专题-烟气及吸收塔系统.ppt

烟气及吸收塔系统,华润电力（常熟）有限公司发电运行部专题讲义,概述,脱硫工艺采用美国B&W公司的石灰石-石膏就地强制氧化脱硫工艺，Wetlimestone(lime)/gypsumFlueGasDesulfurizationtechnology，简称FGD；脱硫剂为石灰石(CaCO3)，设计脱硫效率为设计煤种条件大于96.8%。,吸收塔按一炉一塔设计，共三套脱硫系统，配套的石灰石浆液制备和石膏脱水系统共用；脱硫装置进口烟气量按锅炉BRL工况考虑,华润电力（常熟）有限公司发电运行部专题讲义,烟气系统,系统描述,烟气系统为单元制，每套系统包括增压风机，烟道挡板门（FGD入口原烟气挡板、增压风机出口挡板、净烟气挡板、旁路烟气挡板）及相应的烟道，膨胀节等。,122的原烟气自锅炉引风机出来，经二台增压风机增压后合为一股进入吸收塔系统。烟气也可通过旁路烟道直接排至烟囱，即烟气可以100%通过旁路。,进入吸收塔系统的原烟气经吸收塔冷却、饱和，其中的SO2被吸收。经过喷淋洗涤和除去雾滴的净烟气进入通过烟道进入烟囱。,增压风机,增压风机用于烟气提压，以克服FGD系统烟气侧阻力。增压风机选用国产静叶可调轴流式风机，选取风机的风压裕度为1.2，流量裕度1.1，另加10的温度裕度,性能参数压升：3150Pa效率：85%功率：2240KW电压：6000V转速：495rpm流量：1966930Nm3/h冷却方式：空冷,启动步骤,发电运行部专题讲义华润电力（常熟）有限公司,1、投入烟气监测系统，显示值较正准确：2、启低压密封风机；3、关闭风机入口挡板；4、关闭风机进口导叶（调制75）；5、全开风机出口挡板；6、启动空冷风机；7、启增压风机主电机；8、自动打开入口挡板，若入口挡板一分钟内没有全开，应立即停止风机运行；9、开启风机进口导叶，调至所需工况；10、冷态启动时，导叶不可调得过急、过大，应监视电机电流是否过载。,烟气挡板,发电运行部专题讲义华润电力（常熟）有限公司,为了能将FGD系统与锅炉系统分离开来以及将其中一台增压风机从FGD系统中隔离，每套烟气系统中设置有6套“零”泄露的烟气挡板(2套原烟气挡板、2套增压风机出口挡板、1套净烟气挡板、1套旁路烟气挡板)。脱硫系统正常运行时，旁路挡板关闭，原烟气挡板、增压风机出口挡板和净烟气挡板开启，原烟气通过原烟气挡板进入FGD装置进行脱硫。在要求关闭FGD系统的紧急状态下，旁路挡板自动快速开启，原烟气挡板和净烟气挡板自动关闭，烟气通过旁路烟道绕过FGD系统直接排到烟囱。所有挡板都配有密封空气系统，密封空气系统将密封空气导入到关闭的挡板的叶片间，以阻断挡板两侧烟气流通，保证“零”泄露,挡板视图,旁路挡板、净烟气挡板材料采用不锈钢；原烟气挡板采用碳钢。,参数,旁路挡板关闭条件,1、增压风机已运行1min：2、原烟气温度小于180；3、烟气温度大于136；4、原烟气挡板开；5、净烟气挡板开；6、任一吸收塔浆液循环泵已投入运行；7、石灰石浆液供给系统已投入运行；,密封空气系统,发电运行部专题讲义华润电力（常熟）有限公司,挡板密封空气系统包括密封风机及其密封空气站。密封空气分高压和低压两部分，高压密封空气用于增压风机出口挡板，低压密封空气用于其它挡板。每单元设高、低压密封风机各两台。密封气压力维持比烟气最高压力高5mbar。密封空气站配有电加热器。,密封差压,镇江电厂旁路挡板密封风与烟气的差压在DCS上的显示状况,烟道,增压风机入口烟道55005500mm；增压风机出口烟道54005100mm：烟气旁路烟道80208020mm：吸收塔入口烟道110005500mm：吸收塔出口烟道87005100mm,烟气监测系统,吸收塔系统,系统描述,在吸收塔内，循环浆液雾滴与烟气逆流接触，捕集烟气中的SO2、SO3、HF、HCl、粉尘等有害物，浆液中的碳酸钙与SO2反应，生成亚硫酸钙。脱硫并除尘后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔。,向吸收塔浆池（在吸收塔的下半部，这部分所起到的是吸收塔反应区的作用）收集的浆液中喷射空气，将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，并生成石膏晶体。为保持浆液中固体颗粒的悬浮和强化氧化反应，吸收塔浆池配置四台搅拌器。,石膏浆液排出泵将石膏浆液送至石膏水力旋流器进行脱水。,反应原理,SO2+H2O-H+HSO3-HSO3-H+SO32-,H+CaCO3-Ca+HCO3-,Ca2+SO32-CaSO3Ca2+2HSO3-Ca(HSO3)2,SO32-+1/2O2-SO42-HSO32-+1/2O2-HSO4-,Ca2+SO42-+2HO2-CaSO42H2O,吸收过程,系统流程,由锅炉引风机来的热烟气经增压风机升压后，进入喷淋吸收塔进行脱硫。,在吸收塔内，烟气与石灰石/石膏浆液逆流接触，被冷却到绝热饱和温度，烟气中的SO2和SO3与浆液中的石灰石反应，形成亚硫酸钙和硫酸钙，烟气中的HCl、HF也与浆液中的石灰石反应而被吸收。,氧化空气风机将空气鼓入吸收塔浆池，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，过饱和的硫酸钙溶液结晶生成石膏（CaSO42H2O）。,产生的石膏浆液通过石膏浆液排出泵连续抽出，视吸收塔浆池的液位高低决定将石膏浆液送至石膏水力旋流器进行脱水或将浆液送回吸收塔。,脱硫后的饱和烟气温度约51，经吸收塔顶部除雾器除去夹带的雾滴后排入烟囱。,吸收塔结构,吸收塔顶部布置有放空阀，在正常运行时该阀是关闭的。当FGD装置走旁路或当FGD装置停运时，电磁放空阀开启以消除在吸收塔氧化风机还在运行时或停运后冷却下来时产生的与大气的压差。,在吸收塔浆池的溢流管道上设置了吸收塔溢流密封箱，它可以容纳吸收塔在压力密封时发生的溢流。密封箱的液位由周期性地补充工艺水来维持。密封箱同时为吸收塔提供了增压保护。,氧化和结晶主要发生在吸收塔浆池中。吸收塔浆液池的尺寸保证能提供足够的浆液停留时间完成亚硫酸钙的氧化和石膏(CaSO4.2H2O)的结晶。吸收塔浆池上设置4台侧进式搅拌器使浆液罐中的固体颗粒保持悬浮状态并强化亚硫酸钙的氧化。,吸收塔包括一个托盘，三层喷淋装置，每层喷淋装置上布置有160个空心锥喷嘴，喷嘴进口压头为103.4KPa，喷淋层上部布置有两级除雾器。,设计方案,1、气液接触面积：2、托盘接触面积；3、液气比；4、石灰石浆液浓度；5、浆液PH值；6、石灰石反应的活性；7、钙硫比；8、氧化空气的活性：9、浆液在反应箱中的停留时间；,技术参数,吸收塔进口烟气量：2018803Nm3/h(湿,设计工况)吸收塔出口烟气量：2136344Nm3/h(湿,设计工况)吸收塔直径：15.3m吸收塔总高度：37.1m吸收塔气速：3.8m/s液气比：12.1L/Nm3浆液池容积：1930m3浆液循环时间：4.7min,托盘,样图,烟气通过吸收塔托盘后，被均匀分布到整个吸收塔截面。B&W公司几十年FGD系统设计的经验表明，吸收塔加装托盘后，极大地提高了吸收塔的脱硫效率这不但使得主喷淋区烟气分布很均匀，而且吸收塔托盘使烟气和石灰石/石膏浆液通过在托盘上的液膜区域充分接触达到最大效率地去除烟气中的SO2,浆液循环系统,浆液再循环系统采用单元制设计，每个喷淋层配一台浆液循环泵，每台吸收塔配三台浆液循环泵。运行的浆液循环泵数量根据锅炉负荷的变化和对吸收浆液流量的要求来确定，以达到要求的吸收效率。由于能根据锅炉负荷选择最经济的泵运行模式，该再循环系统在低锅炉负荷下能节省能耗。,停泵步骤,1、停循环泵：2、关泵入口门；3、开泵放水门；4、延时180s；5、关泵放水门；6、开泵冲洗水门；7、延时300s；8、关泵冲洗水门：9、开泵放水门；10、延时180s：11、关泵放水门；12、开泵冲洗水门300s；13、关泵冲洗水门；,停泵条件,1、吸收塔液位低：2、循环泵电机故障；3、浆液密度接近24；4、泵入口入口阀没有打开；5、管道冲洗水门没有关；6、管道冲洗水放水门没关；7、泵轴承温度高；8、电机绕组温度高。,喷淋系统,浆液喷淋系统包括喷淋组件及喷嘴。一个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成，喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔的横截面，并达到要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收浆液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现96.8%的脱硫效率，且在吸收塔的内表面不产生结垢。,喷嘴,使用由碳化硅制成的空心锥喷嘴和FRP喷淋管道，可以长期运行而无腐蚀无磨蚀、无石膏结垢及堵塞等问题。,除雾器,湿法吸收塔在运行过程中，易产生粒径为1060m的“雾”。“雾”不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、SO2等，如不决，任何进入烟囱的“雾”，实际就是把SO2排放到大气中。因此，工艺上对吸收设备提出除雾的要求。吸收塔设两级除雾器，布置于吸收塔顶部最后一个喷淋组件的上部,烟气穿过循环浆液喷淋层后，再连续流经两层除雾器除去所含浆液雾滴。烟气通过两级除雾后，其烟气携带水滴含量低于75mg/Nm3（干基）。,除雾器冲洗水,发电运行部专题讲义华润电力（常熟）有限公司,在一级除雾器的上面和下面各布置一层清洗喷嘴。清洗水从喷嘴强力喷向除雾器元件，带走除雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒。二级除雾器下面也布置一层清洗喷淋层。除雾器清洗系统间断运行，采用自动控制,除雾器效率,发电运行部专题讲义华润电力（常熟）有限公司,强制氧化系统,发电运行部专题讲义华润电力（常熟）有限公司,烟气中本身含的氧量不足以氧化反应生成的亚硫酸钙。因此，需提供强制氧化系统为吸收塔浆液提供氧化空气。氧化空气把脱硫反应中生成的半水亚硫酸钙(CaSO31/2H2O)氧化为硫酸钙并结晶生成石膏(CaSO42H2O)。,氧化风机,启停,氧化风机的启动：1、开氧化风机冷却水出口门：2、开氧化风机冷却水入口门；3、启动氧化风机；4、开氧化风机出口门；5、开氧化风机吹洗水门；,氧化风机的停止：1、关氧化风机出口门：2、停氧化风机；3、关氧化风机吹洗水门；4、关氧化风机冷却水入口门；5、开氧化风机冷却水出口门；,矛式喷射管,氧化空气通过矛式喷射管送入浆液池下部，每根矛状管的出口都非常靠近搅拌器。这样，空气被送至高度湍流的浆液区，搅拌器产生的高剪切力使空气分裂成细小的气泡并均匀地分散在浆液池中，从而使得空气和浆液得以充分混合，增大了气液接触面积，进而实现了高的氧化率,石膏排出系统,发电运行部专题讲义华润电力（常熟）有限公司,石膏浆排出量控制：根据吸收塔石灰石浆液供应量，并用排出石膏浆的密度值进行修正，通过控制两只阀门的开关，以此改变石膏浆流向，调节浆液排至石膏浆池或返回吸收塔，从而控制石膏排出量。,主要模拟量控制,吸收塔液位控制：吸收塔石灰石浆液供应量、石膏浆排出量及烟气进入量等因素的变化造成吸收塔的液位波动。根据测量的液位值，调节加入的滤液水及除雾器冲洗时间间隔，实现液位的稳定。,吸收塔PH值及塔出口SO2浓度控制：测量吸收塔前未净化和塔后净化后的烟气中SO2浓度、烟气温度、压力和烟气量，通过这些测量可计算进入吸收塔中SO2总量和SO2脱除效率。根据SO2总量，控制加入到吸收塔中的石灰石浆液量。通过改变石灰石浆液量调节阀的开度来实现石灰石量的调节。而吸收塔排出浆液的PH值作为SO2吸收过程的校正值参与调节。,吸收塔内衬,排放系统,FGD区设置一个事故浆液池用于储存吸收塔检修、停运或事故情况下排放的浆液。吸收塔内浆液通过石膏排出泵输送到事故浆液池中，通过事故浆液返回泵，浆液可从事故浆液池输送回吸收塔或送至电厂灰浆池。事故浆液池储存能力按一套吸收塔系统检修时所需排放的浆液量考虑。,事故浆液池布置在零米以下。混凝土结构内衬橡胶。事故浆液池配有1个搅拌器，用来防