660MW机组脱硫性能考核试验方案(A版).doc

xxx 电厂 2 660MW 机组 脱硫性能考核试验方案 西西 安安 热热 工工 研研 究究 院院有有 限限 公公司司 2 0 1 1年5 月 西安热工研究院有限公司技术方案 版本更新记录 版本编号更新日期版本说明编制审阅批准 A2011 5 25初版孟桂祥姚 胜施延洲 西安热工研究院有限公司技术方案 目 录 1前言 1 2设备概述 1 3性能保证值 3 4试验依据 5 5试验条件及要求 6 6试验内容及测量方法 6 7试验工况设置 12 8试验测点 12 9试验仪器 仪表校验 12 10 试验方法 13 11 试验数据处理 13 12 试验组织机构 14 附件 1 试验测点清单 15 附件 2 试验所需仪器及材料 16 西安热工研究院有限公司技术方案 第 1 页 共 16 页 1前言 xxx 电厂新建工程为 2 660MW 超临界燃煤机组 根据供货合同规定 在每台机组 完成 168 小时试运后 根据业主安排将进行性能考核试验工作 本方案为脱硫性能考核中各项试验的指导性文件 制定了试验的方法及为确保测 试精度所应采取的测试手段 2设备概述 2 1本期工程装设 2 台 600MW 燃煤汽轮发电机组 锅炉为超临界参数 变压运行直 流炉 一次中间再热 单炉膛平衡通风 露天布置 固态排渣 全钢构架 全 悬吊结构 型锅炉 采用三分仓回转式空气预热器 2 2本期工程 2 660MW 机组采用石灰石 石膏湿法脱硫工艺系统 脱硫岛系统设计 时煤质的收到基硫分按 1 2 保证此时在锅炉 BMCR 工况下 处理全烟气量时 的脱硫效率不小于 94 4 且最终 SO2排放浓度小于 200mg Nm3 当脱硫燃用校 核煤种 2 Sar 0 69 时 保证此时在锅炉 BMCR 工况下 处理全烟气量时的 脱硫效率不小于 95 脱硫装置可用率不低于 98 采用一炉一塔 石灰石浆 液制备采用湿磨系统 石膏脱水采用真空皮带脱水系统 均为两套脱硫装置公 用 脱硫装置与机组同步建设 2 3煤质数据 项 目符号单位 设计 煤种 校核 煤种1 校核 煤种2 脱硫设计 煤种 1 元素分析 收到基碳Car 55 450 7844 4444 44 收到基氢Har 3 63 383 163 06 收到基氧Oar 6 415 85 765 56 收到基氮Nar 0 980 90 630 53 收到基硫Sar 0 450 920 691 2 2 工业分析 全水份Mt 6 207 306 86 8 空气干燥基水分Mad 1 631 020 960 96 收到基灰份Aar 26 9630 9238 5238 41 干燥无灰基挥发份Vdaf 30 5025 0826 526 5 3 收到基低位发热量Qnet arMJ kg21 6120 0118 1218 12 4 哈氏可磨系数HGI55735050 5 磨损指数AIMJ kg4241 6 游离二氧化硅SiO2 7 6410 14 西安热工研究院有限公司技术方案 第 2 页 共 16 页 项 目符号单位 设计 煤种 校核 煤种1 校核 煤种2 脱硫设计 煤种 7 灰熔点 变形温度DT 1450 1450 1400 1400 软化温度ST 1450 1450 1400 1400 半球温度HT 1450 1450 1500 1500 流动温度FT 1450 1450 1500 1500 8 灰分析资料 二氧化硅SiO2 56 2556 7454 1254 12 三氧化二铁Fe2O3 4 404 393 983 98 三氧化二铝Al2O3 32 4129 2035 8835 88 氧化钙CaO 1 233 011 111 11 氧化镁MgO 0 710 920 910 91 氧化钠Na2O 0 680 470 30 3 氧化钾K2O 0 861 030 840 84 二氧化钛TiO2 1 451 240 790 79 三氧化硫SO3 0 531 150 510 51 2 4石灰石品质 项 目符号单 位数据 石灰石中碳酸钙含量CaCO3 90 34 石灰石中氯含量Cl 0 029 石灰石水分M 0 23 石灰石灼烧减量X 42 48 石灰石成分 灼烧后 氧化钙CaO50 34 二氧化硅SiO2 2 56 三氧化二铝Al2O3 1 14 三氧化二铁Fe2O3 0 59 氧化镁MgO 2 81 氧化钠Na2O 氧化钾K2O 二氧化钛TiO2 三氧化硫SO3 二氧化锰MnO2 0 01 哈氏可磨指数HGI54 石灰石粒径mm 20 西安热工研究院有限公司技术方案 第 3 页 共 16 页 2 5FGD 入口烟气参数 燃烧设计煤种时 FGD 入口烟气参数如下 锅炉 BMCR 工况烟气成分 设计煤种 标准状态 实际 O2 项 目单位干基湿基备注 O2Vol 5 665 35 1 4 N2Vol 80 6574 74 CO2Vol 13 6512 56 SO2Vol 0 040 03 H2OVol 07 31 锅炉 BMCR 工况烟气参数 设计煤种备注 Nm3 h2092414标态 干基 1 4 FGD 入口烟气量 BMCR 每炉 Nm3 h2257389标态 湿基 1 4 引风机出口烟气温度 127 02最低停运温度 180 引风机出口烟气压力Pa 4000Pa干基 1 4 燃烧脱硫设计煤种时 FGD 入口烟气参数如下 锅炉 BMCR 工况烟气成分 校核煤种 1 标准状态 实际 O2 项 目单位干基湿基备注 O2Vol 5 91 5 57 1 4 N2Vol 80 69 74 44 CO2Vol 13 28 12 15 SO2Vol 0 12 0 11 H2OVol 0 007 73 锅炉 BMCR 工况烟气参数 设计煤种备注 Nm3 h2171107标态 干基 1 4 FGD 入口烟气量 BMCR 每炉 Nm3 h 2353439 标态 湿基 1 4 引风机出口烟气温度 131 2 最低停运温度 180 引风机出口烟气压力Pa 4000Pa干基 1 4 3性能保证值 3 1 脱硫效率保证 当燃用脱硫设计煤种 Sar 1 2 时 锅炉 BMCR 工况下 石灰石耗量 工艺水 耗量 电耗 压缩空气量消耗量 废水排放量不超过保证值 处理全烟气量时的脱硫 效率不小于 94 4 且最终 SO2排放浓度小于 200mg Nm3 当燃用校核煤种 西安热工研究院有限公司技术方案 第 4 页 共 16 页 2 Sar 0 69 时 处理全烟气量时的脱硫效率不小于 95 且最终 SO2排放浓度小于 150mg Nm3 脱硫效率定义为 脱硫效率 C1 C2 C1 100 C1 脱硫装置进口烟道处 SO2浓度 mg Nm3 6 O2 干烟气 C2 脱硫装置出口烟道处 SO2浓度 mg Nm3 6 O2 干烟气 3 2 FGD 装置出口 SO2排放浓度保证 当燃用脱硫设计煤种 设计煤种的定义见 2 3 2 节 时 在石灰石耗量 工艺水 耗量 电耗 压缩空气量消耗量 废水排放量不超过保证值的条件下 确保 FGD 出 口 SO2 浓度不超过允许最大排放浓度 200mg Nm3 干基 6 O2 当燃用校核煤种 2 Sar 0 69 时 处理全烟气量时的脱硫效率不小于 95 且最终 SO2 排放浓度小 于 150mg Nm3 在所有运行测试点或当负荷改变时 都应满足这一要求 同时系统应 考虑留有一定的裕度 并保证 FGD 装置的排放浓度不超标 3 3 FGD 装置出口烟尘浓度保证 在 FGD 入口烟气含尘量不大于 150mg Nm3 干基 6 O2 飞灰成分为设计值 时 确保 FGD 除尘效率不小于 70 烟尘浓度包括飞灰 钙盐类以及其它惰性物质 这些物质悬浮在烟气中 标准状态下以固态或液态形式存在 不包括游离态水 3 4 石膏品质要求 CaSO4 2H2O 含量高于 90 Wt CaCO3 3 以无游离水分的石膏作为基准 CaSO3 1 2H2O 含量低于 1 Wt 以无游离水分的石膏作为基准 溶解于石膏中的 Cl 含量低于 0 01 Wt 以无游离水分的石膏作为基准 溶解于石膏中的 F 含量低于 0 01 Wt 以无游离水分的石膏作为基准 溶解于石膏中的 MgO 含量低于 0 021 Wt 以无游离水分的石膏作为基准 溶解于石膏中的 K2O 含量低于 0 07 Wt 以无游离水分的石膏作为基准 溶解于石膏中的 Na2O 含量低于 0 035 Wt 以无游离水分的石膏作为基准 3 5 除雾器出口烟气携带的水滴含量保证 在任何正常运行工况下 除雾器出口烟气携带的水滴含量应低于 75mg Nm3 干 基 3 6 噪声控制要求 1 离地坪 楼面以及设备所安装的平台以上 1 5m 高 离设备外壳 1 0m 远处 测得噪声级为 氧化风机 85dB A 西安热工研究院有限公司技术方案 第 5 页 共 16 页 球磨机 85dB A 其它风机及泵 80dB A 2 特定工作场所的连续噪声水平不大于 控制室 电子室55dB A 实验室 办公室60dB A 各种车间70dB A 3 7 消耗性参数保证 项 目单位1 号2 号总计 石灰石耗量t h12 812 825 6 工业水m3 h202040 电厂辅机设备冷却水回 水 m3 h102102204 工艺水 耗量 合计m3 h122122244 电耗kWh h478747879574 仪用压缩空气Nm3 min6612 处理后脱硫废水排放量m3 h9 59 519 脱硫装置阻力引起的引风机电耗kWh h213921394278 4试验依据 电厂与供货商签订的技术协议 DL 998 2006 T 石灰石 石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范 DL 469 92 电站风机试验规程 GB10184 88 电站锅炉性能试验规程 GB T13931 电除尘器性能测试方法 GB T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB T3286 石灰石 白云石化学成分分析方法 VDI 3480 Part 1 烟气中的 HCl 浓度测量 VDI 2470 Part 1 烟气中 HF 浓度测量 VGB M M701e 脱硫装置石膏分析 GB8978 1996 污水排放综合标准 烟气脱硫废水排放标准 西安热工研究院有限公司技术方案 第 6 页 共 16 页 有关联络会议纪要 5试验条件及要求 5 1试验过程中燃用的煤质 特别是硫和灰含量 应在设计参数的范围内 同时 石灰石的成分和活性 工艺水品质也应满足设计要求 5 2试验期间脱硫装置应处于稳定运行状态 在试验之前供货商应提供设备在验 收试验期间的参数设定 经业主确认后 试验期间尽可能按照该参数运行 5 3脱硫装置考核试验期间 脱硫装置的实际运行工况如与设计工况存在偏差 则所有的数据应换算到设计工况 换算的依据是供货商提供的实际运行工况 偏离设计工况的修正曲线 修正曲线至少应在试验前一周由供货商提供 业主及热工院进行确认 5 4旁路挡板在试验期间应处于全关状态 5 5性能试验期间现场 CEMS 监测系统运行正常 5 6锅炉主机组能够正常运行 送风机 引风机 一次风机 磨煤机 给水泵和 除灰渣系统等无故障 各烟 风门挡板操作灵活 5 7脱硫系统能够正常运行 石灰石磨制系统 制浆系统 反应塔系统 石膏脱 水系统 废水处理系统 增压风机等无故障 5 8自动控制系统运行可靠 5 9运行参数记录系统投入正常运行 5 10 试验期间不得进行较大的干扰运行工况操作 否则需征得试验负责人的同意 方可进行 若遇到危及设备和人身安全的意外情况 运行人员有权按规程进 行紧急出理 处理完毕后通知试验负责人 5 11 试验期间 试验人员若发现测试数据有异常 应及时向试验负责人汇报 以 便及时处理 5 12 试验前 所有参加试验人员应通晓试验方案 6试验内容及测量方法 6 1脱硫系统烟气量 正式考核试验前 在 100 负荷下用标准毕托管 SOLOMAT 公司生产的 ZEPHER 型电子微压计 级 K 型铠装热电偶和 FLUKE 公司生产的点温计 采 用等截面网格法测量各点的烟气动压 静压和温度 计算出烟气流量 标准状态 6 O2 同时由 DCS 系统采集在线测量的烟气流量数据 二者进行比较 如果实测数据与在线测量的烟气流量数据偏差较小 则根据实测 西安热工研究院有限公司技术方案 第 7 页 共 16 页 结果更正 DCS 系统中的流量系数 正式考核试验期间由 DCS 采集在线测量的烟气流 量 并对试验过程中的数值进行平均计算 如果实测数据与在线测量的烟气流量数据 偏差较大 则在正式性能试验期间进行实测烟气量 6 2污染物的脱除率 在 100 负荷 试验煤质条件下 根据脱硫岛入口和出口烟气中的 SO2 SO3 粉尘 HF HCl 浓度 计算出这些污染物的脱除率 计算公式如下 100 rawgascleangas rawgas CC C 折算到标准状态 干态 6 O2下的原烟气中污染物浓度 rawgas C 折算到标准状态 干态 6 O2 下的净烟气中污染物浓度 cleangas C 6 2 1 SO2的脱除率及出口 SO2浓度 正式考核试验前 首先用 SO2标气和 O2标气分别对测试仪器标定 热工院负责 和吸收塔入口及出口运行仪表进行标定 业主责成 CEMS 供货商负责 然后在 50 负 荷和 100 负荷下 于吸收塔入口和出口烟道按照等截面网格法进行实测 并根据实测 结果对在线表计进行相应修正 正式考核试验期间 选择 100 负荷的时间段由 DCS 采集在线测量的原 净烟气 SO2和 O2浓度值 并对该时间段的数值进行平均计算 然后根据原 净烟气 SO2和 O2 浓度值 计算出 SO2的脱除率 SO2 O2 烟道 2 m 过滤器 蠕动泵 泵 8L Min 泵 冷却器 超细过滤 烟气分析仪 预处理 分析 信号 采集系统 伴热管线 加热头 旁路 图 1 SO2取样测试系统 烟气分析仪 西安热工研究院有限公司技术方案 第 8 页 共 16 页 6 2 2 粉尘含量测量 采用粉尘取样枪对烟气中的粉尘进行取样 同时记录取样气体的压力 温度及流 量 取样前后滤筒烘干后的重量 最后计算得到粉尘含量 试验仪器 1 3012H 自动烟尘 气 测试仪 青岛崂山应用技术研究所 2 加热式滤筒采样管 3 玻璃纤维滤筒 采样系统 将滤筒在烘箱中烘干 1 小时 取出放入干燥器中冷却至室温 用天平称重 按图 2 颗粒物采样系统 使用干燥恒重过的滤筒 等速采样 30 40 分钟 采样管温度 150 采样结束后 小心取出滤筒 样品测试 将样品滤筒在 160 烘箱中烘干 1 小时 取出放入干燥器中冷却至室温 用天平 称重 颗粒物 mg m3 nd V m 式中 滤筒捕集的颗粒物量 mg m 标准状态下干气的采样体积 m3 nd V 图 2 粉尘采样系统 1 滤筒 2 加热采样管 3 干燥瓶 4 温度计 5 压力计 6 流量计 7 抽气泵 6 2 3 SO3含量测量 西安热工研究院有限公司技术方案 第 9 页 共 16 页 采用化学方法测量 采样系统与 HCl 和 HF 采样系统相似 6 2 4 HCl 和 HF 测量 基本测试方法如下 按图 3 连接两只装有 50 100 毫升 0 10mol L NaOH 吸收液的 玻璃筛板吸收瓶 以 0 5 升 分流量 采气 5 30 分钟 采样管加热温度为 120 用离 子色谱法测定吸收液中氯离子和氟离子 6 3烟气中的水蒸汽含量测量 烟气中的水分含量采用自动烟尘 气 测试仪进行测试 6 4能量和物料耗量 在 100 负荷下的一段时间内 持续时间需试验时根据现场情况确定 进行测试 测量脱硫系统电量 工艺水量 脱硫剂 石灰石 的平均消耗量 电量消耗 采样现场相关表计 水量消耗 采样现场相关表计 石灰石消耗 通过计算的方法来确定 St FM MCCV m RSO CaCOingasSORogasSORG CaCO 1 10 2 322 3 Re 式中 石灰石耗量 kg h 3 CaCO m VRG 烟气体积流量 标准状态干烟气 6 O2 m3 h 图图 3 HCl HF 采样系统采样系统 1 滤筒 2 加热采样管 3 旁路吸收瓶 4 温度计 5 压力计 6 吸收瓶 7 流量计 8 抽气泵 9 干燥瓶 西安热工研究院有限公司技术方案 第 10 页 共 16 页 烟气中 SO2浓度 标准状态干烟气 6 O2 mg m3 2 SO C CaCO3摩尔质量 100 09kg kmol 3 CaCO M SO2摩尔质量 64 06kg kmol 2 SO M FR 石灰石纯度 St Ca S 摩尔比 OHCaSO OHCaSO OHCaSO OHCaSO CaCO CaCO M x M x M x St 23 23 24 24 3 3 5 0 5 0 2 2 1 式中 石膏中 CaCO3质量含量 3 CaCO x 石膏中 CaSO4 2H2O 质量含量 OHCaSO x 24 2 石膏中 CaSO3 0 5H2O 质量含量 OHCaSO x 23 5 0 CaSO4 2H2O 摩尔质量 172 18kg kmol OHCaSO M 24 2 CaSO3 0 5H2O 摩尔质量 129 15kg kmol OHCaSO M 23 5 0 在 100 负荷下 根据脱硫系统烟气体积流量 脱硫岛进出口烟气中的 SO2和 O2 含量 脱硫岛进口烟气中的水蒸汽含量 石膏中 CaCO3 CaSO4 2H2O 和 CaSO3 0 5H2O 含量及石灰石纯度并按照有关公式计算得到 此外 需要对实测石灰 石粉耗量进行修正计算后才能与保证值进行比较 修正项目通常包括负荷 烟气量修正 和 SO2脱除量修正 6 5烟囱入口烟气温度 在两个负荷下进行测试 在 100 锅炉负荷下 在烟囱入口烟道采用 级精度 K 型铠装热电偶按照等截面 网格法进行测量 在大于 50 负荷 即 300MW 下 具体负荷视现场条件而定 在烟囱入口烟道 采用 级精度 K 型铠装热电偶按照等截面网格法进行测量 6 6脱硫系统压力损失 在 100 负荷下 在烟气系统各阻力段安装压力测点 使用压力测量仪表 微压 计或 U 型管 测量烟气脱硫系统及其各部分 吸收塔 GGH 等 的压力损失 6 7石膏品质 现场采样试验期间的石膏样品 分析石膏含湿量 西安热工研究院有限公司技术方案 第 11 页 共 16 页 CaSO4 2H2O CaSO3 1 2H2O CaCO3 Cl 含量 F 含量 MgO 含量 K2O 含量 Na2O 含量 纯度 石膏粒径分布等参数 6 8噪声 使用精密声压级计在现场直接测量 在 100 负荷下 使用精密声压级计在现场直接测量增压风机 吸收塔浆液循环 泵 氧化风机 控制室 电子间装置等处的噪音 测量表面平行于测试对象的基准面 与基准面距离为 1m 测点布置在测量表面 上 测点水平高度为 1 2m 采用 ND2 型精密声压级计声压级测量 在规定的测点上 选用声级计的 慢 档 读取被测设备运行时的 A 计权声压级 表面平均声压级 LPA由下式计算 K N L N i L PA PAI 1 1 0 10 1 lg10 式中 LPAi 经背景噪声修正后的第 i 个測点的 A 计权声压级 dB N 测点总数 K 环境修正值 dB 一般来说 背景与环境噪音的修正为 3dBA 故 表面平均声压级 LPA可由下式简化计算 310 1 lg10 1 1 0 N i L PA PAI N L 式中 LPAi 第 i 个測点的 A 计权声压级 dB N 测点总数 6 9 脱硫废水 按照 污水综合排放标准 GB8978 1996 监测脱硫废水是否达标排放 供 货商提供废水排放量保证值 监测指标包括 pH 值 悬浮物 SS 化学耗氧量 COD 氟化物 硫化物及重金属 6 10 运行参数记录 脱硫岛其它主要运行参数均采用机组配套的数据采集系统记录值 每 1 分钟记 录一次 正式试验前 热工院提交性能考核试验 DCS 参数组态表 电厂热工负责试 验期间 DCS 参数的提取 西安热工研究院有限公司技术方案 第 12 页 共 16 页 西安热工研究院有限公司技术方案 第 13 页 共 16 页 7试验工况设置 工况编号试验内容试验负荷持续时间 工况 1烟气流量标定100 负荷约 3 小时 工况 2原烟气 SO2和 O2含量标定100 负荷约 3 小时 辅 助 性 试 验 工况 3净烟气 SO2和 O2含量标定100 负荷约 3 小时 工况 4脱硫效率测试100 负荷现场确定 工况 5粉尘脱除率测试100 负荷约 4 小时 工况 6HF 和 HCL 脱除率测试100 负荷约 4 小时 工况 7SO3脱除率测试100 负荷约 4 小时 工况 8烟囱入口排烟温度测试100 负荷约 4 小时 工况 9脱硫效率测试100 负荷现场确定 工况 10噪声测试100 负荷约 3 小时 正 式 试 验 工况 11脱硫废水取样100 负荷约 8 小时 备注 原烟气中水蒸汽含量测试 石灰石纯度和石膏品质测试安排在上述试验工况 中进行 能量和物料耗量测试也安排在上述试验工况过程中进行 以上仅为初步设置 最终工况安排还需试验前三方最终商定 8试验测点 试验测点清单见附件 1 9试验仪器 仪表校验 9 1所有试验仪器 仪表均需经过法定计量部门或法定计量传递部门校验 并具 有在有效期内的合格证书 9 2烟气分析仪本身不具备校验证书 但用于每次试验前后对其进行标定的标准 西安热工研究院有限公司技术方案 第 14 页 共 16 页 气体具备法定计量部门提供的有效校验证书 9 3对于烟气取样不锈钢管 橡胶管 烟气混合器 烟气前处理装置等在试验前 应进行严密性试验 10 试验方法 10 1 辅助性试验 正式试验开始之前 先进行辅助性试验 内容包括 烟气流量标定 原烟气 SO2和 O2含量标定 净烟气 SO2和 O2含量标定 辅助性试验结束后 电厂 脱硫系统供货方 TPRI 应对测试结果进行确认并签 字 10 2 正式试验 试验持续时间因测试项目而异 对于每一项测试 电厂 脱硫系统供货方 TPRI 都应做到充分沟通和协商一致 试验结果需经三方共同确认 11 试验数据处理 11 1 测量断面烟温以各测点算术平均值计 11 2 整个试验期间的温度 烟气成份分析等数据以时间步长上记录的数据算术平 均值计 11 3 试验测试结果按照三方事先商定的修正方法 曲线 进行修正计算 有关修 正方法和曲线应在试验前的联络会上确定 西安热工研究院有限公司技术方案 第 15 页 共 16 页 12 试验组织机构 试验总指挥由电厂派员担任 负责指挥试验的全部工作 协调各方相互友好地协 作 下达试验的开始和结束时间 宣布试验有效或作废 仲裁各方意见 确保试验