热动力站锅炉烟气脱硫装置培训教材.doc

烟气脱硫系统培训教材烟气脱硫系统培训教材 热动力站锅炉烟气脱硫装置热动力站锅炉烟气脱硫装置 培训教材 20162016 年年 5 5 月月 目录目录 1前前 言言 1 2氨法脱硫工艺过程说明氨法脱硫工艺过程说明 1 2 1氨法工艺描述 1 2 2工艺流程说明 2 3原材料及副产品的性质和标准原材料及副产品的性质和标准 3 3 1脱硫剂的性质 3 3 2脱硫产品的性质和标准 4 4设计基础数据设计基础数据 5 4 1锅炉和烟气概况 5 5氨法脱硫工艺的基本原理氨法脱硫工艺的基本原理 6 5 1氨法脱硫工艺中的化学步骤 6 5 2联锁说明及反馈控制说明 8 6脱硫装置的设计原则脱硫装置的设计原则 10 7主要技术指标主要技术指标 11 8脱硫工艺的关键控制参数脱硫工艺的关键控制参数 11 8 1技术经济指标 11 8 2公用工程条件 12 9装置布置技术要求和系统设备说明装置布置技术要求和系统设备说明 13 9 1装置布置总体技术要求 13 9 2系统设备说明概述 19 9 3烟气脱硫装置主要操作介绍 23 9 4脱硫系统的操作 24 9 5预洗涤塔 脱硫塔的维修与维护 26 9 6烟气脱硫装置的全面维修 28 9 7氨法脱硫的反应机理 30 9 8氨法脱硫的技术特点 30 9 9烟气系统 31 9 10脱硫系统 35 9 11氨水制备系统 41 9 12硫酸铵后处理系统 42 9 13工艺水系统 46 9 14排放系统 47 10供电概述供电概述 48 陕西延长中煤榆林能源化工有限公司延长石油靖边能源化工项目 培训教材 11培训人员及培训要求培训人员及培训要求 49 11 1人员组织 49 11 2检修培训 49 11 3运行培训 49 11 4检修方面应熟悉 49 11 5运行方面应熟悉 50 12电动机运行事故处理电动机运行事故处理 50 12 1电动机在运行中发生下列情况之一者 应立即停止运行 50 12 2发生下列情况之一 对于重要电动机应先起动备用电机 然后停止故障电机 51 12 3电动机运行时故障处理 51 12 4电动机起动故障处理 51 12 5电气事故处理 51 13脱硫装置用电负荷计算表脱硫装置用电负荷计算表 52 14脱硫机柜间布置脱硫机柜间布置 53 15热工自动化水平及功能热工自动化水平及功能 53 15 1数据采集系统 das 54 15 2模拟量控制系统 mcs 56 15 3主要顺序控制功能组 scs 57 15 4fgd 系统的联锁保护 58 15 5系统可靠性措施 58 15 6烟气监测 cems 系统 59 16设备选型设备选型 60 16 1总述 60 16 2重要设备的选型厂家 62 17气源和电源气源和电源 63 17 1气源 63 17 2电源 63 18接地接地 63 1 第一章第一章 工艺培训教材工艺培训教材 第一章 氨法烟气脱硫工艺的基本原理 1前前 言言 含硫燃料燃烧所产生的烟气中含有的二氧化硫是对环境及人类有害的物质 因此 在烟气排放之前必须采取措施降低烟气中二氧化硫的含量 氨法脱硫工艺则通过烟气 和吸收液充分接触 使烟气中的二氧化硫溶解于水并与吸收氨及氧气反应生成硫酸铵 从而降低二氧化硫的浓度 该工艺过程简单 主要如下 1 混合和加入新鲜的吸收剂 2 吸收烟气中的二氧化硫并反应生成亚硫酸铵 亚硫酸氢铵 3 氧化亚硫酸铵 亚硫酸氢铵生成硫酸铵 4 从吸收液中分离硫酸铵 2氨法脱硫工艺过程说明氨法脱硫工艺过程说明 2 1 氨法工艺描述氨法工艺描述 引风机来的的烟气 从预洗涤塔的上部进入 烟气向下通过洗涤塔 从洗涤塔内 喷淋管喷出的硫酸铵溶液向下降 烟气与硫酸铵溶液液滴顺流接触 达到降温增湿的 目的 同时洗涤去除烟气中的大部分烟尘 脱除烟气中的 so3 及 hcl hf 经过降 温增湿后的烟气从吸收塔的中部进入吸收塔 烟气进入吸收塔反应区 烟气向上通过 吸收塔 从吸收塔内喷淋管组喷出的悬浮液滴向下降 烟气与硫酸铵浆液液滴逆流接 触 发生传质与吸收反应 以脱除烟气中的 so2 脱硫后的烟气经除雾器去除烟气中 夹带的液滴 使烟气中含水量小于 75mg nm3 后 从顶部离开吸收塔 通过湿烟囱 排放 吸收塔下部浆池中的硫酸铵浆液由循环泵循环送至浆液喷雾系统的喷嘴 产生 细小的液滴沿吸收塔横截面均匀向下喷淋 本设计利用部分工艺水 在脱硫塔的顶部 特设了一层水雾喷淋洗涤层 以进一步降低净烟气中游离氨的含量和气溶胶的形成 so2 和 so3 与浆液中氨反应 生成亚硫酸铵和硫酸铵 在吸收塔浆池中鼓入空气将 生成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵 吸收塔浆池中的 ph 值由加入的氨量控制 ph 值维 持在大约 5 2 6 0 当吸收塔浆池中的循环浆液达到一定的密度后 通过脱硫输送泵 送至预洗涤塔 经过预洗涤塔提浓后 最终形成 30 40 的硫酸铵浆液 通过取出液 2 泵送至硫酸铵后处理工序 由取出液泵输送至卧式螺旋沉降过滤机 除去溶液中含有 的灰尘 脱硫系统在脱硫过程中对烟气中的尘有 50 的脱除效果 尘的累积会影响 最终产品硫酸铵化肥的品质 得到的澄清溶液进入硫酸铵溶液贮槽 然后通过硫酸 铵溶液输送泵输送至一效蒸发器及二效蒸发器提浓 在真空状态下蒸发结晶 循环 加热浓缩至浆液含固量达到 10 15 后 由二效出料泵输送至旋流器进行固液分离 浆液含固量上升至 40 50 后进入稠厚器 硫酸铵结晶颗粒长大后进入离心机进行 脱水处理 经脱水后含水率小于 5 的硫铵颗粒经干燥机干燥 进入料仓和包装机 即可得到商品硫酸铵 脱硫反应方程式如下 so2 h2o xnh3 nh4 xh2 xso3 nh4 xh2 xso3 1 2o2 2 x nh3 nh4 2so4 2 2 工艺流程说明工艺流程说明 本脱硫工艺是双塔工艺 主要由预洗涤塔和脱硫塔组成 预洗涤塔是个洗涤塔 主要是洗涤烟气 并提浓硫酸铵溶液 脱硫塔是一个组合式反应容器 由三部分组成 上部是除雾段段 中间是吸收段 底部是氧化段 烟气在预洗涤塔的上部进入 经过 降温 除尘 增湿后 从脱硫塔的中部进入脱硫塔 被硫酸铵溶液洗涤 降温 增湿 后上行 进入吸收段 与吸收液反应 除去二氧化硫 吸收液由上而下进入氧化段 氧化空气由氧化风机提供 将亚硫酸铵氧化为硫酸铵 脱硫塔内的循环浆液保持着较 低的浓度 低浓度的循环浆液在脱硫塔内达到一定的密度后 通过脱硫输送泵送至预 洗涤塔 经过预洗涤塔提浓后 最终形成 30 40 的硫酸铵浆液 通过取出液泵送至 硫酸铵后处理工序 硫酸铵溶液在蒸发结晶后蒸发水分形成硫酸铵浆液 硫酸铵浆液 经过旋流器及稠厚器增稠后进入离心机进行固液分离 分离得到含水率 5 的硫酸铵 经干燥得到商品硫酸铵 离心母液进入硫酸铵溶液贮槽循环使用 净烟气在脱硫塔的 顶部离开脱硫塔 经过塔顶直排烟囱排放 工艺水不断从塔顶补入 保持系统的水平 衡 3 第二章 烟气脱硫装置说明 3原材料及副产品的性质和标准原材料及副产品的性质和标准 3 1 脱硫剂的性质脱硫剂的性质 氨法脱硫技术采用氨为脱硫剂 氨的性质如下 性状 氨为无色 有刺激性恶 臭气体 在适当压力下可以液化 同时放出大量的热量 当压力降低时 则汽化逸出 同时吸收周围大量的热 氨有毒 空气中最高允许浓度为 30 水中溶解度 34 氨的水 溶液呈碱性 0 1n 水溶液的 ph 值为 11 1 理化常数 分子式 nh3 分子量 17 03 相对密度 0 7714g l 沸 点 33 5 熔 点 77 7 自 燃 点 651 爆炸极限 15 7 27 4 蒸汽密度 0 6 最易引燃浓度 17 产生最大爆炸压力的浓度 22 5 最大爆炸压力 0 485mpa 临界温度 132 5 临界压力 112 5 大气压 蒸汽压 33 6 时为 1 大气压 4 70 为 5 大气压 25 7 为 10 大气压 50 1 为 20 大气压 危险特性 当受到猛力撞击使钢瓶损伤时 气体外逸会危及人畜健康与生命 遇水则 变为有腐蚀性的氨水 受热后瓶内压力增大 空气中氨浓度达 15 7 27 4 时 遇火星 会引起燃烧爆炸 有油类存在时 会增加燃烧危险 气态氨有强烈的刺激气味 低浓度 的氨对眼及上呼吸道粘膜有刺激作用 高浓度的氨可引起水肿甚至昏迷 操作时 应注 意安全生产 侵入途径 氨主要经呼吸道吸入 对粘膜和皮肤有碱性刺激及腐蚀作用 可造成组织溶解性坏死 高浓度时可引起反射性呼吸停止和心脏停搏 临床表现急性 中毒 短期内吸入大量氨气后可出现流泪 咽痛 声音嘶哑 咳嗽 痰可带血丝 胸闷 呼吸困难 可伴有头晕 头痛 恶心 呕吐 乏力等 可出现紫绀 眼结膜及咽 部充血及水肿 呼吸率快 肺部罗音等 严重者可发生肺水肿 急性呼吸窘迫综合征 4 喉水肿痉挛或支气管粘膜坏死脱落致窒息 还可并发气胸 纵膈气肿 胸部 x 线检查 呈支气管炎 支气管周围炎 肺炎或肺水肿表现 血气分析示动脉血氧分压降低 眼 接触液氨或高浓度氨气可引起灼伤 严重者可发生角膜穿孔 皮肤接触液氨可致灼伤 中毒处理 吸入者应迅速脱离现场 至空气新鲜处 维持呼吸功能 卧床静息 及时观 察血气分析及胸部 x 线片变化 给对症 支持治疗 防治肺水肿 喉痉挛 水肿或 支气管粘膜脱落造成窒息 合理氧疗 保持呼吸道通畅 应用支气管舒缓剂 早期 适量 短程应用糖皮质激素 如可按病情给地塞米松 10 60mg d 分次给药 待病情好转后减量 大 剂量应用一般不超过 3 5 日 注意及时进行气管切开 短期内限制液体入量 合理应 用抗生素 脱水剂及吗啡应慎用 强心剂应减量应用 误服者给饮牛奶 有腐蚀症状时 忌洗胃 眼污染后立即用流动清水或凉开水冲洗至少 10 分钟 皮肤污染时立即脱去 污染的衣着 用流动清水冲洗至少 30 分钟 3 2 脱硫产品的性质和标准脱硫产品的性质和标准 本工艺的脱硫产品为硫酸铵 其性质如下 硫酸铵为无色晶体 分子量 m 132 13 密度 1769 kg m3 熔点 mp 235 硫铵饱和溶 液的性质 沸点 bp 108 9 硫酸铵的溶解度 温 度 2030406080100 溶解度 g 100g 水75 4078 081 088 095 3103 3 可见 硫铵的溶解度随温度略有增加 但变化很小 因此 硫铵结晶都以蒸发结晶 或 饱和结晶为主 很少采用冷冻结晶的方法 硫酸铵产品标准 gb535 1999 项 目指 标 外观无可见机械杂质 氮 n 含量 20 5 水分 h2o 1 0 游离酸 h2so4 含量 0 2 100 纯度硫铵的 n 含量为 21 2121 m m 因此 20 5 n 含量相当于硫铵纯度为 96 7 m m 5 4设计基础数据设计基础数据 4 1 锅炉和烟气概况锅炉和烟气概况 1 动力站 4 320t h 高压锅炉的主要参数 单台锅炉的参数 额定出力 bmcr 320t h 校核煤种 锅炉负荷 t h 320 单台 锅炉排烟气量 nm3 h 387000 除尘器后原始排尘浓度 mg nm3 30mg nm3锅炉排烟温度 141 锅炉耗煤量 t h 37煤全硫分含量 2 3 煤低发热值 mj kg 26 01锅炉年运行时间 h 8000 额定出力 bmcr 320t h 设计煤种 锅炉负荷 t h 320 单台 锅炉排烟气量 nm3 h 396100 除尘器后原始排尘浓度 mg nm3 30mg nm3锅炉排烟温度 140 锅炉耗煤量 t h 35 3煤全硫分含量 1 5 煤低发热值 mj kg 26 46锅炉年运行时间 h 8000 2 燃料煤质 锅炉用煤 分析参数 结 果 项 目 单位 设计煤种 横山山东矿 校核煤种 樊河三号矿 全水分 mt 6 79 10 空气干燥水分 mad 4 134 74 灰分 ar 8 418 41 挥发分 var 35 5336 59 碳 car 68 7866 40 氢 har 4 21 4 08 氮 nar 0 86 0 85 全硫 st ar 1 502 3 氧 oar 8 648 86 弹筒发热量 qb ad mj kg28 4028 59 空气干燥基高位发热量 qgr ad mj kg28 2128 32 6 结 果 项 目 单位 设计煤种 横山山东矿 校核煤种 樊河三号矿 收到基低位发热量 qnct ar mj kg26 4626 01 变形温度 dt 1120 1110 软化温度 st 1150 1140 半球温度 ht 1160 1150 灰熔融性 流动温度 ft 1170 1160 可磨性指标 hgi 57 57 二氧化硅 sio2 38 0733 36 三氧化二铝 al2o3 12 8210 71 三氧化二铁 fe2o3 12 420 96 氧化钙 cao 18 3617 37 氧化镁 mgo 0 610 65 氧化钾 k2o 0 730 47 氧化钠 na2o 0 430 82 三氧化硫 so3 8 6311 81 二氧化钛 tio2 0 720 55 5氨法脱硫工艺的基本原理氨法脱硫工艺的基本原理 在本质上氨法脱硫工艺是采用 nh3 来吸收净化烟气的 包含着复杂的物理 化 学过程 以下将从物理化学原理方面对工艺各阶段加以分析 烟气中的 so2 从烟气 主体进入吸收液的过程是物理吸收和化学反应的过程 通过这个过程 使 so2 从气 相进入液相而被捕获 该过程可分为如下几个步骤 5 1 氨法脱硫工艺中的化学步骤氨法脱硫工艺中的化学步骤 1 烟气中 so2 溶解于水形成 h2so3 2 氨吸收剂溶解于水形成 nh3 h2o 3 溶解于水形成的 nh3 h2o 与溶解于水形成的 h2so3 进行化学反应形成 nh4 7 2so3 4 形成的 nh4 2so3 在氧化空气的作用下氧化形成 nh4 2so4 氨法脱硫过程的总化学反应式可以综合表示为 so2 h2o xnh3 nh4 xh2 xso3 nh4 xh2 xso3 1 2o2 2 x nh3 nh4 2so4 虽然该综合反应式中列出了主要的反应物和生成物 但整个反应过程非常复杂 可以 通过以下的一系列反应过程表示 a 脱硫塔中 so2 的吸收烟气中的二氧化硫 so2 溶于水并生成亚硫酸 so2 h2o h2so3 1 b 亚硫酸同溶于水中的硫酸铵和亚硫酸铵起反应 h2so3 nh4 2so4 nh4hso4 nh4hso3 2 h2so3 nh4 2so3 2nh4hso3 3 c 吸收剂氨的溶解 nh3 h2o nh4oh nh4 oh 4 由于反应 4 的进行 可以不断提供中和用的碱度及反应用的铵离子 氨同溶 于水 中的亚硫酸 硫酸氢铵和亚硫酸氢铵起反应 d 中和吸收的 so2 so2 极易与碱性物质发生化学反应 形成亚硫酸盐 碱过剩时生成正盐 so2 过剩 时形成酸式盐 so2 h2onh4oh nh4hso3 h2o 5 so2 h2o 2nh4oh nh4 2so3 2h2o 6 由于反应 5 6 的进行 可以使更多 so2 可被吸收 e 吸收得到的 亚 硫酸 氢 铵氧化成硫酸 氢 铵 亚硫酸盐不稳定 可被烟气及氧化空气中的氧气氧化成稳定的硫酸盐 8 2 nh4hso3 o2 2nh4hso4 7 2 nh4 2so3 o2 2 nh4 2so4 8 f 硫酸铵溶液浓缩后结晶析出硫酸铵固体 硫酸铵 水 硫酸铵固体 水蒸汽 5 2 联锁说明及反馈控制说明联锁说明及反馈控制说明 5 2 1旁路挡板门的关闭与脱硫塔的烟气进 出挡板门的开启处于连锁状态 旁路挡板门的关闭与脱硫塔的烟气进 出挡板门的开启处于连锁状态 具体要求如下 锅炉引风机出口的旁路挡板门与脱硫塔的烟气进口挡板门处于相反的开关状态 开车 时 先打开脱硫塔出口挡板门 然后打开脱硫塔入口烟气进口挡板门 关闭锅炉引风 机出口的旁路挡板门 停车时 先打开锅炉引风机出口的旁路挡板门 再关闭脱硫塔 烟气进 出口的挡板门 挡板门关闭后 开启密封风机 密封空气压力高于烟气压力 500pa 左右 5 2 2当原烟气温度大于当原烟气温度大于 160 或脱硫塔中部温度大于或脱硫塔中部温度大于 70 时 连锁装置自动开启时 连锁装置自动开启 烟气旁路挡板门 关闭脱硫塔的进口挡板门 烟气旁路挡板门 关闭脱硫塔的进口挡板门 具体要求如下 为了防止浆液循环泵出现故障 原烟气温度过高或喷淋系统出现故障时损坏玻璃 钢塔内件 当脱硫塔中部温度大于 70 时 连锁装置自动开启锅炉引风机出口的旁 路挡板门 然后关闭脱硫塔烟气进口的挡板门 5 2 3通过吸收液通过吸收液 ph 值的反馈信号调节氨水管线上阀门的开启度 值的反馈信号调节氨水管线上阀门的开启度 具体要求如下 正常操作时 氨的加入量由脱硫塔 t2102 下部浆池内液体的 ph 值控制 ph 值一般控制在 5 6 之间 当 ph 值低于 5 时 说明加氨量不足 增大氨水管线上 阀门的开启度 当 ph 值大于 6 时 说明氨水过量 减小氨水管线上阀门的开启度 9 5 2 4脱硫塔浆液的密度控制 脱硫塔内的浆液密度必须严格控制才能保证下一个脱硫塔浆液的密度控制 脱硫塔内的浆液密度必须严格控制才能保证下一个 工序的能耗 工序的能耗 具体要求如下 正常操作时 为了增加二氧化硫的吸收效率及亚硫酸铵的氧化效率 必须要控制 脱硫塔浆池的浆液浓度在低浓度运行 脱硫塔浆池的浆液浓度度是通过脱硫溶液输送 泵出口管道上调节阀的开启度来实现的 而脱硫溶液输送泵出口管道上调节阀的开启 度和预洗涤塔的液位相联锁 而当预洗涤塔的液位低到一定值时增加调节阀的开度度 直至全开 当预洗涤塔的液位高到一定值时减少调节阀的开度度直至全关 为了减少 后处理工序硫酸铵溶液浓缩时的蒸汽消耗 必须要控制预洗涤塔浆池的浆液浓度在 35 40 左右 浆液浓度是通过浆液密度的测量来实现的 预洗涤塔浆池的浆液密度 是通过取出液泵出口管道上调节阀的开启度来实现的 当浆液密度值低时减小调节阀 的开度度直至关闭 当浆液密度值高时加大调节阀的开度度 5 2 5通过脱硫塔浆池液位的反馈信号调节除雾器冲洗水及水喷淋层管线上阀门的通过脱硫塔浆池液位的反馈信号调节除雾器冲洗水及水喷淋层管线上阀门的 开启度 开启度 具体要求如下 为了保持烟气吸收系统的水平衡 必须向烟气脱硫塔内补充工艺水 补充工艺水 有三个目的 一是为了保持烟气吸收系统的水平衡 二是为了减少净烟气中氨的逃逸 量 三是为了冲洗除雾器 在工艺控制中水平衡是通过脱硫塔浆池的液位来反映的 正常生产时设定脱硫塔浆池液位的液位高度为 6 米 当脱硫塔浆池的液位低于设定 值时 增大冲洗水管线或水喷淋层管线上阀门的开启度 当脱硫塔浆池的液位高于设 定值时 减小冲洗水管线或水喷淋层管线上阀门的开启度 5 2 6通过工艺水槽液位的反馈信号调节工艺水外供管线上阀门的开启度 通过工艺水槽液位的反馈信号调节工艺水外供管线上阀门的开启度 具体要求如下 5 2 7设定正常生产时工艺水贮槽的液位达到满液位的设定正常生产时工艺水贮槽的液位达到满液位的 60 75 之间 当工艺水贮之间 当工艺水贮 槽的液位低于设定值时 增大工艺水管线上阀门的开启度 当工艺水贮槽的液位槽的液位低于设定值时 增大工艺水管线上阀门的开启度 当工艺水贮槽的液位 高于设定值时 减小工艺水管线上阀门的开启度 高于设定值时 减小工艺水管线上阀门的开启度 5 2 8密封空气的压力及温度控制密封空气的压力及温度控制 在正常生产过程中 旁路挡板门处于关闭状态 进口挡板门处于开启状态 为了 10 防止挡板门泄漏 采用双密封挡板门 密封空气压力应高于烟气压力 500pa 左右 密 封空气温度 70 80 温度低时加大蒸汽阀门的开启度 温度高时关小蒸汽阀门的开 启度 6脱硫装置的设计原则脱硫装置的设计原则 1998 年 4 月国家环保总局印发了 贯彻国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染 控制区有关问题批复的行动方案 和 酸雨控制区和二氧化硫污染控制区二氧化硫污 染综合防治规划编制大纲 脱硫装置的建设必须首先符合国家的能源环保政策 具 体操作上应通过有关环境管理部门的环境评价 脱硫装置的总体设计原则是确保较高的脱硫效率 较高的可用率 并保证安全可 靠 对锅炉的运行操作无影响 烟气脱硫系统的使用寿命不低于 20 年 fgd 装置投入商业运行烟气脱硫系统的利用率 95 为保证锅炉可靠 稳定运 行 脱硫岛停运不影响锅炉的正常运行 对于烟气脱硫系统中的设备 管道 贮槽等 考虑防腐和防磨措施 烟道的设计 符合 火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程 dl t 5121 2000 的规定 汽水管道 符合 火力发电厂汽水管道设计技术规定 dl t5054 1996 和 火力发电厂汽水 管道应力计算技术规定 sdgj6 90 中的要求 对于净烟道在结构上采用有效的 防腐措施 所有在需要维护和检修的地方均设置平台和扶梯 平台扶梯的设计满足 gb4053 1 gb4053 4 或 火电厂钢制平台扶梯设计技术规定 dlgj158 2001 中的 要求 烟气脱硫设备所产生的噪声控制在低于 85db a 的水平 距产生噪声设备 1 米处测量 本脱硫工程采用江苏和亿昌工程建设有限公司自主开发的专利技术 通过对设计 方案的优化 充分利用工厂现有的公用和辅助设施 以节约投资 脱硫装置的设计原 则为 在设计工况下全烟量 全时段的保证脱硫效率不低于 95 脱硫后烟气中 so2 不高于 100mg nm3 烟气烟囱入口烟温不低于 50 11 脱硫装置能通过环保部门的环保验收 烟气脱硫系统产生的硫酸铵品质满足 硫酸铵 gb535 1995 合格品的要求 7主要技术指标主要技术指标 1 脱硫塔进出口脱硫效率 95 脱硫后烟气中 so2 含量执行 gb13223 2003 在 2 在设计条件下 fgd 出口 nh3 20mg m3 标态 干基 o2 6 3 设计工况下 脱硫岛的压力降 脱硫岛进出口压力差 不大于 1000pa 4 脱硫后排放烟气雾滴浓度执行 hj t179 2005 不大于 75mg m3 5 脱硫作业场所环境尘毒物质 噪声符合 工业企业设计卫生标准 6 脱硫岛对原烟气中含尘量的处理效率不低于 50 7 整套装置运行时间相对于锅炉运行时间 不包含锅炉投油运行时段 的可用率 执行 hj t179 2005 不低于 95 装置每 3 年大修一次 主体设备设计寿命为 30 年 不包括易损件 8 硫酸铵品质符合 硫酸铵 gb535 1999 合格品的要求 8脱硫工艺的关键控制参数脱硫工艺的关键控制参数 8 1 技术经济指标技术经济指标 序 号项 目 名 称 单 位数 量 备 注 一装置利用率 95 二装置进气量m3 h 2734448140 工况 nm3 h 1547694 三原烟气 so2浓度mg nm3 4300 四装置脱硫率 98 2 五so2排放浓度mg nm3 80 六so2年排放量t a 990 七so2年减排总量t a52250 八氨耗量t h 3 57校核煤种 t a 28560校核煤种 九公用动力消耗 12 1工艺水m3 h49 2蒸汽t h 13 2 3需要容量kw 2158 4消防水m3 h125短时 间断 5包装袋用量bags h31050kg bag 6循环水用量t h200 作为冷却水 使用后最终返 回动力站系统 7一次消防用水量m3 h260间断 十三废排放 1废气 m3 h 湿 2271800 其中 so2 133 kg h 灰分 46 43 kg h 设计煤种 50 时 2废水t h 3废渣t h 十一副产硫酸铵t h 13 6 t a 108800 十二运输量 1运入量t a 无固体物运入 2运出量t a 108800硫酸铵成品 十三装置定员人32 十四主装置占地面积m2 6386 十五建构筑物占地面积m2 2152 十六装置建筑面积m2 1781 8 2 公用工程条件公用工程条件 1 氨 吸收剂为氨水 使用液氨制备氨水 氨水浓度 15 30 氨水浓度由脱硫装置 自行配制 总量约为 28560 吨 年 99 6 液氨 折 20 氨水 14 万吨 年 液氨参数 压力 1 3 mpa g 温度 常温 13 2 蒸汽 低压蒸汽 压力 0 5 mpa g 温度 158 3 水 循环水温度 32 压 力 0 40 mpa g 生活水温度 常温 压 力 0 45 mpa g 高压消防水温度 常温压 力 0 8 mpa g 生产水温度 常温 压 力 0 4 mpa g 生产水水质 ph 值 6 5 8 5 ca2 175mg l fe2 0 3mg l 4 电源 电压 10 kv 7 380v 220v 7 频率 50hz 0 5hz 5 仪表气源压力 仪表气源压力 0 40 mpa g 6 工厂空气 气源压力 0 40 mpa g 9装置布置技术要求和系统设备说明装置布置技术要求和系统设备说明 9 1 装置布置总体技术要求装置布置总体技术要求 9 1 1fgd 装置布置装置布置 1 脱硫系统按四炉二塔设计 脱硫采用单塔结构 硫酸铵后处理采用塔外结 晶工艺 在锅炉燃用设计煤种及校核煤种的前提下 脱硫效率 98 2 整套脱硫系统 简称 fgd 由烟气系统 吸收系统 脱硫浆液循环系统 氧化系统 事故浆液排放系统 吸收剂制备及供应系统 新鲜水系统和消防水系统 硫酸铵后处理系统 仪表控制系统 在线分析 监测系统等组成 3 烟气吸收系统按 2 台 320t h 煤粉锅炉的正常烟气量进行设计 4 台锅炉共 设置 2 套烟气吸收系统 即脱硫系统为双系列运行 4 硫酸铵后处理回收系统按 4 台 320t h 煤粉锅炉的烟气量进行设计 即后处 理系统为单系列运行 14 5 脱硫系统布置在锅炉引风机之后 不设计单独的增压风机 并向动力站设计 院提供脱硫系统阻力 6 为了便于脱硫塔的检修 在脱硫塔进口烟道和旁路烟道分别设置挡板门 7 脱硫系统不影响锅炉机组的安全 稳定运行 不降低锅炉机组的出力 不 影响锅炉的效率 为保证动力站锅炉可靠 稳定运行 脱硫系统设置 100 烟气旁路 以保证脱硫装置在任何情况下不影响锅炉和发电机组的安全运行 8 脱硫系统的负荷范围与锅炉负荷范围相协调 锅炉负荷范围为 30 110 不助燃最低负荷为 30 脱硫系统在锅炉负荷调整时有良好的 适宜的调节 特性 能可靠和稳定地连续运行 脱硫系统的设计和运行能快速响应锅炉负荷的变化 速度 9 脱硫系统的整体布置要合理利用场地 力求整齐美观 10 本工程设计使用年限为 20 年 9 1 2工艺与设备专业工艺与设备专业 本工程烟气脱硫系统采用氨 硫酸铵回收法进行脱硫 脱硫装置为 4 台高压锅 炉配置了二套脱硫系统和一套硫酸铵后处理回收系统 脱硫装置采用单塔喷淋洗涤工艺 采用钢筋混凝土外壳内衬聚丙烯板 pp 板 结构 硫酸铵后处理回收装置采用塔外双效蒸发浓缩 结晶 分离 干燥工艺 锅炉 烟气经脱硫处理后 烟气排放能够满足国家环保部门规定的排放要求 并且不影响其 它系统工艺参数或不与其它系统工艺参数发生矛盾 全部脱硫和硫酸铵回收系统的性能和质量 能得到充分保障 并使其设计煤种和 硫酸铵回收装置 在 bmcr 工况下 的脱硫效率不低于 98 在燃用设计煤种范围 内 脱硫系统能够安全运行 系统安装当地环保部门认可的在线监测装置 并留有接 口 以方便传输至当地环保部门 还留有对比监测试验的人工测孔 工艺系统设计原则包括 1 脱硫工艺采用湿式氨 硫酸铵法 2 套脱硫系统处理 4 台锅炉的全烟气量 1 套后处理系统回收脱硫的副产物硫酸铵 操作弹性 30 110 2 单套脱硫系统的烟气处理能力为 2 台锅炉 110 bmcr 工况时的烟气量 脱 硫效率按 98 2 设计 且排放浓度 80mg nm3 3 脱硫系统设置 100 烟气旁路 以保证脱硫系统在任何情况下不影响锅炉的 15 安全运行 4 脱硫设备年运行小时按 8000 小时考虑 5 脱硫系统可用率不小于 95 6 脱硫系统服务寿命不小于 20 年 7 硫酸铵产品 主要指标符合国标 gb535 1995 合格品的要求 9 1 3电气电气专业专业 1 在满足设计条件和工艺要求的前提下 确保做到安全可靠 操作维护方便 2 电气专业负责完成 fgd 内的所有设备用电的详细设计 包括低压配电系统 图 电动机控制原理图等 并提供对外供电设计详细接口条件 3 将提供全部用电设备电气系统图 且同一工艺设备设有相同两台电动机驱 动时 两台电动机应分别布置在低压 380v 母线两段供电 并确保各段计算负荷基本 相等 大于 15kw 电动机及对工艺设备运行较重要的电动机设置恰当的备用回路 4 供配电系统 本期烟气脱硫系统低压配电采用 ac 380 220v 设 段脱硫母线 各由一台 变压器供电 变压器高压侧电源由动力站主厂房高低压厂用配电室两段 10kv 母线段 送来 380 220v 段采用单母线分段运行方式 单台变压器的容量 满足全部 负载的正常运行 低压电气的配置保证在发生短路故障时 各级保护电器有选择性的正确动作 低 压开关柜采用西门子 sivacon 8pt 型低压抽出式开关柜 5 事故保安电源 脱硫界区设 eps 事故保安电源 用于照明 和两台旁路挡板门 6 电气系统设计原则 针对脱硫项目的特点 对用于本工程的电气系统和设备 作如下全面的考虑 a 设备安全 运行安全和提供检修人员低电压的安全 b 易于运行和检修 主要部件 重部件 将能方便拆卸 复原和修理 同时 将提供吊装和搬运时用的起吊钩 拉手和螺栓孔等 c 相同 或相同等级 的设备和部件的互换性 可操作性和可靠性 d 系统内所有元件将恰当地配合 比如绝缘水平 开断能力 短路电流耐受 16 能力 继电保护和机械强度等 e 环境防护 如对腐蚀性气体和 或 蒸汽 机械振动和水等的防护 f 电气设备将在实际使用环境条件下 带额定负荷连续正常运行 9 1 4自控专业自控专业 1 根据脱硫系统的工艺特点及规模 本工程主系统采用分散式控制系统 即 dcs 控制 烟气脱硫系统采用 dcs 远程 i o 控制 其控制前端和控制站 柜 就地 布置 fgd dcs 操作员站设在脱硫控制室内 脱硫系统的 fgd dcs 机柜 热工 配电柜均布置在相应脱硫配电间及电子设备间 机柜间 内 控制室温度应为冬天 20 2 夏天 26 2 2 运行人员在控制室内 通过脱硫系统的 fgd dcs 的操作员站对脱硫系统 进行启 停控制 正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的处理 运行人员只能进 行操作 不能修改数据 除在集中控制室的操作台上设置如旁路挡板门等重要设备的 紧急操作按钮外 控制室不设其它常规仪控表盘 脱硫装置的控制系统将设计成一个 完整的自动控制系统 具有自动控制 软手动控制和就地控制功能 并对系统的运行提 供必要的联锁 调节控制 顺控操作 监测和报警功能等 3 在集中控制室内对脱硫系统的监视控制满足下列要求 在就地运行人员少量干预配合下 实现系统启停 实现正常运行工况的监视和调整 实现异常工况的报警和紧急事故处理 4 控制系统具有完善的联锁报警功能 与系统安全运行有关的参数均设置报 警联锁功能 其上下限值可根据用户需要进行在线调整 机组出现异常或脱硫工艺系 统出现非正常工况时 能按预定的顺序进行处理 使脱硫系统与相应的事故状态相适 应 出现危及单元机组运行以及脱硫工艺系统运行的工况时 能自动进行系统的联锁 保护 停止相应的设备甚至整套脱硫系统的运行 脱硫系统不影响锅炉机组正常运行 无论脱硫系统何种工况 都能保证锅炉的正常运行 5 本工程所采用的仪表和控制设备为经过实践的 代表当今先进技术的优质 设备 具有最大的可利用率 可靠性 可操作性 可维护性和安全性 控制和监测设 备有良好的性能以便于整个装置安全无故障运行 现场仪表装置根据实际情况采取防 水 防尘及防腐措施 设备防护等级至少为 ip65 配置有进出线防水接头 17 6 对脱硫前的烟气 so2 o2含量和脱硫后的烟气 so2 o2含量进行实时监控 脱硫塔烟气进 出口单独设置探头和烟尘在线连续监测系统 cems 检测方式为直 接稀释抽取在线连续检测分析紫外荧光法 分析仪表和关键元器件采用进口产品 接 触烟气的探头部分必须耐腐耐磨 脱硫塔进口烟道或出口净烟道上设置优质智能烟气 流量检测仪表 至少两个测点 探头接触介质的护套材质满足介质工况的耐腐耐磨要 求 7 本套控制系统是一个完整的自动控制系统 并带有自动控制 软手动控制 和就地控制功能 设计要考虑保障整个脱硫系统的安全 可靠 经济运行 并对系统 的运行要提供必要的联锁 调节控制 顺控操作 监测和报警功能等 8 就地控制仅作为维修和单台设备试验之用 控制系统应有闭锁就地 远方开 关以选择和联锁设备的运行 以避免人身伤害和设备损坏 9 控制系统的设计应充分体现 安全运行 的原则 即当信号消失时 故障或 异常运行均不允许产生危险状况 同时亦不允许导致系统设备跳闸 10 脱硫控制系统能够通过数据通讯接入锅炉 dcs 控制系统进行显示 部分 开关量信号采用硬接线方式与锅炉 dcs 控制系统进行联锁 di 信号 锅炉 mft 状态 布袋除尘信号 锅炉负荷信号 do 信号 锅炉脱硫塔进口挡板门已开 锅炉脱硫塔进口挡板门已关 锅炉脱硫 塔旁路挡板门已开 锅炉脱硫塔旁路挡板门已关 11 脱硫控制系统配备 ups 装置 并能满足 0 5 小时以上的供电容量 9 1 5给排水给排水与消防专业与消防专业 脱硫系统内给排水 消防系统的设计遵循国家 地方和电力行业现行的规范及标 准进行 1 给水系统 本期脱硫装置工艺水用量约为 49m3 h 由业主的工艺水系统提供 或由热电站工 业冷却水回收系统提供 并用管道送至 fgd 装置界区外 1m 处 水压 0 4mpa 生活给水系统是提供烟气脱硫系统运行人员生活饮用水 卫生设备冲洗用水以及 安全洗眼器用水 该部分水为间断用水 水量约为 0 3m3 h 由业主从工厂的生活水 系统中用管道送至 fgd 装置界区外 1m 处 水压 0 25mpa 要求其水质符合国家生 活饮用水 gb5749 2006 标准 18 生活水管道采用 ppr 管或内涂塑镀锌钢管 埋地钢管外壁采用环氧煤沥青漆防腐 处理 脱硫岛循环水系统归于工艺系统 主要用于设备冷却 用户主要为离心机 氧化 风机 蒸发系统间 冷凝器等 水量为 200t h 使用后返回动力站循环水系统 2 排水系统 生活排水系统是收集盥洗间卫生设施等排放的污水 生活排水管道接至脱硫界区 外 1 米处的厂区排水主管道上 雨水排水系统是收集不含浆液及任何化学物质的雨水 正常情况下 fgd 装置没有污水排出界区 但初期雨水有可能含有脱硫场地内的 粉尘 浆液等污染物 这部分初期雨水由脱硫场地的地沟收集到地下收集池 并排到 事故浆液箱中 作为脱硫系统的补充水使用 中后期雨水由雨水排水系统处理 室外雨水排水系统设计为自流系统 雨水经排 水沟 雨水口 检查井等收集后排至脱硫界区外 1 米处 与就近的厂区的排水管 点 相连接排出 3 消防水系统 本脱硫工程所需的消防水来自于工厂或热电站主体工程的消防水系统 与主体工 程联接 形成环状消防管网 消防水系统的设置覆盖所有室外 室内建 构 筑物 布置全套的消防给水系统 消火栓的设置符合国家消防的有关标准和规定 在局部重要区域 适当增设灭火器材 和药剂 9 1 6工程主要技术经济指标工程主要技术经济指标 序 号项 目 名 称 单 位数 量 备 注 一装置利用率 95 二装置进气量m3 h 2734448140 工况 nm3 h 1547694 三原烟气 so2浓度mg nm3 4300 四装置脱硫率 98 2 五so2排放浓度mg nm3 80 六so2年排放量t a 990 19 七so2年减排总量t a52250 八氨耗量t h 3 57校核煤种 t a 28560校核煤种 九公用动力消耗 1工艺水m3 h49 2蒸汽t h 13 2 3需要容量kw 2158 4消防水m3 h125短时 间断 5包装袋用量bags h31050kg bag 6循环水用量t h200 作为冷却水 使用后最终返 回动力站系统 7一次消防用水量m3 h260间断 十三废排放 1废气 m3 h 湿 2271800 其中 so2 133 kg h 灰分 46 43 kg h 设计煤种 50 时 2废水t h 3废渣t h 十一副产硫酸铵t h 13 6 t a 108800 十二运输量 1运入量t a 无固体物运入 2运出量t a 108800硫酸铵成品 十三装置定员人32 十四主装置占地面积m2 6386 十五建构筑物占地面积m2 2152 十六装置建筑面积m2 1781 20 9 2 系统设备说明概述系统设备说明概述 9 2 1工艺描述工艺描述 整个烟气脱硫装置由以下几个主要子系统 烟气系统 吸收循环系统 氧化空气 系统 氨水供应系统 工艺水系统 硫酸铵后处理系统 本脱硫工程以本公司具有自有知识产权的 并具备了同等规模电厂中有 2 台以上 连续运行业绩的氨法烟气脱硫技术作为技术支撑 采用湿式氨 硫酸铵回收法脱硫 工艺 进行本工程的设计 氨法烟气脱硫工艺是采用氨 nh3 作为吸收剂除去烟气中的 so2的工艺 是一 个具有很长历史的方法 早期的氨法脱硫主要是用在化工行业的硫铁矿制硫酸工艺中 作为该装置尾气脱 硫使用 目前国内大多数钢铁厂的冶炼尾气的治理均采用氨法脱硫工艺 氨法 fgd 应用于电厂烟气脱硫领域发展比较缓慢 国内外均如此 20 世纪 70 年 代初 日本与意大利开始研制氨法 fgd 工艺并相继获得成功 但是由于种种方面的 原因在世界上应用较少 进入 90 年代后 随着技术的进步和对氨法脱硫观念的转变 氨法脱硫技术的应用呈上升的趋势 2005 年以后 氨法脱硫技术在国内的应用业绩逐 年增多 特别是在化工 石化企业尤为显著 9 2 2烟气系统烟气系统 烟气系统的作用是 为烟气流经烟气脱硫系统提供通道 当脱硫系统不运行时 烟气通过旁路烟道直接进入烟囱 组成脱硫塔烟气系统的主要设备如下 进口挡板及烟道 旁路挡板及烟道 密封 风机及密封空气加热器 过程描述 由引风机出来的烟气通过进口挡板门 进入脱硫塔 二氧化硫和其它酸性气体 hcl hf 在脱硫塔内被脱除 净烟气离开脱硫塔 通过原有烟囱排放 在锅炉点 火和脱硫系统停运期间 打开旁路挡板 关闭 fgd 入口挡板和出口挡板 让烟气走 旁路 过程控制 1 当脱硫塔内出现温度过高时 旁路挡板会自动打开 保护脱硫塔内对温度 敏感的材料免受损坏 21 2 在正常生产过程中 旁路挡板门处于关闭状态 进 出口挡板门处于开启 状态 密封空气压力高于烟气压力 500pa 左右 3 锅炉引风机出口的旁路挡板门与脱硫塔的烟气进 出口挡板门处于相反的 开关状态 开车时 依次打开脱硫塔烟气出口的挡板门及进口挡板门 然后关闭旁路 挡板门 停车时 先打开旁路挡板门 再关闭脱硫塔烟气进 出口的挡板门 挡板门 关闭后 开启密封风机及密封空气加热器的加热蒸汽 密封空气压力高于烟气压力 500pa 9 2 3吸收循环系统吸收循环系统 吸收循环系统的作用是 从烟气中除去二氧化硫和其它酸性气体 分离出烟气中 夹带的水滴 组成每套吸收循环系统的主要设备有 预洗涤塔 洗涤循环泵 脱硫塔 脱硫循环泵 脱硫输送泵 取出液泵 脱硫塔搅拌器 过程描述 从除尘器来的烟气经过预洗涤塔降温 增湿后从脱硫塔的中部进入 被硫酸铵溶 液洗涤后上行 进入吸收段 与吸收液反应 除去二氧化硫 吸收液由上而下进入氧 化段 脱硫后的烟气进入除雾段 除雾后使烟气中含水雾量小于 75mg m3 除雾后 的烟气直接排放 吸收下来的液体 亚硫酸铵 在脱硫塔底部氧化段进一步氧化成硫 铵溶液 硫铵溶液通过脱硫循环泵进入喷淋层 通过喷嘴雾化成微小的液滴 循环吸 收烟气中的二氧化硫 脱硫塔内的循环浆液保持着较低的浓度 低浓度的循环浆液在 脱硫塔内达到一定的密度后 通过脱硫输送泵送至预洗涤塔 在预洗涤塔内经过预洗 涤循环泵的循环喷淋 吸收原烟气的热量而被浓缩提浓 当溶液中的硫酸铵最终形成 35 40 的硫酸铵浆液 通过取出液泵送至硫酸铵后处理工序 过程控制 1 来自氨水供应系统的氨水不断被送入脱硫塔 保持其中适当的 ph 值 以 便有效去除二氧化硫 2 通过氨水供应速率来控制吸收液的 ph 值 确保脱硫效果达到 3 通过控制脱硫吸收循环槽的液位来控制加水量 9 2 4氧化空气系统氧化空气系统 氧化空气系统的作用是 将满足要求的压缩空气送往预洗涤塔及脱硫塔底部的氧 22 化段 将吸收得到的亚硫酸 氢 铵氧化为硫酸铵 氧化空气系统的主要设备有 罗 茨风机 冷却器 压力表 安全阀及相关管线 过程描述 室温空气过滤后经过罗茨风机升压至力 75kpa 由后置冷却器降温至 80 以下 经氧化空气喷枪进入预洗涤塔及脱硫塔的氧化段 过程控制 氧化空气经过喷枪进入预洗涤塔及脱硫塔下部的浆池 经过侧式搅拌器打散为微 小的氧化空气气泡 使浆池中亚硫酸铵的氧化率符合 95 的工艺要求 9 2 5氨水供应系统氨水供应系统 氨水供应系统的作用是 配制 储存氨水 将满足要求的氨水送往脱硫塔 满足 脱硫系统的需要量 氨水供应系统的主要设备有 氨水贮槽 氨水给料泵 二台 一开一备 流量 计 控制阀门及相关管线 过程描述 来自槽车的液氨经过配制成氨水 10 20 通过氨水进料泵输送至氨水槽 随后通过氨水进料泵送往脱硫塔 过程控制 根据吸收液 ph 值的变化来调整进入多功能烟气脱硫塔的氨水的流量 9 2 6工艺水供应系统工艺水供应系统 工艺水系统的作用是 接受工艺补充水 按工艺需求量进行补水 以维持多功能 烟气脱硫系统的水平衡 工艺水供应系统的主要设备 工艺水槽 一个 工艺水泵 两台 一运一备 工艺水的用途 脱硫系统补水 冲洗除雾器 降低净烟气中氨的含量工艺水的主 要消耗途径 随烟气蒸发 过程描述 通过工艺水泵将水送往脱硫塔 过程控制 1 通过工艺水槽的水位来控制工艺水外管的补水速率 23 2 通过观察多脱硫塔除雾器压力的变化来调节冲洗水的冲洗频次 3 通过脱硫塔底部浆液槽的液位来控制工艺水的补水速率 9 2 7硫酸铵后处理系统硫酸铵后处理系统 硫酸铵后处理系统的功能 硫酸铵后处理工段由多效蒸发 离心 干燥等操作单 元组成 将含 35 40 硫酸铵的浆液浓缩结晶成成品的硫酸铵 过程描述 取出液泵将满足要求的硫酸铵溶液除灰后送入硫酸铵溶液贮槽 然后通过硫酸铵 溶液输送泵输送至蒸发器蒸发提浓 在真空状态下蒸发结晶 达到预定的固含量 5 10 时进入旋流器 经过旋流器的分离 含固率 40 50 的底流进入稠厚器 稀液 通过旋流器上部的溢流口进入硫酸铵溶液贮槽 经过稠厚器的稠厚作用 底流含固率 提高到 40 60 稠厚后的浓浆液进入离心机进行分离 分离后的硫酸铵固体 含水 5 经过流化床干燥 包装入库 获得了硫酸铵成品 硫酸铵后处理系统的主要设备 卧式螺旋卸料沉降离心机 硫酸铵溶液槽 硫酸 铵溶液输送泵 蒸发加热器 蒸发分离室 蒸发轴流泵 蒸发出料泵 间接冷凝器 真空泵 冷凝水罐 旋流器 稠厚器 离心机 干燥机 包装机 过程控制 1 根据蒸发出料泵的流量调节运行旋流子的个数 2 通过调节干燥热空气的温度来控制成品的含水率 9 3 烟气脱硫装置主要操作介绍烟气脱硫装置主要操作