烧结系统改造工程烟气脱硫项目初步设计.doc

烧结系统改造工程烟气脱硫项目初步设计 烧结系统改造工程烟气脱硫项目初步设计 说明书第一卷 说明书总经理/主管副总经理：副 总 工 程 师：设 计 经 理：初步设计书总目录卷 号设计书名称库 号第一卷第二卷说明书概算书12.20014227.013.112.20014227.013.2设计书分发单位和分发卷号及份数分 发 单 位分发的卷号及份数卷 号份 数某钢技改部第一卷第二卷 1212中冶长天国际工程有限责任公司档案馆第一卷第二卷 11环保能源工程技术公司第一卷第二卷 11合 计28目 录1 总论11.1.概述11.2.设计依据11.3.设计基础数据11.4.脱硫装置的性能指标31.5.主要设计原则41.6.设计内容与设计界限52 总图运输92.1.平面布置92.2.竖向布置92.3.交通运输92.4.厂区排水和绿化102.5.主要工程量表103 脱硫工艺123.1.烟气系统133.2.吸收系统153.3.硫酸铵排出系统203.4.硫酸铵蒸发系统203.5.硫酸铵结晶干燥系统223.6.氨水系统223.7.压缩空气系统233.8.工艺水系统233.9.事故地坑系统243.10.主要原材料及动力消耗243.11.吸收塔防腐措施253.12.保温与油漆253.13.FGD常规取样分析项目254 电力274.1.概 述274.2.设计依据274.3.供配电274.4.继电保护284.5.电力传动284.6.控制系统划分及系统的控制294.7.设备及电缆选型与敷设304.8.照明及防雷接地、检修304.9.电气消防315 过程检测与自动控制335.1.设计范围335.2.装备水平及控制方式335.3.主要检测、控制、调节项目335.4.主要仪表设备选型测量及显示355.5.计算机控制系统365.6.设备的安装与设计原则：396 通讯406.1.概述406.2.行政电话406.3.调度电话406.4.工业电视系统406.5.火灾自动报警装置406.6.厂区通讯线路417 给排水427.1.设计范围427.2.设计规范和标准427.3.给水水量、水质、水压427.4.供水系统437.5.排水437.6.主要管材448 土建设计458.1.建筑设计458.2.结构设计479 通风与空调519.1.概述519.2.通风519.3.空气调节5110 环境保护5210.1.概述5210.2.设计依据及相关环境标准5210.3.污染物来源5410.4.污染防治对策5410.5.绿化5710.6.环境管理和环境监测5710.7.环保投资5711 节约和合理利用能源5811.1.节约用水5811.2.合理利用能源5811.3.节约材料5912 消防6112.1.设计依据6112.2.总平面布置及消防车道6112.3.建筑防火6112.4.消防给水6112.5.灭火器配置6212.6.其它消防措施6212.7.火灾报警及消防控制系统6213 劳动安全及工业卫生6413.1.依据6413.2.影响劳动安全的因素分析6413.3.安全防护措施6413.4.职业危害因素分析6513.5.劳动保护措施6614 技术经济6814.1.定员6814.2.成本测算6815 项目实施计划7215.1.组织措施7215.2.基本要求7315.3.双方约定7916 设备表8116.1.工艺设备表8116.2.电力设备表9116.3.自动化设备表9216.4.电信专业设备表9616.5.暖通专业设备表9917 附图100.1 总论1.1. 概述某某集团#钢钒有限公司（以下简称“*钢”）位于#市某某江区，厂区南临#北环铁路线，距#市中心约32km。厂区道路与108国道、成绵高速路、成绵大件路相通，具有方便的交通运输条件。某钢在现有105m2烧结机西面的原西料场场地新建一台210m2烧结机。为了满足环保要求，需配套建设一套烟气脱硫系统。脱硫系统建设在烧结机主烟囱的北侧。本烟气脱硫系统采用氨水硫酸铵湿法脱硫工艺，该脱硫系统处理对象为烧结机机头全部烟气。烧结机主抽后的烟气经脱硫增压风机加压后，送入脱硫系统，净化后由塔顶烟囱排出。本工程脱硫塔采用先进的“双循环喷淋空塔”。脱硫剂氨水采用罐车运输到脱硫系统（FGD）储存在氨水贮罐内，供脱硫使用。烟气脱硫后生成的硫酸铵经过干燥后，包装成硫酸铵产品。在正常的工况条件下，全烟气脱硫效率不低于95%，脱硫系统与烧结机同步率不低于97%。1.2. 设计依据1）烧结系统改造工程烟气脱硫项目EPC总承包技术协议。2）210m2烧结总图（最新版）。3）某某集团#钢钒有限公司烧结系统改造工程初步设计。1.3. 设计基础数据1.3.1 210m2烧结机机头烟气参数如下：烟气量：20 000m3/min（主抽前工况风量）烟气温度：130（主抽风机前）二氧化硫浓度：3340mg/Nm3，波动范围2000-5000 mg/Nm3烟气含尘量：100mg/Nm3烟气湿度：12烟气中含有少量SO3、NOx、CO、H2O、HCl、HF和重金属等污染物。1.3.2 脱硫剂：外购20氨水,氨水质量要求如下，氨含量15(质量浓度)残渣含量0.3g/L重金属（以Pb计）含量0.005(质量浓度)1.3.3 厂区自然条件 气温：年平均温度 16.2 ；最热月平均温度 25.6 ； 极端最高温度 40.1 ；最冷月平均温度 5.6 ； 极端最低温度-6 。 风况：全年主导风向 NNE 年平均风速 0.9 m/s最大风速22.9 m/s.静风频率 30% 湿度：年平均相对湿度 82夏季月平均相对湿度85冬季月平均相对湿度80 降水：年平均降雨量 947 mm；日最大降水量195.2mm最大一次降水量67.5mm 气压夏季月平均气压94,798Pa冬季月平均气压96,265Pa 风、雪、灰载风载荷300N/m2雪载荷100N/m2灰载荷（档风板外）300N/m2 其它：地震设纺烈度为 7 度（0.10g）1.4. 脱硫装置的性能指标1）处理能力达到100的烧结烟气量；2）脱硫效率95或脱硫后二氧化硫浓度200mg/Nm3； 3）与烧结系统同步率97；4）颗粒物排放含量200mg/Nm3，其中烟尘浓度60mg/Nm3。5）烟气中逃逸NH3浓度符合恶臭污染物排放标准GB 14554-93，氨逃逸浓度30 mg/Nm3，且NH3/S2.05（mol比）。6）保证FGD装置和设备噪声水平满足国标，包括增压风机、循环泵、氧化风机等。7）硫酸铵产量：3.5t/h（以原始烟气工况风量120万m3/ h、含硫3340 mg/Nm3作为基数）。8）出口雾滴浓度75mg/m3。9）废水“零”排放。以上保证值基于设计工况条件下。1.5. 主要设计原则11.11.21.31.41.51.5.1 本脱硫工程对210m2烧结机机头100烟气进行脱硫。1.5.2 脱硫工艺遵循技术成熟、设备先进运行稳定、操作维护方便、自动化程度较高、运行成本较低、无二次污染原则。1.5.3 吸收系统采用双塔工艺，吸收塔采用喷淋空塔；增压风机采用静叶可调轴流风机，电机加变频器调速。1.5.4 充分考虑烧结工艺特点，做到脱硫系统阻力相对稳定，脱硫装置在启、停、运行及事故处理情况下不影响烧结生产操作（产量、质量）。1.5.5 脱硫装置适应烧结生产风量、温度、二氧化硫浓度等负荷变化与波动。1.5.6 脱硫装置与设备布置合理，能满足业主方提供的总图位置要求。1.5.7 脱硫剂和副产物输送、循环流畅，能力匹配。1.5.8 脱硫主体设备设计使用寿命不低于20年。1.5.9 脱硫副产物能综合利用。1.5.10 脱硫后烟气排放具有一定的抬升高度，有利于扩散。1.5.11 烟气脱硫系统的所有建(构)筑物布置与主体工程协调。承包方根据其工程设计的需要和布置要求在所给定的区域范围内优化，以使其工艺流程和布置合理、安全和经济。1.5.12 脱硫区域水、电、气使用，将在与主厂总管连接的分管道上安装计量装置，并将这些能源计量数据纳入控制系统显示。1.6. 设计内容与设计界限1.6.1 主要设计内容承包方提供烟气脱硫岛范围内完整的设计(包括土建设计)、设备制造(含专用设备)、设备及材料供货、运输、建筑工程、安装工程、指导监督、技术服务、人员培训、调试、试验及整套系统的性能保证和售后服务等。工厂设计：1）烟气系统（含进出口CEMS）2）吸收系统3）硫酸铵排出系统4） 硫酸铵蒸发系统5）硫酸铵结晶干燥系统6）氨水系统7）压缩空气系统8）工艺水系统9）地坑系统10）供配电设施11）给排水设施12）暖通设施（不含空调系统，仅考虑空调系统的孔洞）13）通信、仪表检测与自动控制系统14）厂区道路与管网、明沟排水设施脱硫专用设备设计：1）浓缩塔2）吸收塔（含塔顶烟囱）1.6.2 设计接口与烧结承包方的接口界限位置承包方内部协商具体界限。1) 烟道（烟气） 入口：主抽风机至烧结烟囱段烟道。 出口：吸收塔顶烟囱。 4个烟气挡板设备的采购为脱硫承包方负责，其中2个旁路烟气挡板由烧结承包方负责安装。2) 氨水 入口：由业主采用罐车输送至FGD岛内。3) 硫酸铵 出口：硫酸铵制备间，由业主采用汽车外运。4) 生产水 进口：FGD岛附近（由烧结承包方送至脱硫边界）。5) 冷却水 进口：FGD岛附近（由烧结承包方送至脱硫边界）。 出口：FGD岛附近排水沟。6) 蒸汽 进口：FGD岛附近（由烧结承包方送至脱硫边界）。 出口：FGD岛附近排水沟。7) 生活水和消防水进口：FGD岛附近。（由烧结承包方送至脱硫边界）。8) 脱硫废水无。9) 生活排水、雨水排水出口：相应接至就近的烧结厂区生活污水、雨水主干管检查井。10) 压缩空气进口：接自FGD岛附近。（由烧结承包方送至脱硫边界）。11) 供电接口由烧结承包方提供10kV电源（2个回路），烧结承包方送至脱硫电气室接线端子上，受电柜由脱硫承包方负责。12) 火灾报警控制系统接口脱硫岛不单独设置火灾报警系统，区域火灾报警系统由脱硫承包方负责，信号并入烧结统一考虑。13) 通信接口脱硫岛通信自成系统，与上级系统及烧结厂联络由烧结总包工程负责。14) 其他三通一平、岩土工程地质勘探、绿化由业主方负责。界区（红线）范围内的拆迁、地下管线搬迁由业主负责，红线内建筑物由业主方拆除到自然标高。施工用水、电由业主提供，费用由脱硫承包方承担；试生产期间所需脱硫剂、能源介质、辅助材料（如油脂、制冷剂等）由业主提供。生产车辆、运输工具由承包方提出清单，业主负责。2 总图运输2.2.1. 平面布置根据生产工艺特点和现状用地条件，烟气脱硫区布置在烧结机机头的场地内。烟气脱硫系统主要包括脱硫综合楼、浓缩降温塔、吸收塔、增压风机房、变频器室、板框压滤机房、事故池、工艺水箱、氨水贮罐、氧化风机等设施，以上设施和建构筑物分布在主抽风机房的侧面，和主烟囱紧邻布置。本项目总平面布置旨在满足烟气脱硫生产工艺要求的前提下，妥善协调处理各种生产、检修、运输、消防、安全之间的关系，同时借助使用合理的功能分区，力求使全厂各部分形成一个既彼此独立又相互联系的有机整体，达到良好的使用效果。平面布置详见总图。2.2. 竖向布置本项目建设场地现状平整，用地范围内标高与210 m2烧结机场平标高相同，均为485.3m。拆除的构筑物部分由业主负责平整。2.3. 交通运输2.3.1 道路布置为了满足运输、检修、通行和消防要求，将厂区内部的道路布置成环形，并与外围道路衔接。区域内道路路面宽分别为4.0m，C35混凝土路面板厚23cm，5%水泥稳定砂砾基层厚20cm，4%水泥稳定砂砾底基层厚15cm。道路横坡采用单坡方式。场地铺砌结构与厂区道路相同。在氨水储罐处设置了氨水卸车区，便于原料的装卸，避免了卸车时对烧结主干道的影响。厂区主要建构物均有道路相通，检修方便，消防通畅。2.3.2物料及原料运输本工程原料及成品运输车辆均由业主方提供，本工程不考虑配备运输车辆的问题。氨水由供货方罐车输送至卸氨区域，由卸氨泵将氨水输送至氨水罐内存贮。硫酸铵硫酸铵产量为4吨/小时。纯态的硫酸铵为无色长菱形晶体，打包后每包重50kg，运输车辆由收购硫酸铵化肥的公司派车自取。运输道路按能满足20吨的卡车设计，装车主要由叉车上车，人工辅助装车。硫酸铵最大生产能力每天100t，按每车20t考虑，每天5车。2.4.1 厂区排水厂区雨水排水采用矩形明沟和盖板排水沟相结合排水方式，与210m2烧结机区域排水方式保持一致。在道路的一侧设置排水明沟，在烟气脱硫区局部区域以及穿越道路处设置钢筋混凝土盖板沟，收集场地地面雨水，统一汇入210m2烧结机场地排水沟，最终进入厂区排水管网外排。排水沟布置详见总图。2.4.2 绿化为美化环境，减少污染，在脱硫区域的边角隙地适当绿化，绿化以种植草坪为主，植物的种类与原工厂绿化植物相同，树种采用当地的常见树种，绿化整体布置由烧结总图设计。绿化工作由业主负责。2.4. 主要工程量表序号项目单位数量备注1场地平整面积m22891.02场平标高为485.3m主烟囱区域场平由烧结考虑，未统计在本工程场平量中2道路面积m 2779.62C35混凝土路面板厚23cm5%水泥稳定砂砾基层厚20cm4%水泥稳定砂砾底基层厚15cm3场地铺砌面积m 2575.113构造同道路4盖板排水沟m52.15素水泥混凝土，钢筋混凝土盖板 0.4(宽)m*0.8m(深)5排水明沟m100.53素水泥混凝土 0.4(宽)m*0.8m(深)3 脱硫工艺本FGD采用氨水硫酸铵湿法烟气脱硫工艺，吸收系统采用先进的双循环喷淋空塔。增压后的烟气先经过浓缩降温塔，在浓缩降温塔内，烟气被喷淋的硫酸铵溶液冷却并除去部分二氧化硫，浓缩降温塔内硫酸铵溶液同时得到浓缩，以利于后续的硫酸铵蒸发结晶。经过浓缩降温塔后降温的烟气进入吸收塔，在吸收塔内二氧化硫迅速溶于喷淋溶液中，降落在吸收塔下面的浆液池，与氨水发生反应，并被氧化生成硫酸铵。净化后的烟气经过吸收塔顶部的除雾器后由吸收塔塔顶烟囱排入大气。本FGD主要分为烟气系统、吸收塔系统、硫酸铵排出系统、硫酸铵蒸发系统、硫酸铵结晶干燥系统、压缩空气系统、氨水系统、工艺水系统和事故地坑系统。烟气脱硫工艺流程图见下图。烟气脱硫工艺流程图3.3.1. 烟气系统主抽风机后的烧结烟气经增压风机增压后，送入浓缩降温塔降温，烟气温度降到57左右，进入吸收塔，在吸收塔内净化后由塔顶烟囱排放。增压风机前设置原烟气挡板，烟气系统还设置了100烟气旁路，在要求关闭FGD系统的紧急状态下，旁路挡板自动快速开启，原烟气挡板门自动关闭。为防止烟气在挡板门中的泄漏，本装置设计一套密封空气系统，密封系统设置2台密封风机（1开1备）、1台电加热器，将加热至100左右的密封空气导入到关闭的挡板，以防止烟气泄漏。整个FGD运行灵活，不会因为脱硫系统故障而影响烧结生产。烟气系统还设置有2套CEMS，分别安装在原烟道（增压风机前）和吸收塔塔顶烟囱上，用来调节脱硫参数和监视脱硫系统的运行状况。CEMS单独成系统，但检测数据输送至脱硫控制系统。CEMS检修平台符合环保局要求。吸收塔顶烟囱上还设置有烟气检测用平台，并设置旋梯至此平台。烟道采用矩形钢烟道，烟道内烟气流速约15m/s，节约投资且降低了烟气系统阻力。烟道设计采取加强措施，防止系统启动时候的压力波动，设计压力为增压风机最大压力再加2400Pa，即6000Pa。增压风机至吸收塔段烟道喷涂耐高温玻璃鳞片防腐材料，防止停运时吸收塔内湿气返回腐蚀烟道，在此段烟道最低点设置排液口，排至地沟后输送至塔内。烟道膨胀节全部采用耐腐蚀、耐磨损的非金属膨胀节，膨胀节及与烟道的密封应有100气密性。非金属膨胀节蒙皮由外向内依次为夹不锈钢丝氟橡胶玻璃纤维布（二夹一）、夹不锈钢丝无碱玻璃纤维布、多元复合橡胶无碱纤维布、优质聚四氟乙烯膜。为了保护增压风机，增压风机出口也加设了风机出口原烟气挡板，当风机停运时，风机出口挡板关闭。烟气系统主要设备有增压风机、烟气挡板和膨胀节等。3.1.1 增压风机增压风机为烟气提供气压，使烟气能克服整个FGD系统受到的阻力。增压风机选定为静叶可调轴流风机。该轴流风机能在流量设计负荷值（30%100%）情况下，仍能保证较高的效率。风量为主抽风机的风量，并且考虑有一定的富余。正常工况下，系统阻力约为3000Pa，其中原烟道阻力450Pa，原烟气挡板阻力50Pa，浓缩降温塔和吸收塔阻力为2000Pa，烟囱入口压力400Pa。根据规范，风机压头为系统阻力损失的1.2倍，取3600Pa。为了减少电耗，脱硫增压风机电机采用变频控制。增压风机由于避免了受到低温烟气的腐蚀，设计和制造上主要考虑叶片合理的材质，以防止叶片磨损，保证长寿命运行。并且在结构上，考虑叶轮和叶片的检修和更换的方便性。增压风机的技术参数性能如下：设计流量：1 200 000m3/h 设计压头：3600Pa（正常工况）辅助设备：配套的冷却风机、冷稀油站、监控主轴温度的热电偶、振动测量装置、失速报警装置等。3.1.2 烟气挡板烟气挡板分为旁路烟气挡板、原烟气挡板，脱硫系统运行时，打开风机原烟气挡板，关闭旁路烟气挡板。在要求关闭FGD系统的紧急状态下，旁路挡板在20秒内快速开启，风机入口原烟气挡板自动关闭。挡板门各辅助设备密封风机和电加热器，本设计按挡板门厂家配套供货考虑。当原烟气挡板门没有完全打开时，烟气旁路挡板的不允许执行关动作。烟气旁路烟气挡板设置UPS电源，当脱硫系统失电时，烟气旁路挡板自动快速开启。3.2. 吸收系统吸收系统是FGD的核心部分，浓缩降温塔和吸收塔均采用喷淋塔，结构简单，运行可靠，不会因为浆液中的固态物质和灰份在塔内件沉积而引起的堵塞、结垢等故障。吸收系统包括：浓缩降温塔（含浆液池、浓缩降温段）、吸收塔（含浆液池、吸收段（喷淋层）、除雾器）、吸收塔循环泵、二级循环泵、氧化风机等设备。在浓缩降温塔和吸收塔内，吸收浆液与烟气逆流结构设计。当吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔时，吸收液分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴在与烟气逆流接触时SO2被吸收。这样，SO2在吸收区被吸收，吸收剂的氧化和中和反应在吸收塔底部的浆池区完成并最终生成硫酸铵。根据大量实际经验，吸收塔中的最佳pH值应选择在56之间。pH值超过此值，氨逃逸严重；pH值低于此值，浆液的吸收能力下降，而且亚硫酸铵(NH4)2SO3的氧化就难以进行，最终影响到SO2的脱除率和副产品的品质。为了维持硫酸铵品质和减少气溶胶量,还必须保证亚硫酸铵充分被氧化。在浓缩降温塔内，来自增压风机的原高温烟气从塔中部进入，与喷淋的硫酸铵液逆流接触，烟气的热量将硫酸铵溶液水分部分蒸发，温度降至57左右进入吸收塔。浓缩降温塔内的硫酸铵溶液也得到浓缩，降低硫酸铵制备系统的蒸发负荷。在吸收塔吸收段，三层喷嘴将脱硫液以雾滴状均匀地喷洒于充满烟气的塔中，以保证高脱硫吸收效率，并具有一定的除尘效果。每层喷淋使用单独的脱硫泵，避免单台脱硫泵损坏时影响整体脱硫效果。脱硫后生成的亚硫酸铵部分被烟气氧化生成了硫酸铵。在吸收塔底部的浆液池内，氧化风机强制鼓入氧化空气，将其他亚硫酸铵强制氧化生成硫酸铵。控制逃逸氨和气溶胶最有效的方法是控制好吸收塔内的环境（pH值，氧化度，加氨方式）来抑制气溶胶的产生。在吸收塔顶部设置高效的除雾器捕获烟气的水滴，消除烟气中夹带的硫酸铵液滴，最后干净的烟气通过吸收塔上部的塔顶烟囱排放，塔顶烟囱高69.6m（含收塔）。3.2.1 化学过程氨法脱硫的总反应如下： (1)(2)主要分为以下几步实现，首先是二氧化硫的吸收 SO2首先进入吸收液中，见反应，然后与溶液中的(NH4)2SO4和（NH4)2SO3发生反应，见反应。在吸收塔浆液池中遇到加入的氨，则发生以下反应：(NH4)2SO3遇到烟气中的氧气和浆池中鼓入的氧气，发生如下反应：3.2.2 吸收塔FGD系统的吸收塔采用喷淋空塔，内有氧化空气分布系统、喷淋层、除雾器、塔顶烟囱防腐内衬，设计寿命20年。吸收塔内防腐采玻璃鳞片，局部高温段采用耐高温的玻璃鳞片。其中喷嘴，除雾器和部分防腐材料采用进口产品。有关技术参数如下：吸收塔进口烟气量：670 000Nm3/h设计压力：10008000Pa喷淋层：三层，每层设喷嘴80个喷嘴材质：碳化硅单层覆盖率：200N/S (mol) ：2.05吸收塔直径：10m吸收区烟气停留时间：3.5s空塔流速：3.1m/s液气比：16.7L/Nm3吸收塔高度：31.40m塔顶烟囱高：69.6m（含吸收塔）浆池容积：940m3除雾器：平板式/两级；除雾器出口雾气浓度：75mg/Nm3（干基）；3.2.3 浆液循环泵浆液循环泵,采用无堵塞离心叶轮机械密封泵，室内布置。循环泵把吸收塔浆液池内的吸收剂浆液循环送给喷嘴, 每台循环浆泵与各自的喷淋层连接。循环泵整体设计寿命20年, 其主要技术参数如下：泵的型式：离心式流量：3台泵均为3740 m3/h压头：3台泵分别为19.6/21.4/23.2m 泵效率：80泵壳材质:2205泵叶轮材质：22053.2.4 浓缩降温塔浓缩降温塔为空塔喷淋形式，塔内设置1层喷淋层，主要用来降低烟气温度和浓缩硫酸铵溶液。在塔入口干湿交接段采用哈氏合金防腐。浓缩降温塔参数如下：进口烟气量：670 000Nm3/h设计压力： 10008000Pa喷淋层：一层，设喷嘴80个塔直径：9.5m吸收塔高度：18m除雾器：无3.2.5 氧化风机氧化风机是提供空气使亚硫酸铵在浆液池中氧化成硫酸铵的设备。浆池溶液经氧化风机鼓入的空气氧化后，亚硫酸铵的氧化率为99.5%以上。氧化风机设计为罗茨风机，风机设置隔音装置，设备噪音在85dB（距离隔音装置1m处测量）。该吸收塔系统配有3台氧化风机，分别为2台吸收塔氧化风机与1台浓缩塔氧化风机，其中1台吸收塔氧化风机为备用风机。其技术参数如下：风机型式：罗茨风机风量：5800Nm3/h压头：78kPa（吸收塔氧化风机）58kPa（浓缩塔氧化风机）出口温度：90140氧化空气分布系统包括管道、配件和喷枪装置等。3.3. 硫酸铵排出系统随着二氧化硫的不断吸收，浓缩降温塔内硫酸铵溶液的浓度越来越高，硫酸铵排出泵定时向外排出一部分硫酸铵溶液。在吸收塔内脱硫的同时，也脱除了烟气中的粉尘。为了除去烟气中的粉尘，将排出泵输送出来的硫酸铵溶液经过压滤机过滤后，得到清澈的硫酸铵溶液。硫酸铵溶液输送至硫酸铵蒸发干燥车间。滤渣含铁较高，可以作为烧结料送至烧结配料。通过提高亚硫酸铵的氧化率与加强板框压滤机房室内通风，来改善板框压滤机房的操作环境。本系统主要设备有硫酸铵排出泵（1用1备）、压滤机（1用1备）、硫酸铵贮罐。硫酸铵排出泵安装在浓缩降温塔旁。硫酸铵排出泵通过管道将硫酸铵溶液从降温浓缩塔中排出输送至板框压滤机进行液固分离。硫酸铵排出泵还可用来将硫酸铵溶液排空到事故池中。硫酸铵排出泵为单级离心泵。3.4. 硫酸铵蒸发系统硫酸铵溶液通过进料泵进入预热器后，再进入一效加热器，在一效蒸发器内进行蒸发，蒸发出的二次蒸汽供二效加热器使用，由于真空作用，一效蒸发器蒸发过的溶液进入二效加热器再次加热并进入二效蒸发器进行蒸发，在二效蒸发过程中，考虑到有部分晶体析出，因此在二效蒸发器下部各加装一台强制循环泵，避免结晶的物料粘附到加热管的内壁上。本系统的主要设备有硫酸铵蒸发进料泵，一、二级预热器，一、二效加热器，一、二效蒸发器，强制循环泵，硫酸铵出料泵，冷凝水泵，冷凝器，真空泵，冷凝槽等。硫酸铵蒸发系统蒸发器与硫酸铵接触部位采用耐腐蚀的钛材，保证蒸发系统的运行寿命。针对蒸发结晶过程中容易堵塞的管道，在设计过程中采用蒸汽保温、一次水冲洗、蒸汽吹扫等措施保证在突发事故状态下确保设备管道的安全，在确定的状态下也可采取效体放料的办法消除管道及蒸发效体设备堵塞情况，在消除危险源后能及时顺利的正常开车。 对于硫酸铵结晶器放料阀采用晶浆放料专用的上顶（展）式卸料阀，可有效解决设备出口管道的堵塞问题，保证硫酸铵结晶器出口至离心机管道通畅。相关设计工艺参数如下表：双效顺流蒸发参数表项目1效2效加热蒸汽压强（MPaG)0.195-0.012加热蒸汽温度（ ）13396加热蒸汽汽化热（kJ/）21652267原料预热后温度（）76二次蒸汽压强（MPaG)-0.009-0.080二次蒸汽温度（）9760二次蒸汽汽化热（kJ /）22652358二次蒸汽密度（/m3）0.54010.1308二次蒸汽比容（m3 /）1.8527.647液相密度（/m3）12501400液相温度（）11278沸点升高（）1518管路损失（）01静液柱损失（）11温度差损失（）1620有效温差（）2016各效进料量（/h）1087216161各效出料量（/h）756112948母液量（ /h）08600各效蒸水量（/h）33113213各效饱和浓度（%）50.7848.48各效总含量（%）57.5263.97各效析出盐量 （ /h）10353892各效面积 （）150150分离室直径(m)1.82.2注：具体数据以施工图设计参数为准。3.5. 硫酸铵结晶干燥系统硫酸铵溶液到一定浓度后的溶液通过出料泵进入结硫酸铵结晶器进行结晶，达到结晶要求后，进入离心机分离得到硫酸铵颗粒产品。将硫酸铵晶体通过干燥设备达到含水要求后，落入硫酸铵仓存贮。硫酸铵仓考虑一个小时的缓冲时间，并采取防堵措施。硫酸铵颗粒由下料斗下料至包装机包装，得到每袋50公斤的成品硫酸铵。硫酸铵打包机打包速度为90袋/分钟，设置一用一备自动包装机，包装机主要由自动定量包装秤（由储料斗、喂料器，称重夹袋斗，揉实机构，电脑控制，气动执行部分等构成）与输送机、缝口机组成。定量包装后缝口，并输送至包装机外围区域，由人工分层码堆，叉车辅助堆砌。叉车还负责将堆砌的硫酸铵搬运至汽车上，人工辅助装车。本系统主要设备有硫酸铵结晶器，硫酸铵离心机，硫酸铵干燥机，自动包装机等。3.6. 氨水系统氨水系统主要用来存储和输送氨水，氨水贮罐设计大小为FGD 48小时需要20%氨水的量。氨水系统包括氨水贮罐，卸氨泵，氨水输送泵等。氨水通过氨水输送泵，输送至吸收塔，其用量根据烟气量、二氧化硫浓度、吸收液pH值自动调节。氨水贮罐：68008200容积：295m3材料：碳钢环氧树脂氨水输送泵（1用1备）：叶轮：316L流量：12 m3/h扬程：24m3.7. 压缩空气系统本工程不单独设置空压机，由烧结承包方提供压缩空气至脱硫系统。脱硫系统设置一个压缩空气缓冲罐，脱硫系统所有压缩空气都从压缩空气罐接入。3.8. 工艺水系统从烧结供水系统引接至脱硫工艺水箱，为脱硫工艺系统提供工艺用水。其主要用户为：浓缩降温塔补充用水、吸收塔除雾器冲洗用水。工艺水泵设置两台，1运1备，并考虑在事故状态下料浆管线的冲洗。用于设备冷却的冷却水由烧结车间提供，冷却水循环使用，其主要用户为：氧化风机、增压风机的冷却水，蒸发系统和干燥系统冷却用水。系统设备冷却水系统采用闭式循环。设备机封水排放到地沟，由地坑收集后输送至塔内。主要设备,工艺水箱容量：80m3尺寸：38004500 工艺水泵（1运1备）流量：100 m3/h扬程：70m3.9. 事故地坑系统吸收塔区排水坑用来收集吸收塔区正常运行、清洗和检修中产生的排出物。排水坑收集FGD装置的冲洗水和废水。排水坑液位较高时，泵就将其中的浆液输送至吸收塔或事故池。事故池用于当吸收塔系统在检修，停运或事故情况下储存吸收塔浆液池中的溶液或者降温浓缩池中的溶液，同时也作为吸收系统重新启动时的硫酸铵母液。事故返回泵可将事故池中浆液输送到吸收系统。3.10. 主要原材料及动力消耗本工程主要原材料和动力消耗见下表：表3-3 主要原材料及动力消耗表序号消耗品单位数量备注120氨水t/h5.7652工艺水量m3/h513电耗kWh/h300010kV4仪用压缩空气m3/h180.7MPa3.11. 吸收塔及管道防腐措施吸收塔采用喷涂玻璃鳞片进行防腐，吸收塔内件采用相应的防腐材质。其他箱罐采用玻璃鳞片进行防腐，排水坑采用混凝土内衬玻璃鳞片防腐，塔顶烟囱采用衬玻璃鳞片防腐。吸收塔烟气入口考虑高温烟气和酸液腐蚀双重作用，采用合金贴衬。按适使用工况与位置不同，管道主要采用碳钢衬胶、不锈钢、钛材等管道。阀门采用衬胶蝶阀（阀板合金）、隔膜阀、衬塑阀门等材质的阀门。3.12. 保温与油漆采用保温是为了降低散热损失，限制设备与管道的表面温度。保温厚度根据经济性计算确定。当环境温度（指距保温结构外表面1米处测得的空气温度）不高于27时，设备及管道保温结构外表面温度不超过50，环境温度高于27时，可比环境温度高25。本工程采用的保温管道主要为了降低热损失与防烫保温。对于防烫伤保温，保温结构外表面温度不超过60。本工程吸收塔不需要保温。保温设计必须使散热最小并使保温层的寿命达到最大。为了防止腐蚀，对不保温和介质温度低于120保温的设备、管道及其附件、支吊架、平台扶梯进行油漆。室外部分采用防酸油漆。油漆的色彩具体由业主确定。3.13. FGD常规取样分析项目表3-4 FGD常规取样分析项目表项 目单 位浓缩塔吸收塔氨水硫酸铵温度每天取样每天取样pH每天取样每天取样每天取样密度kg/m3每天取样每天取样每天取样硫酸铵氧化率每天取样每天取样每天取样硫铵质量每周取样4 电力4.4.1. 概 述本工程电力设计范围为某某集团#钢钒有限任公司烧结系统改造工程烟气脱硫工艺设施的供配电、自动控制、照明及防雷系统。4.2. 设计依据1)通用用电设备配电设计规范 GB50055-932)建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000版)3)建筑设计防火规范 GBJ16-87(2001年版)4)3110KV高压配电装置设计规范 GB-50060-925)供配电系统设计规范 GB50052-956)低压配电设计规范 GB50054-957)10kv及以下变电所设计规程GB50053-948)电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-924.3. 供配电1) 供电电源 本工程两路电源分别来自烧结系统电气楼高压配室高压柜AH29（母线段）及AH28柜（母线段），供电电压为10.5kV。引一路380V检修电源来自附近的变电所，作为备用电源。用电设备供电电压：10.5kV,380V。2) 负荷计算 烟气脱硫10.5kV电压等级的装机容量为3510kW，计算有功功率为2488KW。烟气脱硫380V电压等级的装机容量为985.6kW，低压侧计算有功功率为515.42KW，无功功率为452.54kvar，视在功率685.9KVA。根据负荷计算设置1台SGR(B)10-1000KVA 10/0.4KV 节能变压器。3) 变电所设置根据工艺设施的布置及进出线方便，在脱硫综合楼内设有电气楼，电气楼内设置有电缆夹层（二层）、高低压配电室（三层）及控制室（四层）。配电室内高压区设2台高压进线柜，1台PT柜，8台高压电机馈线柜及1台变压器馈线柜。配电室内低压区设置21台低压配电柜，三台仪表用柜，一台干式变。根据工艺设施的布置及进出线方便，在脱硫综合楼内设有电缆夹层（二层）、高低压配电室（三层）、变频器室及控制室（四层）。4.4. 继电保护高压继电保护（1）10kV高压异步电动机设置电流速断、过电流、低电压及单相接地保护；（2）配电变压器设置电流速断、过电流、温度保护；（3）电源线设电流速断、过电流、接地保护（4）380V低压异步电动机设置过流、过负荷、低电压及断相保护4.5. 电力传动（1）高压增压风机采用变频启动及运行。（2） 低压电动机高于110kW采用软启动，其它采用直接起动方式。（3） 需要调速的设备采用交流变频调速。4.6. 控制系统划分及系统的控制1）按工艺流程分为如下系统：烟气系统系统；吸收塔系统；硫铵排出系统；硫铵蒸发系统；硫铵结晶干燥系统；氨水系统；工艺水系统；事故地坑系统正常生产时，通过EIC计算机监控系统操作站（设于变电所控制室）进行全工艺的联锁、集中控制与监视。在变电所内设EIC主站、远程站；操作站、主站、远程站间通过数据总线相连。在CRT画面上用键盘及鼠标进行操作，并有专门打印机打印有关数据。2）高压系统设备控制高压设备采用微机监控保护系统进行操作管理对变压器、高压电动机及联络线的所有电气设备进行控制、监视、保护、测量及信息处理，并具有事件顺序记录、报表打印、对外远程通信等功能，以保证系统安全运行。高压系统的控制、保护、测量和信号自成系统，相关信号送至PLC的后台进行集中监视。综合自动化装置以计算机为基础，采用技术先进可靠的开放的分布式结构。3）低压系统设备控制低压站用电设备的电气传动，依据电机容量、控制及调速要求，采用低压断路器、交流接触器、热继电器等，对电机进行控制和保护。电机的控制设置“远控”、“就地”等操作模式，由现场按钮盒内转换开关进行切换。电机的控制、保护及信号送至余热电站PLC系统，由PLC系统实现站用电设备的联锁、远程控制及故障报警。同时通过PLC系统对低压电气设备的运行状态进行集中监视。4.7. 设备及电缆选型与敷设1）选型高压开关柜选用与烧结系统电气楼高压配电柜型号一致的柜型，KYN28A-12型；变压器选用干式变压器，SGR(B)10-1000KVA，10/0.4型；低压开关柜选用GGD型；高压电缆选用YJV-8.7/10.5kV型；低压电缆选用VV-0.6/1kV型电力电缆。2）敷设方式厂区内电缆敷设的主要通道均采用电缆沟、电缆桥架或支架敷设，局部采用穿钢管埋地敷设。4.8. 照明及防雷接地、检修1） 照明电气照明的照度标准按照工业企业照明标准（GB50034-92）的有关规定确定。照明电源取自电力变压器，照明网络电压为380/220V。并设有检修照明及事故照明，照明灯具一般采用防水防尘工厂灯具，光源采用金卤灯和高压钠灯；配电室及控制室选用荧光灯。2） 防雷工程建筑物属第三类防雷建筑物，其中，液氨罐采用二类防雷。凡高度超过15m者，需防直击雷。采用在建筑物上安装避雷带或避雷针的方式设防。屋面避雷网格不大于20m20m或24m16m，引下线间距不大于25m，冲击接地电阻不大于30。3） 接地变压器工作接地、保护接地及防雷接地采用联合接地系统，电阻值小于10欧；建筑物内采用总等电位联结及辅助等电位联结。控制室PLC系统及综合自动化系统单独做接地系统，其接地电阻R4欧。电气接地系统：10.5kV高压系统采用IT接地系统；0.4kV低压系统采用TN-C-S接地系统。10.5kV电力系统设置氧化锌避雷针，防止雷电侵入波对电气设备造成危害。0.4kV配电系统电源进线处设置电源防雷保护器。弱电系统设置防浪涌保护器，防止感应过电压。所有正常情况下电气设备不带电的金属外壳、金属管道及支架等均应与设备保护接地系统可靠连接。4）检修电源网络采三相四线制电源放射形低压检修网络，其电源均引自低压配电室。4.9. 电气消防电缆进出变配电室时，应进行防火隔墙严密封堵，电缆夹层、高低压配电室、控制室等穿过电缆的楼板孔洞应用防火堵料严密封堵。架空电缆采用防火枕。电缆沟进出主厂房、主控制楼、配电装置室时，建筑物外墙处应设置防火墙，电缆沟内每100米处也应设置防火墙，防火墙上孔洞应采用防火堵料进行封堵。5 过程检测与自动控制5.5.1. 设计范围设计范围包括：烟气系统、浓缩降温塔、吸收塔系统、氧化风机系统、硫酸铵制备系统、氨水存储系统与工艺水系统及其它辅助设施的过程检测与自动控制。5.2. 装备水平及控制方式根据脱硫工艺流程特点及工艺要求，为满足脱硫工艺生产要求，提高自动化控制水平，提高脱硫效率、节能降耗、改善工人劳动环境，本设计设置了完善的过程检测和控制项目，采用三电一体（PLC）计算机控制系统，实现全厂生产过程自动控制。PLC控制系统采用与烧结PLC系统一致品牌。所有过程检测、控制参数均纳入到计算机控制系统进行生产过程集中监视、控制、数据处理及生产管理，并预留接口完成与烧结机主系统的通讯。在脱硫电气室设置主控室对整个脱硫工艺系统进行操作、监视、控制、报警和管理。主控室设置了计算机控制系统操作站、打印机及其辅助设备；过程检测控制信号送至低压配电室内计算机控制系统的模块柜或仪表盘。仪表和计算机控制系统的信号交接在仪表盘或端子柜的端子排上完成，仪表和电气专业信号交接采用通讯方式完成。5.3. 主要检测、控制、调节项目5. 3.1烟气系统增压风机前后烟道温度、压力检测及监视；增压风机导流管差压油量；增压风机前原烟道烟气成分（SO2,O2,粉尘）及流量检测及监视； 增压风机联锁控制；增压风机入口挡板、烟气旁路挡板联锁控制；密封空气加热器出口温度、压力检测；5. 3.2浓缩降温塔、吸收塔、氧化风机系统吸收塔排放烟囱烟气成分（SO2,O2,粉尘）及流量检测及监视。浓缩降温塔和吸收塔塔内压力、PH值检测及监视；浓缩降温塔和吸收塔塔内液位检测、监视及控制；浓缩降温塔和吸收塔氨水进口流量检测及控制；浓缩降温塔进水压力检测，流量检测及控制；吸收塔进水压力、流量检测；吸收塔除雾器充洗控制；进浓缩降温塔和吸收塔空气温度、压力、流量检测；各泵出口电动阀的联锁控制；5.3.3硫酸铵排出、蒸发、结晶、干燥系统各箱罐等液位检测及监视；蒸发系统的压力、温度、流量检测及监视；各介质的用量检测及监视。至稠厚器溶液密度检测及监视；板框压滤机入口压力检测；一效加热器入口蒸汽温度、压力、流量检测及流量控制；二效加热器入口蒸汽温度、压力、流量检测及流量控制；各泵出口电动阀的联锁控制；硫酸铵溶液罐液位、密度测量；5. 3.4氨水存储系统及其它辅助系统各箱罐等液位检测及监视；氨水储罐进口流量检测、累积；工艺水箱入口流量检测、累积、调节，压缩空气压力、流量检测、累积；5.4. 主要仪表设备选型测量及显示本着技术先进、质量可靠、经济合理的设计原则，主要仪表选型如下：温度测量：一般温度测量选用Pt100热电阻，重要位置同时带现场指示。压力测量：一般气体、液体的压力或差压测量选用