塔，脱硫浆液经循环泵自上而下循环喷淋，与烟气逆向接触吸收烟气中的 SO2，净化后的烟气经除雾器除雾后排出，后通过 GGH 加热后经烟囱排放。亚硫酸镁浆液经排浆泵进入旋流器进行一级脱水，底液进入真空皮带脱水机进行二级脱水，形成干态的亚硫酸镁副产物。旋流器的上清液进入浓缩池进行浓缩，浓缩后底液进入真空皮带机进行脱水，上清液和脱水机的滤液则进入回水池。回水池大部分清液返回脱硫系统重新回用，小部分则进入废水处理系统进行处理（控制系统内的氯离子浓度）。 2.2 氧化镁脱硫系统2.2.1 烟气系统2.2.1.1 来自锅炉引风机出口烟道的脱硫原烟气经过回转式换热器（GGH）放热降温运行维护指南第 8 页 共 70 页后，进入吸收塔，在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾后经烟道、GGH 加热到 70左右，最后通过烟囱排入大气。2.2.1.2 烟气系统主要由 GGH 和烟道、膨胀节等组成。烟道包括必要的烟气通道、吸收塔入口烟道、事故喷淋装置、膨胀节、法兰、以及烟道其它附属设备。为了清洁和保证 GGH 的烟气压降，系统配备了压缩空气吹扫系统和水冲洗系统，GGH 的吹灰器采用全伸缩式。水冲洗系统包括高压水冲洗和低压水冲洗两个子系统，高压水冲洗为在线冲洗，低压水冲洗为离线冲洗，保证 GGH 的烟气压降值在设计允许范围内。在 BMCR 工况下，烟道内任意位置设计的烟气流速不大于 15m/s。烟道留有适当的取样接口、试验接口和人孔。2.2.2 脱硫剂制备及输送系统2.2.2.1 氧化镁粉加水熟化生成氢氧化镁（Mg(OH)2）浆液，经熟化泵储存在浆液罐中，用浆液泵将氢氧化镁浆液输送至吸收塔脱硫。2.2.1.2 氧化镁粉的技术参数：粒 径： 200 目MgO 含量： 85%二氧化硅：4%活 性： 40-80 秒灼烧失量：6%本改造工程烟气脱硫从辽宁采购氧化镁粉（MgO）作为脱硫剂原料，吨袋包装，集装箱运输，由海运至厂区脱硫码头，再通过汽车中转至氧化镁制备间。2.2.1.3 制浆系统包括以下主要部分：在脱硫码头位置新建一座氧化镁储仓和氧化镁浆液制备的车间，用于堆放运到厂中的氧化镁粉包和制成氧化镁浆液。车间内设置 2 台 3吨行车、2 个氧化镁熟化罐，熟化罐采用钢砼结构，内涂耐磨砂浆。配置 2 套 MgO 粉吨袋自动拆包机、2 套 MgO 粉吨袋卸料行车、2 套专业高效除尘装置等氧化镁粉下料及上料系统。运行维护指南第 9 页 共 70 页2.2.1.4 氧化镁粉仓及氢氧化镁浆液制备输送系统由下列子系统组成：2.2.1.4.1 熟化水加热系统：为提高氧化镁的熟化质量，采用一台蒸汽加热器将工艺水加热到约 50作为熟化用水。2.2.1.4.2 氧化镁下料系统：氧化镁吨袋通过行车传送至拆包机，拆包机配有除尘器及电动阀，通过人工解袋向熟化罐进氧化镁粉，进行搅拌制浆。2.2.1.4.3 氧化镁粉制浆系统：通过两台拆包机卸料至两台熟化罐，与工艺水搅拌混合制成一定浓度的浆液，再经熟化泵送入一台共用的浆液罐，再由四台氢氧化镁浆液泵(两运二备) 分别送入两台吸收塔。2.2.1.4.4 氢氧化镁浆液输送系统：一台两塔共用的氢氧化镁浆液罐，配一台搅拌器和 4 台氢氧化镁供浆泵。氧化镁浆液通过管道输送到吸收塔。每条输送管上分支出一条再循环管回到氧化镁浆液罐，以维持供浆泵连续运行时对脱硫塔的供浆量的正常调节。2.2.1.5 本脱硫剂制备系统具有如下特点：1）采用热水熟化，热水温度50，保证熟化浆液高质量。2）在密封状态下自动卸粉包，安全、环保、高效。3）自动+人工控制熟化温度和浆液浓度。4）采用两个熟化罐，轮流制浆，交替向浆液罐供浆，保证对两台脱硫塔稳定可靠供浆。2.2.3 吸收塔系统2.2.3.1 烟气中 SOx的去除和亚硫酸镁的生成在吸收塔内完成。吸收塔由 4 个区域组成，从上到下依次为：除雾器区、喷淋区、吸收区和浆液池结晶区。2.2.3.2 除雾器区：从下往上布置有一层管式除雾器、喷淋水冲洗管、两层屋脊式除除雾器，通过吸收后的净烟气经位于吸收塔上部的除雾器排出，以减少烟气携带的湿分。2.2.3.3 喷淋区：在喷淋区布置有 3 层喷淋层，每层由喷淋母管、喷淋支管和喷嘴组成。浆液通过喷嘴成雾状喷出，使浆液充分与烟气接触，产生化学反应，实现脱硫。最上层喷淋层采用单向朝下与气流逆向喷射的喷嘴，下两层喷淋层均布置有顺流喷射和运行维护指南第 10 页 共 70 页逆流喷射的双向喷嘴。含 SO2烟气进入吸收塔内，与喷淋液中的氢氧化镁混合，烟气中的酸性气体成分（SO 2，HCl，HF 等）溶解于浆液中，其中 SO2生成亚硫酸镁和硫酸镁。补充的新鲜脱硫剂浆液由供浆管道直接加入塔中，在喷淋过程中进行充分的脱硫反应。2.2.3.4 吸收区：从喷淋母管中心到浆液池液面，这个区域是气液接触吸收区。烟气向上流动，浆液向下喷淋，实现浆液和 SO2气体的良好接触，完成 SO2吸收反应，达到从烟气中去除 SO2的脱硫目的，产生副产物进入下部浆池结晶区。2.2.3.5 结晶区：脱硫副产物的