苏州角直热电厂

苏州甪直热电厂苏州甪直热电厂 锅炉烟气脱硫改造项目锅炉烟气脱硫改造项目 技技术术方案方案 江江苏龙苏龙源除源除尘尘脱硫有限公司脱硫有限公司 二二 00 七年八月七年八月 2 目目 录录 一、一、前言前言 二、二、工程概况工程概况 三、三、设计设计依据及依据及设计设计原原则则 四、四、设计设计参数及要求参数及要求 五、五、其他脱硫工其他脱硫工艺艺介介绍绍 六、六、工工艺艺技技术术分析分析 七、七、工工艺艺流程及特点流程及特点 八、八、电电气及自控气及自控设备设备 九、九、在在线监测线监测系系统统 十、十、运行成本分析运行成本分析 十一、十一、供供货货范范围围 十二、十二、制作安装工期制作安装工期 十三、十三、技技术资术资料料 十四、十四、技技术术服服务务 十五、十五、设备验设备验收收试验试验 十六、十六、售后服售后服务务及及标标准准 十七、十七、其他其他说说明明 十八、十八、项项目目结论结论 十九、十九、综综合投合投资资概算表概算表 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -3- 一、前言一、前言 随着我国随着我国经济经济的快速的快速发发展，在未来展，在未来 510 年的年的时间时间， ，资资源源环环境的瓶境的瓶颈颈制制约约与与 胁胁迫影响将日益迫影响将日益严严峻，峻，环环境境污污染呈加染呈加剧剧蔓延蔓延趋势趋势，能源、，能源、资资源利用率低，源利用率低，污污染物染物 排放排放强强度高，全国范度高，全国范围围内主要内主要污污染物排放已超染物排放已超过环过环境承境承载载能力。而能力。而环环境境问题问题又成又成 为为新的外交新的外交热热点，在当前点，在当前经济经济全球化、市全球化、市场场一体化的一体化的过过程中履行国家程中履行国家环环境境义务义务、 、 改善全球改善全球环环境境质质量、保障国家量、保障国家资资源供源供给给、突破、突破绿绿色色贸贸易壁易壁垒垒，已成，已成为为国家外交事国家外交事 务务的基本内容之一。的基本内容之一。 二氧化硫排放是造成我国大气二氧化硫排放是造成我国大气污污染及酸雨不断加染及酸雨不断加剧剧的主要原因，燃煤的主要原因，燃煤电电厂厂 二氧化硫排放量二氧化硫排放量约约占全国二氧化硫排放量的占全国二氧化硫排放量的 50%。国家和地方政府一直高度重。国家和地方政府一直高度重 视视燃煤燃煤电电厂二氧化硫排放控制。近几年来，国家在厂二氧化硫排放控制。近几年来，国家在“十一五十一五”期期间间修修订订并出台了并出台了 大气大气污污染防治法染防治法 和和 火火电电厂大气厂大气污污染排放染排放标标准准 ， ，颁颁布了布了 国家国家环环境保境保护护“十五十五” 计计划划 和和 排排污费污费征收使用管理条例征收使用管理条例 ， ，对对二氧化硫排放控制要求二氧化硫排放控制要求进进一步一步趋严趋严。 。对对 促促进进烟气脱硫烟气脱硫产业产业化的快速化的快速发发展，展，污污染治理取得明染治理取得明显显成效，成效，为为“十一五十一五”计计划划实实施施 奠定了奠定了坚实坚实基基础础。 。 “十一五十一五”是全面建是全面建设设小康社会的关小康社会的关键时键时期，构建期，构建发发展与展与环环境的新型关系，是境的新型关系，是 我国我国 国民国民经济经济和社会和社会发发展第十一个五年展第十一个五年规规划划纲纲要要 确定的重要目确定的重要目标标。第六次全。第六次全 国国环环境保境保护护大会的召开，大会的召开，预预示着全国示着全国环环保工作已保工作已进进入了以保入了以保护环护环境境优优化化经济经济增增 长长的新的新阶阶段。段。 苏苏州甪直州甪直热电热电厂厂现现有燃煤有燃煤锅锅炉六台，目前烟气炉六台，目前烟气 SO2排放不能排放不能满满足当地足当地环环保保 要求，已引起了甪直要求，已引起了甪直镇镇政府的重政府的重视视。 。为为了响了响应应“中中华环华环保第一保第一镇镇”的美誉，甪直的美誉，甪直镇镇 各各级领导级领导及部及部门门全力以赴，力争全力以赴，力争经济经济效益与社会效益双效益与社会效益双赢赢，全面落，全面落实实科学科学发发展展观观， ， 4 构建社会主构建社会主义义和和谐谐社会，以烟气脱硫社会，以烟气脱硫为为主要手段，完善政策措施，切主要手段，完善政策措施，切实实做好火做好火电电 厂二氧化硫控制任厂二氧化硫控制任务务。切。切实实推推进经济进经济与社会的可持与社会的可持续发续发展，使甪直地区的社会和展，使甪直地区的社会和 生活生活环环境越来越美好。境越来越美好。 二、工程概况二、工程概况 为适应国家环保排放标准（GB13223-2003）的要求，保护苏州甪直热电厂厂 周围生产及生活环境，电厂拟进行对燃煤锅炉尾部烟气增加脱硫设施。本项目有 利于企业的可持续发展战略，加强企业竞争实力，树立良好的企业形象，并尽可 能减少对环境的影响，收到良好的环境效益和社会效益。 苏州甪直热电厂现有六台供热链条锅炉，锅炉额定蒸发量为 320t/h、135t/h、245t/h，根据电厂周围实际情况，锅炉烟气脱硫拟采用湿法废 碱脱硫工艺，脱硫剂采用就近印染厂印染废水（PH14），以满足烟气 SO2的排 放标准。要求烟气通过脱硫系统后，二氧化硫达标排放，并且脱硫所产生废液可 以直接通过管道输送至污水处理厂。 本公司对苏州甪直热电厂提供的相关参数资料进行了认真的分析，结合该 公司的要求和该项目的具体情况，编制了本设计工艺，采用文丘里棒喷淋空塔湿 法脱硫工艺对烟气进行处理，使之达标排放。 三、三、设计设计依据及依据及设计设计原原则则 3.1 设计设计依据依据 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -5- 3.1.1 苏州甪直热电厂提供的相关参数 3.1.2 有关标准与规范： 3.1.2.1 环境保护标准 GB13223-2003 火电厂大气污染物排放标准 GB3095-1996 环境空气质量标准 GB3096-93 城市区域环境噪声标准 3.1.2.2 材料 GB699-88 优质碳素结构钢技术条件 GB711-85 优质碳素结构钢热轧厚钢板技术条件 GB710-88 优质碳素结构钢薄钢板和钢带技术条件 GB3087-82 碳钢焊条技术条件 3.1.2.3 设备标准 ZDLT-QB-2000 烟气净化装置加工验收标准 JB1620-83 锅炉钢结构制造技术条件 JB1615-83 锅炉油漆和包装技术条件 GBJ17-91 钢结构设计规范 SHJ43-91 石油化工企业设备与管道涂料防腐设计与施工规范 3.1.2.4 安装调试 DL5031-94 电力建设施工及验收技术规范（管道篇） DL5007-92 电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇） SDJ279-90 电力建设施工及验收技术规范（热工仪表及控制装置篇） GB50205-95 钢结构施工及验收技术规范 TJ231（一）-75 机械设备安装工程施工及验收技术规范（一） TJ231（四）-78 机械设备安装工程施工及验收技术规范（四） TJ231（五）-78 机械设备安装工程施工及验收技术规范（五） TJ231（六）-78 机械设备安装工程施工及验收技术规范（六） GB50221-95 钢结构工程质量检验评定标准 GBJ93-86 工业自动化仪表工程施工及验收规范 GBJ131-90 自动化仪表安装工程质量检验评定标准 GB8566-88 计算机控制软件的设计、编程规范 6 GBJ235-82 工业管道施工及验收标准 GB50254-96 电气装置安装工程低压电气施工和验收规范 GB50217-94 电力工程电缆设计规范 GBJ232-82 电气装置安装工程施工及验收规范 G-RK-95-51 火力发电厂分散控制系统技术规范 PL5000-94 火力发电厂设计技术规范 NDGJ16-89 火力发电厂热工自动化设计技术规定 HJ/T288-2006 环境保护产品技术要求-湿式烟气脱硫除尘装置 Q/320282BNE001-2002江苏龙源除尘脱硫有限公司企业标准 3.2 设计设计原原则则 3.2.1 烟气脱硫系统布置满足系统整体布置要求； 3.2.2 确保脱硫系统工作时不影响锅炉的正常运行； 3.2.3 脱硫装置使用寿命长、操作维护简单，布置紧凑、占地面积小； 3.2.4 在满足系统各项指标的前提下，尽可能降低工程投资和运行成本。 3.2.5 工艺操作要简洁明了，容易掌握。尽量减少维修维护费用。 四、四、设计设计参数及要求参数及要求 4.1 设计设计参数参数 4.1.1 锅炉参数： 13#4#56# 参数名称单位参数值备注 锅炉型号 额定蒸发量t/h3203545 烟气量M3/h76400107000115000 燃煤含硫%1.5 SO2含量Mg/Nm164319552606 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -7- 3 含尘量 Mg/Nm 3 煤耗T/h357 排烟温度150150160 型号：Y4-73-11Y4-73-14Y4-73-120 风量：76400107000115000 全压： Pa 引风机 功率： kw 4.2 设计设计要求要求 脱硫效率95% SO2排放浓度200mg/Nm3 脱硫系统无二次污染，引风机不带湿 系统阻力1500Pa 4.3 烟气烟气 SO2产产生量生量计计算算 SO 产产生量生量=单单台炉燃煤量台炉燃煤量燃煤燃煤应应用基含硫量用基含硫量燃煤燃燃煤燃烧烧率率系数系数 320t/h 锅锅炉：炉：30001.5%85%23=229.5kg/h 135t/h 锅锅炉：炉：50001.5%85%2=127.5kg/h 245t/h 锅锅炉：炉：70001.5%85%22=357kg/h 六台炉 SO2总排放量：229.5+127.5+357=714kg/h 五、目前国内外流行的脱硫工五、目前国内外流行的脱硫工艺艺介介绍绍 中国成为世界 SO2排放量的头号大国已成为不可争辩的事实。由于 SO2的 大量排放，中国酸雨污染已占全国面积的 40%。酸雨和 SO2污染破坏了生态系统、 8 腐蚀了建筑材料、危害了人体健康、造成了巨大的经济损失，它已成为制约社会 经济发展的重要因素之一。 锅炉烟气脱硫技术在世界上已开发了多种方法，根据脱硫过程所处的不同 阶段可分为：炉前脱硫、炉中脱硫和炉后脱硫。炉前脱硫是指在煤炭的洗选中脱 硫；炉中脱硫是指在炉内喷钙的脱硫技术；炉后脱硫即在锅炉烟气中进行脱硫。 炉后脱硫是目前实际应用最多的脱硫方式，按原理炉后脱硫可通常分为三大类： 干法、半干法、湿法。目前较为流行的脱硫技术为以下几种： 5.1 旋旋转喷雾转喷雾干法脱硫干法脱硫 该法流程是前置一套石灰乳浆液的制备系统。脱硫剂为小于 100m 灰粉配 成的浓度为 30%的石灰浆，由浆泵通过高速旋转的雾化器送入反应器中与烟气 接触，使 SO2与吸收剂雾粒发生作用生成 CaSO3和 CaSO4颗粒。然后经水膜除 尘器捕集固态的 CaSO4，其脱硫效率可达 8085%。其主要脱硫反应为： Ca(OH)2+SO2 CaSO31/2H2O CaSO31/2H2O+O2 CaSO41/2H2O 该工艺属成熟的技术，已有 1000 多万千瓦机组采用该脱硫工艺，最大单机 为 300MW。我国已掌握了设计、制造到运转的全套技术，可设计 200MW 配套的 脱硫装置。与石灰石石膏法相比，工程投资和运行费用低一些。 实践中也存在如下问题： 生成的脱硫渣是亚硫酸钙、硫酸钙、过量石灰及粉煤灰的混合物，目前尚 无很好处理利用实例； 系统设计、设备制造和自动控制要求相当精确； 工程投资大，钙硫比高，造成石灰消耗量大和渣量大； 石灰乳料浆制备易发生故障雾化机磨损大。 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -9- 该法要求较高水平的自动控制系统。设备投资占电厂总投资的 12%，电耗占 总发电量的 1%，脱硫运行成本为 1230 元/tSO2，发电运行成本增加 3 分/kwh， 工艺流程复杂，脱硫效率为 80%，设备占地面积大，不能脱氮，设备阻力高。 总的来说该工艺技术成熟可靠，但运行水平要求高，投资也大，占地面积也 大。 5.2 炉内炉内喷钙喷钙增湿活化脱硫增湿活化脱硫 该工艺是炉内脱硫和烟气脱硫的组合技术。是采用石灰石往炉膛内喷射工 艺，并将未反应的一部分石灰输送到庞大的活化反应塔进行增湿，然后再到水膜 除尘器中收集。 脱硫剂是石灰石粉，要求粒径小于 100 微米。其主要反应为： CaCO3 CaO+CO2 CaO+SO2 CaSO3 CaO+H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2+SO2+O2 CaSO4 该系统是由炉膛内喷射（占总投资的 10%），烟气增湿及灰再循环（占总投资 的 85%）、加湿灰浆再循环（占总投资的 5%）三大部分组成。脱硫终止物与灰一起 堆放，没有再利用。脱硫装置本身无废水产生，烟气温度可控制在适当范围内， 无需再加热。 实践中存在的问题是： 石灰石喷入炉膛 11001200部位要消耗热量，热损耗大约增加 0.41.0%； 钙硫比较高，适用于中、低硫煤的脱硫； 为减少锅炉损失和降低脱硫渣的产生量，要求石灰石的有效 Ca 含量最好 不低于 90%，另外，石灰石需要磨细到 150 目左右； 10 增大了后续除尘器的入口粉尘浓度。 该技术由于工艺流程复杂，投资大，国产化技术不成熟，运行要求高，故本 工程不采用该技术。 5.3 湿法湿法 湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法，占脱硫总量的 80%以上。湿法脱 硫根据脱硫的原料不同又可分为石灰石石膏法、氨法、钠碱法、钠钙双碱法、 金属物氧化物法、碱性硫酸铝法等，其中石灰石石膏法、氨法、钠钙双碱法、金 属氧化镁法使用较为普遍。 5.3.1 石灰石石灰石石膏法石膏法 石灰石石膏法采用 200300 目大小的石灰石粉，将其制成石灰石浆液 （28%32%），在吸收塔内通过喷淋雾化使其与烟气接触，从而达到脱硫的目的。 该工艺需配备石灰石粉碎系统与石灰石粉化浆系统，由于石灰石活性较低，需通 过增大吸收液的喷淋量，提高液气比，来保证足够的脱硫效率，因此运行费用和 一次性投资较大。另石灰石法主要存在的问题是塔内容易结垢，引起气液接触器 （喷头或塔板）堵塞。该工艺主要由三部份组成： 1）SO2大吸收：这是该法的主要工序，它是在设备中让 SO2与石灰石的乳化 液进行化学反应生成 CaSO3和 CaSO4。 2）固液分离：由于产生大量的亚硫酸钙和少量的硫酸钙以及前置除尘时尚未 除尽的烟尘，因此，必须将其从液体中分离后加以处理。 3）固体处理：分离出来的固体物质一般采取两种方法：第一是抛弃，这将会 产生二次污染。第二是回收，在处理过程中，通入空气强制氧化和一些添 加剂，可以使 CaSO3生成 CaSO42H2O（石膏）。 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -11- 其脱硫主要反应为： SO2+H2O H2SO3 CaCO3+H2SO3 CaSO3+CO2+H2O CaSO3+O2 CaSO4 CaSO4+H2O CaSO42H2O 此方法是世界上烟气脱硫应用最广泛、技术最成熟的工艺，国内外单机达到 900MW 左右，既可处理高硫煤又可处理低硫煤，钙硫比低。吸收剂价廉易得，运 行可靠，应用较广，脱硫效率可达 90%以上。 但该技术主要缺点是： 投资大。为使在 50脱硫反应后的烟气再升温到 7080以上，常用较 大资金投入的再热器。如 200MW 机组的再热器需 800900 万元投资。 工艺流程复杂。该工艺包括 8 个子系统：吸收剂运输系统、石灰石制浆系 统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏处理系统、蒸汽系统、供水和废水处理 系统，设备比较复杂；石灰制浆系统工艺相当复杂，石灰石需研磨到 200300 目以上，电耗大，成本高。 设备占地面积大。设备阻力高（1500Pa）。不能脱氮，发电运行成本增加 2.52 分/kwh。该法适用于新建电厂，且场地大，投资金充裕的项目。 吸收喷淋系统技术要求高，气液比高，循环泵流量大，扬程大，能耗大。如 3220t/h 锅炉烟气脱硫装置需 5500 万元左右，其设备投资占电厂投资比 例为 19%，电耗占总发电量的 2%，脱硫运行成本为 1450 元/tSO2。 生成的脱硫渣是二水石膏，目前仅有少量出售，大部分仍堆放灰场。 该脱硫装置工程投资大，运行费用高。该技术成熟可靠，但仅适用于大型 电站锅炉的脱硫，此外大量脱硫副产品的出路也是一个问题，故本工程不 12 适合采用该技术。 5.3.2 金属氧化物法金属氧化物法 常用的金属氧化物法是氧化镁法，氧化镁与 SO2反应得到亚硫酸镁与硫酸 镁，它们通过煅烧可重新分解出氧化镁，同时回收较纯净的 SO2气体，脱硫剂可 循环使用。由于氧化镁活性比石灰水高，脱硫效率也较石灰石法高。它的缺点是 氧化物回收过程工艺比较复杂，若抛弃又可能造成污染，总体运行费用较高，所 以在小机组上不适宜采用。 其主要反应为： MgO+H2O=Mg(OH)2 SO2+Mg(OH)2+5H2O MgSO36H2O SO2+MgSO36H2O Mg(HSO3)2+5H2O Mg(HSO3)2+MgO+11H2O 2MgSO36H2O 5.3.3 氨法氨法 氨法脱硫脱氮装置自 93 年问世以来，在工业状态下已运行十余年，性能稳 定，在全国已建有 100 多套成功工程实例。经国家环保总局认定，江苏省环保局 推荐，并获国家级新产品及火炬项目等多项荣誉证书。 氨法脱硫工艺具有很多其他工艺所没有的特点。氨是一种极好的碱性吸收 剂，从吸收化学机理上分析，SO2的吸收是酸碱中和反应，吸收剂碱性越强，越利 于吸收，氨的碱性强于钙基吸收剂；氨吸收烟气中 SO2是气气热交换反应，反 应速度快、反应完全、吸收剂利用率高，可以做到很高的脱硫效率，同时系统简 单、设备体积小、能耗低、阻力降小，整个反应过程均在一个封闭的循环系统内 完成，其脱硫的副产品硫铵是一种农用化肥。不仅具有较高的直接实用价值，同 时真正做到了变废为宝、资源有效利用的循环经济技术。 5.3.4 钠钠碱法碱法 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -13- 钠钙双碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质和石灰浆液混合吸收烟气中 的 SO2，并可副产高浓度 SO2气体或 Na2SO3,它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活 性高、吸收系统不堵塞等优点，适合与烟气 SO2浓度比较高的废气处理，旋流设 施不易堵塞，且吸收反应效率极高，可达 9598%，还可以根据锅炉煤种变化， 适当调节 PH 值、液气比等因子，以保证设计脱硫效率的实现。但同样也存在副 产回收困难、投资较高、运行费用高且副产物容易产生二次污染等缺点。 根据项目的实际情况该方案选用钠减法脱硫工艺，选用印染废水作为脱硫 剂，可以省却很大一部分运行费用，达到以废治废的目的。 各种脱硫工各种脱硫工艺艺的比的比较较： ： 项项目目 石石灰灰石石-石石膏膏法法 喷喷雾雾干干燥燥法法炉炉内内喷喷钙钙+ 尾尾部部增增湿湿 氧氧化化镁镁法法 氨氨法法 钠钠碱碱法法 技术成熟程度 成熟成熟成熟成熟成熟成熟 适用煤种不限中低硫煤中低硫煤中低硫煤不限不限 单机应用规模 200MW100MW200MW200MW200M W 200MW 脱硫效率95%以上7585%7585%9095%95%以 上 95%以上 吸收剂 石灰石/石灰石灰石灰石 氧化镁 氨水 钠碱 吸收剂利用率 90%以上90%以上 约 40% 90%以上95%95% 副产物 石膏 亚硫酸钙亚硫酸钙硫酸镁硫酸铵 石膏 副产物处置 利用抛弃抛弃回收回收利用 废水 少量无无少量有少量 占地面积 大中小大小中 14 市场占有率 高一般一般少中中 钙硫比(液气比) 1.11.11.51.50.050.8 设备电耗所占比例 211.520.40.6 设备占电厂总投资 19%12%5%19%4%6% 设备单元投资(元/kw) 670210215650250400 六、工六、工艺艺技技术术分析分析 脱硫吸收剂采用碱性废水，采用纯碱启动、熟石灰钙碱再生的方式，主要过 程如下： (1) 吸收过程 Na2CO3 + SO2 + H2O NaHSO3 + CO2 NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 NaHCO3 + SO2 NaHSO3 + CO2 (2) 再生过程 Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO32H2O Ca(OH)2 + Na2SO3 2NaOH + CaSO32H2O Ca(OH)2 + Na2SO4 +H2O 2NaOH + CaSO42H2O 上述反应过程均与溶液的 pH(PH=14)值有关，再生后的溶液返回吸收系统循环 使用。 根据以上提供的参数和要求，我公司针对贵公司的设计情况及场地条件， 设计了一种以废治废、废物利用、容易选购、方便储运、价格低廉的碱性物质作 脱硫剂的除尘脱硫系统，基于以上要求，确定选用 XQ-PS/TS20/35/45 型高效脱 硫除尘器，脱硫剂为 PH 值 14 左右的印染废水，适当根据碱性浓度和活性添加 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -15- NaOH 或 Na2CO3。 锅炉烟气在引风机的抽力作用下，由于进入塔之前烟气温度相对较高，所 以在脱硫塔进口设置了予喷淋系统，这样既降低了烟气温度，又保证了脱硫塔内 的防腐，而且有利于烟气与二氧化硫的吸收；然后烟气俯冲进入 XQ- PS/TS20/35/45 型脱硫塔，在脱硫塔中部，我公司采用了美国 DUCON 公司的脱 硫专利技术设置了两层文丘里棒结构，由于附壁效应，烟气在文丘里层面气流急 剧的搅动，它的主要作用是改变烟气的流速和流向，在文丘里棒层面，形成上下 湍流的沸腾层，使烟气与碱液充分混合，同时增加烟气在塔内的停留时间以及增 强二氧化硫与氢氧化钠的吸收能力；再通过塔中雾化器喷出的 NaOH 混和的水 溶液，气-汽热交换反应，生成亚硫酸钠，增氧氧化后生成硫酸钠，落入脱硫塔底 部溢流收集槽内。脱硫液然后进入石灰水搅拌池，经过与石灰水的充分反应置换 出 NaOH 与 CaSO4，CaSO4通过离心机排出，而 NaOH 溶液回到系统继续循环使 用，这样可以节省脱硫剂的耗量。往复再生循环使用，形成一个循环再生系统， 溢流收集槽内少量的沉淀物定期排出与煤渣一起另作它用。在整个系统中由于 是循环使用，没有污水排放，无二次污染问题。氢氧化钠是较强的阻垢剂和活性 剂，使管壁和雾化器不易结垢、堵塞，确保设备系统正常运行。 七、工七、工艺艺流程与特点：流程与特点： （具体工艺流程见图纸） 7.1 吸收吸收设备选择设备选择 采用湿法脱硫，吸收塔的性能优劣直接影响烟气的脱硫效率、系统的运行费 用等指标。脱硫吸收塔的选择原则主要是看其气液接触条件、设备阻力以及吸收 液循环量。气液基础条件直接影响脱硫效率；设备阻力大需增加引风机电耗；吸 收液循环量大需增加水泵电耗。以下是几种吸收塔设备的比较： 16 吸收塔类型持液量逆流接触防堵性能操作弹性设备阻力除尘性能 文丘里低否较好差高好 填料塔高是差较好中中 湍球塔中是好中中较好 筛板塔中是中中中较好 旋流板塔高否好好低好 文丘里喷淋空塔低是低较好低好 以上吸收设备中：文丘里/填料塔液气比高，水消耗量大，防堵性能差，易结 垢、粘结、堵塞，阻力也比较大；筛板塔阻力比较大，防堵操作弹性低；湍球塔气 液接触面积虽然大，但易结垢堵塞，阻力较大；旋流板塔具有负荷高、压降低、不 易堵、弹性宽，但脱硫效率低。而喷淋空塔适用于快速吸收过程，且具有很高的 脱硫效率。通过以上脱硫工艺和设备的比较，决定在苏州甪直热电厂锅炉烟气脱 硫项目中，采用我公司的主导技术文丘里棒喷淋空塔湿法脱硫工艺。该技术已 经在十几家用户单位成功实施。 7.2 吸收塔吸收塔 吸收塔采用喷淋空塔，吸收塔浆池与塔体为一体结构。吸收塔底面应能完全 排空浆液。 吸收塔设计成气密性结构, 防止液体泄漏。为保证壳体结构的完整性，尽可 能使用焊接连接，法兰和螺栓连接仅在必要时使用。塔体上的人孔、通道、连接 管道等需要在壳体穿孔的地方进行密封，防止泄漏。 吸收塔材质为 10mm 厚的优质 Q235-A 钢板卷制圆柱形塔，塔体内壁涂覆 11.5mm 厚的防腐、耐磨、耐温专用涂料，能适应20180的温度，耐酸碱 腐蚀、耐磨损、抗剥离强度高、使用寿命在 10 年以上。同时在操作维护点上，设 置旋梯平台。 7.3 文丘里系文丘里系统统 文丘里结构的是在文丘里棒层上部形成了一个气液湍流层（DUCON 公司根 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -17- 据长期的试验及实际运行经验，控制 1.5 英尺高度的湍流层），在这一湍流层中， 气液的传质反应非常激烈，与常规的喷淋塔相比，文丘里湍流层以液体包围气体 的形式而大大提高了 SO2的吸收效果。 文丘里棒材质为 4mm 厚的优质无缝钢管，外壁衬 1.52.5mm 厚的耐温耐 磨橡胶，防腐、耐磨、耐温及抗剥离强度与上述（6.2）相符，每根棒与塔体采用 316L 不锈钢法兰连接。 7.4 浆浆液液喷喷淋系淋系统统 吸收塔内部浆液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成，喷淋系统的设计应能合 理分布要求的喷淋量, 使烟气流向均匀，并确保碱液与烟气充分接触和反应，不 留死角。 浆液喷淋系统采用 PP 管或耐腐蚀 FRP。浆液联管不仅能在母管内均匀分布 浆液，而且也能把浆液均匀分配给连接喷嘴的支管。喷嘴与管道的设计便于检修， 冲洗和更换。 浆液喷嘴由国外进口，材质为不锈钢或陶瓷材料组成，空心螺旋喷雾，雾径 为 50150m，雾化效果好，雾化角度 1200；耐腐蚀，不堵塞，全面雾化，不滴流， 喷嘴及进液管设置花岗岩保护套。 7.5 泵泵 所有泵应设计为连续运行，除非另外指定。每台泵和其附属设备的布置方式 在不中断装置运行的情况下. 对于那些受磨损或需要调整和检查的部件，能便于靠近操作，维修和拆卸。 特别是要确保在维修工作或替换期间不需要断开和拆卸主管道或其他装置重要 部件。 对于那些构造特性特殊的泵，标书中应给出操作及维护帮助或特殊考虑。并 列运行或备用泵采用同样的设计，即具有可更换性。 安装的备用泵在故障时应能立即投入运行应有联锁保护，以便防止装置的 18 停运。泵停止后为了防止机械堵塞/负载起动，浆泵、浆液管道配备有自动清洗设 备。为方便装卸泵和其部件，将提供吊耳、吊环和其他专门设施。 7.6 阀门阀门 阀门的设计、制造、试验及安装将采用中国最新的标准和相当的国际标准。 所有阀门设计选型应适合于介质特性和使用条件。浆液系统的阀门必须考虑介 质的磨损和腐蚀。功能相同、运行条件相同的阀门将能够互换，阀门的规格尽量 统一，尽量减少阀门的种类和厂家数量。所有阀门应符合下列要求： （1）调节阀及远方操作的阀门采用气动/电动执行机构 （2）下列条件下工作的阀门应装设气动/电动驱动装置： （3）布置在户外的阀门，其电动执行机构应适应户外露天布置的要求。 （4）重要的和浆液浓度高的调节阀和减压阀均设置旁路阀门。 （5）阀门的布置应便于操作和维护，阀门的门杆尽量垂直布置。 7.7 除除雾雾器器 除雾器材质为 PP，可安装在吸收塔上部或吸收塔出口的烟道上，用以分离 净烟气夹带的雾滴。除雾器出口烟气中液滴浓度不大于 75mg/Nm3(干基)。 折板脱水器是每两块折流板形成一个通道，在通道的每个拐弯处设有一个 沉积器，收集并排出液体，液滴与气体在拐弯处分离。当气流经过拐弯处，离心 力阻止液滴随气流流动，一部分液滴将碰撞到对面的壁上，并积聚形成液膜，被 气流带走并聚集在第二拐弯处。在第一拐弯处，气体中分离出来的液滴，包括大 的液滴和靠近第一拐弯处外壁运动的细滴，只有剩余的细滴，经过通道截面重新 分配后能够靠近第二拐弯处。同样，靠近第二拐弯处外壁的液滴将碰撞到第二拐 弯处的外壁，经过碰撞外壁，液滴聚积成液膜并聚集在第三拐弯处，经过除雾的 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -19- 气流才离开折板脱水器。经过本公司多年的使用经验证明，脱水效率可达到 95%，并在多个电厂使用。 7.8 箱罐箱罐 箱罐和容器应符合钢制常压容器(GB150-1998)及其质量体系内相关标准 的规定。所有箱罐和容器的设计包括必需的连接件、就地仪表与测量装置、人孔 门、排水/排空措施, 以及运行和维护必需的通道楼梯和栏杆。所有的箱罐和容器 设计包含最少有下列各项要求： 对于1.0m 直径容器设置 1 个人孔门（最小孔径 600mm）。 对于1.0m 直径的容器设置 2 个手孔（最小尺寸 200mm）。 2 个备用管接口。 1 个排水管接口。 内装碱性溶液，箱罐材料可选用碳钢(内涂鳞片树脂)，或者由玻璃钢制作。 脱硫脱硫设备设备附件技附件技术术要点：要点： 1、美国进口雾化器，雾径在 50100m，雾化效率在 99.5% 2、喷雾吸收率高，气液充分混和，系统阻力小，400Pa 3、采用波纹型除雾器，二层，烟气含湿量200mg，引风机不带湿 4、脱硫效率高 在脱硫塔内部设置相应的文丘里棒层平台，由于文丘里结构，使之烟气流速 在通过文丘里层时，大大提高了烟气流速，由于浆液的附壁效应，也即在文丘里 棒上粘附了脱硫吸收液，当烟气以高速相向接触时，剥离了原来的浆液表面，形 成了新的气液接触面，打破了原来的二相传质表面，因而使气液二相传质速率加 20 快，也即提高了 SO2的吸收。 文丘里棒层的另一个优点是改善了脱硫塔内部的气体分布状态，在气流分 布方面，除了进口段的特别设计（包括烟气流速和流动方向等），由于配置了文丘 里结构，把已合理配置气流分布的情况下，再度优化它的整个横截面上的烟气分 布，使均匀进入脱硫塔的烟气由于文丘里棒层的分割作用，把原烟气充分打破， 形成多股分流烟气与液体接触，这对充分利用脱硫塔的利用率体现了明显的效 果，增加了脱硫率。 文丘里的应用，使整个脱硫塔相比常规喷淋塔，具有更紧凑的效果，尽管文 丘里层会增加部分的压力损失（每层文丘里约 200Pa 压损），但由于使用了该技 术，在同等脱硫效率情况下，液气比（L/G）比常规喷淋塔减少 2025%，整个脱 硫系统能耗可节省 1015%；同时烟气所带粉尘由于被润湿，经过文丘里层面被 黏附在棒表面，而上部喷淋落入层面又把粉尘给剥离而落入塔底部排出。 系系统统参数参数 序号设计参数单位 设计值备注 1脱硫塔阻力损失Pa900 2脱硫塔材质碳钢+鳞片防腐 3除雾器材质 2 层 PP 20t/h2780 35t/h31504脱硫塔直径 45t/h mm 3300 20t/h9800 35t/h100005脱硫塔高度 45t/h mm 10300 6二氧化硫脱除率%95 7二氧化硫排放浓度mg/Nm3200 8 脱硫塔进口 SO2量 20t/hKg/h81 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -21- 35t/h135 45t/h189 20t/h6.48 35t/h10.89脱硫塔出口 SO2量 45t/h Kg/h 15.12 20t/h20 35t/h42.810碱液循环量 45t/h m3/h 52 11液气比L/Nm30.4 八、八、电电气及自控气及自控设备设备 8.1 电气 8.1.1 电气设备设计依据 低压配电设计规范 （GB50054-95） 通用用电设备配电设计规范 （GB50055-93） 建筑物防雷设计规范 （GB50057-94） 8.1.2 负荷等级 本工程负荷等级为二级，脱硫装置配电电压等级 380V/220V，三相四线制， 控制电源为交流 220V。 用用电负电负荷荷 序号 设备名称 数量 单位 功率 备注 320t/h 锅炉 1 输碱泵 2台6kw 一用一备 2 循环泵 9台49.5kw 六用三备 22 3 工艺水泵 2台11kw 一用一备 4 石灰浆泵 2台6kw 一用一备 5 回水泵 2台4.4kw 一用一备 6出渣机1台4kw 7 合计 80.9kw 实际使用功率 48.7kw 135t/h 锅炉 8 输碱泵 2台6kw 一用一备 9 循环泵 3台22.5kw 二用一备 10 工艺水泵 2台6kw 一用一备 12 回水泵 2台2.2kw 一用一备 13 合计 36.7kw 实际使用功率 23.2kw 245t/h 锅炉 14 输碱泵 2台8kw 一用一备 15 循环泵 3台33kw 一用一备 16 工艺水泵 2台6kw 一用一备 18 回水泵 2台2.2kw 一用一备 20 合计 49.2kw 实际使用功率 31.2kw 8.2 自动控制 8.2.1 控制系统组成 本工程控制系统采用日本欧姆龙 PLC 控制，操作人员在脱硫控制室操作上 位机进行整套工艺系统的运行参数设置、监控，实现对脱硫系统的顺序自动启停， 运行参数自动检测和存储，并对关键参数实行自动调节。本系统可独立运行，也 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -23- 可通过网络连接进入厂方计算机系统。 8.2.2 控制参数 控制系统的控制参数主要包括 PH 值、液位、阀门、流量等参数的测量和控 制。测量信号经变送器转换成 420mA 的标准信号送至 PLC；再经特定的控制 逻辑算法运算后，输出 420mA 标准信号或开关信号，控制相应的阀门开关、电 机转速等，从而实现被控制参数的调节。 8.2.2.1 PH 值控制回路 当碱液罐液位低时，开启电磁阀开启碱液泵补充碱液； 脱硫液的 PH 值通过加装在吸收塔浆液池的 PH 探头测定，其测定数值反馈 给控制系统，通过变频器来调节输碱泵的转速； 吸收塔内的液位由安装在塔上的磁性翻板液位计监控，反馈给控制系统后， 调节塔内补充碱液电磁阀的开关，实现对塔内液位控制，保证吸收塔液位的相对 稳定； 根据吸收塔内的碱液 PH 调节工艺水的量，通过控制再生回流液的流量和补 充水电磁阀补充工艺水，防止循环液的不足； 根据安装在烟道上的在线检测系统，检测 SO2和粉尘的达标排放，如 SO2排 放升高，增加设置在吸收塔内的循环泵的转速，增加碱液的补充量。 8.2.3 控制系统配置 上位机部分是实现自动控制系统的管理核心部分，是监控系统可靠性和稳 定性的保证，用于控制方案选择、参数修改设定，并对工艺运行情况进行实时在 线控制和管理。有控制室工控机来实现。上位计算机采用在线式不间断供电装置 供电。 24 下位机部分是自动控制系统的控制及信息处理核心部分，实现数据和信息 的采集并按工艺要求进行控制，由脱硫系统控制柜内 PLC 实现。 九、在九、在线检测线检测系系统统 9.1 总则总则 OCEM 开放式烟气排放连续监测系统是青岛佳明测控技术有限公司采用专 利技术和进口设备针对发电厂排放的烟气、烟尘而设计的连续监测系统。 根据国家环保局的要求，垃圾发电厂烟气排放连续监测系统的主要监测参 数为烟气的颗粒物浓度、SO2、O2和烟气的温度、流量、压力等参数； OCEM 开放式烟气连续排放监测系统主要由四部分组成： 1 烟气采样、处理子及 SO2、O2 气体分析子系统； 2 烟尘检测子系统，测量烟气中的含尘量； 3 辅助参数测量子系统，测量烟气流速、温度、压力、湿度等参数； 4 数据采集、处理和通讯子系统（DAS）； 气体分析气体分析仪仪：采用英国进口的红外检测器和电化学传感器生产的 Guardian21 多组份气体分析仪器，分析 SO2、O2，在保证质量的前提下使 CEMS 系统造价降 到最低水平。 烟烟尘监测仪尘监测仪：选用英国 PCME 公司生产的 DV420 通用型激光透射测尘仪。 PCME 公司是世界上少有的专业提供烟尘检测仪的公司，其在环保监测和 过程控制与分析方面是技术和市场的世界领先者之一。 流速流速检测仪检测仪：选用美国 ESC 公司生产的 MDP6500 流速检测仪。美国 ESC 公司专业生产红外线气体分析仪和烟气排放连续监测系统，具有 30 多年的历史。 其产品广泛应用于电力、化工、冶金、建材、国防、科研等领域。 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -25- DAS 监监控系控系统统：由工业控制机及数据采集系统构成，通过环境监测网络软件 对污染源烟尘、烟气、温度和压力等环境参数进行连续监测，以实现环境参数自 动化数据报表处理和统计工作，并通过配置电话网络或 GPRS 卫星通讯传输系 统将监测数据传送到市环境监测中心站。 根据国家环保局的规范标准和在线监测设备前端传感器的安装要求，所有 前端传感器应安装在直管段，直管段长度需大于 4 倍通道直径。由于烟囱底部是 一个梯形圆体，烟囱上部才是直管段，为保证测量精度，在烟囱上理想的安装位 置大约在烟囱 2/3 高度。因此，为方便检修，在条件允许的情况下应首选考虑安 装在进入烟囱前的水平烟道上。 9.1.1 适适应应条件条件 本技术方案适合条件: 烟气排放温度范围：0 300oC； 烟气湿度范围 ： 0 90%； 烟气压力范围 ：-3000 20000 pa； 烟气排放量： 0 576 万 m3/h； 烟道直径：0.3 10m； 最高温度：60； 最低温度：-35.0； 震动烈度：V 度。 9.2 系系统统功能功能 9.2.1 OCEM 开放式烟气排放开放式烟气排放连续监测连续监测系系统统（简称烟囱 CEMS）。 9.2.1.1 气态污染物烟尘监测型式：激光透射法。 9.2.1.2 气态污染物烟气采样型式：选用渗透法脱水直接采样法。 26 9.2.2 采样点安装位置：烟道。 9.2.3 监测项目： （1）气体检测项目：SO2、O2 （2）烟尘检测项目：烟尘浓度， （3）辅助检测参数：烟气流速、温度、压力。 9.2.4 数据处理功能： 计算：烟尘及各种气体的时排放量、日排放量、月排放量、年排放总量； 显示：模拟图、参数图、条形图、曲线图 记录：小时记录表、日报表、月报表、校验记录表 9.2.5 网络通讯功能： 根据环保监控要求将各种参数安照一定格式通过有线或无线网络上传到环 保监测部门或电厂 DCS 与 MIS，实现全局监控。 9.2.6 报表输出形式：满足 HJ/T75-2001火电厂烟气排放连续监测技术规范中附 录 B 的要求。详见附录一:报表格式 表 1烟气排放连续监测小时均值记录表 表 2烟气排放连续监测系统校验记录表 表 3烟气排放连续监测日均值月报表 表 4烟气排放连续监测月均值年报表 9.2.7 输出单位：标况干烟气、过剩空气系数 1.7 或 1.4 状态下 t/h， mg/Nm3,具体 参照国标(GB13223-1996)的基准(干基形式表示)。 9.3 技技术术方案、功能及参数方案、功能及参数 9.3.1 系系统统配置方案配置方案 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫改造项目技术文件 单位：江苏龙源除尘脱硫有限公司 地址：江苏省宜兴市诸桥工业区 -27- OCEM 烟气排放连续监测系统由烟尘监测子系统、烟气流量及多参数监测子 系统，烟气渗透法采样探头、零气发生器、气体分析仪、监控及通讯系统等组成。 9.3.2 测测量基本原理量基本原理 (1) 烟烟尘浓尘浓度度测测量的工作原理量的工作原理 该系统烟尘浓度测量设备的工作原理是基于朗伯比尔定律的激光透射法， 即当一定波长的平行光穿过含尘气流时，由于烟尘对光的吸收，使透射光发生衰 减，透射光衰减的程度和烟尘的浓度有一定的对应关系。根据这一原理，将接收 探测器接收到的透射光信号送至微处理器单元进行分析、运算、处理，计算出污 染源烟尘的排放浓度值。该监测方法在国内外普遍采用，技术十分成熟，与国家 手工监测所用的重量法有很好的一致性；由于主要部件安装在烟道外部，且配以 反吹保护系统，防污能力较强，非常适用于燃煤型锅炉高烟尘浓度排放气体的监 测；设备运行可靠、稳定，运行费用低，日常维护工作量小。 光束在烟道中被粒子吸收和散射, 强度衰减符合贝尔-朗伯特定律： II0ek*c*l 式中 I0初始光强 I通过烟道后的光强 k吸收系数 c粉尘浓度 l光程长度 对上式进行对数处理，则 ck*l*lgI0/I k，l 为常数，lgI0/I 称为消光度，浓度与消光度成正比。 图(六) DV420 烟尘检测仪 28 烟尘监测原理框图(七)如下所示： （2）温度测量 温度测量采用铂电阻温度探头，铂电阻的阻值和温度的关系线性较好，通过软件 和硬件的补偿可以实现温度的高精度测量。 （3）流速测量 流速测量采用美国 ESC 公司的多孔差压式测量仪。 激光扩 束 分光连接烟道堵 丝 连接 头 烟道堵 丝 探测 器 探测 器 稳压单 元 控制面 板 微处理 单元 数据打 印 数据采 集 苏州甪直热电厂锅炉烟气脱硫