华电长沙电厂建设项目可行性研究报告

1 华 电长沙 电厂 建设项目 1 概述 目背景 华 电长沙 电厂 目前投产 总装机容量为 1200机容量为 2600首台机组于 2007 年 9 月底通过 168 小时运行 ， 第二台机组 于 2007 年底 通过 168小时运行 ， 脱硫装置与主机同步投运 。 华 电长沙 电厂 2600硫岛整岛采用 包方式建设，工程承包方为 中机新能源开发 有限公司。 2 台机组脱硫岛设计形式基本一致，于 2008 年 7月 完成调试以及性能考核试验工作。 由于 煤炭市场中、低硫煤采购成本增加幅度较大且煤源不稳定， 华 电长沙 电厂目前燃煤的含硫量较脱硫装置建 设时的设计值高，导致 脱硫装置入口 量增大（原设计煤种含硫量 目前机组燃煤含硫量经常达到 2%，已经对 脱硫系统的安全稳定运行产生了较大的危害 ，为适应燃煤硫份升高的现状，同时满足当前环保排放小于 400mg/“十二五”小于 200mg/要求，所以需要对原有脱硫系统进行系统分析，提出增容改造的可行性研究报告。 基于以上情况， 2009 年 9 月 华电长沙 电厂委托西安热工院进行了脱硫装置技术评估 试验。根据试验结果， 机组负荷 在 602硫装置入口 度为2805mg/ ，脱硫装置出口 度为 229mg/时系统脱硫效率为 机组负荷 在 591硫装置入口 度为 2731mg/ ，脱硫装置出口 56mg/时系统脱硫效率为 虽然脱硫装置在设计含硫量条件下（入口 度 硫装置可以达到设计效率 95%，但随着入口浓度增加，脱硫装置脱硫效率将逐渐下降，满负荷时入口达到 3000mg/硫效率下降至 90%，出口浓度将达到 300mg/以预见当脱硫装置 满负荷 入口浓度达到 3500mg/含硫量约 ，脱硫装置出口浓度将超过现行排放标准；当出口浓度达到 2500mg/（含硫量约 ，脱硫装置出口浓度将超过 200mg/ 并且 在高含硫量情况下，浆液氧化不足，脱水困难。 公用系统无法满足高含 2 硫量要求，吸收塔 无法维持，进一步造成吸收塔出口 高。 所以 根据脱硫装置目前的运行情况， 以及满足未来环保标准提高后脱硫装置处理能力的需要，长沙电厂脱硫装置 急需改造。 我院受华 电长沙 电厂委托，于 2010年 12月开始进行华 电长沙 电厂 2600工作。 制依据 (1) 环发（ 2002） 26 号关于 “燃煤 放污染防治技术政策 ”的通知 家经济贸易委员会、科技部， 2002； (2) 国函 19985 号 “国务院关于酸雨控制区和 染控制区有关问题的批复 ”1998； (3) 火电厂大气污染物排放标准（ 2003）； (4) 关于贯彻实施新修订火电厂大气污染物排放标准的通知，环发 200482 号； (5) 国家计委、财政部、国家环保总局、国家经济贸易委员会关于发布 “排污收费标准 及有关问题的通知 ”； (6) 5196 2004“火力发电厂烟气脱硫设计技术规程 ”； (7) 1997“火力发电厂可研报告内容深度规定烟气脱硫部分暂行规定 ”； (8) 华 电长沙 发电有限公司脱硫项目 施工图以及竣工资料； (9) 华 电长沙 发电有限公司脱硫项目 初步设计及技术协议； (10) 华电长沙 发电有限公司 提供相关的基础设计数据； (11) 西安热工研究院与 华 电长沙 发电有限公司 签订的技术服务合同，以及来往传真； (12) 其他与项目有关的政策性和技术性文件。 目建设必要性 长期以来 华 电长沙 发电有限公司对环保工作非常重视，特别是 污染问题。 2 600组同步配套建设了脱硫系统。 但在脱硫装置投运以后由于煤炭市场供应不稳定， 电厂燃煤含硫量从 1%5%价格差异明显。华电长沙电厂为了 3 提高脱硫系统对燃煤煤种适应性，拓宽燃煤煤种采购渠道，降低燃煤采购成本，拟对脱硫系统进行增容改造， 根据电厂预测今后燃煤平均含硫量 为 2%右 。 另外，由于低硫煤煤源不稳定，在煤炭供应紧张时 造成脱硫装置入口 度 ，脱硫装置不能正常投运。 湖南省环保局批准华电长沙电厂“ 十一五”期间 放总量为 6000 吨 /年，脱硫装置如在目前燃煤条件下运行，则排放总量很难控制在指标范围内。 综上原因电厂需要尽快进行烟气脱硫改造，其必要性 还 在于： 2007 年 6 月国家发展与改革委员会以及国家环保部联合下发关于燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法，管理办法要求安装的烟气脱硫设施必须达到环保要求的脱硫效率，并确保达到二氧化硫排放标准和总量指标要求。 其中对有下列情形的燃煤机组，从上网电价中扣除脱硫电价： （一） 脱硫设施投运率在 90%以上时，扣减停运时间所发电量的脱硫电价款。 （二） 投运率在 80%90%的，扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处 1倍罚款。 （三） 投运率低于 80%的，扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处 5 倍罚款。 另外还对故意开旁路、未按国家环保规定排放二氧化硫的以及故意修改自动在线监控设备参数获得脱硫电价的、谎报脱硫设施运行情况等行为由省级环保部门、价格主管部门予以处罚 ， 2010 年 10 月开始脱硫系统旁路将实行铅封进一步监控电厂脱硫装置运行。 并且从长远角度来看，环保部门最终在电厂要采取封堵或取消旁路的措施来确保脱硫设施的投运。 综上所述， 二氧化硫排放直接影响到火电厂的可持续发展，所 以对 电厂 2台 600组进行脱硫技术改造是势在必行的。 究范围 本次可研设计范围包括： 1）脱硫改造工程工艺流程及布置 2）吸收剂供应及布置 3）脱硫副产物的处理及综合利用 4 4）仪表控制及电气系统 5）脱硫装置供水、供气及废水处理 6）土建工程 7）脱硫改造工程实施后的社会、环境效益 8）投资估算 要设计原则 1) 根据电厂统计的煤质含硫情况 ，电厂将本次脱硫装置增容改造设计 燃煤含硫量 定为 对应 口 度 为 7640mg/为了便于电厂进行比较，本次可研还对含 硫量 对应 口 度 为 5080mg/行设计。 2）二氧化硫排放浓度应满足 “十二五”期间 国家 将要实施的 排放标准要求 ，即烟囱出口的二氧化硫浓度不大于 200mg/态，干基， = 3） 考虑到目前脱硫装置已 实施旁路挡板铅封，需提高 脱硫 设备可靠性， 本系统设计时考虑增加设备备用系数及冗余量。 4）为降低工程造价，原有设备应尽可能利用，严格控制设备和材料的进口范围； 5）年利用小时数按 5500 小时考虑。 系统可用率与主机保持一致按 98%考虑。 2 原脱硫装置介绍 厂 主要设 备 参数 锅炉及其辅机参数 设备名称 参数名称 单 位 数据 锅 炉 型 式 超临界直流炉 最大连续蒸发量 t/h 1900 台 数 台 2 锅炉排烟温度（空预器出口） 115 锅炉实际耗煤量 (每台炉 ) t/h 炉不完全燃烧热损失 尘器 数量 (每台炉 ) 个 2 台 型 式 静电除尘器 除尘效率 % 5 引风机出口粉尘浓度 (%,干态 ) mg/风机 型 式 静叶可调 轴流式 数 量 个 2 风 量（ 况） m3/h 1541054 风 压（ 况） 920 电动机功率 000 烟 囱 高 度 m 210 出口内径 500 型式 单管式 内部防腐材料 有脱硫装置 设计基础数据 口烟气参数 项 目 单位 设计煤种 备 注 烟气成分（标准状态 湿基 6% 烟气成分（标准状态 干基 6% 烟 气 参 数 脱硫装置入口烟气量 m3/h 2926620 设计值烟温，实际氧，湿基 m3/h 2154261 标态，湿基， 6%O2 m3/h 1968051 标态，干基， 6%硫装置入口烟气温度 计值 160 最大值 160 路烟气温度 6 脱硫装置入口烟气压力 额定工况 烟气中污染物成分（标准状态，干基， 6% mg/mg/mg/F(mg/mg/25 烟尘浓度（引风机出口） mg/于 120 石灰石分析资料 来 源 望城县境内 距电厂距离 运输方式：卡车，公路 卡车运输 来源容量 t/a 充足 来源石灰石粒度 20 相应价格 元 矿物质分析： 单位 % 90 % % % aO % gO % % / Cl % 2O % % O3 % 哈氏可磨指数 ( 60 粒 径 20 7 溶液 % 有脱硫工艺系统介绍 华 电长沙 电厂 2600临界机组烟气脱硫工程，采用石灰石 石膏湿法、一炉一塔脱硫装置。脱硫率不小于 95。 烟气脱硫系统主要包括：石灰石浆液制备系统、烟气系统、 收系统、 排空及浆液抛弃系统 、 石膏脱水系统 、工艺水系统、杂用和仪用压缩空气系统及废水处理系统。 主要系统介绍如下： 一、烟气系统 从锅炉引风机后的总烟道上引出的烟气，通过增压风机升压 送 入吸收塔 。在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾后，再接入主体发电工程的烟道经烟囱排入大气。在主体发电工程烟道上设置旁 路挡 板门，当锅炉启动、进入 烟气超温或小于 低负荷或 置故障停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。 每台锅炉配置一台 100%量的动叶可调轴流式风机， 用于克服 增压风机留有一定裕度： 风量裕度为 10%，温度裕度为 10 ，风压裕度为20%。 增压风机 详细参数参考 ： 原有脱硫装置主要设备表 。 增压风机设计在 置进口原烟气侧运行。 电机设计参数：额定电压为 6000V，外壳防护等级为 却方式为空水冷却。 增压风机的辅助设备有：增压风机密封风机，每台增压风 机配有一运一备两台密封风机。 二、 收系统 本系统吸收塔为喷淋塔，强制氧化系统。石灰石浆液通过循环泵从吸收塔浆池送至塔内喷淋系统，与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的 吸收塔循环浆池中利用氧化空气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。石膏排出泵将石膏浆液从吸收塔送到石膏脱水系统。 脱硫后的烟气夹带的液滴在吸收塔出口的除雾器中收集，使净烟气的液滴含量不超过 75mg/ 8 收系统 包括：吸收塔、吸收塔浆液循环及搅拌、石膏浆液排出、烟气除雾和氧化空气等几个部分，还包括辅助的放空、排空设施。 吸收塔浆池 中的亚硫酸钙的氧化利用氧化风机进行强制氧化。 吸收塔内浆液最大 子浓度为 20g/l。 a) 吸收塔内主要设计参数 吸收塔 单位 数值 吸收塔型式 (喷淋塔 ) 3 层喷淋 流向 逆流 吸收塔前烟气量 (标态、湿态 ) m3/h 2035598 吸收塔后烟气量 (标态、湿态 ) m3/h 2151020 设计压力 4000 浆液循环停留时间 4 浆液全部排空所需时间 h 8 液 /气比 (L/G) l/ 按吸收塔出口标态湿基烟气计算） 烟气流速 m/s 按吸收塔出口标态湿基烟气计算） 烟气在吸收塔内停留时间 s 化学计量比 除的 浆池固体含量 : 15 浆液含氯量 g/l 20 浆液 5吸收塔吸收区直径 m 吸收塔吸收区高度 m 浆池区直径 m 浆池高度 m 浆池液位最低 /正常 /最高 m 浆池容积 850 吸收塔总高度 m 吸 收塔壳体 /内衬 碳钢 /玻璃鳞片 入口烟道材质 /厚度 +2 喷淋层 /喷嘴 搅拌器轴 /叶轮 碳钢衬胶 /碳钢衬胶 氧化空气喷枪 等同 喷淋层数 /层间距 3/9 每层喷咀数 164 喷嘴型式 实 心锥 搅拌器或搅拌设备数量 4 搅拌器或搅拌设备轴功率 1 搅拌器比功率 kW/氧化空气喷嘴数量 4 除雾器位置 塔上部 除雾器级数 2 吸收塔烟气阻力（ 含除雾器） 270 b) 氧化风机 氧化风机为每塔两台，一运一备。氧化风机为罗茨型。 氧化空气无油。 氧化风机设置隔音罩，风机噪声满足相关标准。 吸收塔外部的氧化风管进行保温。 在吸收塔内分布的氧化风管材料采用耐腐蚀合金钢。 氧化风机室内布置， 初步设计参数为： 氧化风机 数量 台 4（ 两 运 两 备） 型式 罗茨型 出口压力 28 轴功率 50 入口流量（每台） m3/h 8200 出口氧化空气温度 127 氧化空气喷枪材料 c) 吸收塔循环泵 技术参数 单位 数据 吸收塔台数 台 6 型式 离心泵 循环泵个数 /台吸收塔 个 3 布置 室内 介质含固量 15 10 运行温度下的 5 6 运行温度下的密度 kg/128 浆液温度 60 子 含量 0000（设计值） 密封方式 机械密封 流量 m3/h 9231 泵扬程 m 功率 67/947/1027 吸入滤网 有 /无 无 三、石灰石浆液制备系统 用卡车将 石灰石 (粒径 20入卸料斗后经给料机、斗式提升机送至石灰石贮仓内，再由称重给料机送到湿式球磨机内磨制成浆液，石灰石浆液用泵输送到水力旋流器经分离后，大尺寸物料再循环，溢流物料存贮于石灰石浆液 箱 中 ,然后经石灰石浆液泵送至吸收塔。 石灰石浆液制备系统按全厂 2600供一套完整的吸收剂制备与供应系统、统一规划，集中布置 。 卸料斗及石灰石贮仓的设计设置有除尘通风系统，石灰石贮仓的容量按 贮存锅炉 台炉脱硫装置运行 3天所需要的石灰石量 耗量设计，在适当 位置设置金属分离器。磨机入口的给料机具有称重功能。 本系统设置两套按脱硫设计基准煤质时锅炉 况下 2 台脱硫装置150的石灰石耗量设计 （设计工况每套脱硫装置石灰石耗量 h） 的湿式石灰石磨机及其相应的水力旋流分离器等。 磨机出口物料细度能满足 收系统的要求，粒径至少达到 0%通过 325 目。 湿式球磨机参数表 湿式球磨机 数量 2 型式 卧式 每台处理量 t/h 12 防磨损件 橡胶 轴能耗 30 11 产品尺寸范围 0 四、石膏脱水系统 吸收塔的石膏浆液通过石膏排出泵送入石膏水力旋流站浓缩，浓缩后的石膏浆液既可以进入真空皮带脱水机 。 进入真空皮带脱水机的石膏浆液经脱水处理后表面含水率小于 10，由皮带输送机送入石膏储存间存放待运，可供综合利用。 石膏旋流站出来的溢流浆液一部分返回吸收塔循环使用，一部分进入废水旋流器，废水旋流器底流经回收水箱返回吸收塔，上清液自流至废水处理区域。石膏水力旋流站浓缩后的石膏浆液自流到真空皮带机进行脱水运行。 每塔设一套石膏 水力 旋流站。石膏水力旋流站的容量按一台炉 况产生的石膏浆 液量选择。 系统设置两台真空皮带脱水机。每台真空皮带脱水机的出力按 脱硫设计基准煤质时 况下 （设计工况每套脱硫装置石膏产量 h） 2 台脱硫装置150的石膏产量 产生的石膏浆液量配置。 系统设置一个石膏储存间，石膏储存间设有铲车等装运设施。 真空皮带脱水机 数量 台 2 出力 (含水量 10%) t/h 滤布面积 22 轴功率 7 有脱硫装置主要设备 序号 名 称 规格型号 单 位 数量 材料 备 注 一 烟气系统 增压风机 动叶可调轴流式 =3301722m3/h P=3060N=3301Q=2926620m3/h P=2550N=2438 2 组件 轴承、联轴器、失速报警、电动执行机构、油站 电动机 3600 2 二 吸收塔系统 12 序号 名 称 规格型号 单 位 数量 材料 备 注 1 吸收塔 个 2 碳钢衬鳞片和衬胶 2 吸收塔内遮雨棚、护板及入口贴衬 碳钢、 个 2 碳钢、 金进口 3 喷淋层 网 层 6 4 喷嘴 旋转实心锥 Q=h 个 984 口 5 浆液循环泵 离心式 , Q=9231m3/h H= N=867/947/1027 6 壳体：铸钢衬胶或全金属；叶轮：双相不锈钢 备用叶轮一个 电动机 950/1120/1120 6 6 浆液循环泵入口 滤网 1500 1500 个 6 定板： 7 吸收塔搅拌器 侧进式 ,N=31 8 叶片：双相不锈钢 轴： 口 电动机 3780V 台 8 成套 8 除雾器 2 级 , , 2 口 9 氧化风机 罗茨风机 Q=8200h, P=128=350冷 台 4 电动机 380 4 10 氧化空气喷枪 4 根 金管 套 2 2205 双相不锈钢 材料进口 11 吸收塔排出泵 离心式 , 机械密封 , Q=120m3/h ， H=40m N= 4 壳体：铸钢衬胶； 叶轮：双相不锈钢 电动机 3780V 台 4 12 吸收塔排出泵入 口滤网 500 500 个 2 定板： 三 吸收剂供应与制备系统 1 湿式球磨机 Q=12t/h N=330 2 组件 电动机 4006 2 2 浆液再循环 池 2(H)m V=4 2 混凝土衬鳞片树脂 3 浆液再循环池搅拌器 N= 2 碳 钢加衬胶 4 浆液再循环池泵 Q=33m3/h H=45m N= 4 组件 以厂家资料为准 5 石灰石浆液旋流站 Q=h，旋流子 3+1 个备用 套 2 聚亚胺酯 /碳钢衬胶 进口，以厂家资料为准 6 石灰石贮仓 =10m 容积 12503m 下锥体 h 9m 座 1 上部砼、斗部钢结构 13 序号 名 称 规格型号 单 位 数量 材料 备 注 7 仓顶布袋除尘器 处理风量 3000m3/h ，除尘效率 出口含尘浓度 50 1 组件 8 压力真空释放阀 508 个 1 组件 9 石灰石卸料斗 45004500 个 1 10 振动钢蓖 4500= 1 11 振动给料机 Q=50t/h 台 1 12 斗式提升机 Q=50t/h N=15=40m 台 1 13 带式除铁器 ， 1 14 手动插板门 450 2 15 卸料间布袋除尘器 处理风量 12000m3/h ，除尘效率 出口含尘浓度 50 1 16 储气罐 V=3 1 17 皮带称重给料机 Q=015t/h N=3台 2 18 石灰石浆液箱 h=8m V=300 1 碳钢衬胶 19 石灰石浆液箱搅拌器 顶进式， N=24 1 碳钢衬胶 电动机 30380V 20 石灰石浆液输送泵 Q=37m3/h H=45m,N= 4 壳体：铸钢衬胶； 叶轮：双相不锈钢 电动机 1180V 台 4 四 石膏脱水系统 1 石膏旋流器 53m3/h，旋流子 3 运 1 备 台 2 聚亚胺脂 /碳钢衬胶 进口 2 真空皮带脱水机 给料 22m3/h 出力 19t/h,（石膏含水 10%）N=17滤面积： 22 2 组件 电动机 22 380V 台 2 空泵 水环式 Q=6000h, P= 40 N=119 2 铸铁 电动机 13280V 台 2 液分离罐 V= h= 2 碳钢衬胶 布冲洗水箱 V= 2m H= 1 布冲洗水泵 离心式 ,机械密封 , Q=8m3/h H=65m,N=5 3 组件 14 序号 名 称 规格型号 单 位 数量 材料 备 注 电动机 80V 台 3 水泵 离心式 ,机械密封 Q=15m3/h H=30m N=52 壳体：铸钢衬胶； 叶轮：双相不锈钢 电动机 80V 台 2 液水箱 5m h=100 1 碳钢衬胶 液水箱搅拌器 顶进式 N=6 1 碳钢衬胶 动机 7.5 1 液水泵 Q=232m3/h ， H=40m ，N=38 2 壳体：铸铁衬胶； 叶轮：双相不锈钢 电动机 4580V 台 2 六 工艺水系统 1 工艺水箱 V=230 6m h=8 m 个 1 碳钢 2 工艺水泵 Q=150m3/h H=65m ，N=46 2 碳钢 电动机 5580V 台 2 2 除雾器冲洗水泵 Q=120m3/h H=70m， N=40 3 铸钢 电动机 5580V 台 3 3 双蓝过滤器 处理量 260 m3/h 台 1 七 排放系统 1 事故浆液池 12 26 7V=2154 1 混凝土 衬鳞片树脂 故浆液池搅拌器 顶进式， N=36 2 碳钢衬胶 电动机 55 , 380V 2 故浆液池泵 离心泵 , Q=150m3/h H=40m N=50 1 壳体：铸钢衬胶； 叶轮：双相不锈钢 电动机 55380V 台 1 有脱硫装置主要性能参数 序号 名称 单位 数值 备注 一 装置设计参数 1 装置处理烟气量 (标态、 干 基 6%m3/h 21968057 2 装置进口粉尘浓度 mg/120 3 装置进口烟气温度 4 装置进口 6% ) mg/计） 二 装置性能数据 按年利用 6500 小 15 序号 名称 单位 数值 备注 时计算 1 脱硫效率 % 95 2 装置出口 6% ) mg/10 设计煤种 3 装置出口粉尘浓度 (6% ) mg/45 4 摩尔比 5 液气比 l/吸收塔出口标态湿基烟气计算 6 装置烟气出口温度 48 况 7 吸收塔出口烟气 水滴含量 mg/5 8 年 排量 t 25514 设计煤种（单塔） 10 石灰石平均消耗量 t/h 2计煤种 12 工艺水耗量 t/h 298 设计煤种 14 石膏产量 t/h 4计煤种 16 装置可用率 (质保期内 ) % 98 17 装置负荷适应范围 % 45100 18 装置使用寿命 年 30 有脱硫装置运行状况 从本次脱硫装置评估 试验结果来看，有以下几点问题比较突出： 1） 原烟气 示值飘逸严重，怀疑是紫外光源老化导致； 且由于煤质变化后入口 度增加较多，仪表量程已经无法满足要求，所以建议更换入口 2） 原有循环泵入口滤网材质为 态检查发现循泵滤网破损严重，建议更换合金材质滤网。 3） 一级除雾器堵塞严重，已经出现变形坍塌情况。吸收塔入口、烟囱入口膨胀节泄露也比较严重。 4） 现有脱水系统旋流器磨损严重，造成出力能力下降，影响脱水系统出力。 5） 原有系统重要在线表计 、密度计损坏严重，无法正常工作。 3 改造工程建设条件 程场地与自然条件 理位置 16 华电长沙电厂工程位于湖南省长沙 市望城县铜官镇花果村，距长沙市外环线 26长沙市湘江一大桥约 37南距湘江大堤约 址南面约 20有石长铁路，厂址东面约 17为京广铁路，铁路专用线从捞刀河车站接轨。厂址东面约 11有长沙至湘阴高等级公路通过，与该公路相连有沥青道路通至铜官镇。 厂址位于湘江右岸剥蚀丘陵山地上，地貌为河流 级阶地，阶地已丘陵化，场地冲沟发育，地势开阔。厂址南面为冲沟和低洼地花果垸，冲沟自东向西排放东面高处雨水山洪，厂区场地地势较为平坦，地面标高在 59m 之间。厂区主要为旱土、荒山、林地、鱼塘、低地冲沟，目前场地平整已完成，进场施工条件已具备。 通运输 1、铁路 厂址南面约 20有石长铁路，厂址东面约 17为京广铁路，华电长沙电厂铁路专用线从捞刀河车站接轨，专用线长约 于 2006 年 9 月投入使用。 2、公路 厂址东面约 11有长沙至湘阴高等级公路通过，与该公路相连有沥青道路通至铜官镇。电厂进厂公路从长湘公路 00(戴公桥 )接引， 象条件 长沙市位于湖南省中 部，湘江中下游，属亚热带湿润季风气候区。受季风影响，湘江流域多年平均降雨量在 1500mm/年降雨量集中在 3 7月，梅雨季节 4 6月三个月降雨占全年降雨的 40%以上。 长沙 (望城坡 )气象站全年主导风向为 率为 15%，最热季主导风向为 S，频率 12%。 气象要素特征值如下： 电厂主厂区海拔高度： 41m(黄海高程基准 ) 电厂脱硫岛海拔高度： 44m(黄海高程基准 ) 多年平均大气压力： 17 室外极端最高气温： 室外极端最低气温： 室外年平均相对湿度： 81% 历年最大风速： s 程地质 厂址位于望城县铜官镇西北方向的花果村，距湘江大堤 为湘江右岸级阶地。厂区地势开阔平坦，阶地已经丘陵化，冲沟发育 ， 其中一条冲沟自北而南贯穿主厂区。地貌单元主要由缓丘荒地、旱土及少量的农田和水塘组成，高程 59m。 厂区及其附近无滑坡、泥石流、岩溶、土洞、采空区、膨胀土等不良地质现象，地基持力层无软弱土层及高压缩土层，场地稳定性条件较好。场地土类型为中硬场地土，属对建筑抗震有利地段，建筑场地类 别均为类。 根据 2001 版中国地震动参数区划图，地震动峰值加速度为 当于地震烈度 6 度 )，地震动反应谱特征周期为 质条件 以下是电厂设计时的煤质条件，目前煤炭来源应有较大变化。 机组原设计 燃用山西潞安煤业集团有限公司的贫煤和晋城煤业集团有限公司的无烟煤。煤质资料见下表： 电厂原设计煤质资料 符号 单位 设计煤种 校核煤种 元 素 分 析 收到基碳 到基氢 到基 氧 到基氮 到基全硫 St, 到基灰份 到基水份 18 符号 单位 设计煤种 校核煤种 工 业 分 析 空气干燥基水份 燥无灰基固定碳 干燥无灰基挥发份 含量 含量 F % 到基低位发热量 kJ/2600 20240 注：原脱硫装置设计时，以 1%含硫量为设计基准。 本次脱硫装置增容改造工程，根据电厂提供 2010 年上半年以及今后煤质含硫量情况预测数据 ， 收到基硫份按照 虑、 收到基 含碳量按照 收到基 灰分按照 煤中其他元素成分 按照原校核煤种 。 原锅炉设计煤种燃煤量 238t/h，目前煤质情况波动较大，满负荷燃煤约为 260t/h320t/h。 此次脱硫装置改造设计煤质情况如下： 项 目 单位 设计煤种 设计 煤种 收到基碳 到基氢 到基氧 到基氮 到基硫 到基灰分 到基水份 供脱硫用的电、水、气等条件 气部分 a) 脱硫岛 6 源 6统为中性点中阻接地系统。 脱硫岛 6单母线分段 设置 ，两段分别由 一 台 20000变压器（ T 接于 19 发电机出口）供电，两回电源互为备用，两段之间设联络开关， 自动切换 。 b) 脱硫岛 380V 电源 脱硫岛低压 部分 由两台低压干式变供电。两台低压干式变电源 分别 引自 脱硫6线 A， B 段 。 380V 脱硫 A、 B 段之间设联络开关，手动切换。两台变压器互为备用。 两台 低压干式变压器容量为： 1600 c) 事故保安电源 在脱硫 电室设 2 段脱硫保安 两台炉的脱硫保安负荷供电。每段脱硫保安段有三个进线电源，除一回主厂房保安电源外，还从两段脱硫 源。其工作电源从 380/220V 脱硫 A、 B 段各引一回，保安电源分别从业主锅炉保安段引接，电源间设有备自投装置。 d) 直流系统 在脱硫系统中单独设置一套由蓄电池组、充电器及配电屏组成的成套直流电源系统，向脱硫岛内电气控制、信号、继电保护、 6 380V 断路器跳、合闸、等负荷提供直流电源。直流系统采用单母线接线，电压等级采用 110V，蓄电池组容量满足实际耗电不超过所配电源容量的 70%。目前脱硫系统直流电源蓄电池数量 52 个， 额定放电电流（ 1 小时） 202A。 e) 不停电电源系统 交流不停电 电源（ 统主要为本期脱硫岛 其它一些重要负荷用供电。 源系统输出为单相交流 220V， 50量为 40 水部分 本工程机组采用一次循环冷却方式，水源取自湘江。本期脱硫工程工艺水由主体工程统一考虑。经全厂水量平衡后，从循环水供水管引出支管接至脱硫工艺水箱。 电厂工艺 水水质分析资料 项 目 名 称 单位 数值 K+ a+ 20 / 总硬度 2 总碱度 固体 150 二氧化硅 11 0 H- / 100 痕量 / 化学耗氧量 35 矿物油 / 溶解性固体 150 悬浮性固体 40 78 气部分 电厂 设置 仪用和 杂用空气压缩系统， 并设有储气罐。脱硫所用压缩空气和仪用空气均由电厂供给。脱硫区域内设置一台仪用压缩空气缓冲罐，确保脱硫仪用压缩空气压力的稳定 。脱硫岛内仪用空气用量 态） ， 杂 用空气用量 态） 由主体工程提供。 厂用压缩空气 压力 汽源部分 电厂 现有脱硫装置无使用高压蒸汽设备 ，改 造后 也没有增加 。 前脱硫装置的控制水平 21 本工程 2 台机组脱硫系统共用 1 套分散控制系统（ 行控制 ， 主要功能包括模拟量控制 序控制 据采集 就地值班人员配合下，在集控室实现脱硫装置启停控制、正常工况的监视和调整，异常运行工况的报警及事故处理。 地条件 吸收塔区域现场场地较为紧张， 在目前循环泵与控制楼之间仅有增加一台循环泵的空间。氧化风机房内已经无法再增加设备，再增加氧化风机只能另建氧化风机房布置在其他位置。 新增 公用系统 中石灰石卸料系统、湿式球磨机及石膏真空皮带机布置场地可以利用原有 公用系统西侧 的预留位置 ，现空地上的汽车衡可以拆除 。 并且现有公用系统也可以向北扩展，占据北侧原有道路进行扩容。 现有 2 台机组每台机组高压配电室内可以再安装 10 面高压开关柜。 脱硫区域低压配电室中 没有剩余位置 布置 低压开关柜，扩容需要另行设置抵压配电室。电子间内可以有两个备用位置，可以新增两个 I/O 柜。 4 脱硫工程设想 础设计参数 根据改造设计煤质条件进行计算，烟气条件如下（一台机组）： 项 目 单位 参数 参数 备注 烟气及污染物成分 基 基 基 基 mg/640 5080 干基 ， 6%尘浓度 mg/20 120 干基 ， 6%气参数 22 项 目 单位 参数 参数 备注 脱硫装置入口烟气量 m3/h 2086055 2104211 标态湿基 ， 6%O2 m3/h 1968240 1986037 标态干基 ， 6%硫装置入口烟气温度 140 140 脱硫装置入口烟气压力 0 0 根据西安热工院 评估 试验结果， 满负荷时 脱硫装置入口烟气量为 04m3/h（标态、湿基、 6%。据此推算当机组达到 况时脱硫装置入口烟气量 与 况下 原 设计烟气量相当，故此次改造烟气量定为： 04m3/h（标态、湿基、 6%； 104m3/h（标态、干基、 6%。入口 到基含硫量 7640mg/到基含硫量 5080 mg/态，干基， 6% 入口粉尘浓度与原设计一致 120mg/态，干基， 6%脱硫装置入口烟气温度根据试验提高到 140 。 硫装置 改造方案概述 硫量提高到 改造方案概述 本增容改造工程对原有石灰石 由于装置含硫量增加幅度较大，含硫量从 加到 脱硫装置入口含硫量从 640mg/且出口浓度由原 400mg/高到 200mg/所以对原有系统改造提出很高的要求，通过 对如下几个方案分析后得到本次改造 合理 的 改造方案。 一、在原塔基础上进行改造，此方案在目前脱硫技改项目中应用最多，但对于本项目改造应用有以下困难，对原 收系统改造过大：增加至少两层喷淋层 并改造两层原有喷淋层 ，并且浆池容积需要扩大。浆池如果采用提高液位方式增加，通过与原脱硫装置设计单位联系，吸收塔基础及塔壁无法承受增加的载荷重量。如果采用塔外浆池，吸收塔附近已经再无可以利用的位置布置塔外浆池。而且在狭小的位置进行施工， 大型机具使用受到限制， 工期也很难 保证。 因此此方案在本项目上基本不可能实施。 二、在原位置 另建新塔，此方案最大问题在于原吸收塔拆除、基础重新加固、 23 新塔建造等环节较多，工程量巨大 改造周期长，对主机发电影响大 ；并且原设备利旧差，工程投资 较大。此方案基本不予考虑。 三、串联塔方案，目前国内 脱硫装置 改造尤其是含硫量增加幅 度较大时，提出利用另建一座预处理塔的方式，来提高脱硫装置的处理能力。针对该方案我们认为有以下几个技术关键点需要解决： 1）原有吸收塔水平衡问题，预处理塔出来的烟气已经达到饱和状态，后一级吸收塔无法依靠烟气蒸发带走水份，但后一级吸收塔由需要除雾器冲洗，石灰石供浆，以及一些排入吸收塔的冲洗水， 只有依靠石膏排出泵控制吸收塔液位，所以调节手段受到限制，控制系统水平衡难度增大。 2）两塔之间连接烟道内的积石膏 问题，预处理塔通常只设一级除雾器或者不设除雾器，目的是为了减少系统阻力。但这样就造成预处理塔出来的烟气中大量携带石膏浆液，这部分浆液会积存在烟道内。如果不及时清理，给烟道的安全性将造成极大隐患。所以通常将两座吸收塔相邻建设，预处理塔出口与二级吸收塔入口形成一个的较大坡度，使得石膏不会在两塔中间的烟道堆积。但从目前场地情况，预吸收塔不可能布置在现有吸收塔附近，现有烟气系统变化较大。 3）对于串联塔运行控 制上，例如 在不同负荷、不同含硫量情况下 如何控制两塔 及供浆、脱水的等技术问题均未 有 较成熟的经验。目前国内串联塔改造投产后，运行情况较满意的项目还没有出现。 四、并联塔方案， 此方案是将 现有两台机组的一部分烟气引出，两路烟气再汇集后送入一座新建吸收塔（即：两炉三塔），处理后的净烟气再分别从各自两套脱硫装置净烟道排放。为此我们曾前往广西来宾 A 厂进行了关于“两炉三塔”方案的可行性考察工作，发现该方案运行控制灵活，是可行的改造方案。但在长沙电厂应用也有如下不足： 1）场地条件较差，因为“两炉三塔”方案需要另外建 设一座吸收塔，且该塔容量应为 600组吸收塔，所以需要利用现在公用系统西侧的场地建设，但这样的话就占用了公用系统扩建的产地，并且烟道系统改造的工作量也很巨大； 2）运行电耗高，新建一座吸收塔需要再新增一台 600而原有增压风机只能在现有一半烟气量条件下运行，整套系统在满负荷时运行不经济在低负荷时更差； 3）公用的这座吸收塔检修困难，由于是公用吸收塔所以任意一台机组运行时该塔都无法检修。所以对于并联塔方案的不足，我们最终提出适合电厂改造的推荐方案。 24 五、一炉两塔方案， 该方案是将现有一座吸 收塔保留，在其基础上对原塔吸收系统做一扩容改造，另外新建一座吸收塔。两座吸收塔共同处理现有一台机组的烟气。其改造方案核心是烟气系统的改造：取消增压风机利用引风机裕量克服脱硫系统阻力（电厂已经对取消增压风机后可行性、安全性以及节能前景进行了专题分析 ，本可研在烟气系统部分论述。 ）。在原增压风机位置新建 一座吸收塔，并布置相应循环泵、氧化风机等设备。该方案的优点如下： 1）取消增压风机