西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告.doc

黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 1 - 第一章第一章 概概 述述.- 3 - 1.1 项目概况- 3 - 1.2 编制依据- 3 - 1.3 研究范围- 4 - 1.4 城市概况- 5 - 1.5 建设的必要性 - 9 - 1.6 建设原则.- 13 - 第二章第二章 企业概况企业概况.- 14 - 第三章第三章 脱硫方案脱硫方案.- 16 - 3.1 主要脱硫工艺及项目脱硫工艺的选择.- 16 - 3.2 双碱法脱硫工程描述.- 19 - 3.3 设计基础参数.- 22 - 第四章第四章 脱硫工程设想脱硫工程设想- 25 - 4.1 脱硫装置的总平面布置.- 25 - 4.2 一炉一塔脱硫工艺系统设计.- 25 - 4.3 主要设备选型.- 29 - 4.4 公用工程 - 33 - 4.5 建筑、结构部分 - 35 - 第五章第五章 建厂条件建厂条件.- 38 - 5.1 厂址概述- 38 - 5.2 交通运输- 38 - 5.3 厂址水源- 38 - 5.4 电力供应- 38 - 5.5 工程地质- 39 - 第六章第六章 环境保护环境保护.- 41 - 6.1 环境现状- 41 - 6.2 设计依据- 42 - 6.3 环境保护防治对策 - 42 - 6.4 项目对周围环境影响的变化.- 43 - 6.5 其他污染物处理效果评估.- 44 - 6.6 工程实施后的社会效益.- 45 - 第七章第七章 消防、劳动安全及工业卫生消防、劳动安全及工业卫生.- 47 - 7.1 消防- 47 - 7.2 劳动安全和工业卫生.- 48 - 7.4 建议- 50 - 第八章第八章 节约和合理利用能源节约和合理利用能源 - 51 - 8.1 必要性.- 51 - 8.2 节能原则.- 51 - 8.3 节能措施.- 51 - 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 2 - 第九章第九章 生产组织定员生产组织定员- 53 - 9.1 劳动组织及管理.- 53 - 第十章第十章 工程实施条件和进度工程实施条件和进度 - 55 - 10.1 工程实施条件.- 55 - 10.2 工程实施进度.- 55 - 第十一章第十一章 招招(投投)标部分标部分 .- 57 - 11.1 招(投)标依据- 57 - 11.2 本工程招标范围及项目 - 57 - 11.3 招标组织形式及方式 - 58 - 11.4 招标投标工作的拟安排 - 58 - 第十二章效益分析第十二章效益分析 .- 60 - 12.1 财务评价说明.- 60 - 12.2 产品成本.- 60 - 12.3 经济效益分析 - 61 - 12.4 项目敏感性分析 - 63 - 第十三章第十三章 投资估算投资估算- 64 - 13.1 工程主要设备投资估算.- 64 - 13.2 工程主要构筑物投资估算.- 65 - 第十四章第十四章 结论及建议结论及建议- 66 - 14.1 结论- 66 - 14.2 存在问题- 67 - 14.3 建议- 67 - 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 3 - 第一章第一章 概概 述述 1.1 项目概况 1.1.11.1.1 项目名称：项目名称：黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱 硫工程 1.1.21.1.2 建设单位建设单位：漠河县华鹏供热有限公司 1.1.31.1.3 建设地点：建设地点：漠河县西林吉镇桥南区 1.1.41.1.4 漠河县西林吉镇集中供热一期工程简介漠河县西林吉镇集中供热一期工程简介 漠河县西林吉镇桥南区现集中供热热源为漠河华鹏供热有限公司， 一期工程 2005 年 4 月开始施工，2005 年 10 月开始运营。现状供热面积： 45.5 万平方米。 一期工程热源规模:314mw 热水锅炉 一期工程热网规模：一级管网总长 3640 米；供热半径 2147 米；热 源出口管径 dn600。 一期工程热力站：6 座（其中热源内部一座） 。 1.2 编制依据 1） 漠河县西林吉镇城市总体规划(20062020) 2） 漠河县西林吉镇集中供热工程初步设计(2004 年) 3） 漠河县西林吉镇集中供热一期工程建议书(2004 年) 4） 市政公用工程设计文件编制深度规定 2004 年 5） 锅炉房设计规范 gb 50041-2008 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 4 - 6） 城市热力网设计规范 cjj 34-2002 7） 采暖通风与空气调节设计规范 gb 50019-2003 8） 城镇直埋供热管道工程技术规程 （cjj/t81-98） 9） 锅炉房实用设计手册 10） 实用供热空调设计手册 11） 工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范hj462-2009 12）项目委托书及有关合同协议 1.3 研究范围 1.3.11.3.1 项目建设规模与目标项目建设规模与目标 一期工程热源规模 314mw 热水锅炉的尾部烟气系统中，分别加装 脱硫装置及其配套的辅助设施，通过本次技术改造使其排放的污染物优 于国家标准规定的要求。 1.3.21.3.2 研究范围研究范围 研究范围：烟气脱硫系统技术方案的选择、工艺流程的确定、脱硫 设备及其配套设施的论证，其界线自锅炉尾部烟气出口至烟道入口（不 含除尘器的选择） ；运行方式和调节；热工控制及通讯；劳动组织及定员； 投资估算及经济效益分析等。 1.3.31.3.3 主要主要技术原则技术原则 1）编制按照工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范hj462- 2009 执行。 2）认真贯彻执行国家有关节约能源、环境保护、劳动安全、工业卫 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 5 - 生及消防等方面的要求和规定。 3）设计中采用国内成熟的新技术、新工艺、新设备、新材料力求达 到同类工程的先进水平。 4）在设备选择中采用高效、低耗节能产品以技术上相对先进、机械 化、自动化程度高、安装方便、检修维护简单实用为原则。 1.4 城市概况 1.4.11.4.1 地理位置地理位置 漠河县位于我国最北端，黑龙江省西北部，大兴安岭山脉北坡，黑 龙江上游南岸。地理坐标东经 12107-12420，北纬 5210- 5320，该县西部、南部分别与内蒙古自治区根河市、拉木达林市接 壤，西南部、东南部与呼中毗邻，东部与塔河县为邻，北部隔黑龙江与 俄罗斯赤塔、阿穆尔州相望。漠河县境内山脉连绵，层峦叠嶂，共有海 拔 400 米以上的山 94 座，最高的山峰白卡鲁山，海拔 1397 米。境内河 流纵横，沟溪密布，共有大小河流千余条，其中有名的河流 98 条。 漠河县幅员辽阔，辖有西林吉、图强、劲涛、漠河、兴安等五个乡 镇，以及富克山待开发区，占地面积 18233 平方公里。 西林吉镇是漠河县政府所在地，是漠河县政治、经济和文化中心。 该镇座落于漠河县中部，位于大林河、老槽河及额木尔河汇合处的冲击 河漫滩上。地理位置为东经 12232，北纬 5258。南距内蒙古满 归镇 147 公里，北距中俄边界 83 公里，东距塔河县 240 公里，距行署所 在地加格达奇 490 公里。西林吉镇地势西部与南部略高，大林河自西向 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 6 - 东穿越城区，将城镇自然划分为南北两个区，南岸为桥南区，北岸为桥 北区（即工业园区） 。西林吉镇桥南区按街区分成 47 个区域。 1.4.21.4.2 城市性质城市性质 漠河县自然资源丰富，森林茂密，有保存完好的原始寒温带天然针 叶林，是我国重要的木材生产基地。 森林资源。全县林地面积 16281 平方公里， 木材总蓄积量达 14647 万立方米，主要树种有樟子松、落叶松、白桦、杨树、柳树、云杉等。 矿产资源。全县有黄金、煤、铜、石灰石、石墨、硼润土、大理石、 汞、黄铁、水晶等矿藏 30 余种。目前，黄金、煤、石灰石等矿种已经得 到开发。 动、植物资源。漠河县素有“貂鼠之乡”的美誉。境内有珍禽奇兽 数百种，名贵冷水鱼鳇鱼更是饮誉海内外。漠河的绿色植物资源没有受 到任何污染，保持着天然、纯净、名贵的特色。牙格达、山葡萄、越桔、 草莓等是制作果酒和饮料的最佳原料。蕨菜、金针菜等遍布全县山野。 境内有名贵中草药 300 余种，还有猴头、木耳、蘑菇等各种山产品。 旅游资源。旅游景点，遍布全县，神采各异，风光奇特，向海内外 游客展示着北国的风采。北极光、白昼，是漠河的独特景观。 1.4.31.4.3 城市道路交通城市道路交通 漠河县城交通以公路为主，北部有嫩漠公路成东西向贯穿全县，另 有西林吉镇至满归，西林吉镇至富克山三条主要公路干线；此外，还有， 西林吉经老沟至洛古沙，图强至北丘，长缨镇至兴安镇三条主要运材公 路贯穿南北；加上原有各林场的 200 余条，3000 余公里运材干线，支线 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 7 - 交叉于主要采伐区沟谷，通往林区各林场，省级公路、运材公路、防火 公路的有机结合构成县内主要交通网路。 西林吉镇对外的公路主要有二条：一条是嫩江至漠河的嫩漠公路。 嫩漠公路是省级公路与国家公路网相接。西林吉镇另一条对外公路是西 林吉至呼玛，通过黑漠公路，黑哈公路构成西林吉镇第二条对外公路。 西林吉镇是我国最北的边疆重镇，西林吉火车站向西便是铁路尽头 古莲站。向南铁路通过塔河、新林、加格达奇与国铁干线相连，是通往 全国各地的重要交通命脉。 1.4.41.4.4 城市人口城市人口 漠河县境内多民族聚居，有汉、蒙、回、满、朝、鄂温克、锡伯、 土家等 11 个民族。全县常住及流动人口总数十万余人。 西林吉镇区总人口为 29574 人，暂住人口 608 人，农业人口 435 人，城 镇人口 28531 人。桥南区人口 20487 人，桥北区人口 9087 人。总居住户数 9023 户，其中桥南区居住户数 6112 户，桥北区居住户数 2911 户。总职工 12310 人，其中林业职工为 9509 人，铁路及地方服务职工 2801 人。 1.4.51.4.5 工农业生产工农业生产 1.4.5.11.4.5.1 工业生产工业生产 漠河县主要以林业和采矿业为主，林业以森林采伐和林产工业为主，采 矿业主要以开采黄金， “十五”期间林产工业稳步发展，林木产品拥有实木 门窗、集成材、细木工板、建筑模板、地板块、移动别墅等 9 大类 100 多个 品种。 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 8 - 1.4.5.21.4.5.2 农业生产农业生产 农业结构以种植业和养殖业为主，主要集中在西林吉林业局、西林吉镇、 兴安镇和漠河乡域内，其余乡镇为林场。粮食作物以小麦、大豆、玉米、马 铃薯、燕麦为主，蔬菜主要有白菜、大头菜、萝卜、胡萝卜、卜留克、芥菜 等，其他作物还有西瓜、甜瓜等。西林吉镇的黑山头村、河湾、金沟、古莲、 前哨和漠河乡附近有耕地 30000 亩（2000 公顷） 。其中种植农作物小麦 12000 亩、菜地 18000 亩。 1.4.5.31.4.5.3 特色养殖业特色养殖业 “十五”期间建成了占地面积 4 万平方米的 3 个养殖基地，狐貂存栏 13215 只，獭兔达到 17600 只。 1.4.5.41.4.5.4 绿色食品开发绿色食品开发 林下资源采集变无序采摘为有序经营，仅 2004 年一年，全县共采摘浆果 3850 吨，收获北药 61.3 吨，实现产值 1，550 万元。 1.4.61.4.6 燃料供应燃料供应 本工程燃煤主要来源于古莲河露天煤矿。 1.4.71.4.7 气象条件气象条件 漠河县地处温带季风气候区，属大陆性气候，夏季短暂，冬季寒冷 漫长，春季干旱，多出现大风，是森林火灾的多发季节。 主要气象参数如下： 夏季平均大气压： 971.3 kpa 冬季平均大气压： 980.6 kpa 年平均气温： -0.4 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 9 - 采暖期室外平均气温： -15.5 采暖期室外计算温度： -35 采暖期天数： 213 天 最大冻土深度： 2.21 m 最大积雪深度： 34cm 冬季日照率： 58 % 年平均室外风速： 2.1 m/s 多年平均降水量： 403.3 mm 冬季主导风向: wnw 1.4.81.4.8 城市发展方向城市发展方向 以黑龙江省列入生态省为契机，结合漠河县的实际，漠河县向着国 家级生态示范区建设方向发展。充分利用好建设生态示范区的优惠政策， 以加快产业调整和完善基础设施建设为重点，突出发展生态经济的主题， 融政治、社会、科技为一体，力求体现资源、经济、环境协调发展的战 略构想，推进县国民经济和社会各项事业健康、快速发展。将漠河建成 可持续发展能力最强，生态环境最佳，资源利用率最高，人民生活最富 裕的县份。 1.5 建设的必要性 1.5.11.5.1 环保发展的趋势环保发展的趋势 空气中的二氧化硫和氮氧化物是造成酸雨的主要原因，酸雨使得森 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 10 - 林枯萎，土壤和湖泊酸化，植被破坏，粮食、蔬菜和水果减产，金属和 建筑材料被腐蚀。有研究表明我国每排放一吨二氧化硫造成的经济损失 约 2 万元。同时空气中的二氧化硫也严重地影响人们的身心健康，二氧 化硫还可形成硫酸酸雾，危害更大。 二氧化硫的主要来源是化石燃料的燃烧，我国的能源结构中约有 70% 的煤。随着我国经济的快速发展，煤炭消耗量不断增加，二氧化硫排放 量也日趋增多，造成二氧化硫污染和酸雨的严重危害。据 2005 年我国的 环境质量公报表明，1999 年我国二氧化硫排放总量为 1857 万吨，2000 年达到了 1995 万吨，2001 年和 2002 年有所下降，2003 年为 2158 万吨， 到了 2005 年为 2549.3 万吨，其中工业来源为 2168.4 万吨，生活来源为 381 万吨。酸雨区面积约占国土面积的 30%，主要分布在长江以南、青藏 高原以东的广大地区及四川盆地。酸雨控制区 111 个城市中，降水年均 ph 值范围在 4.02 和 6.79 之间，出现酸雨的城市 103 个，占 92.8%。酸 雨频率超过 80%的城市比例为 22.5%。年均 ph 值小于或等于 5.6 的城市 有 81 个，占 73.10%。酸雨控制区内酸雨污染范围基本稳定，但污染程度 有所加重。 为防治二氧化硫和酸雨污染，1990 年 12 月，国务院环委会第 19 次 会议通过了关于控制酸雨发展的意见 。自 1992 年在贵州、广东两省， 重庆、宜宾、南宁、桂林、柳州、宜昌、青岛、杭州和长沙九个城市进 行征收二氧化硫排污费的试点工作。1995 年 8 月，全国人大常委会通过 了新修订的大气污染防治法 ，规定在全国范围内划分酸雨控制区和二 氧化硫污染控制区。1998 年 1 月 12 日，国务院批准了酸雨控制区和二氧 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 11 - 化硫污染控制区的划分方案。1998 年 2 月 17 日，国家环保局召开酸雨和 二氧化硫污染综合防治工作会议，落实国务院对“两控区”划分方案的 批复。在国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批 复(国函19985 号)和国务院关于二氧莫建松，双碱法烟气脱硫工 艺的可靠性研究及工业应用化硫排污收费扩大试点工作有关问题的批复 (国函 1996124 号)规定二氧化硫排污费的征收范围为酸雨控制区和二氧 化硫污染控制区内燃煤、燃油和产生工艺废气以及向环境排放二氧化硫 的企业、事业单位和个体经营者。提出的两控区的总体目标是到 2010 年， 二氧化硫排放总量控制在 2000 年排放水平以内;城市环境空气二氧化硫 浓度达到国家环境质量标准，酸雨控制区降水 ph 值小于 4.5 的面积比 2000 年有明显减少。2005 年 1 月，国家环保总局日前通报了“两控区” (酸雨控制区和二氧化硫控制区)“十五”计划重点火电厂脱硫项目的进 展情况，公布了 46 家尚未启动脱硫项目的火电厂名单，要求加大对火电 厂脱硫的监管力度，最大限度地削减二氧化硫排放量。这都说明我国政 府高度重视酸雨和二氧化硫污染的防治。 为了实现酸雨和二氧化硫污染控制目标，国家加快了国产脱硫技术 和设备的研究、开发、推广和应用。 1.5.21.5.2 生态和旅游方面生态和旅游方面 漠河是远离喧嚣和烦躁的世外桃源。这里生态完好、森林广茂、四 季如画，反差鲜明。初春，冰雪融化，万物复苏，杜鹃花竞相绽放，映 山红漫山遍野；盛夏，绿海苍翠，秀色宜人，是不可多得的避暑胜地； 秋日，霜染群山，云高气爽，是“绿色氧吧” 、 “天然空调” ；严冬，皑皑 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 12 - 白雪，银装素裹，冰雕、雪雕流光溢彩，美不胜收，是体验寒冷、体验 冰雪、体验激情的快乐家园。可谓是春夏秋冬各具特色，一年四季不失 魅力。 漠河县是我国唯一观测北极光的最佳地点，是黑龙江的发源地，是 中国最北的口岸县城。大森林、大冰雪、神秘源头、神奇天象等旅游资 源得天独厚，发展旅游产业潜力巨大。 1.5.31.5.3 社会发展方面社会发展方面 作为资源型县，立足于林区的可持续发展，始终把培育、壮大接续 产业作为中心工作来抓，着力转变经济增长方式，五大产业的经济贡献 率、整体竞争力都有显著提高。其中生态旅游业蓬勃发展、特色养殖势 头强劲、绿色食品深入开发、林产工业不断壮大、矿产开发成绩喜人。 1.5.41.5.4 民生方面民生方面 漠河地处边远，职工群众生活非常艰苦。所以，大力发展经济的同 时，不遗余力地发展各项社会事业，坚持为职工群众办实事、办好事。 漠河县城乡居民收入稳步增加。人民生活条件明显改善。社会保障 体系日益健全。文教卫生事业蓬勃发展。 1.5.51.5.5 热负荷发展方面热负荷发展方面 随着棚户区改造和林场撤并及漠河旅游的快速发展，为旅游业配套 基础设施不断完善，一期工程的锅炉烟气脱硫工程迫在眉睫。 漠河华鹏供热公司供热区域内拟建和规划的供热面积约 54.4 万平方 米，本工程建成后可大幅度减少二氧化硫的排放量，符合节能减排的要 求。 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 13 - 本工程从社会效益、环境效益和经济效益三个方面均具有优势，通 过该项目的实施可以带动该区域的城市建设和经济发展，特别是具有良 好的环境效益，所以本工程的建设是十分必要的。 1.6 建设原则 1）符合漠河县城市总体规划，与城区建设规划、能源规划、环保规 划相协调，使供热设计达到合理、经济、可行的目标，充分发挥集中供 热的社会效益和经济效益。 2）结合城市集中供热事业的发展，合理布局、统筹安排，立足当前、 兼顾长远。 3）城市集中供热应以节约能源、减少城市污染、提高城市大气质量、 改善城市环境和居民生活条件及增加企业经济效益为原则。 4）以科学、合理的调查估算热负荷，既解决新增热负荷的需求，兼 顾远期发展的原则。 5）在工程的实施中应做到技术先进、经济合理、运行安全、节约能 源、管理方便、提高运行经济效益、并尽可能降低工程造价为原则。 6）可行性研究要做到与城市建设和发展相结合，在考虑市政设施建 设的基础上，要注重整个市区的发展建设，热力站布局要合理，热力站 建筑物外形要与小区建筑相协调。 7）坚持科学态度，积极采取国内外成熟的新技术、新工艺、新材料、 新设备和现代化技术手段，使设计做到技术先进、经济合理、安全可靠。 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 14 - 8）采用先进的热工仪表及控制系统，使运行调节更加科学、合理。 集中供热建设项目要实事求是、因地制宜，统筹安排，本着技术先 进、设备可靠、提高效率、节约能源、降低投资的原则，进行项目建设。 逐步建立适应市场经济发展的新型供热管理体制，为漠河县的经济发展 奠定良好的基础。 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 15 - 第二章第二章 企业概况企业概况 漠河县西林吉镇桥南区现除大部分平房为手烧炉采暖外，其余建筑 均为集中供热，集中供热热源为漠河华鹏供热有限公司。 漠河华鹏供热有限公司一期热源、热网、热力站均建成于 2005 年。 供热方式为间接供热，一级网供回水温度 130/70；二级网供回水温度 85/60；热源现有 314mw 热水锅炉，年耗标煤 3.024 万吨，现有供热 面积 45.5 万平方米，现状热力站 6 座，其中一座在热源内。现有热网最 大管径 dn600,总长 3640 米，供热半径：2147 米。热网由热源厂供出向 北穿越西九街、西七街至西六街，沿西六街向东至人民路，在此管网分 成二路，一路沿人民路向北至西三街，沿西三街向西至 hr2 热力站。另 一路沿西六街向东至东六街分别向北至 hr3 热力站，向南至 hr5 热力站。 锅炉参数见表 2-1-1 表 2-1-1 锅炉主要技术参数 项 目锅炉 型 号shl141.25/130/70-aii 额定出力14mw 热水出水温度130 热水回水温度70 锅炉设计效率78.8% 热水流量275t/h 现工程 314mw 链条炉排热水锅炉，燃煤采用我省古莲河露天煤矿原煤，煤质分 析见表 2-1-2，煤耗量见表 2-1-3，污染物排放情况见表 2-1-4，污染物总量排放情况 见表 2-1-5。 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 16 - 表 2-1-2 煤质分析 序号名 称单位设计煤种 1全水分%14.47 2空气干燥基水分%11.30 3干燥基灰分%15.42 4收到基灰分%13.19 5干燥无灰基挥发分%45.76 6全硫分%0.53 7弹筒发热量 mj/kg 22.54 8空气干燥基高位发热值 mj/kg 22.46 9应用基低位发热值mj/kg20.50 10全氮分%0.7 表 2-1-3 锅炉燃料消耗量表 燃煤量 锅炉台数 小时燃煤量 （吨） 日最大燃煤量 （吨） 年燃煤量 （万吨） 114mw 热水锅炉 3.1274.871.008 214mw 热水锅炉 6.24149.742.016 314mw 热水锅炉 9.36224.613.024 注：日利用小时数按 22 小时，年最大利用小时数按 3231 小时计。 表 2-1-4 大气污染源排放参数 污染 源性 质 锅炉 mw h/dts so2排 放量 kg/h pm10 排放 量 kg/h no2 排放 量 kg/h so2排 放浓 度 mg/m3 pm10 排放 浓度 mg/m3 no2 排放 浓度 mg/m 3 除尘器型号、 效率 扩 建 前 31460m/2.0140 79.37 5 14.4 3 46882.5161512 干湿两极除 尘器，除尘 效率 96%， 无脱硫设施 表 2-1-5 大气污染物排放总量 锅炉容量燃煤量污染物排放量 t/a 时段 台数mw104t/a烟尘so2 建设前3143.02446.6256.5 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 17 - 第三章第三章 脱硫方案脱硫方案 3.1 主要脱硫工艺及项目脱硫工艺的选择 3.1.1 主要脱硫工艺主要脱硫工艺 烟气脱硫的历史悠久，早在一百多年前就有人进行了这方面的研究。 据美国环保局(epa)统计，世界各国开发、研究、使用的 s02控制技术达 200 种。这些技术归纳起来可分为三大类:(l)燃烧前脱硫，如洗煤、微生 物脱硫;(2)燃烧中脱硫，如工业型煤固硫、炉内喷钙;(3)燃烧后脱硫， 即烟气脱硫(fgd)。 fgd 法是世界上唯一大规模商业化的脱硫技术,主要是利用吸收剂或 吸附剂去除烟气中的 s02，并使其转化为较稳定的硫的化合物。fgd 技术 种类繁多，但是真正工业化的只有十几种。fgd 技术按脱硫后产物的含水 量大小可分为湿法、半干法和干法;按脱硫剂是否再生分为再生法和不可 再生法;按脱硫产物是否回收分为回收法和抛弃法。其中湿法脱硫技术应 用约占整个工业化脱硫装置的 85%左右。主要有以下几种： (l) )湿法石灰石湿法石灰石/ /石灰烟气脱硫技术石灰烟气脱硫技术 该法是利用成本低廉的石灰石或石灰作为吸收剂吸收烟气中的 s02， 生成半水亚硫酸钙或石膏。这种技术曾在 70 年代因其投资大、运行费用 高和腐蚀、结垢、堵塞等问题而影响了其在火电厂中的应用。经过多年 的实践和改进，工作性能和可靠性大为提高，投资与运行费用显著减少。 该法主要优点为:a.脱硫效率高(脱硫效率大于 90%);b.吸收剂利用率高， 可大于 90%;c.设备运转率高(可达 90%以上)。该法是目前我国引进的烟 气脱硫装置中主要方法。主要缺点是投资大、设备占地面积大、运行费 用高。 “七五”期间重庆路磺电厂引进日本三菱重工的与 2 又 360mw 机组 配套 2 套湿式石灰石/石膏法烟气脱硫技术与设备，率先建成了大型电厂 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 18 - 锅炉烟气莫建松，双碱法烟气脱硫工艺的可靠性研究及工业应用脱硫示 范工程，并于 1992 年和 1993 年正式投入商业运转，系统脱硫率达 95%以 上，副产品石膏纯度高于 90%。目前，从设计上综合考虑加强反应控制， 强制氧化，从而减少吸收塔和附属设备体积、降低电耗、减少基本建设 投资和运行费用。选用耐腐蚀材料，提高吸收塔及出口烟气、挡板、除 雾装置等的使用寿命，提高气液传质效率，建造大尺寸的吸收塔等因素， 对此项技术作了进一步改进和提高。 (2)(2)氨法烟气脱硫技术氨法烟气脱硫技术 氨法烟气脱硫采用氨作为二氧化硫的吸收剂，氨与二氧化硫反应生 成亚硫酸铵和亚硫酸铵，随着亚硫酸氢铵比例的增加，需补充氨，而亚 硫酸铵会从脱硫系统中结晶出来。在有氧气存在的情况下还可能发生氧 化反应生成硫酸铵。该法根据吸收液再生方法不同，可以分为氨一酸法、 氨一亚硫酸铵法和氨一硫铵法。影响氨法脱硫效率的主要因素是脱硫液 的组成，受溶液蒸气压和 ph 值的影响。氨法的主要优点是脱硫剂利用率 和脱硫效率高，且可以生产副产品。但氨易挥发，使得吸收剂的消耗量 增加，产生二次污染。此外该法还存在生产成本高、易腐蚀、净化后尾 气中含有气溶胶等问题。 (3)(3)双碱法脱硫工艺双碱法脱硫工艺 为了克服石灰/石灰石法容易结垢和堵塞的缺点，发展了双碱法。该 法先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收，然后再用石灰乳或石灰对吸 收液进行再生。双碱法的明显优点是，由于主塔内采用液相吸收，吸收 剂在塔外的再生池中进行再生，从而不存在塔内结垢和浆料堵塞问题， 从而可以使用高效的板式塔或填料塔代替目前广泛使用的喷淋塔浆液法， 减小吸收塔的尺寸及操作液气比，降低成本。另外，双碱法可得到较高 的脱硫率，可达 80%以上，应用范围较广，该法的主要缺点是再生池和澄 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 19 - 清池占地面积较大。 (4)(4)喷雾干燥法烟气脱硫技术喷雾干燥法烟气脱硫技术 这种技术属半干法脱硫技术，多数采用旋转喷雾器，石灰浆液作吸 收剂，以细雾滴喷入反应器，与二氧化硫反应并同时干燥，在反应器出 口，随着水分蒸发，形成了干的颗粒混合物。其工艺特点是投资较低， 设计和运行费用较为简单，占地面积较少，脱硫率一般为 60 一 80%。在 西欧的德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典、芬兰等国家应用比较多。 美国也有巧套装置(总容量 500omw)在运行，燃煤含硫量一般不超过 1.5%，脱硫效率均低于 90%。黎明发动机厂从丹麦引进技术并建成一套 5000onm3/h 工业装置，并对低硫煤(含硫率 0.97%)烟气进行了脱硫试验， 在钙硫比为 2.2 时，取得 80%的系统总脱硫效率。 (5)(5)炉内喷吸收剂炉内喷吸收剂/ /增湿活化烟气脱硫工艺增湿活化烟气脱硫工艺 该法是一种将粉状钙质脱硫剂直接喷入燃烧锅炉炉膛的技术，由于 投资及运行费用较低，该类工艺方法在近期内取得较大进展，在西北欧 广大国家均已有工业运行装置。芬兰 ivo 公司开发了炉内喷钙/活化脱硫 工艺 (lifac)，克服了脱硫效率不高及粉尘比阻升高而影响除尘效果的 弊端，具体做法是:在锅炉尾部安活化反应器，将烟气增湿，使剩余的吸 收剂活化与二氧化硫反应。 其工艺简单，占地小，主要适用于中、低硫煤锅炉，脱硫率一般为 60 一 80%。其主要缺点是脱硫剂消耗量大，易产生粉灰，使除尘负荷加 重。南京下关电厂引进 lifac 全套技术，配套 125mw 机组(燃煤含硫率 0.92%)，设计脱硫率 75%。 3.1.2 项目脱硫工艺的选择项目脱硫工艺的选择 根据对脱硫性能的要求和现场情况，本项目所选择的技术方案应当 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 20 - 遵循以下原则： -由于该厂地处漠河县，国家级 4a 旅游名城，环保要求高，又为 了减轻对烟囱的腐蚀，应达到尽可能高脱硫效率，并能适应燃煤和运行 状况的变化和未来对环保要求的提高，本方案按80%效率设计。 -脱硫系统应采用成熟可靠的技术和设备。 -使用当地可以稳定供应、价格较低、性能好的脱硫剂。 -副产品能够在当地综合利用。 -降低工程造价以及运行和维护成本。 同时针对现有工程场地有限等现状，脱硫工艺选择钠钙双碱法脱硫 工艺作为本工程脱硫工艺，有效地利用钠钙双碱法脱硫工艺的技术优势。 3.2 双碱法脱硫工程描述 3.2.1 双碱法工艺原理双碱法工艺原理 双碱法脱硫工艺技术是目前应用成熟的一种烟气脱硫技术，尤其是 在小热电燃煤锅炉烟气污染治理方面应用较为广泛,脱硫剂采用氢氧化钠 溶液（含 30%naoh）和生石灰（含 95%cao） 。 其工艺原理是：本双碱法是以氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的 二氧化硫，然后再用生石灰加水熟化成氢氧化钙溶液作为第二碱，再生 吸收液中 naoh，付产品为石膏。再生后的吸收液送回脱硫塔循环使用。 各步骤反应如下： 吸收反应： so2 + 2naoh = na2so3 + h2o 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 21 - na2so3 + so2 + h2o = 2nahso3 副反应如下： na2so3 +1/2 o2 = na2so4 由于硫酸钠是很难再生还原的，一旦生成就需要补充 naoh。 再生反应 用氢氧化钙溶液对吸收液进行再生 2nahso3 + ca(oh)2 = na2so3 + caso31/2 h2o + 3/2 h2o na2so3 + ca(oh)2 + 1/2 h2o = 2naoh + caso31/2 h2o 氧化反应 caso31/2 h2o + 1/2 o2 = caso41/2 h2o 3.2.2 工程描述工程描述 naoh 溶液由罐车直接运送到厂内，通过碱液泵送入碱液罐，再由碱 液罐直接流入循环池，通过循环泵将碱液送到脱硫塔进行喷淋脱硫。 脱硫吸收剂（生石灰）干粉由罐车直接运送到厂内，同时按一定比例 加水并搅拌配制成一定浓度的吸收剂氢氧化钙（ca(oh)2）浆液，再由输 送泵送入沉淀反应池，进行再生反应。 工艺流程如下: 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 22 - 循环液从脱硫塔底排入沉淀反应池。在沉淀反应池中加入氢氧化钙, 氢氧化钙在沉淀反应池内发生如下再生反应： 2nahso3 + ca(oh)2 = na2so3 + caso31/2 h2o + 3/2 h2o na2so3 + ca(oh)2 + 1/2 h2o = 2naoh + caso31/2 h2o 在曝气池，压缩空气向曝气池送入空气，使得氧化更加充分，同时 不让石膏沉淀在曝气池。氧化反应如下： caso31/2 h2o + 1/2 o2 = caso41/2 h2o 也有副反应进行： na2so3 +1/2 o2 = na2so4 循环液从曝气池继续溢流到循环沉淀池，让石膏在此处沉淀下来， 并通过抓斗吊抓走，最后将石膏一起外运或作其他处理。循环液中再生 得到的 naoh 可重复使用，需要说明的是因为锅炉烟气中有大量氧气且 温度较高二氧化硫浓度较低副反应会较多，也就是说要补充一定量的氢 氧化钠。再通过循环泵把循环液（含补充的新鲜氢氧化钠）再送入脱硫 塔进行脱硫。 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 23 - 对向沉淀反应池中加 ca(oh)2和循环沉淀池加 naoh 都是通过 ph 计测定 ph 值后加入碱液，达到脱硫工艺要求的 ph 值。 3.2.3 技术特点技术特点 （1）从技术、经济及装置运行稳定性、可靠性上考虑采用生石灰和 氢氧化钠作为脱硫剂，保证系统脱硫效率可达 80%以上。 （2）采用双碱法脱硫工艺，可以基本上避免产生结垢堵塞现象，减 少昂贵的 naoh 耗量和降低运行费用。 （3）采用悬流洗涤方式可在较小的液气比下获得较大的液气接触面 积，进而获得较高的脱硫除尘效率；并且，较小的液气比可以减少循环 液量，从而减少循环泵的数量，从而降低了运行成本也减少了造价。 （4）保证本脱硫装置连续运行，年运行时间大于 8400 小时。 （5）为确保整个系统连续可靠运行，采用优良可靠的设备，以确保 脱硫系统的可靠运行. （6）按现有场地条件布置脱硫系统设备，力求紧凑合理，节约用地。 （7）最大限度的把脱硫水循环利用，但是由于烟气中含有一定浓度 的盐份和 cl 离子，反应塔内部分水分蒸发，因此形成循环水中盐和 cl 离子的积累，由于过高的盐和 cl 离子浓度会降低脱硫效率和腐蚀反应装 置，所以必须调整脱硫循环水水质并补充少量工业用水。 3.3 设计基础参数 为保证系统运行稳定可靠以及出口烟气达到合格的排放标准,要求提 供的反应剂和工业水必须符合相关标准。 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 24 - 3.3.1 脱硫系统设计基础参数脱硫系统设计基础参数 根据公司燃煤锅炉近年平均燃煤含硫的变化，建议在编制脱硫技术 规范书时，fgd 装置煤质含硫量变化用 fgd 入口 so2浓度变化进行覆盖， 即：“脱硫装置燃用设计煤种时，脱硫效率80%，当 fgd 入口 so2浓度 增加 30%时脱硫率不低于 62%，当 fgd 入口 so2浓度增加 50%时，脱硫系统 能安全运行” 。 表表 3-3-1 脱硫系统设计基础参数脱硫系统设计基础参数 项 目单 位数值 入口烟气量 m3/h96,000 入口烟气温度 120 入口烟气量 nm3/h86437 入口二氧化硫 kg/h79.375 入口 so2浓度 mg/nm3882.5 入口烟尘 kg/h14.43 入口烟尘浓度 mg/nm3161 出口烟气量 m3/h74600 出口烟气温度 60 出口二氧化硫 kg/h15.875 出口 so2浓度 mg/nm3176.5 出口烟尘 kg/h7.265 出口烟尘浓度 mg/nm380.5 液气比 l/ m30.8 钙硫比 1.05 脱硫率 %80 除尘率 %73 脱硫剂 30%naoh 用量（启动）kg/h 413.4 脱硫剂 naoh 液用量（补充）kg/h 41.36 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 25 - 脱硫剂生石灰用量（含 90% cao）kg/h 101.27 水m3/h 8.6 电kw 17 运行时间h 2200 脱硫塔入口水温度40o 3.3.2 脱硫系统各项性能参数脱硫系统各项性能参数 表 3-3-2 脱硫系统各项性能参数表 性能和设计数据单位数据 1一般数据 1.1 脱硫系统总压力损失pa743.5 其中： 脱硫塔pa600 总烟道（自引风机出口到水平烟道进口）pa500 1.2 吸收剂摩尔比 ca/smol/mol1.05 1.3 循环液气比l/nm30.8 1.4 so2脱除率%96 1.5 出口 so2浓度mg/nm3140 1.6 脱硫塔出口含尘浓度mg/nm350 2消耗 -石灰粉（90%cao） kg/h 118.15 -其他助脱硫剂（100%naoh） kg/h 48.25 -工业水（规定品质）m3/h10 -电力（电动机总容量）kw20 -电力（bmcr 工况设备耗电量）kw.h20 -压缩空气（仪表控制用）m3/h0.5 3脱硫塔 -设计压力pa3000 -bmcr 时烟气流速m/s3.54 -脱硫塔直径m2.8 -脱硫塔高度m16 -脱硫塔壁厚mm10 -脱硫塔本体材质碳钢 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 26 - 4吸收剂消化系统 -系统耗电量kw.h1.5 -系统耗水量t/h6.5 第四章第四章 脱硫工程设想脱硫工程设想 4.1 脱硫装置的总平面布置 本布置按一炉一塔（喷淋式空腔塔） 、无升压风机布置。 脱硫系统按其工艺特性集中布置于炉后烟囱南侧。脱硫采取一炉一 塔的布置方式，无升压风机，两台炉吸收塔布置在炉后烟囱南侧，两台 炉吸收塔的西侧及东侧分别布置吸收塔浆液循环泵。 4.2 一炉一塔脱硫工艺系统设计 4.2.1 脱硫工艺系统脱硫工艺系统 本工程烟气脱硫技术为双碱法湿法烟气脱硫工艺。方案设计采用先 进的喷淋塔（悬流洗涤方式）工艺，塔内上部设置喷淋层，出口烟道上 设二级除雾器。在吸收塔内，烟气中的 so2 被脱硫剂浆液洗涤并与浆液 中的 naoh 发生反应，最终生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，在吸收塔的后 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 27 - 部设有旋风分离器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟气在含液 滴量低于 75mg/nm3下排出。其他同样有害的物质如飞灰，so3，hcl 和 hf 也大部分得到去除。 氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的二氧化硫，然后再用生石灰加 水熟化成氢氧化钙溶液作为第二碱，再生吸收液中 naoh，付产品为石膏。 再生后的吸收液送回脱硫塔循环使用。 4.2.2 脱硫工艺系统设计脱硫工艺系统设计 三台炉各用一套脱硫吸收塔。每套旋流脱硫除尘塔有以下设备组成： 脱硫塔本体，主筒内有四层喷嘴，烟气经下部切向进入除尘脱硫塔,使烟 气呈高速旋转气流。.在高速旋转气流中再加以四道旋转喷咀,喷流逆向喷 淋注入碱性水，使水气充分接触，利用水气相对运动使水在烟气旋转离 心力作用下被甩到除尘脱硫塔内壁自动形成水膜,起到非常好的除尘脱硫 效果，烟气到除尘脱硫塔上部再进入脱水筒,烟气呈螺旋上升脱水。脱水 后的烟气进入热交换器于除尘脱硫前的高温烟气进行热交换，对净烟气 进行升温，从而有效介决低温潮湿烟气造成引风机等的腐蚀。 （1）so2吸收系统吸收系统 so2吸收系统是烟气脱硫系统的核心，主要包括吸收塔、喷嘴、脱水 筒和浆液循环泵等设施、设备。在吸收塔内，烟气中的 so2被脱硫剂浆 液洗涤并与浆液中的 naoh 发生反应，最终生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠， 在吸收塔的后部设有旋风分离器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴， 使烟气在含液滴量低于 75mg/nm3下排出。 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 28 - 脱硫塔采用开式喷淋塔（即“空塔”） ，结构简单，运行可靠，不会因为 浆液中的固态物质和灰份在塔内件沉积和结垢。在喷淋塔内，吸收浆液 与烟气逆流结构设计。采用四层喷嘴将脱硫剂浆液以雾状均匀地喷洒于 充满烟气的塔中，以保证高脱硫吸收效率，并具有一定的除尘效果。 脱硫塔采用碳钢衬鳞片，上部分为喷淋层和脱水筒两部分，每塔配置 2 台循环泵（一备一用） 。 当脱硫系统解列或出现事故停机需要检修时，脱硫塔内的浆液流入 沉淀反应池。 （2）烟气系统）烟气系统 锅炉机组燃煤的全部烟气量经各自的除尘器被送进脱硫塔，经洗涤 脱硫后的烟气温度约 60，经引风机被送进共用烟道，最终由共用烟囱 排入大气。 锅炉正常运行时，其脱硫系统亦同时运行。正常运行时，无论脱硫 装置处于何种工况都不会对锅炉和发电机组产生影响。吸收塔低负荷运 行时，可按吸收塔特性停运一层喷嘴。 整个脱硫系统随锅炉一起检修，更换喷嘴不需要停运锅炉。 。 （3）控制和电气系统）控制和电气系统 除尘脱硫系统将配备一套控制系统，能适应锅炉变负荷运行，极大地 减少操作员的干预。更重要的是系统中还设置了连锁保护和其它安全措施， 以防止高温对系统设备的损坏及保障系统的可用性、设备的保护及安全。 （4）脱硫副产品处理系统）脱硫副产品处理系统 通过抓斗吊从循环沉淀池抓走石膏，最后将石膏一起外运或作其他处 黑龙江省漠河县西林吉镇集中供热一期锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告 - 29 - 理。 （5）工艺水系统）工艺水系统 fgd 装置所用的工艺水来源于热源厂主体工程的工业水。3 台炉共设 一个工艺水箱。两塔共配 3 台工艺水泵 (2 用 1 备)。 在 fgd 装置内水的损耗主要用于石膏附带水分和结晶水、以及蒸发 水。这些损耗通过输入新鲜的工艺水来补足。 工艺水还用来清洗吸收塔除雾器，同时也用作清洗所有输送浆液管道 的冲洗水，包括：石灰石浆液系统、排放系统、石膏浆液管道、吸收塔 循环管道的清洗用水。 除雾器冲洗水泵接电厂保安电源，当全厂断电时，保证能够启动冲洗 水泵对吸收塔进行冲洗。 （6） 废水处理系统废水处理系统 本工程脱硫废水排往再生池和澄清池，循环利用，不外排。 4.2.3 脱硫系统和现有系统的影响脱硫系统和现有系统的影响 （1）fgd 装置和现有系统的相互影响装置和现有系统的相互影响 本项目采用双碱法湿法烟气脱硫工艺（fgd） ，设置于系统现有除尘 器后,引风机和烟囱前，并形成一个相对独立的脱硫系统。烟气自烟道引 出经过 fgd 装置脱硫后返回烟道，故这种工艺相对于其它脱硫工艺与主 系统之间的关系比较简单。 （2） 现