220t锅炉干法方案.doc

XXXXXXXX 有限公司有限公司 烟气脱硫工程烟气脱硫工程 方案设计方案设计 X XX XX XX X 有有限限公公司司 二二 七年五月七年五月 目目 录录 一 总则 3 二 工程概况 3 三 治理方案及工艺特点 7 1 工艺原理 7 2 技术特点 9 3 工艺流程说明 10 4 自控系统 14 5 电气系统 18 四 设计供货范围及设计参数 19 1 设计范围 19 2 供货界限 19 3 设计参数 19 五 规范及标准 20 六 需要说明的其他问题 22 1 吸收塔设计特点 22 七 图纸 22 一 总则一 总则 1 1 方案适用于 XXXX 有限公司锅炉烟气脱硫系统 以下称脱硫除尘岛 的功能设计 吸收塔本体供 货及安装 系统调试 技术支持 方面的基本技术要求 1 2 我方除满足技术要求外 同时保证提供符合国家标准 相关国际标准和本规范要求的优质产品 及其相应的服务 对国家有关安全 环保等强制性标准 均满足其要求 二 工程概况二 工程概况 本期工程为 6 220t h 锅炉采用半干法烟气脱硫除尘工艺 2 1 煤源及煤种 热电厂 1 台 220t h 锅炉小时耗煤量为 26 10t h 年耗煤量为 19 58 万吨 全厂 5 台 220t h 锅炉小时耗煤量为 130 5t h 年耗煤量为 97 9 万吨 在建 6 炉建成后与目前相比 小时耗煤量和 年耗煤量分别增加 26 10t h 和 19 58 万吨 热电厂现燃煤使用多个煤矿的混合煤 煤质分析 灰成分分析及耗煤量分别 见表 2 2 表 2 3 及表 2 4 表 2 1 燃料工业分析和元素分析表 项 目符 号单 位数 据 全水分 Mt 11 00 收到基灰份 Aar 16 35 干燥基无灰基挥发份 Vdaf 41 41 收到基全硫 St ar 0 57 工 业 分 析 低位发热值 Qnet arMJ kg23 75 碳 Car 57 21 氢 Har 4 23 氧 Oar 9 48 元 素 分 析 氮 Nar 1 15 可磨系数 哈式 HGI55 灰变形温度 DT 1150 灰软化温度 ST 1240 灰流动温度 FT 1260 表 2 2 灰成分分析数据表 灰成分分析符 号单 位数 据 二氧化硅 SiO2 47 20 三氧化二铝 Al2O3 20 47 三氧化二铁 Fe2O3 6 59 氧化钙 CaO 10 38 氧化镁 MgO 2 97 氧化钾 K2O 1 72 氧化钠 Na2O 0 98 三氧化硫 SO3 6 12 二氧化钛 TiO2 0 69 其 它 2 88 表 2 3 燃 煤 量 消 耗 表 锅炉容量小时耗量 t h 日耗量 t d 年耗量 104t a 2 220t h52 201252 8039 15 6 220t h156 603758 40117 45 注 日利用小时数为 24 小时 年利用小时数为 7500 小时 2 2 水源及水质 本区有三个水源地 归总厂动力公司管辖 一水源在河床内 以筛管截取渗入河床的潜流为主 建于 1952 年 1959 年一次扩建 1992 年 二次扩建 供水能力 1 3m3 s 最大设计取水量 1 5m3 s 二水源位于南洼地 建于 1984 年 地下水储水面积 12km2 已建水井 24 口 井深 170m 240m 总供水能力 0 5m3 s 三水源在 312 国道一字形排列 为冲洪积扇第四空隙潜水 水深 170 200m 地下水补给量达 0 7 108m3 a 设计 26 口井 供水能力 1 0m3 s 现已建成 12 口井 三个水源总供水能力达 10080m3 h 2 8m3 s 水质均达到国家饮用水水质标准 热电厂已建有两条供水管线 第一条管线由一水源供给 第二条管线由二水源供给 热电厂水质分析结果 见表 2 5 表 2 4 水质全分析报告 分析项目单 位数 据分析项目单 位数 据 外状 全硅 mg L6 67 浊度 F T U 活性硅 mg L 全固体 mg L200 非活性硅 mg L 溶解固体 mg L pH 7 89 悬浮固体 mg L 电导率 ug cm 腐殖酸盐 mmol L R2O3mg L CODmnMg O2 L 总硬度 mmol L1 3 游离 CO2 mg L 碳酸盐硬度 mmol L0 油 mg L 非碳酸盐硬度 mmol L1 3 NH3 mg L 酚酞碱度 mmol L0 Ca2 mmol L1 0 全碱度 mmol L Mg2 mmol L0 3HCO3 mmol L1 6 含铁量 ug cm SO42 mg L44 23 Al3 ug cm Cl mg L14 5 Na mg L10NO2 mg L K mg L NO3 mg L Cu2 mg L PO43 mg L NH4 mg L SiO32 mg L mmg L mmg L 2 3 工程地质与水文气象 2 3 1 地形 地貌 该地貌大体可分为丘陵山地和洪积戈壁平原两部分 该区西南到东南为丘陵山区 其余大部分 地区属于洪积戈壁平原 戈壁平原由两大冲积洪积扇组成 两大冲积洪积扇的交接部位为一条南北 向的扇洼地 此外 在该区的西南部和东南角的山前地带 分布有数个冲沟形成小冲洪积扇 热电厂厂区地势由西南向东北倾斜 地面坡度 2 5 3 地面高程 702 722m 2 3 2 工程地质 这一带系背斜构造 该背斜走向为东西向 该区范围出露的主要是背斜轴部及其北翼 地质层 新第三系构成 主要为杂色泥岩和泥质砂岩 局部地段覆盖厚度不等的第四纪砾石层 在北部边缘 分布有 Q2砾石层组成的陡崖 在背斜轴部有泥火山喷出物 构成泥火山 其表层为黄色亚粘土和 亚砂土为主的松散堆积物 为 A 区 丘陵山区 除丘陵山区外的全区大部分为戈壁平原 平原地区土质为第四纪砾石层 地质条件良好 为 B 区 城市规划范围主要在平原 从南面的洪冲积扇上部 包括南洼地 到北部南缘一带 在地层剖面结构上 其上部土层主要 为砂土 亚砂土 粉质亚砂土和少量粘土的夹层 下部为砂 砂砾石和卵砾石组成的垫层 在南北 方向上 逐渐由洪积扇上部粗颗粒的沉积物向北部洪冲积扇下部变细 表层细土层增厚 到奎屯市 北部的扇缘带和更北的冲积平原 其细土层厚度增至数米至十余米 热电厂厂区地层较高 从上至下分为两层 表土为第四纪最新沉积 主要为轻亚粘土混砾石砂 厚度一般为 0 2 0 5m 第二层为卵石 厚度 25m 一般粒径 60 100mm 抗震设防烈度为 8 度 设计基本地震加速度值为 0 2g 地基承载力为 200 500kN m2 热电厂厂区地基承载力为 500kN m2 2 3 3 水文地质 是两个洪积扇的交汇处 沉积着百米厚的第四纪松散砂砾层 该地层渗水率较好 附近发育了几条源于山区又接近垂直山体的季节性间歇性河流 自东向西分别有六条河沟 该 区附近地下水补给主要有三条沟河 其中一条河的源头严寒湿润 全长约 170km 集水面积达 1564km2 该河多年平均流量 19 3m3 s 最大流量 173m3 s 最小流量 2 66m3 s 该河年径流量 6 38 亿 m3 河水补给源为冰雪融 化和降水 并沿途接受基岩裂隙水的补给 河流特点有明显的春汛 历时较短 是季节性河流 河 水流量年内按月分配极不平衡 1973 年河上游修建引水干渠 其过水能力 60 70 m3 s 枯水期河水全部引入干渠 丰水期河 水在干渠和河床同时径流 另二条沟冲洪积的多次交接替选置 形成了南洼地层厚的松散含水介质 成为南洼地水源地 埋藏深度为 170 200m 之间 2 3 4 气象条件 属于典型的北温带干旱大陆性气候 其特点是夏季炎热 冬季严寒漫长 降雨较少 气候干燥 温度的年 日变化大 光照充足 无霜期长 主要气象参数如下 年平均气温 7 5 极端最高气温 41 2 极端最低气温 37 3 最热月 七月 平均气温 26 0 最冷月 一月 平均气温 16 4 年平均气压 940 3hPa 年极端最高气压 974 8hPa 年极端最低气压 916 4hPa 年平均水面蒸发量 1269 2mm 年平均降雨量 198 9mm 年最大降雨量 292 0mm 年最小降雨量 108 7mm 年平均降雪量 36 3mm 气候变化最大季节冻土深度 1 57m 年平均风速 2 7m s 瞬间最大风速 38 4m s 年沙暴日数 2 0 天 雷暴日数 17 9 天 年大风日数 10 3 天 10m 高度处年 10 分钟平均最大风速 32 0m s 10m 高度处年 10 分钟平均最大风压 0 60kN m2 年主导风向 W 风 频率 11 年次主导风向 WSW 风 频率 8 表 2 5 热电厂各台锅炉污染物结果 单位 mg Nm3 污染物排放浓度 锅炉编号 SO2 烟尘 备 注 1 1262 4401 2 2 1261 197 9 3 1254 4389 0 锅炉编号 污染物排放浓度 备 注 SO2 烟尘 4 1255 4385 6 5 1260 4197 0 6 1264 039 2 在建 理论值 三 治理方案三 治理方案及工艺特点及工艺特点 1 工艺原理 工艺原理 锅炉尾气在循环悬浮式半干法烟气净化系统中得以净化 该系统主要是根据循环 流化床理论和喷雾干燥原理 采用悬浮方式 使吸收剂在吸收塔内悬浮 反复循环 与烟气中的 SO2等酸性气体充分接触 反应来实现脱除酸性气体及其它有害物质的一种 方法 从锅炉出来的原烟气 由循环悬浮式半干法净化装置底部进入循环悬浮流化床反 应器 在反应器进口的烟道处可加入一定量的活性炭粉末 它对烟气中的重金属离子 和二噁英等有很好的吸附作用 减少烟气中有害物对大气环境的危害 同时 Ca OH 2经 过空气斜槽送入反应器 流态化的物料和烟气中的二氧化硫 氯化氢等酸性物质在反 应器中发生化学反应 脱除掉大部分的二氧化硫 氯化氢等 烟气经反应器的顶部出 口排出后进入袋式除尘器除去大部分细灰 由除尘器除下的细灰和大颗粒大部分经过 空气斜槽循环进入反应器 少量经过排灰装置到输灰系统外排 净化后的烟气经增压 风机由烟囱排入大气 烟气脱硫工艺分 7 个步骤 1 吸收剂存储和输送 2 烟气雾化增湿调温 3 脱硫剂与含湿烟气雾化颗粒充分接触混合 4 二氧化硫吸收 5 增湿活化 6 灰循环 7 灰渣排除 其中 2 3 4 5 四个步骤均在吸收塔中进行 相应化学 物理过程如 下所述 A 化学过程 当雾化水经过双流体雾化喷嘴在吸收塔中雾化 并与烟气充分接触 烟气冷却并 增湿 氢氧化钙粉颗粒同 H2O SO2 H2SO3反应生成干粉产物 整个反应分为气相 液 相和固相三种状态反应 反应步骤及方程式如下 1 SO2被液滴吸收 SO2 气 H2O H2SO3 液 2 吸收的 SO2同溶液的吸收剂反应生成亚硫酸钙 Ca OH 2 液 H2SO3 液 CaSO3 液 2H2O Ca OH 2 固 H2SO3 液 CaSO3 液 2H2O 3 液滴中 CaSO3达到饱和后 即开始结晶析出 CaSO3 液 CaSO3 固 4 部分溶液中的 CaSO3 与溶于液滴中的氧反应 氧化成硫酸钙 CaSO3 液 1 2O2 液 CaSO4 液 5 CaSO4 液 溶解度低 从而结晶析出 CaSO4 液 CaSO4 固 6 对未来得及反应的 Ca OH 2 固 以及包含在 CaSO3 固 CaSO4 固 内的 Ca OH 2 固 进行增湿雾化 Ca OH 2 固 Ca OH 2 液 SO2 气 H2O H2SO3 液 Ca OH 2 液 H2SO3 液 CaSO3 液 2H2O CaSO3 液 CaSO3 固 CaSO3 液 1 2O2 液 CaSO4 液 CaSO4 液 CaSO4 固 7 布袋除尘器脱除的烟灰中的未反应的 Ca OH 2 固 以及包含在 CaSO3 固 CaSO4 固 内的 Ca OH 2 固 循环至吸收塔内继续反应 Ca OH 2 固 Ca OH 2 液 SO2 气 H2O H2SO3 液 Ca OH 2 液 H2SO3 液 CaSO3 液 2H2O CaSO3 液 CaSO3 固 CaSO3 液 1 2O2 液 CaSO4 液 CaSO4 液 CaSO4 固 B 物理过程 物理过程系指液滴的蒸发干燥及烟气冷却增湿过程 液滴从蒸发开始到干燥所需 的时间 对吸收塔的设计和脱硫率都非常重要 影响液滴干燥时间的因素有液滴大小 液滴含水量以及趋近绝热饱和的温度值 液滴的干燥大致分为两个阶段 第一阶段由 于浆料液滴中固体含量不大 基本上属于液滴表面水的自由蒸发 蒸发速度快而相对 恒定 随着水分蒸发 液滴中固体含量增加 当液滴表面出现显著固态物质时 便进 入第二阶段 由于蒸发表面积变小 水分必须穿过固体物质从颗粒内部向外扩散 干 燥速率降低 液滴温度升高并接近烟气温度 最后由于其中水分蒸发殆尽形成固态颗 粒而从烟气中分离 反应器内循环灰的高倍率循环使循环灰颗粒之间发生激烈碰撞 使颗粒表面生成 物的固形物外壳被破坏 里面未反应的新鲜颗粒暴露出来继续参加反应 客观上起到 了加快反应速度 干燥速度以及大幅度提高吸收剂利用率的作用 另外由于高浓度密 相循环的形成 反应器内传热 传质过程被强化 反应效率 反应速度都被大幅度提 高 而且反应灰中含有大量未反应吸收剂 所以反应器内实际钙硫比远远大于表观钙 硫比 在反应器内设置有增湿活化装置 经过增湿活化后原来位于反应物产物层内部的 Ca OH 2从颗粒内部向表面发生迁移 并形成亚微米级细粒 沉积在颗粒表面或与表层 产物层相互夹杂 迁移还改变了当地的孔隙结构 这些综合效果使反应剂重新获得反 应活性 烟气反应器内的喷水雾化质量尤为重要 水质要求使用工业用水 喷水点的位置 也经过优化 确保不会出现因水和气的混合不均而造成粘结 设备腐蚀等问题 2 技术特点 技术特点 本方案采用循环悬浮式半干法烟气净化技术 根据本工程的特点 选择工艺为 循环悬浮式半干法烟气净化 布袋除尘器 半干法兼有干法与湿法的一些特点 其既具有湿法脱硫反应速度快 脱硫效率高 的优点 又具有干法无污水排放 脱硫后产物易于处理的好处而受到人们广泛的关注 循环悬浮式半干法烟气脱硫技术是近几年国际上新兴起的比较先进的烟气脱硫技 术 它具有投资相对较低 脱硫效率相对较高 设备可靠性高 运行费用较低的优点 因此它的适用性很广 在许多国家普遍使用 循环悬浮式半干法烟气脱硫技术主要是根据循环流化床理论 采用悬浮方式 使 吸收剂在反应塔内悬浮 反复循环 与烟气中的 SO2充分接触反应来实现脱硫的一种方 法 该技术具有如下特点 1 主要采用国产原材料和设备 降低成本 节约投资 喷嘴等关键部件采用进口件 喷嘴小巧 安装检修方便 可非常方便地在运行中抽出检修 2 占地少 投资省 运行费用低 无二次污染 可回收利用 3 净化塔内为悬浮床 速度低 阻力小 4 自动化程度高 操作简捷 5 布袋除尘器净过滤风速宜选 0 85 0 98m min 确保锅炉可靠稳定运行 6 布袋除尘器内部设置了预沉降室 降低了布袋的除尘负荷和磨损 提高了布袋的使 用寿命 7 设置的旁路回烟道 能满足锅炉低负荷工况的运行要求 8 烟气净化塔采用一级喷嘴 能够自动调节布袋进口烟气的温度 满足布袋除尘器滤 料的使用要求 延长滤料寿命 9 净化塔内喷嘴采用进口高压喷嘴 雾化颗粒可达到 300 m 以下 保证了良好的增湿 活化效果 防堵耐磨 烟气温度控制灵 快 准 有效地保证脱硫效率和布袋安全运 行 10 由于是直接雾化蒸发 既保证了塔内非常好的增湿效果 又保证了灰的含湿量不超 保证了灰的流动性 11 输灰采用上引式仓泵 耗气量小 输灰管路不易堵塞 使用寿命长 12 固体物料经袋式除尘器收集 再通过空气斜槽回送至反应器 使未反应的脱除剂 反复循环 在反应器内的停留时间延长 从而提高脱除剂的利用率 降低运行成本 13 烟气无需再热 无风机 烟囱带水 腐蚀现象 确保烟气达标排放 14 根据烟气净化需要 添加适量的活性炭等添加剂可改变循环物料组成 有效的吸 附脱除二噁英和重金属等毒性大 难去除的污染物 达到特殊净化效果 15 半干法工艺是除尘 脱酸 除重金属及细颗粒等烟气净化的一体化过程 3 工艺 工艺流程说明流程说明 本系统包括烟气反应器及烟道系统 布袋除尘器系统 灰循环系统 吸收剂存储 输送系统 灰输送系统 3 13 1 烟气反应器及烟道系统烟气反应器及烟道系统 反应器及烟道系统主要包括反应器 高压喷嘴 及相关连接烟道 烟气通过烟道 由反应器下部进入反应器 工业水由高压喷嘴雾化后喷入反应器 以很高的传质速率 在反应器中与烟气混合 起到活化反应离子的作用 同时降低塔内温度 促进反应进 行 活化后的氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的 SO2等酸性物质混合反应 生 成 CaSO4和 CaSO3 以及 CaCl2等反应产物 这些干态产物小部分从反应器塔底排灰口 排出 绝大部分随烟气进入布袋除尘器 高压喷嘴的供水由水泵提供 供气由独立贮气罐供给 水泵用水由水箱供给 水 箱供水由工业水源提供 3 23 2 布袋除尘器系统布袋除尘器系统 当脱硫反应后的含尘气体由反应器进入布袋除尘器进风口 考虑到循环流化床锅 炉的特性和脱硫除尘效果的要求 布袋除尘器内部结构上增设了沉降室 起到预分离 的作用 进一步加强布袋预收尘 并保证布袋除尘器安全运行 在此沉降段内 烟气 与导流板相撞击 粗颗粒粉尘掉入灰斗 气流随后折转向上 通过内部装有金属架的滤袋 粉尘被捕集在滤袋的外表面 使气体净化 净化后的气体进入滤袋室上部的清洁室 汇集到出风管排出 随着除尘 器的连续运行 当滤袋表面的粉尘达到一定厚度时 气体通过滤料的阻力增大 布袋 的透气率下降 用脉冲气流清吹布袋内壁 将布袋外表面上的粉饼层吹落 尘层跌入 灰斗 滤袋又恢复了过滤功能 该系统分为多个室 采用 离线脉冲反吹清灰 的清 灰方式 清灰采用 定时清灰 和 差压清灰 两种控制方式 采用优先控制原则 时间到 定时清灰优先 差压到 差压清灰优先 定时清灰 当清灰时间到 布袋除 尘器将自动清灰 清灰结束后 重新计时 定压清灰 当布袋除尘器进出口压差达到 设定值时 布袋除尘器将自动清灰 清灰结束后 重新计时 除尘器的底部灰斗中的灰部分经螺旋输送机排出 考虑到烟气的组分特殊 酸露 点较高 故在除尘器灰斗上设有电加热保温 仅在冷态情况下启动或临时停运时使用 保证布袋除尘器本体内壁不至于出现酸结露 在锅炉正常运行的条件下加热器关闭 烟气经布袋除尘器除尘后 经烟道由增压风机排入大气 3 33 3 灰循环系统灰循环系统 为提高吸收剂 Ca OH 2的利用率及脱硫效率 保证系统正常运行 本设计中设有灰 循环系统 根据反应器中烟尘的浓度和脱硫效率来调节循环倍率 布袋除尘器灰斗中 的灰经螺旋输送机排出后分两部分输送 一部分为循环灰 经螺旋给料机进入空气斜 槽输送至反应器内 与烟气充分混合继续参加反应 循环利用 另一部分为外排灰 经中间灰斗进入仓泵 由仓泵输送至灰库存储 螺旋给料机采用变频控制 可调节循 环灰的量 空气斜槽的送风由流化风机供给 并通过电加热器加热 达到运行所需温度 3 43 4 吸收剂存储 输送系统吸收剂存储 输送系统 吸收剂存储设备主要是储粉仓 生石灰粉 CaO 由厂外的制粉厂运至厂内 通过罐 车送到储粉仓 石灰粉 CaO 通过储粉仓下部出口的螺旋给料机送入到干式消化器 经 过干式消化器消化后成为消石灰并输送如消石灰仓 然后由一个消石灰中间仓通过空 气斜槽与循环灰混合后一同进入反应器 再与塔内烟气以高传质的速度混合反应 脱 除烟气中的酸性气体 储粉仓底部设有压缩空气流化装置 防止石灰粉搭桥 顶部设 有小型布袋除尘器 仓泵输灰用的空气经其除尘净化后排空 螺旋给料机采用变频控 制 可调节石灰粉 Ca OH 2的用量 3 4 1 吸收剂制备 储存输送系统 吸收剂的制备 储存输送系统是保证脱硫装置达到设计要求的重要系统 生石灰 粉通过仓下的称重给料机经气密器将生石灰均匀定量送入石灰预消化器内与水按一定 的比例混合搅拌 在一定的温度范围内进行预消化反应 经一定时间后再进入石灰消 化器内继续消化 在消化反应过程中生石灰所含的部分生成过烧和杂质会慢慢沉积在石灰消化器底 部 该设备的底部装有清理闸门 这部分物料可定期进行清理排放 用手推车将其运 至渣场 出渣量与生石灰的品质有关 由石灰消化器出来的消石灰经卸灰阀直接加入到空气斜槽 与空气斜槽中的循环 灰混合后一同进入反应器 再与塔内烟气以高传质的速度混合反应 脱除烟气中的酸 性气体 吸收剂制备和输送系统主要包括生石灰粉仓 称重给料机 气密器和消化器等 CaO 粉由厂外通过罐车运至厂内 通过车载仓泵等设备输送到生石灰仓 生石灰储 仓容量为一台锅炉 100 工况下 7 天的用粉量 容积约为 33m3 CaO 粉通过粉仓下部的称重给料机定量给料后经气密器进入消化器 通过注入一定 的消化水量将生石灰粉消化成熟石灰 并通过下料管将消化剂加入到空气斜槽中 3 4 2 消化系统主要由以下设备构成 1 消化系统给料设备 消化系统选用一台气密器进行给料 该设备是一种可起密封作用的加料机构 以 防止粉尘及反应产生的水蒸汽在加料过程中逸出 它安装在预消化器的进料口处 其 结构是由上下两个翻板组成 这两个翻板的动作同时受到一个旋转凸轮机构的控制 正常工作时一开一合 交替动作 总保持其中一个翻板呈闭合状态 既可加料又可密 封 物料间断通过 因此可有效的防止粉尘飞扬 2 消化设备 消化设备是由预消化器和消化器组成 以串联方式生产 消化率可达到 90 以上 两台设备的结构特点如下 预消化器预消化器 设备的结构型式为卧式单轴多杆搅拌设备 各搅拌杆绕主轴成螺旋状排列 生产 操作时 粒状生石灰原料在此与水反应而初步消化 同时在众多搅拌杆的强烈搅拌下 加快了消化速度 物料在设备内的停留时间大约是 10 20 分钟左右 为了调节物料的停留时间 设 备的出口处设置了几层溢流挡板 调整挡板的高度即可控制物料的停留时间 以达到 良好的消化效果 另外 设备的出口处还设有一个取样口 可定期取样分析化验 随时掌握消化情 况 消化器消化器 设备的结构型式和特点与预消化器基本相同 但其有效工作容积为预消化器的 2 倍左右 本设备与预消化器配合使用可增强消化效果 在预消化器内未被消化的物料 在此仍旧可得到充分的搅拌而加速消化 物料在本设备内的停留时间大约是 15 25 分 钟左右 设备的进料口处还设有补充进水口 操作时可视物料的熟化程度决定是否需 要加水 若当生石灰采用混烧式竖窑煅烧生产时 由于煅烧窑自身缺陷 以及煅烧方法 煅烧技术等方面的原因 生石灰中会存在一定量的生过烧物 约 7 左右 及杂质 这 部分物料的硬度较高 其中的一部分物料在消化过程中因不易消化而逐渐沉积在消化 器的底部 为了保证设备的正常运转 同时提高产品的质量 为此消化器底部设有几 个积料仓 仓下有排渣门 操作时可定期将此部分物料排出 根据生石灰的质量情况 也可调节排放量 我方经过物料衡算 选用 6t h 出力的消化器 3 53 5 灰输送储存系统灰输送储存系统 半干法脱硫除尘系统设有两个出灰点 一部分是烟气反应器下部出灰 这部分灰 主要是烟气初步沉降积灰和塔体事故排灰 灰量较少 间歇人工外排 另一部分是从 布袋除尘器下螺旋输送机出来的外排灰 外排灰由仓泵通过管道输送至灰库 4 自控系统 自控系统 4 14 1 概述概述 本工程热工自动化专业的工作包括烟气脱硫装置 布袋除尘器 灰输送系统 吸 收剂输送系统以及附属设备范围内的控制 监视 报警和联锁保护 4 24 2 系统构成系统构成 半干法烟气脱硫除尘系统的自动监测与控制采用一般 PLC 系统 实现对半干法烟 气脱硫除尘处理系统的顺序自动启停 运行参数自动检测和储存 并对关键参数实行 自动调节 使半干法烟气处理系统实现自动控制 为保证烟气脱硫除尘效率和脱硫除 尘设备的安全经济的运行 将设置完整的热工测量 自动调节 控制 保护及热工信 号报警装置 为节省投资 又能方便运行 烟气净化监控系统采用控制室 PLC 系统集 中监控和现场监视相结合的控制方法 整个烟气净化系统计算机自动控制系统采用集散型控制结构 即采用现场总线网 络结构联接的主站 从站和现场控制三级控制结构 首先由现场智能监控单元对各工 艺点的当前工艺情况 独立地进行实时在线监测 同时又与其相应的上位过程控制装 置 PLC 进行信息交流 以保证上位过程控制装置对相应工艺的信息进行采集和处理 以实现上位工业控制计算机的各项监控要求 干法烟气脱硫系统中模拟量调节回路不 多 主要采用开关量控制 根据脱硫系统的工艺特点及规模 脱硫系统采用一套分散 控制系统与冗余上位机组成的控制系统 在正常工作情况下由从站来实现对脱硫系统 的控制 在主站及从站出现故障或例行检修时可无扰动地切换到现场监控单元实现对 脱硫系统的人工控制 具有双重控制功能 提高了控制系统的可靠性和安全性 同时 从站通过数据通讯网络和主站 上位中央控制工业计算机 相联 上位机除了完成系 统整定 组态 数据处理 通讯传输 软件维护外 再配置 CRT 键盘 打印机及良好 的人机界面 由此组成一套具有数据采集 处理 控制 显示 打印等功能完整的工 业集散控制系统 系统还预留以太网通讯接口 以便于与工厂管理局域网相联 实现数据传输 上 级计算机系统对下级脱硫系统运行的监视 主要由以下四部分组成 第一部分 工业控制计算机系统 主站 该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 由 控制室工控主机来实现 使用 Windows 2000 操作环境 配以工控组态软件 形成各工 作界面 数据库和动画模拟 配置一台喷墨打印机和一台 UPS 不间断电源 第二部分 PLC 控制系统 从站 该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 由电子设备间的 PLC 系统柜来实现 第三部分 现场控制系统 现场站 该部分是实现用电设备现场操作和控制及工艺参数实时采集的主要部分 各部分 相互独立 可在脱机时独立运行 由现场柜和仪表实现 第四部分 数据通讯网络 该部分实现工控主机与 PLC 系统的通讯 并预留以太网通讯接口 以便于上级对 下级的联网管理 4 34 3 系统主要性能特点系统主要性能特点 中央控制计算机具有集中管理和控制的功能 即通过网络通讯不断读取 PLC 采集 的现场各工艺设备工况 工艺参数和各种累计的生产数据 制成清晰 完善的人机界 面 打印各种生产报表 运行曲线 图形等 并且可通过控制键盘 鼠标来远程给定 工艺参数及进行远程控制 达到自动启停设备和进行在线工艺参数的整定和控制 PLC 系统具有完成整个净化系统处理过程各自独立的控制回路 实时采集各工艺段 工艺状况 生产数据及设备实时运行工况等功能 此外 PLC 系统还将判断和处理生产 过程中出现的非正常情况 并把上述各类参数传输给工控机 同时接受工控机下达的 命令 判断其正确后 去调控现场设备 4 44 4 控制系统工程技术要求控制系统工程技术要求 根据工艺的要求 本工程实施后 仪表自动控制系统可实现对电厂锅炉烟气净化 处理系统各运行工况 各工艺参数进行实时监测及控制的基本要求 a 对各工艺检测 监控 参量进行计算机实时处理 根据不同的工艺条件 自动 调整各工艺参数于正常范围之内 以保证烟气净化处理系统工艺的正常运转 b CRT 窗口实时显示烟气净化处理系统的整个运行工况 各分系统的运行工况和 各工艺点的工艺参数 并进行统计归档 以曲线 参数汇总 报表等形式供管理人员 参阅 同时对各工况及各工艺点的异常情况进行故障报警等 4 54 5 系统功能系统功能 1 系统控制方式 a 手动控制 当各现场控制柜上的手 自动转换开关处于手动位置时 设备只受主控柜或现场操 作按钮的控制 PLC 及上位机只负责对设备工况的监测显示而不参与控制 该控制方式 具有最优先级控制的级别 b 点动控制 当各现场控制柜上的手 自动转换开关处于自动位置时 同时上位机监控画面上的 控制方式处于软手操状态 此时设备只受上位机 鼠标或键盘 的点动控制 换而言 之 该方式是远程控制的手动控制 该控制方式的控制级别处于第二位 c 自动控制 当各现场控制柜上的手 自动转换开关处于自动位置时 计算机监控系统可工作于 遥控 远控二种自控工作方式 默认项为远控 此时 PLC 会根据现场的工艺参数及设 备工况完成对设备的自动控制而无须人工干预 当上位机监控画面上的控制方式选择 遥控状态时 工艺操作人员可通过鼠标对各工艺设备及参数进行遥控 2 工艺参数的监测和控制 a 工艺参数的数据采集和实时在线监测 由现场各温度 流量 差压 SO2 液位等传感器及调节阀 变频器 电磁阀等执 行机构对各工艺参数进行现场实时在线监控 并把信号传输给各电气控制柜的工艺智 能监控单元 再输送给 PLC 系统 实现各工艺参数的各级显示和监测功能 并利用计 算机的特性 自动 连续地检测并记录显示出烟气净化处理过程中各工艺环节 各时 段的温度 流量 差压 SO2 液位 开度等处理数据以及工艺设备的运行工况等 b 系统运行过程的自动保护 PLC 系统和监控计算机能自动 连续地监测各工艺数据 工艺设备运行情况 并进 行综合分析 判断出系统运行过程中可能发生的事故 完成自动报警和主动采取事故 预处理措施 防止事故的发生和扩大 达到保护人身和设备的安全 c 模拟量控制 工艺参数的控制 系统在自动控制时 工控机和 PLC 系统能根据工艺参数 设备工况和控制要求 按规定的时间周期 设定的逻辑顺序 设定的智能控制模型和设定的工艺参数自动启 停设备 自动切换设备的交替运行和调节设备的开启度 速度 以保证重要工艺参数 的正常运行 4 64 6 热工自动化设备选择热工自动化设备选择 为了更有效地实现脱硫系统的脱硫处理要求 保证其高效的脱硫效率 脱硫系统 对其控制系统的安全 经济运行亦将达到一个更高的要求 采用的所有自控设备在满 足工艺水平的情况下 还将遵循以下原则 PLC 系统 本工程 PLC 系统的选型主要依据下列原则 a 分散控制系统应尽可能覆盖脱硫各工艺子系统 以减少系统之间的接口 更多 地实现信息共享 提高系统可靠性 b 所设计的分散控制系统具有最大的可利用率 可靠性 可操作性 可维护性 安全性和可扩展性 c 所配置的各自控设备均均为技术上成熟的产品 要求性能稳定 可靠 先进 d PLC 设备具有稳定 可靠的性能和良好的扩展能力 e 所提供的设备对整个系统而言是必不可少的 f 自控系统具有方便友好的人机界面 g 采用性能价格比最优的设备 A 所选的系统必须具有当今实践证明是先进的应用技术 并且在国内具有大量的 运行业绩 B 在国内有所选系统的实质性合作伙伴 以便为今后的维修服务和备品备件的来 源提供方便 C 国内的合作单位具有丰富的工程经验 并且价格合理 服务周到 常规自动化设备 A 变送器采用性能可靠的二线制变送器 B 热电阻采用 Pt100 烟气成分监测仪表 烟气成分监测仪表测量 SO2 能远传信号至 PLC 系统 取样点为布袋除尘器出口烟 道 分析装置安装在靠近取样点处 5 电气系统 电气系统 5 15 1 供配电供配电 脱硫系统采用两段 0 4KV 单母线电源供电形式 为中性点直接接地系统 主厂房 为每套脱硫系统提供一路 0 4KV 电源接至脱硫电源进线柜 脱硫 段之间设联络 开关 正常时联络开关打开 当某一段进线电源故障时跳开该段进线开关 联络开关 自动闭合 系统以放射式向各用电点馈电 5 25 2 控制与保护控制与保护 电气系统纳入脱硫 DCS 控制 不设常规控制屏 纳入脱硫监控的电气设备包括 0 4KV 进线开关及 0 4KV 馈线开关 0 4KV 分段开关 电气系统与脱硫 DCS 的 I O 引接 均采用硬接线 所有断路器的控制电压采用 220V AC 电气系统所有开关状态信号 电气事故信号及预告信号均送入脱硫DCS 测量信号 采用4 20mA变送器 变送器装于相关开关柜 输出送入脱硫DCS 0 4KV厂用电系统及流化风机由智能空气断路器控制器实现保护 继电保护配置按 火力发电厂厂用电设计技术规定 配置 基本配置如下 电动机电流速断保护 过电流 过负荷 进线 馈线电流速断保护 过电流 过负荷 接地保护 5 35 3 照明及检修照明及检修 照明采用交流正常照明系统 交流正常照明采用 380 220V 3 相 4 线 中性点直 接接地系统 各场所的照明电源由配电柜供电 各场所的检修电源由配电柜供电 在脱硫电控间设置检修电源箱 在各层平台和 人孔附近设置低压12V检修照明插座 5 45 4 电缆和电缆构筑物电缆和电缆构筑物 0 4K动力电缆采用0 6 1 0kV常规铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆 控制电缆 采用450 750V常规铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套编织屏蔽电缆 进出计算机系统的 模拟量采用铜芯铜丝编织对绞屏蔽铜丝编织总屏蔽PE绝缘聚氯乙烯护套电缆 并预留 一定的备用芯 在脱硫区域内恰当地规划电缆通道 包括电缆沟 电缆竖井和电缆桥架路径等 并使电缆构筑物整齐 美观 脱硫区域内电缆通道以架空桥架为主 电缆桥架的电缆 支 吊架采用经防腐和热浸镀锌处理的钢质材料 螺栓 电缆卡等安装材料也经防腐 和热浸镀锌处理 电缆桥架采用梯级式电缆桥架 并在电缆桥架上安装电缆桥架保护 盖 动力和控制电缆敷设在不同层的电缆桥架上 动力和控制电缆桥架层间加防火盖 板或隔板 四 设计供货范围及设计参数四 设计供货范围及设计参数 1 设计范围 设计范围 我方负责锅炉尾部烟气净化系统的工艺设计 设备选型和制造 采购 运输 安 装 调试 消缺 试验及检查 试运行 考核验收 培训和最终排放达标验收交付投 产等 烟气净化系统主要设备采用钢结构支撑 本工程设计的界区划分线为 烟气系统 反应吸收塔进口烟道与主烟道接口法兰至增压风机出口烟道与主烟道 接口止 物料系统 石灰粉仓加料口法兰至排灰仓泵出口法兰止 监控系统 以上界区内系统设备的电气 仪表及自控装置 含烟气在线监测系统 2 供货界限 供货界限 我方按如下各项供货 1 烟气处理装置系统 吸收塔 布袋除尘器以及内件 附件 管道等 2 消石灰系统 界区线内自消石灰粉仓入口 指与石灰输送车对接的管口 开始至吸收塔为止 3 工艺水系统 界区线内来自主厂房的工艺水管接口至脱硫除尘岛内止 3 设计参数 设计参数 Ca S 1 4 有活性的生石灰纯度 80 脱硫效率 85 脱硫除尘系统阻力 3200 Pa 单套系统 生石灰耗量 2550 Kg h 6 台炉 工艺水耗量 27 t h 6 台炉 电耗 3500Kwh 6 台炉 五 规范及标准五 规范及标准 遵循的技术标准及规范 在采用设计 制造标准和规范方面采用下列规则 在标准 图纸 质量记录 和 操作手册上均采用国际单位 SI 设备铭牌按制造厂标准 制造标准和规范按下列标 准执行 原则上采用国家和企业标准 如采用国际标准 则所采用的标准不低于国内 标准 并可在设计 制造上优先采用已获准采用的国际先进标准 这些标准符合或高 于下列标准的最新版本 系统设备和部件符合相应的国标或经上级批准的企业标准 另外仪表与自动化控制装置按提供的安装 调试 验收规定进行验收 并符合现 行国家标准的有关规定 电气装置符合国家现行有关电气装置安装工程施工及验收标