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发电部脱硫系统培训资料（一）脱硫系统概述脱硫系统概述一、烟气脱硫的技术方法二、定电脱硫工艺流程三、定电脱硫系统布置一、烟气脱硫的技术方法 控制燃煤SO2污染技术可分为四类：l 煤转化过程中脱硫l 煤燃烧前脱硫l 燃烧中脱硫l 燃烧后烟气脱硫 （ Flue Gas Desulphurization FGD)一、烟气脱硫的技术方法2 烟气脱硫技术按工艺特性一般可分为： 湿法 半干法 干法基本原理：一种碱性物质作为SO2的吸收剂并与之反应生成相应的产物。湿法烟气脱硫技术 是世界上技术最成熟，实用业绩最多，运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫率在90%以上。 基本原理：湿法烟气脱硫技术工艺特点：u 工艺为气液反应过程，反应速率快，钙利用率高，脱硫效果好。u 系统存在堵塞以及脱硫后的烟气温度低于酸露点，易产生腐蚀问题。u 反应产物为废液或淤渣，须妥善进行处理，才能避免二次污染。u 流程和设备相对较复杂，所需费用也较高。二、定电工艺流程及系统湿法脱硫工艺系统整套装置一般布置在锅炉引风机之后，主要的设备是吸收塔、烟气换热器、升压风机和浆液循环泵我公司采用高效脱除SO2的川崎湿法石灰石石膏工艺。该套烟气脱硫系统（FGD）处理烟气量为定洲发电厂1和2机组（2600MW）100的烟气量，定洲电厂的FGD系统由以下子系统组成：（1）吸收塔系统（2）烟气系统（包括烟气再热系统和增压风机）（3）石膏脱水系统（包括真空皮带脱水系统和石膏储仓系统）（4）石灰石制备系统（包括石灰石接收和储存系统、石灰石磨制系统、石灰石供浆系统）（5）公用系统（6）排放系统（7）废水处理系统1、吸收塔系统吸收塔采用川崎公司先进的逆流喷雾塔，烟气由侧面进气口进入吸收塔，并在上升区与雾状浆液逆流接触，处理后的烟气在吸收塔顶部翻转向下，从与吸收塔烟气入口同一水平位置的烟气出口排至烟气再热系统。吸收塔塔体材料为内衬玻璃鳞片的碳钢板。吸收塔烟气入口为内衬耐热玻璃鳞片的碳钢板。吸收塔内上流区烟气流速为4.2m/s，下流区烟气流速为10m/s。在上流区配有3组喷淋层，安装的三重螺旋喷嘴使气液效率接触，并达到高的SO2吸收性能。每个吸收塔配置3台循环泵。另有1台叶轮作为仓库备用。脱硫后的烟气流向装在吸收塔出口处的除雾器。在这个过程中，烟气与吸收塔喷嘴喷出的再循环浆液进行有效的接触。吸收了SO2的再循环浆液落入吸收塔反应池。吸收塔反应池装有6台搅拌机。氧化风机用于将氧化空气鼓入反应池中与浆液反应。氧化系统采用喷管式系统，氧化空气被注入到搅拌机桨叶的压力侧。一部分HSO3在吸收塔喷淋区被烟气中的氧气氧化，剩余部分的HSO3在反应池中被氧化空气完全氧化。吸收剂（石灰石）浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内循环。吸收塔排放泵连续地把吸收剂浆液从吸收塔打到石膏脱水系统。循环浆液浓度大约25wt。排浆流速由控制阀控制。脱硫后的烟气通过除雾器来减少携带的水滴，除雾器出口的水滴携带量不大于75mg/Nm3。两级除雾器安装在吸收塔的出口烟道上。除雾器由阻燃聚丙烯材料制作，型式为z型，两级除雾器均用工艺水冲洗。 吸收塔入口烟道侧板和底板处装有工艺水冲洗系统，冲洗自动定期进行。冲洗的目的是为了避免喷嘴喷出的石膏浆液带入入口烟道后干燥粘结。在吸收塔入口烟道装有事故冷却系统，事故冷却水由工艺水泵提供。当吸收塔入口烟道由于吸收塔上游设备意外事故而温升过高或所有的吸收塔循环泵切除时本系统启动。 2、烟道系统 增压风机增压风机（BUF）布置在气气换热器上游、运行在干工况下（A位）。其型式为轴流式，带液压动叶可调控制器。增压风机包括电机、控制油系统、润滑油系统和密封空气装置。可变的叶片间距控其制流量及压力。从主烟道引入的FGD系统入口烟道压力为200Pa，FGD系统停运时仍为200Pa，在FGD系统运行时其入口烟道压力为700Pa，因此增压风机的压头考虑了FGD系统烟道的压降和运行时进出口500Pa的压差的要求。烟气再热系统每台机组配置一台单立轴、回转再生式气气换热器（GGH）。在MCR工况下，GGH能够将净烟气加热至80C以上（烟囱入口处），而不需要补充其他热源。在MCR工况下，GGH最大泄漏量少于1%烟气量。为了清洁和保证GGH的烟气压降满足要求,系统配备了压缩空气吹扫系统。GGH的在线冲洗水泵在GGH压降高于正常值投运，GGH的离线冲洗水泵在FGD定期检修时投运。 3、石膏脱水系统 石膏浆液由吸收塔排放泵从吸收塔输送到石膏脱水系统。石膏浆液浓度大约为25wt。 石膏脱水系统为两炉（2X600MW）公用，包括以下设备： 石膏旋流站 带冲洗系统的真空皮带机 滤水回收箱 真空泵 滤布冲洗水箱 滤布冲洗水泵 带搅拌器的滤水箱 滤水泵 石膏饼冲洗水箱 石膏饼冲洗水泵 带搅拌器的缓冲箱 废水旋流站 废水箱 废水泵 石膏仓 石膏仓卸料装置 3、石膏脱水系统（1）石膏旋流站石膏浆液输送到安装在石膏脱水车间顶部的石膏旋流站。浓缩到浓度大约55的底流浆液自流到真空皮带脱水机，上溢浆液经缓冲箱自流到废水旋流站。废水旋流站的溢流通过废水泵送至废水处理系统，底流至滤水箱。（2）真空皮带脱水机真空皮带脱水机和真空系统为并列系统，每套系统的容量为两台机组MCR工况下75的容量。石膏旋流站底流浆液自流输送到真空皮带脱水机，由真空系统脱水到大于含90固形物和小于10水份。当脱水时，石膏经冲洗降低其中的Cl浓度。滤液经滤水回收箱进入滤水箱。通过皮带脱水机的翻卸，脱水石膏落入石膏仓，然后由石膏卸料装置卸至汽车运输（螺旋卸料装置排空平底仓）。 工业水作为密封水供给真空泵，然后收集到滤布冲洗水箱，用于冲洗滤布。另外还供至石膏饼冲洗水箱，滤布冲洗后的水也收集在石膏饼冲洗水箱用于石膏饼的冲洗。来自缓冲箱和滤布冲洗水箱的溢流以及废水旋流站的底流自流到滤水箱，然后由滤水泵输送到湿式球磨机系统4、石灰石制备系统石灰石制备系统为两台炉（2600MW）共用，由下列子系统组成：（1）石灰石接收存储系统： 石灰石接收存储系统由下列设备组成：石灰石接收料斗石灰石卸料振动给料机#1石灰石卸料皮带输送机石灰石斗式提升机#2石灰石卸料皮带输送机石灰石布袋除尘器石灰石仓石灰石仓布袋除尘器石灰石称重式皮带给料机金属分离器 （2）石灰石研磨系统： 石灰石研磨系统由下列设备组成：湿式球磨机磨机浆液箱磨机浆液箱搅拌器磨机浆液泵石灰石浆液旋流站4、石灰石制备系统配置两套并列的石灰石研磨制浆系统。每套的容量相当于两台锅炉（2600MW）在BMCR运行工况时满负荷石灰石耗量的75。 磨制后的石灰石粒度为90通过250目筛。石灰石在湿式球磨机内磨碎后自流到磨机浆液箱，然后由磨机浆液泵输送到石灰石浆液旋流站。含有大颗粒物料的石灰石浆液从旋流站底流浆液再循环回到湿式球磨机入口，上溢浆液排到石灰石浆液箱，制成的浆液浓度约为30。 （3）石灰石浆液供给系统提供一只石灰石浆液箱和四台石灰石浆液泵。每只吸收塔配有一条石灰石浆液输送管，石灰石浆液通过管道输送到吸收塔。每条输送管上分支出一条再循环管回到石灰石浆液箱，以防止浆液在管道内沉淀。 主要设计指标和考虑因素 在石灰石-石膏湿法脱硫工艺的设计中，需要考虑如下一些重要的设计和运行参数：（一）、烟气脱硫效率（二）、钙硫摩尔比（Ca/S） （三）、吸收塔内的烟气流速 （四）、液气比（L/G） （五）、系统pH值 （一）、烟气脱硫效率烟气脱硫效率表示脱硫能力的大小，一般用百分比表示，是衡量脱硫系统技术经济性的最重要的指标。脱硫系统的设计脱硫效率为在锅炉正常运行中（包括各种负荷条件和最差锅炉工况下），并注明在给定的钙硫摩尔比的条件下，所能保证的最低脱硫效率。脱硫效率除了取决于所采用的工艺和系统设计外，还取决于排烟烟气的性质等因素。脱硫效率也是考核烟气脱硫设备运行状况的重要指标，是计算SO2排放量的基本参数。对于连续运行的脱硫设备，入口SO2的浓度是随时间变化的，而且变化幅度有时很大，因此，实时计算的脱硫效率也是随时间变化的。因此，某一监测时段内设备的脱硫效率，应取整个时段内脱硫效率的平均值。在计算脱硫效率时，只计入SO2的脱除率，而通常不考虑SO3的脱除率。（三）、吸收塔内的烟气流速烟气流速是指设计处理烟气量的空塔截面流速，以m/s为单位，因此，烟气设计流速决定了吸收塔的横截面面积，也就确定了塔的直径。烟气设计流速越高，吸收塔的直径越小，可降低吸收塔的造价。但另一方面，烟气流速越高，烟气与浆液的接触和反应时间相应减少，烟气携带液滴的能力也相应增大，升压风机的电耗也加大。 比较典型的逆流式吸收塔烟气流速一般在2.55m/s的范围内，大多数的FGD装置吸收塔的烟气设计流速选取为3m/s，并趋向于更高的流速。国外FGD装置的运行经验表明，在SO2脱除率恒定的情况下，液气比L/G随着吸收塔烟气流速的升高而降低，带来的直接利益是可以降低吸收塔和循环泵的初投资，虽然升压风机的电耗要增加，但可由循环泵降低的电耗冲减。 因此，吸收塔烟气设计流速的选取是一个技术经济的综合比较，随着吸收塔的设计不断改进，烟气和浆液的反应吸收过程不断改善，设计和运行的烟气流速也在趋于提高。（四）、液气比（L/G）液气比是指洗涤每立方米烟气所用的洗涤液量，单位是L/m3。液气比是决定脱硫率的一个主要参数。液气比增大，意味着在同样的烟气量下，喷淋的浆液量增多，烟气与浆液的接触条件将更好，有利于SO2的吸收；但另一方面，循环的浆液量加大，浆液循环泵的功率消耗将显著加大，增大运行费用。通常，对于喷淋塔，液气比的范围一般在825 L/m3。（五）、系统pH值浆液的pH值FGD装置运行中需要重点检测和控制的化学参数之一，它是影响脱硫率、氧化率、吸收剂利用率及系统结垢的主要因素之一。浆液的pH值高，意味着碱度大，有利于碱性溶液与酸性气体之间的化学反应，对脱除SO2有利，但会对副产物的氧化起抑制作用。降低pH值可以抑制H2SO3分解为SO32-，使反应生成物大多为易溶性的Ca(HSO3)2，从而减轻系统内的结垢倾向。浆液的pH值是靠补充新鲜的石灰石浆液来维持的。通常，吸收塔浆池的pH值维持在5.05.8之间。 定电脱硫烟风系统一、烟风系统主要控制项目及方法二、增压风机三、气气热交换器一、烟风系统主要控制项目及方法1、旁路差压 、档板压力调节 调节目的： 预防气体从旁路档板中泄漏。 控制方法： 当旁路档板完全关闭时，为了保持旁路档板差压，由BUF上 的固定叶片角度的修正信号来调节。当旁路档板打开时，为了防止BUF上旁路档板固定叶片角烟气泄漏后进入FGD系统，由经过修正的5%的锅炉风量信号来调节。2、增压风机烟气流量调节 调节目的： 进入FGD系统的气体给定速度应由BUF上的固定叶片角来完全控制 。 控制方法： BUF系统上固定叶片角是由锅炉风量作为指令和校正信号来控制的，从旁路档板来的差压信号用来使进入FGD系统的风量给定得到完全控制 。3、事故档板控制 调节目的： 事故档板控制回路是对FGD出现事故时提供保护控制用的；FGD出现下列异常情况时，旁路档板应该按顺序打开 。 控制方法： FGD出现下列异常情况时，旁路档板应该按顺序打开 BUF跳闸 全部吸收塔循环泵停止 FGD入口烟气温度过高 FGD入口烟气压力过高/低 锅炉事故(锅炉 MFT, 汽轮发电机组事故跳闸, IDF or FDF 跳闸) 。每台炉应配置一台100%容量的动叶可调轴流式风机，用于克服FGD装置造成的烟气压降。（1）设计原则 l l增压风机应根据烟气系统正常运行和异常情况可能发生的最大流量，最高温度和最大压损设计，在引入FGD装置烟道的接口处烟气的压力水平约-5mbar（锅炉B-MCR工况）。增压风机的性能应保证能适应锅炉30%-BMCR负荷工况下正常运行，并留有一定裕度: 风量裕度不低于10%，另加不低于10的温度裕度；风压裕度不低于20%。 l 增压风机宜设计在FGD装置进口原烟气侧（高温烟气侧）运行。2）技术要求 l 由于在烟气中有一定的固体颗粒物含量，因而应避免叶轮磨损，并考虑由此引起的不平衡振动l 风机和叶轮的结构设计应便于检修和更换，外壳与磨损件应易于拆除，在风机和驱动电动机的上方应设有检修起吊设施。l 风机第一临界速度应高于额定转速30%, 在全部运行条件下风机轴承的最大允许振动速度均方根应小于4.6mm/s.l 风机应具有良好的调节性能。在正常工况下用调节动叶控制流量时，叶片由最小开度到对应满负荷最大开度的动作时间不超过45S60S，非正常工况时动作时间不超过15S，相应配套的执行机构应符合上述要求。l 叶片调节装置应灵活可靠，在任何工况下均能正常运行，调节重复性能好。调节精度应满足在风机10%BMCR至满负荷变化范围内没有死行程。（2）技术要求l 风机轴承应能承受机壳内的紊流工况所引起的附加推力，并在长期运行时不发生事故。l 液压、润滑供油装置应包括所有的管道、阀门、油温、油压、油位指示仪表、流量开关、压力开关、温度开关、油箱、油泵、油冷却器、滤油器以及与设备连接的其他连接件等。油站为整体封闭式结构，适应户外露天布置的要求。l 润滑油的选择应考虑最低和最高环境温度的影响，应配置电加热（如需要）和冷却设施。油站配置的油泵及油冷却器应有100%容量的备用。油冷却方式宜采用风冷，冷却风机应设置100容量的备用。（2）技术要求l 驱动电动机满足户外露天布置的要求。l 风机的外壳应保温、隔音，不允许有热不均匀现象，所有旋转件周围应设有人员安全防护罩。风机保护层和保温层必须采用可拆卸结构, 以便设备检查和维修。l 带有过滤器的密封风机用来提供轴的密封气源，密封空气风机2x100容量，其中一台为备用。l 增压风机应配备的仪表和控制主要包括监控主轴温度的热电偶、振动测量装置、超速报警、正常/异常跳闸信号装置等。l 增压风机如果采用弹性支座，则设计和供货界限应在弹性支座下面的混凝土基础分界线以上的部分。三、气气热交换器概述烟气加热器（GGH）是湿法脱硫系统（FGD）的一个重要组成部分，用来加热经脱硫系统处理过的烟气，使其在进入烟囱前得到再热处理，达到最低排放温度。GGH通过利用未处理的烟气中余热来加热脱硫后的冷烟气，不需要其它热源，是最经济的加热方式。对于FGD来讲，如每年运行3000小时以上，烟气加热温度30-40时,相当于提高了锅炉系统1.5-2.0%的热效率，经济性是非常可观的。GGH总体布置GGH的总体机构包括GGH的本体及外围配套件。GGH的本体由上连接板、上部中间梁、外壳、下连接板、下部中间梁、转子、中心筒、传热元件、导向轴承、支承轴承等主要机构件组成。GGH的外围配套件由轴承润滑装置、转子测速装置、高压水泵、吹灰器、传动装置、密封风机系统、净化/加压风机系统等组成。这些结构件和外围的配套件组成一个具有完整功能的GGH系统。GGH的总体布置，受以下因素的影响： 性能。GGH的性能要求（如净烟气出口温度、压降、泄漏率等），决定了GGH的尺寸大小、传热元件高度、为减少泄漏而设置的配套件的多少或设备大小、清洁装置的容量等。 布置空间。GGH外围布置空间的大小直接影响了GGH配套件的布置方法及位置。烟气加热器的工作原理GGH是在原烟气和净烟气之间通过受热面回转进行热交换，原烟气和净烟气间采用逆流布置来强化换热。传热元件由表面涂优质耐热搪瓷的薄钢板制成。全部美国进口。采用特殊高效换热波形，防堵塞传热元件，使用寿命不低于50000小时。元件平行于流动方向布置在转子中，转子以衡定速度转动。当传热元件转到原烟气侧时，元件吸收原烟气的热量；转到净烟气侧时，传热元件将吸收到的热量散发给净烟气，达到加热净烟气的目的。为减小转子携带泄漏，采用低转速设计方案GGH的结构特点介绍容克式GGH由于FGD系统的工作环境具有强腐蚀性和污垢多的特点，使得GGH材料选择和组件设计具有很多特殊要求，在设计中，一般考虑下列问题：l 使用设计技术成熟；l 性能可靠，阻力低，有一定的换热余量；l 安装方便；l 运行可靠，维护方便；l 密封可靠，泄漏小，控制手段多；l 元件抗堵灰，易清理；l 使用寿命长；l 有完善的清洗设备；l 配套完善。可靠的性能分析上海锅炉厂所用的性能计算程序为APC提供。该程序已在ALSTOM集团内部使用多年，计算结果和多台设备测试性能数据吻合，可对不同工况，不同传热元件配置以及不同泄漏控制手段进行精确性能分析。计算按用户对温度和阻力的要求，选用不同的转子直径，上锅GGH的转子直径最大可到19m，能满足单台配70万以上机组的需要。针对不同泄漏要求，能提供不同泄漏控制配置的数据。温度参数在计算时按用户要求允许偏差的上限提供，一般有近3-4的余量。阻力计算数据和实际测量数据吻合，提供值有一定余量。设计原则是不追求换热效率最高，但是保证不堵塞积木式结构设计方案GGH设备和预热器产品一样，采用全结构的模块设计方案。保证用户在最短的时间内完成安装和调试, 一般本体设备集中安装在一个月左右就能完成，现场焊接多为现场密封焊，工作量远远小于在现场做结构拼接的设计方式。GGH 设备的各主要部件全部在车间内拼装过，对接处有出厂匹配标记，现场安装按匹配标记进行，速度大