德龙10平竖炉脱硫技术实施方案1225.doc

唐山市兴隆钢铁有限公司110m球团竖炉烟气脱硫技术方案秦皇岛市清青环保设备有限公司2014-3目录一、工程概况11.1 概况11.2 项目名称及相关单位11.3 工程概况11.4设计原始参数（甲方提供）1二、工程范围界定及工程界面2三、脱硫系统工程整体总体设计论述33.1 脱硫工程整体总体设计要求33.2 脱硫工程整体总体设计原则43.3 脱硫工程整体总体设计标准及规范43.4 甲方建设目标8四、脱硫系统主要技术指标94.1 主要技术参数94.2 脱硫剂及要求94.3 工艺设计参数（理论计算值）10五、钢渣（石灰）-石膏法脱硫工艺系统105.1 钢渣（石灰）-石膏法脱硫简述105.2 烟气系统115.3 脱硫剂制备系统125.4 脱硫吸收系统125.5 副产物处理系统135.6 工艺水系统135.7 电气系统135.8 仪表控制系统145.9 土建系统145.10 其他说明14六、脱硫系统设计156.1 脱硫系统主要装置156.2 通用设备226.3 脱硫系统电气316.4 脱硫系统控制及仪表336.5 给排水设计396.6 建筑结构406.7 采暖通风与空气调节416.8 消防系统426.9 脱硫工程节能设计426.10 副产物的利用43七、环境保护与安全卫生437.1 环境保护437.2 劳动安全447.3 职业卫生44八、脱硫系统性能考核保证值44九、运行成本分析459.1 系统电耗459.2 运行成本分析46十、工程工期与验收4610.1 工程工期4610.2 工程验收46十一、售后服务及技术服务4811.1 售后服务4811.2 技术服务4911.3 备品备件清单50十二、专题说明5112.1 脱硫塔特点5112.2 钢渣、石灰-石膏法脱硫工艺机理5312.5 脱水石膏处置与利用5612.6 保证工程质量的措施58十三、供货清单(仅供本次方案使用)6313.1 设备清单6313.2 土建清单68十四、附件6814.1 系统工艺流程图.平面布置图68一、工程概况1.1 概况唐山市兴隆钢铁有限公司按照公司战略定位和发展要求，结合国家产业政策，拟对公司旗下1台10m2球团竖炉烟气脱硫，准备上一套烟气脱硫设备。本次脱硫方案就是在上述建设背景和有关法规要求下对该项目的污染物进行治理和工艺设计，在不影响现有烧结系统运行条件下，使该项目能有效减少各项污染物的排放，保证尾气达标排放，实现良好的经济效益和环保效益，并尽可能利用现有设施资源，把项目投资费用降到最低。1.2 项目名称及相关单位项目名称：唐山市兴隆钢铁有限公司10m2竖炉脱硫建设单位：唐山市兴隆钢铁有限公司承包单位：秦皇岛市清青环保设备有限公司设计单位：秦皇岛市清青环保设备有限公司施工单位：秦皇岛市清青环保设备有限公司1.3 工程概况暂无1.4设计原始参数（甲方提供）1.球团竖炉技术参数：脱硫入口烟气参数序号名 称数 值单 位备 注1球团竖炉10m22烟气流量288000m/hm3/h 3初始SO2浓度2500mg/Nm34初始烟气温度120 2.设计技术指标保证值、(烟气出口)1排放SO2浓度50mg/ Nm32粉尘40mg/ Nm33氮氧化物 200mg/Nm33.设计参数及主要经济参数（设计工况）序号项 目单 位1烟气量m3/h2880002FGD入口SO2浓度（湿态）mg/Nm325003FGD入口烟气温度（正常）1204FGD出口SO2浓度mg/Nm350（设计值）5脱硫后烟囱入口净烟气温度50-606脱硫剂生石灰（1）脱硫剂粒径 200目（2）脱硫剂纯度%石灰80（3）脱硫剂耗量t/h0.2（按石灰计算）7副产品石膏浆液（CaSO42H2O）（1）含固量%90%（2）生成量t/h0.68脱硫工艺耗水（补充水）t/h69要求脱硫量/h200二、工程范围界定及工程界面本方案中甲方为唐山市徳龙钢铁有限公司（简称甲方），乙方为秦皇岛市清青环保设备有限公司（简称乙方）。该脱硫工程为总承包交钥匙项目，承包设计、施工范围：竖炉烟气脱硫，包括工艺系统、电气系统、仪表控制系统及土建工程。球团竖炉引风机后的钢烟道接口处（包括旁路挡板门和入口挡板门）至脱硫后合格烟气排放至大气为止的所有设施的设计、制造、供货、安装、施工质量监督、操作培训及调试工作，并具备投入使用条件保证环保监测排放合格、环保验收。设计界限及工作分配如下：1) 电除尘风机出口处接引脱硫烟道，并在原烟道上设旁路烟道。2) 甲方将电源引至电源柜进线端，乙方方负责脱硫岛内的低压电气配电部分设计、采购及安装调试。3) 烟气自动监控系统（CEMS）由甲方负责采购及安装。4) 设备润滑、动力等所用油脂由甲方采购，乙方负责加油。5) 土建部分由乙方设计、施工（含开槽及截桩），桩基施工由甲方负责。6) 甲方负责提供脱硫施工所需的水、电、气等能源介质，费用由承乙方负担；施工场地具备三通一平条件。7) 乙方采购设备，要选择质量可靠、高效节能的产品，主要设备采购入围厂家需经甲方认可。8) 甲方在施工中发现的设计缺陷或错误有提出修改的权利，乙方设计修改后不得再向发包方申请增加设计及施工费用，由此造成的工期延误等损失由乙方承担。9) 区域绿化、区域道路、地面硬化、排水沟由甲方负责。10) 系统内的通风、报警、消防、防雷、接地、照明由乙方负责，语音通信由甲方负责。三、脱硫系统工程整体总体设计论述3.1 脱硫工程整体总体设计要求1.系统布置合理，工艺流程简捷可靠，设备运转稳定，主体设备寿命20年，防腐选材合理，使用寿命长；控制系统先进，成本运行经济。2.系统须按低成本运行指标进行设计，脱硫效率高，能力满足业主作业线生产需要，并考虑一定富裕度。3.本系统具备在主作业线负荷突然发生变化时的适应调整功能，还须具备系统脱机检修时不影响主作业线运行的功能。4.烟气系统出口设置烟气在线连续监测系统，出口监测项目：SO2、O2、NOX、温度、压力、流量、粉尘。5.系统检修须与业主作业线同步，设备同步运行率大于98%，影响系统运行的关键设备考虑一用一备设计。6.环保要求：确保本区域各岗位环境达标，对本系统另外产生的废气、废水、粉尘、固废等需达标排放，不能形成二次污染。7.系统事故状态下，能有效控制对周围环境的影响，做到可控可防。8.脱硫主要副产物要求能够外销处置，资源利用，各项理化指标值达到国家或企业使用标准。9.系统各项设计均满足国家、部委、行业等最新标准。3.2 脱硫工程整体总体设计原则l 本工程是具有国内先进水平的脱硫系统，技术成熟，工作可靠，能满足长期稳定运行。l 同步运行率98% 脱硫率95% 节能降耗，经济效率高。l 本工程为交钥匙工程l 设计遵循先进，实用，可靠，经济环保的原则。其布局和装备水平与主体生产系统和谐统一。l 布局合理，流程先进，节约用地，节约投资，工艺技术先进能长期安全稳定运行。l 各项指标具有国内先进水平。l 技术装备水平达到国内同类规模先进水平。l 自动化水平先进，实用，有效，性价比高。l 工艺和设备具有先进的节能降耗技术，减少水，电，压缩空气等动力消耗，降低运行成本，实行循环经济。l 提高水的利用率，保护环境，从源头控制废弃物，做减量化，无害化和资源化处理。l 100%旁路设计。l 集中控制系统控制水平先进，经济，实用，稳定，可靠，自动化水平高，劳动强度小。l 所有仪表均为国内先进水平，生产厂家为国内知名厂家。l 施工过程及系统运行，环保指标达标。l 本次设计按SO2最高排放浓度2500mgNm3，保证SO2排放50mgNm3。l 同时兼顾了节能，防火，给排水及安全规范进行综合考虑。l 管道，烟道设膨胀节，并留有足够的安全余量。故障时能承受最大热应力和机械应力，并留有最差条件及事故时的安全余量。l 入厂各种能源和介质都安闸门，并设计量装置，可传送至中控室。l 操作室作恒温，恒湿，隔音，防尘和防静电处理。l 按有关标准，在必要地方设安全防护措施。3.3 脱硫工程整体总体设计标准及规范GB50009-2001建筑结构荷载规范GB50007-2002建筑地基基础设计规范GB50010-2002混凝土结构设计规范GB50011-2001建筑抗震设计规范GBJ16-87建筑设计防火规范JGJ94-94建筑桩基设计规范SDJ20-78水工砼结构设计规范l 烟气脱硫设计标准及规范HJ/T 179-2005火电厂烟气脱硫工程技术规范 石灰/石灰石膏法HJ/T 288-2006环境保护产品技术要求湿式烟气脱硫除尘装置行业标准DL/T 5196-2004火力发电厂烟气脱硫设计技术规程l 机电设备设计及施工标准及规范GB 150-1998钢制压力容器HG20569-94 机械搅拌设备设计GB755-2000旋转电机定额和性能GB997-1981电机结构及安装型式代号GB/T1993-1993旋转电机冷却方法GB/T4942.1-2001旋转电机外壳防护分级（IP代码）GB10068-2000轴心高56mm及以上电机的机械振动测量、评定及限制GB/T10069.1-GB10069.3-2006旋转电机噪声测定方法及限值GB1032-2005三相异步电机试验方法 GB3216-89离心泵、混流泵、轴流泵、旋流泵试验方法GB50231-98机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50236-1998现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范GB50270-98连续输送设备安装工程施工及验收规范GB50275-98压缩机风机泵安装工程施工及验收规范 l 给排水、暖通标准及规范GBJ19-87（2001版）采暖通风与空气调节设计规范GB50243-2002通风与空调工程施工质量验收规范GB50242-2002建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GBJl41 90给水排水构筑物施工及验收规范GB50268-1997给水排水管道工程施工及验收规范GBJ23582工业管道工程施工及验收规范l 安全、环境部分标准及规范GB/T 12801-2008生产过程安全卫生要求总则GBZ 1 工业企业设计卫生标准GB 12348-2008工业企业厂界环境噪声排放标准l 建筑结构标准及规范GB50009-2001建筑结构荷载规范GB50010-2002混凝土结构设计规范GB502042002混凝土结构工程施工及验收规范GB 50011-2001建筑抗震设计规范GB50017-2003钢结构设计规范GB502052001钢结构施工及验收规范GB50007-2002建筑地基基础设计规范GB50202-2002地基与基础工程施工验收规范GB50040-96动力基础设计规范JGJ480工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程JGJ107-2003钢筋机械连接通用技术规程GB50207-2002屋面工程质量验收规范JGJ822002钢结构高强度螺栓连接设计、施工技术规范JGJ5999建设工程施工现场管理标准GB50209-2002建筑地面工程施工及验收规范GB 50210-2001 建筑装饰装修工程质量验收规范JGJ8l91建筑钢结构焊接规程JBl-322396焊条质量管理规定l 消防报警、防雷部分设计标准及规范DL502793电力设备典型消防规程GBJ140 建筑灭火器配置设计规范GB50016-2006建筑设计防火规范GB50222-95建筑内部装修设计防火规范GB50058-92爆炸火灾危险环境电力装置设计规范GB501662007火灾自动报警系统施工及验收规范GB50057-2000建筑物防雷设计规范l 电力、仪表部分设计标准及规范DL400-91继电保护和安全自动装置技术规程 GB50060-923110KV高压配电装置设计规范 DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T5137-2001电测量及电能计量装置设计技术规程 GB50217-2007电力工程电缆设计规范 DL/T50054-95低压配电设计规范GBJ30388建筑电气安装工程质量检验评定标准GB501682006电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB501692006电气装置安装工程接地线路施工及验收规范GB501702006电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范GB50254GB50259-96电气装置安装工程施工及验收规范GB5017292电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范GBJ14790电气装置安装工程高压电器施工及验收规范GBJl4890电气装置安装工程变压器、互感器、电抗器施工及验收规范GBJl4990电气装置安装工程母线装置施工及验收规范GB5025796电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范GB5015091电气装置安装工程电器设备交接试验规程GB5017192电气安装工程盘柜二次接线施工及验收规范GBJ462005施工现场临时用电安全技术规范GB5019493建设工程施工现场供用电安全规范GB50254GB50259-96电气装置安装工程施工及验收规范GB5025996电气装置安装工程电气照明施工及验收规范JJG61796数字温度指示调节仪检定规程JJGl8697动圈式温度指示调节仪表检定规程JJ67492自动平衡式显示仪检定规程JJG35196工作用廉金属热电偶检定规程JJG7189l温度巡回检测仪检定规程JJG82993电动温度变送器检定规程JJG8822004压力变送器检定规程l 制图标准及规范GB/T50001-2001房屋建筑制图统一标准GB/T50105-2001建筑结构制图标准3.4 甲方建设目标本项目要达到的基本指标：1) 采用石灰石膏湿法脱硫工艺；2) 系统可利用率大于 98，使用寿命 20 年；3) 噪声控制达到环保要求。4) 脱硫装置必须保证能快速启动，且在球团竖炉负荷波动时有良好的适应特性，脱硫系统运行不能够影响竖炉正常生产。5）整套脱硫系统及其装置的设置应能够满足整个系统在不同工况下的运行要求，脱硫装置及其辅助设备的启动、正常运行监控和事故处理应在脱硫控制室内进行操作，紧急情况可在机旁操作。如果某台设备出现故障(例如水泵等)，备用设备将自动投入运行，且不会影响装置的运行。整个系统的控制功能由乙方提供的脱硫西门子PLC+控制电脑实现。6）在装置停运期间，各个需要冲洗和排水的设备和系统(石膏浆液系统的泵、管道、箱罐等)必须在不需要过多的或非常规的准备和操作的情况下就能实现冲洗和排水。在短期停运或事故中断期间，主要设备和系统的排水和冲洗应能通过脱硫PLC的远方操作实现，包括石灰浆液或石膏浆液管道和其他所有与石灰或石膏浆液接触的设备。7）对于容易损耗、磨损或出现故障并因此影响装置运行性能的所有设备（例如吸收塔喷嘴、泵等），设计成易于更换、检修和维护。8）自动运行方式需要的阀门和挡板等配置气动/电动执行器。9）烟道和箱罐等设备配备相应的人孔门，所有的人孔门使用铰接方式，且能进行开/关。所有的人孔门附近设有维护平台，必要时安装爬梯。10）所有设备和管道，包括烟道、膨胀节等在设计时必须考虑设备和管道发生故障时能承受最大的温度热应力和机械应力。11）所有设备和管道，包括烟道的应考虑最差运行条件（压力、温度、流量、污染物含量）及事故情况下的安全裕量。12）选用的材料必须适应实际运行条件，包括考虑适当的腐蚀余量，特别是使用两种不同钢材连接时应采取适当的措施, 并征得需方同意。13）塑料管和FRP管道应防备机械损伤。14）所有设备与管道等的布置应考虑系统功能的实现和运行工作的方便。四、脱硫系统主要技术指标4.1 主要技术参数球团竖炉规格10m2数量1台运行时间24小时连续运行运行负荷满负荷工作时间大于8400小时/年工况流量288000m3/h烟气温度120粉尘含量SO2初始浓度2500mg/Nm3烟气含湿量烟气含氧量设计保证值脱硫效率96%漏风率2%SO2排放浓度设计值50 mg/Nm3设备同步率98%出口粉尘浓度40 mg/Nm3系统噪声值85dB(A)脱硫主体设施寿命20年脱硫产物处理产物为石膏(CaSO4 2H2o),回收利用4.2 脱硫剂及要求名称CaO含量粒度过筛率石灰80%200目100%过筛率4.3 工艺设计参数（理论计算值）项 目单 位数 量工况烟气量m3/h288000Nm3/h进口SO2浓度mg/Nm32500设计排放浓度mg/Nm350（设计值）脱硫速率t/h0.2设计液气比L/Nm38.5喷淋层数层3设计Ca/Smol/mol1.05钢渣或石灰用量t/h0.2设计石膏含水率%10设计石膏产量(湿渣)t/h0.6五、石灰-石膏法脱硫工艺系统石灰-石膏法脱硫工艺系统主要包括烟气系统、脱硫剂制备系统、脱硫吸收系统、副产物处置系统、工艺水系统、电气系统、仪表控制系统以及其他辅助系统等，其核心部分是脱硫吸收系统。5.1石灰-石膏法脱硫简述5.1.1石灰-石膏法脱硫工艺简介石灰-石膏法脱硫工艺以石灰浆液作为脱硫吸收剂的一种脱硫工艺系统, 脱硫吸收剂与SO2反应首先生成亚硫酸钙,然后氧化成硫酸钙，最终产物为石膏的工艺过程。我公司采用石灰为脱硫剂的石灰-石膏法脱硫工艺。该工艺较之其它脱硫工艺具有以下特点：一次性投资省，工程投资仅为国外引进工艺的10%30%脱硫效率高，可达96%以上，运行可靠性高，系统简单能耗指标低，运行费用低副产物妥善处理，无二次污染占地面积小，流程合理通过先进的计算机模拟设计，实现系统的优化设计通过烟气流速的量适中化设计，达到低阻力、节能的效果吸收剂石灰来源丰富，容易得到，价格便宜采用消化机集成除渣机，充分熟化浆液、快速除渣的同时，提高系统适应性采用塔底存液，塔内扰动曝气，在减少投资的同时，防止塔内沉积5.1.2 石灰-石膏法脱硫反应原理烟气中的SO2和SO3与浆液液滴中的水发生如下反应：SO2 + H2O HSO3- + H+SO3 + H2O H2SO4SO3与水生成的H2SO4可以在短时间内与石灰浆液发生反应。浆液水中的石灰首先发生溶解：CaO+ H2O Ca2+ OH-SO2、SO3与石灰浆液发生以下离子反应：Ca2+ OH- + HSO3- + 2H+ Ca2+ HSO3- + 2H2OCa2+ OH- + SO42- + 2H+ Ca2+ SO42- + 2H2O通入脱硫塔浆液池内的O2将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，形成石膏：HSO3- + O2 2SO42- + 2H+Ca2+ SO42- + 2H2O CaSO42H2O5.1.3石灰-石膏法脱硫工艺流程球团竖炉产生的烟气通过进烟道，进入SO2吸收塔，在多层喷淋的条件下，与脱硫吸收剂充分接触，达到脱除烟气中SO2的目的。脱硫后烟气经喷淋塔上方的除雾器分离出净烟气中的雾滴，再经直排烟囱达标排放。SO2吸收塔塔底生成的石膏由石膏排出泵排出，经一级脱水器(水力旋流器)，二级脱水器(真空皮带过滤机)后制成石膏滤饼，进入石膏存放间备用。5.2 烟气系统烟气系统由烟道、直排烟囱、挡板门等组成。本脱硫系统中烟气系统当球团竖炉系统在50-120%BMCR工况条件下，脱硫系统的烟气系统都能正常工作，并留有一定余量。对烟气脱硫装置设旁路烟道及挡板门，便于脱硫装置切入和断开。从球团竖炉引风机至主烟囱的烟道上，加设旁路挡板门，将烟气与烟囱隔开，通过新设烟道将烟气引入脱硫塔，并在该段烟道上设置入口挡板门。脱硫系统正常运行时，关闭旁路挡板门，打开入口挡板门，烟气经脱硫塔脱硫后通过塔顶直排烟囱排放；脱硫系统停机维护检修时，打开旁路挡板门，关闭入口挡板门，烟气经原烟囱排放。5.3 脱硫剂制备系统脱硫剂制备系统由石灰粉仓、消化机、浆液储罐及输送系统组成。脱硫剂制备系统完全实现全自动化控制，大幅度降低劳动强度，充分保证脱硫剂浆液浓度的稳定性，现场整洁。本系统脱硫剂考虑采用钢渣或石灰，甲方将按照乙方提供的钢渣或石灰品质要求供料，如品质有所变化，需与乙方协商确认，从而可保证系统稳定可靠运行。石灰粉仓采用钢结构，储仓贮存容量能满足球团竖炉3天（大于25立方米）的吸收剂消耗量。石灰粉仓设有仓顶除尘器、料位计等。粉仓底部设置下料装置，下料口设置专用防堵装置，并配置加热装置防止脱硫剂粉吸潮。石灰粉通过消化机进行熟化，熟化好的脱硫剂进入浆液储罐，通过浆液泵进入吸收塔，消化机内未能熟化的大颗粒与杂质，通过除渣机排出，减少消化机、循环泵负荷、增加各个泵的寿命。浆液泵的实际供浆量与球团竖炉负荷、进出口二氧化硫浓度、循环液的pH值等进行联锁控制。5.4 脱硫吸收系统脱硫吸收系统由吸收塔入口系统、循环喷淋系统、脱水除雾系统、扰动系统等组成。待处理烟气通过烟气系统后，到达吸收塔入口段，入口段设置有降温喷淋，用于防止烟气温度过高对塔体造成损坏。经过温度修正的烟气进入吸收塔，与含有脱硫吸收剂的循环浆液逆向接触，来完成传质过程，达到净化烟气的目的。循环喷淋系统配置3台循环泵对应三层喷淋层，采用空心蜗壳喷嘴，覆盖率200%，可以形成良好的雾化区域，增加传质表面积，延长液滴在塔内的停留时间（液滴在塔内的停留时间与液滴直径、喷嘴出口速度和烟气流动方向有关），从而达到最佳的脱硫效率。脱硫后的烟气通过循环喷淋层上方设置的双层平板式除雾器，分离净烟气中夹带的液滴，使净烟气的雾滴含量不超过75mg/Nm3。循环喷淋系统的循环浆液储存于塔底的储液段，通过罗茨风机鼓入的氧气进行氧化，将亚硫酸盐氧化为硫酸盐（石膏），再通过石膏排出泵送至副产品处置系统。同时塔底设置有脉冲扰动系统，防止塔内浆液沉积阻塞。脱水除雾系统包含一套独立的冲洗装置，按压差(优先级)或时间进行反冲洗，防止除雾器阻塞。脱硫塔是脱硫吸收系统的主要设备，可以分三个区，首先是吸收反应区。在这个区域内，主要是SO2和SO3被浆液中的水吸收溶解为为HSO3和HSO4-离子，再进一步电离成SO32-和SO42-离子，然后与石灰浆液中的Ca2+离子反应生成硫酸盐和亚硫酸盐。其次是循环氧化区，这个区的目的是完成脱硫副产品的氧化和结晶。第三是烟气除雾区，在反应塔的上部安 装高效率的除雾器装置，保证脱硫后烟气液滴含量优于国家排放标准(低75mg/Nm3)。5.5 副产物处理系统副产物处理系统由氧化系统、石膏排出泵、一级脱水器、真空皮带过滤机、石膏堆放场、滤液池等组成。储存在塔底的脱硫液，经过循环使用后，主要成分是亚硫酸盐，此时在吸收塔底部由罗茨风机鼓入空气对其进行氧化，使脱硫液中的亚硫酸盐被氧化成硫酸盐(石膏)，再经过由塔内脱硫液密度控制的石膏排出泵送至一级脱水器水力旋流器，浓缩至40%50%的浓缩石膏浆，浓缩后的石膏浆液流入真空皮带过滤机，经脱水处理后得到含水率不超过10%的石膏滤饼，并存放于石膏堆放场。水力旋流器产生的溢流液、真空皮带过滤机的滤布冲洗水及真空罐排出水进入滤液池，返回吸收塔或是用于石灰浆液制备系统。本脱硫系统配置石膏堆放场，能够堆放系统满负荷运行3天左右生产的石膏量。真空皮带过滤机产生的石膏输送到石膏堆放场进行存放。真空皮带脱水机按照满负荷运行出渣能力的150%设计。5.6 工艺水系统工艺水系统由工艺水箱、工艺水泵及工艺水管道组成。吸收塔塔内的水蒸发和石膏带水会造成脱硫系统水流失，为了维持整套脱硫系统的水平衡，必须对脱硫系统进行补水。同时制备浆液系统、停机自动冲洗等都需要使用工艺水。根据工艺的需要，本工程设置1套工艺水箱，2台工艺水泵。工艺水水质要求：Cl-100mg/L，压力不小于0.3MPa，由买方负责引至脱硫塔20m的范围内。工艺水管路采用碳钢材质，在必要的地方设置检修隔离阀，Y型过滤器等。5.7 电气系统电控系统应采用标准的低压供配电控制柜设计，50KW以上电机采用软启动方式，其余可直接启动。电气设备选择要满足工艺要求和人身设备安全，操作方便，可靠性高，便于维护，采用集中与机旁相结合的控制方式。详见本方案6.3。5.8 仪表控制系统控制系统采用了PLC+上位机的集散控制系统，整个系统逻辑上按照三层结构设计：过程控制级监控级上一级监控级和管理级。在过程控制级中主要采用PLC、智能仪表（调节器）、传感器等控制生产过程和采集相关数据，过程控制设备与上位机之间通过RS485总线网络进行通讯；控制系统的监控级运行实时数据采集和控制软件（监控组态软件）完成烟气脱硫系统监控与管理以及过程优化数学模型运算。计算机系统的操作站（另配套一台移动式编程机）可实现：以逼真的工艺实时动态图形展现工艺流程和工艺数据；以图形、数据信号的彩色变化和报警信息表反映工况异常；以测控量的实时变化趋势和历史趋势变化图形，反映工艺参数的变化过程及控制效果；以数据库表和电控、热控系统图形，全面检查诊断系统；以报表和实时图形拷贝作为日常记录。为了保证关键测量数据的正确性，对关键部位参数进行实时监测并记录。联锁保护及程序控制功能监测功能：计算机系统的操作站可实现如下功能：以逼真的工艺实时动态图形展现工艺流程和工艺数据；以图形、数据信号的彩色变化和报警信息表反映工况异常；以测控量的实时变化趋势和历史趋势变化图形，反映工艺参数的变化过程及控制效果；以数据库表和电控、热控系统图形，全面检查诊断系统；以报表和实时图形拷贝作为日常记录。为了保证关键测量数据的正确性，对关键部位参数进行实时监测并记录。报警功能自动调节功能监测及操作控制要求引入竖炉主控室，具有现场操作及远程操作功能预留合理的模拟量/数字量的输入/输出口，支持可能的系统扩展。预留与环保局大气监视系统的传输接口。详见本方案6.4。5.9 土建系统本次脱硫系统土建系统包括设备间、控制间、操作间，脱硫塔基础、泵、罐等设备基础，浆液缓冲池、石膏堆放场及混凝土支架支墩等。5.10 其他说明废水：排放至系统管网，后进入厂区污水处理系统。由厂方具体提出可排放污水标准。噪声：本工程设计脱硫装置和设备噪声水平满足强制性国家标准：工业企业厂界噪声标准（GB12348-90）二类标准和工业企业设计卫生标准（GBZ12002），具体噪音限值如下：噪音等级（最大值）单位数值循环水泵（10米远处测量）dB(A)85氧化风机（进风口前10米远处测量）dB(A)85其余设备（距声源10米远处测量）dB(A)85六、脱硫系统设计6.1 脱硫系统主要装置6.1.1 脱硫塔1 设计原则吸收塔内所有部件能承受最大入口气流及进口最高烟气温度的冲击，高温烟气不对任何系统和设备造成损害。吸收塔壳体设计能承受压力荷载、管道力和力矩、风载和地震载荷，以及承受所有其他加在吸收塔上的荷载。吸收塔的支撑和加强件能充分防止塔体倾斜和晃动。2 技术要求本工程设计的脱硫塔，配置3台循环泵对应三层喷淋层，喷淋层上方设置平板式除雾器，吸收塔顶部设直排烟囱。脱硫塔选用的材料适合工艺过程的特性，并且能承受烟气飞灰和脱硫工艺固体悬浮物的磨损。所有部件包括塔体和内部结构设计考虑了腐蚀余度。脱硫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，均使用焊接连接，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。脱硫塔进口设置急冷喷淋，以保护塔体不受高温烟气损伤。脱硫塔塔体的设计尽可能避免形成死角, 同时采用射流扰动措施来避免浆池中浆液沉淀。脱硫塔底面设计能完全排空浆液。脱硫塔的整体设计方便塔内部件的检修和维护，吸收塔内部的扰动、氧化、喷淋和支撑等尽可能不堆积污物和结垢，并且设有通道以便于清洁。吸收塔配备有足够数量和大小合适的人孔门和观察孔，人孔门和观察孔不能有泄漏，而且在附近设置走道或平台 吸收塔系统还包括所有必需的就地和远方测量装置,提供足够的吸收塔液位、PH值、温度、压力、除雾器压差等测点，以及流量测量装置。喷嘴与管道的设计易于检修、冲洗和更换。通过合理的设计脱硫液pH、烟气流态、脱硫液雾化状态、液滴停留时间、 液气比等重要因素，达到理想的吸收效果，保证烟气的SO2达标排放。脱硫后的烟气夹带的液滴在脱硫塔上部的除雾器中收集，使净烟气的雾滴含量不超过75mg/Nm3。 3 脱硫塔的选择本FGD装置吸收塔决定采用空喷塔。本次设计的脱硫塔其结构由下往上分别为：存液段（也称吸收浆液池）进烟口段二氧化硫吸收段脱水除雾段。存液段又分为中和区和氧化区。塔内二氧化硫吸收段设置四层雾化喷嘴，循环液通过喷嘴向下喷洒洗涤由下而上的逆流烟气，从而吸收SO2。这种塔的优点是空塔风速高，体积小，造价低。优点如下：1）脱硫塔为空塔结构，塔内压降小。2）脱硫塔操作弹性大，适合于处理不同工况下的烟气量。3）脱硫塔内部表面无结垢、堵塞问题。4）优化了脱硫塔内喷淋层和喷嘴、烟气进出口的布置，根据液滴的有效喷射轨迹及滞留时间确定喷淋组件之间的距离；同时优化了pH值、液/气比、钙/硫比、氧化空气量、浆液浓度、烟气流速等性能参数，从而保证系统连续、稳定、经济地运行。5）脱硫塔浆池中浆液的pH值由投入石灰量控制，而加入吸收塔的脱硫液的量的大小将取决于预计的球团竖炉负荷、SO2含量以及实际的吸收塔浆液的pH值。4 脱硫塔材质选择脱硫塔塔体是焊接结构。塔体材料为碳钢+玻璃鳞片。吸收塔壁厚经过强度校核计算确定为下部壁厚12mm，中部壁厚10mm，上部壁厚8mm。5 脱硫塔浆液喷淋系统脱硫塔内部浆液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成，喷淋系统的设计能合理分布要求的喷淋量，使烟气流向均匀，并确保脱硫液与烟气充分接触和反应。喷嘴与管道的设计便于检修，冲洗和更换。喷淋层采用FRP。所有喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞，喷嘴选用优质空心喷嘴，材料采用碳化硅材料制作。喷嘴有足够的压力以保证脱硫液的雾化效果。脱硫塔设置三层喷淋装置。 吸收塔内部喷淋系统实物图6 除雾器a）除雾器设置方式除雾器安装在吸收塔顶部，用以分离净烟气中夹带的雾滴。在本工程中，采用的除雾器是两级除雾器，为非金属平板式除雾器。平板式除雾器由数块除雾器组块组成。构成一个整体，液滴与气体在拐弯处分离。当气流经过拐弯处，惯性力阻止液滴随气体流动，一部分液滴碰撞到对面的壁上，聚集形成液膜，并被气流带走聚集在第二拐弯处的贮器里。这部分在第一个拐弯处分离出来的液滴，包括大的液滴和部分靠近第一个拐弯处外壁运动的细滴。剩余的细滴经过通道截面重新分配后能够靠近第二个拐弯处。同样，部分靠近第二拐弯处外壁的液滴，经过碰撞外壁，聚积成液膜并聚集在第三个拐弯处的贮器里。最后，经过除雾的气流离开除雾器。采用此除雾器能去除塔内被烟气带走的细小雾滴。同时在除雾器的上下方均设置喷淋清洗装置，避免烟气中带来的细小尘粒在除雾器上的粘附而造成系统阻力增加。除雾器系统的设计特别主意到了脱硫装置浆液及飞灰造成的堵塞问题，设置了自动冲洗系统，运行时间根据程序的设定自动启停，也可人工调节。除雾器冲洗系统能够对除雾器进行全面的冲洗，不存在任何死角。b）除雾器除雾原理除雾器的设计是依据液滴的惯性、离心力等原理，叶片由平行板的排列组成。由于叶片的设计，在叶片束内的含液体的气体经若干次被强迫改变方向。当这发生时，离心力给予气流力量，使更重的液滴甩在叶片的湿墙上，然后被合并到层流中并流出。通过这两种机制（搅动和表面接触），在叶片内的小的液滴聚集起来了。采用此除雾器能去除塔内被烟气带走的细小雾滴。同时在除雾器的上下方均设置喷淋清洗装置，避免烟气中带来的细小尘粒在除雾器上的粘附而造成系统阻力增加。该除雾器的除雾效率可以达到99以上，使脱硫后烟气不带大水滴。除雾器材质为加强PP，设置独立冲洗水泵，对除雾器进行分区、间段冲洗。下图为除雾器简图： 除雾器除雾原理图和实物图c）除雾器设置原则除雾器安装在脱硫塔上部，用以分离净烟气夹带的雾滴。分为两级布置，一层粗除雾，一层精除雾。除雾器的设计保证其具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果。除雾器系统的设计特别要注意脱硫装置入口的飞灰浓度的影响。该系统还包括去除除雾器沉积物的冲洗和排水系统，运行时根据给定或可变化的程序，既可进行自动冲洗, 也可进行人工冲洗。除雾器材料采用带加强的阻燃聚丙稀，能承受高速水流冲刷，特别是人工冲洗造成的高速水流冲刷。除雾器冲洗系统能够对除雾器进行有效全面的冲洗。冲洗水的压力进行监视和控制，冲洗水母管的布置能使每个喷嘴基本运行在平均水压。除雾器的布置可结合脱硫塔的设计统一考虑，以方便运行和维护。除雾器冲洗用水由单独设置的工艺冲洗水泵提供。除雾器冲洗水泵设置两台，一运一备。除雾器将以单个组件进行安装。而且组件能通过附近的脱硫塔人孔门进入。所有除雾器组件、冲洗母管和冲洗喷嘴易于靠近进行检修和维护。设计的除雾器支撑梁可作为维修通道。6.1.2 烟道根据可能发生的最差运行条件（例如：温度、压力、流量、污染物含量等）进行烟道设计。烟道设计能够承受如下负荷：烟道自重、风荷载、雪载荷、地震荷载、灰尘积聚、内衬和保温的重量等。烟道最小壁厚按6mm设计，并考虑一定的腐蚀余量，烟道内烟气流速不超过15m/s。所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，用碳钢制作。烟道的布置能确保冷凝液的排放，不会有水或冷凝液的聚积。6.1.3 挡板门a.设计原则烟气挡板采用国内引进国外技术产品，使用进口气动执行机构。挡板的设计能承受各种工况下烟气的温度和压力，并且不能有变形或泄漏。挡板和驱动装置的设计能承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。挡板的设计能承受各种工况下烟气的温度和压力，并且没有变形或泄漏。挡板和驱动装置的设计能承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。b.烟气挡板满足以下技术要求烟气挡板能够在最大的压差下操作，并且关闭严密，不会有变形或卡涩现象，而且挡板在全开和全闭位置与锁紧装置能匹配，烟道挡板的结构设计和布置可使挡板内的积灰减至最小。每个挡板的操作是灵活方便和可靠的。驱动挡板的电动执行机构设计有远方控制系统和就地人工操作的电气操作装置。驱动电机适户外露天的要求。烟道旁路挡板采用双轴双叶片带密封气的型式，而且具有100的气密性。旁路挡板具有快速开启的功能，全关到全开的开启时间20秒。6.1.4 膨胀节膨胀节用于补偿烟道热膨胀引起的位移。膨胀节在所有运行和事故条件下都能吸收全部连接设备和烟道的轴向和径向位移。所有膨胀节的设计保证无泄漏，并且能承受系统最大设计正压/负压再加1000Pa余量的压力。烟道上的膨胀节考虑防腐要求，由多层非金属材料组成。膨胀节框架与烟道连接按现场焊接设计。6.1.6石灰粉仓石灰粉仓采用钢结构，粉仓贮存容量能满足球团竖炉最大运行工况下3天（25m3）的吸收剂消耗量。储仓要求设有仓顶除尘器、料位计等。灰仓底部设置下料、输送装置，下料口设置专用防堵、防潮设备。6.1.7 消化机石灰消化机是处理钢渣或石灰的消化设备，筒体内部形成四个区，分别为缓冲区、消化区、均质区、乳渣分离区，并设有排浆口、排渣口及除渣机。消化机制得的浆乳由排浆口进入浆液储罐，分离出来的渣料则经过排渣口，通过除渣机将其排出消化机外。本次脱硫工程采用的消化机结构装置合理、操作方便、生产效率高，生产能力大、劳动强度小，所制得石灰乳含杂质少。6.1.8 氧化风机本次脱硫装置中采用罗茨风机作为氧化风机。1 罗茨风机简介罗茨风机为容积式风机，输送的风量与转数成比例，叶轮端面和风机前后端盖之间及风机叶轮之间者始终保持微小的间隙，在同步齿轮的带动下风从风机进风口沿壳体内壁输送到排出的一侧。风机内腔不需要润滑油，结构简单，运转平稳，性能稳定。2 罗茨风机特点由于采用了三叶转子结构形式及合理的壳体内进出风口处的结构，所以风机振动小，噪声低。叶轮和轴为整体结构且叶轮无磨损，风机性能持久不变，可以长期连续运转。 风机容积利用率大，容积效率高，且结构紧凑，安装方式灵活多变。 轴承的选用合理，各轴承的使用寿命均匀，从而延长了风机的寿命。风机油封选用氟橡胶材料，耐高温，耐磨，使用寿命长。 3 罗茨风机的作用罗茨氧化风机通过氧化管道不断向脱硫塔塔底输送新鲜氧化空气，利用塔底氧化曝气管道将氧化空气充分分散，将塔底浆液中的亚硫酸钙氧化成二水硫酸钙。罗茨氧化风机能保证在炉窑50%BMCR-100%BMCR燃烧设计炉料工况下及时将脱硫产物氧化，而不需添加任何化学添加剂。6.1.9 水力旋流器1 水力旋流器的原理水力旋流器依靠离心沉降作用进行分离。将需要分离的石膏浆液以一定的压力从水力旋流器柱体周边的入料口切入旋流器后，产生强烈的三维椭圆形强旋转剪切湍流运动，由于石膏与水之间存在密度差，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分石膏经旋流器底流口排出，而大部分清夜由溢流管排出，从而达到分离的目的。2 水利旋流器的选型设计水力旋流器选型的主要任务就是选择水力旋流器的入口压力和直径。选择旋流器规格和参数时，主要应考虑分级和能力要求。主要考虑直径与进料管、溢流管和排砂嘴之间的合适关系，同时考虑粒度分布 、固体浓度、固体比重及物料性质和粒度等对分级效果和生产能力。对于湿法脱硫系统来讲，水力旋流器内输送的介质具有较强的腐蚀性，同时由于水力旋流器内介质作强烈的旋转，微小的颗粒会对水力旋流器的冲刷产生严重的磨损。因此，水力旋流器材质的选用既要考虑腐蚀，又要考虑磨损。在水力旋流器系统中，结构因素中最重要的就是如何在众多平行运行的水力旋流器中分配浆液。在该系统中，用一种母管浆液可以从中心混合室通过母管呈放射状流入各个水力旋流器。6.1.10 真空皮带过滤机1 工作原理真空皮带过滤机的工作原理是通过真空抽吸浆液达到脱水的目的。浆液被送入真空皮带脱水机的滤布上，滤布是通过一条重型橡胶皮带传送的，此橡胶皮带上横向开有凹槽且中间开有通孔以使液体能够吸入真空箱。滤液和空气同时被抽送到真空总管，真空总管中的滤液和空气进入气液分离器进行气水分离，气液分离器顶部出口与真空泵相连，气体被真空泵抽走。分离后的滤液由气液分离器底部出口进入废液池。浆液经真空抽吸经过过滤部、清洗部和脱水部形成合格的滤饼，在卸料区经卸料斗落入石膏堆放场。真空皮带过滤机是以真空为动力通过滤布对石膏浆液进行固液分离以驱动机带动皮带，从而实现过滤机的连续脱水。2 技术要求真空皮带过滤机为连续给料、水平带式脱水机，可在最低和最高条件下连续运行；具有良好的调节响应特性，以保证稳定运行。其传动装置采用变频调速的电驱动方式。真空皮带脱水机配置有效的冲洗水系统，以便清洗滤饼和滤布。胶带应采用致密无沙眼耐酸橡胶，具有优良的耐磨性能；所有接触浆液和滤液的设备部件及配备的管道材料达到对物料中Cl防腐要求，暴露在工作环境中所有部件都采取可靠的防腐措施。3 真空皮带过滤机性能控制滤饼厚度最佳值控制脱水机驱动电机采用变频控制，当石膏浆液量恒定的情况下，皮带机的转速升高，滤饼厚度降低；相反，转速降低，滤饼厚度增加。在石膏浆液质量和成分一定、皮带机真空一定的情况下，位于滤布上的滤饼厚度对石膏脱水效果有显著影响。滤布跑偏的防治为纠偏装置提供0.5MPA左右的稳定气源；保证纠偏装置内纠偏辊的运行轨道的清洁，在纠偏装置上部增加防水罩防止水及浆液浸入轨道滑槽，使气囊能带动纠偏辊无卡涩的运行，防止纠偏辊的过调及拒调。滤布冲洗不干净调整滤饼刮刀的位置使刮刀与滤布紧密贴合，定期对滤布冲洗喷嘴进行冲洗，防止喷嘴堵塞。6.2 通用设备6.2.1 管道及阀门1 管道1.1 设计原则管道设计应符合中国电力及冶金行业标准的要求，或根据由买方认可的其他最新版本的标准进行设计, 包括所有管道、管件和管道支吊架。管道设计时充分考虑工作介质对管道系统的腐蚀与磨损，借鉴以前用于类似脱硫装置上的成功经验，选用恰当的管材(如碳钢管、衬胶钢管、不锈钢钢管、合金钢钢管和玻璃钢