喷钙脱硫技术介绍修改版

1、基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术介绍目录一、 技术背景.11现阶段循环流化床锅炉炉内脱硫现状12技术研发背景2二、 工艺介绍.31工艺技术路线32工艺技术路线实施简图53基于环保监测网及数字表实现自动控制的干法脱硫技术特点6一、技术背景1、现阶段循环流化床锅炉炉内脱硫现状自上世纪八十年代初期引进环保型循环流化床锅炉技术以来，循环流化床锅炉的制造和应用有了快速发展，取得了良好的社会效益和经济效益，为取缔链排等“双高”小锅炉实现节能减排和为保障城镇生产生活提供热源，支持国民经济快速发展做出了巨大贡献。初步统计我国在役循环流化床锅炉三千余台,设计吨位在35t/h-110

2、0 t/h之间，其中75t/h-240 t/h之间占多数,现主要集中在沿海经济发达地区,有由南向北、由东向西、由小向大的趋势。当前循环流化床锅炉脱硫技术有炉内钙基脱硫和炉外氨法、镁法、钠钙双碱法和石灰石石膏法等技术，炉内钙基脱硫与其它脱硫方法相比具有积极利用循环流化床锅炉自身优势且投资少，系统简捷，容易操作维护，运行成本低等优点；但存在技术规范不统一、自动化程度低、脱硫剂利用率低、脱硫效率低以及不能自觉添加又不能被有效监督的不足。2、技术研发背景1） 燃料适应性广：在循环流化床锅炉中，燃料仅占床料的1-3%左右，其余是不可燃的固体颗粒。循环流化床锅炉特殊的流体动力特性使得气固和固固混

3、合非常好，因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混合，燃料被迅速加热至着火温度，而同时床层温度没有明显降低。因此所有煤种均可在其中稳定高效燃烧。运行中变换煤种时，燃烧设备和锅炉本体不做任何修改也可取得较高的燃烧效率。（是添加脱硫剂的前提条件） 2） 燃烧效率高：循环流化床锅炉与其它种类锅炉的根本区别在于燃烧系统。循环流化床锅炉的燃烧系统是由燃烧室、物料收集器和返料器组成。高温物料在气流的夹带下进入物料收集器，被收集下来的物料进入返料器，再经返料器送回燃烧室，进行多次循环燃烧，因此燃烧效率很高。(脱硫剂被充分利用的条件) 3）负荷调节范围大，负荷调节快：锅炉运行中经常会出现负荷的变

4、化，当负荷降到70%以下时，其它类型锅炉燃烧率和热效率会明显降低且燃烧很不稳定，有时甚至不能维持正常的燃烧;而循环流化床只需调节给煤量，空气量和返料循环量，故而其负荷可在30%-110%之间调节；此外由于截面风速高和吸热控制容易，循环流化床锅炉负荷调节速率也快，一般可达每分钟4%。（调整脱硫剂投放量的必要条件）4）易于实现炉内高效脱硫：循环流化床锅炉内气固经多次混合时间长而充分，燃烧温度较低（850950），是石灰石煅烧和脱硫反应的最佳条件。因此，循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫具有高效的优越条件。（是脱硫的前提条件）5）NOx排放量低：循环流化床锅炉燃烧实际上是一种有效的低温强化燃烧方式。床内温度

5、较低且分布均匀，空气在该温度范围内分解产生的氮很少，因此这部分氮氧化产生NOx的几率很低；对于一次风和二次风加入助燃空气的分段循环流化床，因炉膛底部处于还原状态，此处析出的部分燃料氮会在还原状态下转化为分子氮，不能充分与氧反应生成NOx；分子氮即使在炉膛上部的氧化区也难氧化，因此NOx生成量更少。（符合节能减排的长远规划） 6）.易于实现灰渣的综合利用：流化床的低温燃烧特性使其产生的灰渣具有较好的活性，可用来做水泥的熟料和其它建材的材料；另外低温下燃烧煤中的钾、磷升华少，这种富含钾、磷的炉渣可作改良土壤的添加剂。（符合循环经济）7）.无水脱硫，无二次污染物排放，节省水资源（符合可持续

6、发展观）正是基于循环流化床锅炉的这些特性和现阶段循环流化床锅炉炉内钙基脱硫的种种不足，我公司自2000年以来与有关单位合作对这项脱硫技术进行了大量的研究和开发。 二、工艺介绍1、工艺技术路线 1）对钙基脱硫剂石灰石粉的研究主要从石灰石粉（主要成分CaCO3）的加工工艺、颗粒度及粒度分布、化学成分含量、活性等指标加以控制。a、加工后的石灰石粉，一般要求其形状越不规则，比表面积越大，则脱硫的效果越好，根据实验研究和工程实际应用表明石灰石粉碎方法中，冲旋法的石灰石粉加工工艺较好，这种方法粉碎的石灰石粉比表面积大，“活性”较高。表1 不同的加工工艺得到石灰石粉的比表面积比较工艺棒磨法振动棒磨法冲旋法对

7、辊法球磨法雷蒙法型号2100600型ZYF43030018004R比表面积m2/g0.340.370.650.380.260.36 b、在石灰石粉的颗粒度及粒度分布上，要求石灰石粉的粒径在0-0.2mm之间，理想的粒度分布d50为200目。颗粒较大的石灰石粉进入炉膛后不能在第一时间得到完全反应，参加床料循环过程中部分随炉渣排出；颗粒太小的石灰石粉进入炉膛后，还来不及反应，可能就被烟气夹带，不能被捕集器收集而排出。所以只有最适宜的石灰石粉颗粒度，才能达到理想的脱硫效率和钙的利用率。图1 石灰石粒径与脱硫效率的关系 c、石灰石粉的化学成分指标主要描述为CaCO3含量、MgCO3含量、惰性物质含量、

8、水分含量及活性指标。其中，石灰石粉煅烧后的CaO含量越高越好（理论上的最高值为56%）。表2 石灰石粉的质量标准序号项目单位要求1CaCO3含量%92.32水分含量%0.23MgCO3含量%2.04CaO含量%525惰性物质%5.5 2）钙基脱硫剂喷入方式和喷入区域的优化基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫工艺，不同于现有的循环流化床锅炉炉内钙基脱硫方法，主要于脱硫剂的加入方式和喷入位置上优化的研究。采用低压稀相气力输送，多点喷入的方式，从锅炉多个二次风入口喷入，使其瞬间与燃煤释放出的二氧化硫充分反应，固硫反应速率较高。循环流化床锅炉的二次风口，处于炉膛内部稀密二相分界位

9、置，二次风的加入产生扰动，增强了气体的径向扩散，气体混合强烈；该点处于石灰石粉最佳的煅烧和固硫温度区域，因此脱硫效率高。3）过程自动化控制和数字仪表技术与现代管理理论的有机结合将循环流化床锅炉运行中的燃煤量、基硫份、炉内温度、氧含量、烟气量以及SO2在线监测浓度值等控制参数集合到计算机控制系统，系统根据经验值建立的数学模型，来发出脱硫剂添加量的指令，完成自动添加，即满足排放要求，又实现经济运行。利用智能化数字仪表技术，实现脱硫剂用量的自动计量；将脱硫剂用量数据实时上传到环保在线监测网，实现监管部门对排放企业的有效监管。2、工艺技术路线实施简图图2 基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床

10、锅炉干法脱硫工艺系统图注：压力释放阀除尘器插板阀仓泵卸料装置智能固体流量计罗茨风机粉料输送装置料位计图3 控制系统实施简图 压力罐车流量计卸料器 脱硫剂储仓 工业以太网罗茨风机 引入温度、燃煤量、硫份、氧量等参数 锅炉DCS系统 锅炉 PLC控制系统 环保部门的监控网SO2在线监测系统 3、基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术的特点1）、工程投资少，脱硫费用低。 基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术与其它的脱硫方法相比，工程造价在相同条件下是湿法脱硫的1/3-1/5；脱硫费用是湿法的1/2-1/3左右。2）、脱硫效率高 我们已完成的示范工程实

11、例运行实践证明，基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术，脱硫效率稳定在80%以上。3）、使用本方法，环保部门可以从SO2排放浓度和脱硫剂用量、燃煤量、氧量多组数据多重监管排放企业，方便管理。 4）、运行稳定安全 基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术，运行过程中无湿法脱硫所共存的结垢、堵塞、腐蚀等难题；工艺流程简捷，以通用设备为主结合自动化控制技术连续运行稳定，故障点少，维护量小。便于实现长期连续、稳定、安全运行。5）、无废水处理，无二次污染，固渣便于利用。6）、占地面积小、工期短。7）、NOx的排放量低。三、工艺实施实例介绍 基于环保监测网及数

12、字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术，现已完成山东祥光热电有限公司3×240t/h、夏津热电有限公司2×75t/h+1×90t/h、东明石化集团热电公司3×75t/h、冠县1×130t/h四个示范工程。山东夏津热电有限公司脱硫工程技术方案1、概述基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术，适用于夏津热电厂锅炉循环流化床炉内喷钙脱硫系统。电厂工程规模为2×75t/h和1×90t/h循环流化床锅炉。本技术文件按炉前喷钙系统满足2×75t/h和1×90t/h循环流化床锅炉独立运行设计

13、。本技术文件包括本体及其辅助设备的功能设计、结构、性能、制造、安装和调试等方面。本技术文件将保证提供符合技术规范要求的工程及产品。1.1、项目概况项目建设地点：山东省夏津县。项目内容：基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫工程。项目预期目标：脱硫效率达到85%。1.2、装机容量夏津热电厂配2×75t/h和1×90t/h循环流化床锅炉。1.3、燃煤消耗量热电厂燃煤含硫量1.7%，正常生产时2×75t/h锅炉耗煤量2×12t/h(燃煤发热量46005000千卡千克),90t/h锅炉耗煤量14.5t/h。1.4、设计煤种的煤质分析：煤质的元

14、素分析项目符号单位数值收到基碳份Car%5565收到基氢份Har%收到基氧份Oar%收到基氮份Nar%收到基硫份Sar%1.7收到基水份Mar%71.5、设计标准及规范本设计方案参考一下标准：（1）DB37/664-2007 力发电厂大气污染物排放标准（2）DL/T5196-2004 力发电厂烟气脱硫设计技术规程（3）GB50205-95 钢结构施工及验收（4）SDGJ1190 电厂除灰设计规程（5）DL/T680-1999 耐磨管道技术条件（6）DL5000-2000 火力发电厂设计技术规程（7）DL5022-93 火力发电厂土建结构设计技术规定（8）DL5027-93 电力设备典型消防规程

15、（9）GB50055-93 通用用电设备配电设计规范（10）GB50017 钢结构设计规范1.6、主要技术原则（1）按环境保护要求的二氧化硫排放浓度，确定合理的脱硫工艺。（2）为达到技术先进，经济性好的要求，我公司采用成熟先进的脱硫工艺技术。在确定整个系统连续可靠运行的前提下，采用基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术，脱硫剂便于采购、运输及价格低廉，最大限度的降低一次性投入费用和运行费用，采用先进设备，以确保脱硫装置的可靠运行。（3）按现有场地条件布置脱硫系统设备，力求紧凑合理，节约用地。在施工过程中，基本上不影响设备的正常运行。（4）方案的选择本着成熟、可靠、就地取

16、材的原则，充分考虑运行的经济性。（5）脱硫系统自成体系，系统对锅炉煤的投放无影响。系统运行可靠、简便，采用脱硫效果好并成熟的技术，以及质量优良、运行操作简便的系统和设备。（6）使用价格低廉、性能好的石灰石粉作为脱硫剂。（7）年运行小时按7000小时考虑。（8）脱硫系统采用自动控制和手动控制相结合的方法，实现自动连锁操控，降低人工劳动负荷。1.7、技术标准（1）本技术文件按照需方要求，根据我公司所供系统特点和性能对本工程脱硫系统进行详细完整的设计，保证供全新的、技术先进的、成熟的和完整的设备。（2）我公司提供的设备功能完整、技术先进，并能满足人身安全和劳动保护条件。所以设备的设计和制造，在正常工

17、况下均能安全、持续运行，设备结构方便日常维护（如加油、更换零部件、紧固等）。（3）所有外购配套件，选用优质、节能、先进的品牌产品，并有生产许可证及生产检验报告。（4）易于磨损、腐蚀、老化或需要调整、检查和更换的部件提供备用品，并能比较方便的拆卸、更换和修理。（5）液压系统及部件在组装前进行清洗，组装后保证密封良好，无冲击和漏油现象。油箱温度不超过60，一般控制在30-50范围内。液压系统有防尘保护装置。转动部件转动灵活，无卡阻现象。润滑部分密封良好，无漏油现象。轴承升温一般不大于40，轴承温度不超过80。（6）本脱硫系统根据实践情况设置反吹管以防止堵管现象，确保系统停运时管内清洁。若运行时出现

18、堵管现象，可以自动清除堵塞。降低系统检修维护的工作量。每套炉内喷钙系统的设计出力在连续运行时不小于锅炉石灰石粉耗量的200%，我公司确定和推荐炉内喷钙系统安全、合理的运行周期和每次运行时间，确保在运行中有充分的时间进行系统的检查、维修和消除故障。（7）工作温度120OC；保证库顶袋式除尘器出风口气体含尘量50mg/Nm3、出口气流速度0.6m/s，库顶脉冲袋式除尘器的脉冲控制仪采用先进技术产品，直接固装在设备本体上，运行时保证无噪声、无火花、无触点、无机械易损件。库顶脉冲袋式除尘器喷吹清灰系统中的关健部件电磁脉冲阀采用进口脉冲阀门。（8）基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱

19、硫系统采用PLC自动控制，控制系统能对整个工艺系统进行集中监视、管理和自动顺序控制，并可实现远方手动操做。（9）油漆技术要求，我公司所供应的设备按照以下技术要求进行表面处理：1.不保温部分，室内的先刷两度防锈漆，再刷一度调和漆。室外的先刷两度云母氧化铁酚醛底漆，再涂刷两度云母氧化铁面漆。2.保温部分，在表面涂刷两度防锈底漆，内壁的涂漆应根据工艺要求确定。3.机械，先涂刷防锈漆两度，再涂刷面漆一度，如油漆损坏或不协调时现场补漆一度。4.就地控制箱，应涂刷两度防锈底漆，现场修补。5.钢结构，涂刷防锈底漆两度，完工涂刷面漆两度。6.平台扶梯，涂刷两度防锈底漆，再涂刷一度调和面漆。（10）仪表及控制总

20、的要求：我公司在设计基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫系统工程及设备时，已考虑各种工况下的安全及合理的运行操作方式，满足现场无人值班、控制室程控的基本要求。1. 我公司独立完成编程、组态工作。2. 控制柜内元件保证准确、可靠、使用寿命长。控制柜可实现就地控制操作与远程操作，所有控制、反馈信号（开关量、模拟量）经端子排送到控制室，以实现远方操作。3. 压力输送设备以料位或时间的方式参与系统程控。1.8、设计基础参数（1）设计煤种：Sy1.7%（2）机组主要设备参数 锅炉参数： YG-75/5.29-M型锅炉（2台）;UG-90-5.3-M型锅炉（1台） 年运行时间： 70

21、00小时 锅炉引风机型号：YKK450-6（1号、2号锅炉）；QAF-1-20.5D（3号锅炉） 风量：106000197000；实际运行125000 m3/h（1、2号锅炉）；195000；实际运行150000 m3/h（3号锅炉） 功率：355KW（1、2号锅炉）；450KW（3号锅炉）1.9、拟用吸收剂 拟用吸收剂性能参数如下表序号项目单位要求1CaCO3含量%大于922水分含量%小于13MgCO3含量%1-24CaO含量%大于525惰性物质%小于5.56石灰石粉细度0-0.2；d50=0.1 1.10、脱硫效率的确定根据当地环保部门的要求，按照总量控制要求和电力行业新的电厂烟气排放指标

22、，本工艺至少要求二氧化硫排放浓度小于400mg/Nm3。2.基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫工艺原理基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术是采用石灰石粉作为脱硫剂，在循环流化床锅炉内煅烧，固化烟气中的二氧化硫，脱硫产物（主要为硫酸钙）直接与炉灰一起排出（对炉灰渣的回收无影响）。2.1系统构成山东夏津热电有限公司循环流化床锅炉脱硫工程项目，脱硫系统主要有以下子系统组成：（1）仓储系统（2）气力输送系统（3）电气、控制系统2.1工艺系统的设计原则（1）脱硫工艺采用基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术。（2）脱硫装置3台锅炉

23、采用一台储料仓，分两套管路进行供应，可以同时满足任何两台锅炉运行时的脱硫要求，脱硫效率为85%。（3）脱硫设备年利用时间按7000小时/年设计。（4）采用自动化控制，设置了自动/手动操作方式。2.2工艺描述根据该项目的具体条件，本方案采用基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术脱出锅炉烟气中的SO2，钙硫摩尔比为2.5，排放浓度小于400mg/Nm3，满足环保排放要求。基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术，是以石灰石粉作为脱硫剂，在炉膛中与燃煤充分混合，与二氧化硫发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐。 基于环保监测网及数字表实现自动控制的循

24、环流化床锅炉干法脱硫技术及副产物处理：以外购01（d50=200目）的石灰石粉（石灰石粉煅烧后的CaO含量不低于52%，应用冲旋法或对辊法为佳）作脱硫剂。在脱硫剂制备和供给输送系统中，采用美国赛默飞世尔固体流量计测量石灰石粉的用量并实现在线实时监控技术，罗茨风机把石灰石粉经管道送入锅炉内，在循环流化床内与煤粉颗粒充分混合，燃料颗粒、石灰石粉和灰一起在循环流化床强烈扰动并充满燃烧室，石灰石粉在燃烧室内裂解成氧化钙，氧化钙和二氧化硫结合成亚硫酸钙及硫酸钙，最终形成稳定的硫酸钙等稳定的脱硫产物。该工艺的反应机理为：能源环保论坛/W6CaCO3CaO+CO2,s/m"o6U&)i6w

25、ww.eppbbs.CaO+SO2CaSO3CaSO3+O2CaSO4这个工艺流程中的脱硫装置经过长期的研究开发，历经实验研究、关键设备的攻关、工艺参数的优化研究、小型试验、中间工业性试验等，在国内已经成功使用十多年，形成成熟的工艺。2.3基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫工艺的可行性分析：2.3.1与其它脱硫工艺的比较序号脱硫工艺脱硫工艺原理工艺特点应用情况1循环流化床炉内喷钙直接向锅炉炉膛内喷入石灰石粉，石灰石粉在高温下分解为氧化钙，氧化钙与烟气中的反应生成亚硫酸钙、硫酸钙。出炉烟气经活化器中进一步脱除。工艺流程简单，投资也较小。国内外均有成功应用实例2石灰石-石膏

26、湿法利用石灰石粉料浆洗涤烟气，使石灰石与烟气中的反应生成亚硫酸钙，脱去烟气中的，再将亚硫酸钙氧化反应生成石膏。工艺流程较长，投资较高。国内外有应用实例。3简易石灰石-石膏湿法简易湿法烟气脱硫工艺的脱硫原理和普通湿法脱硫基本相同。投资和占地面积比湿法小国内外应用较少4旋转喷雾干燥法将生石灰制成石灰浆，将石灰浆喷入烟气中，使氢氧化钙与烟气中的反应生成亚硫酸钙。工艺流程比石灰石-石膏法简单投资也较国内外应用较少5氨法以氨水作为原液，在脱硫剂制备和供给系统中，增加清水调配成稀氨水，作为脱硫剂，在脱硫装置中与锅炉烟气充分混合，与二氧化硫发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐。由于硫酸铵具有腐蚀性，设备易于腐蚀

27、且占地面积大、投资大运行成本高。国内外有应用实例。6双碱法钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由，吸收二氧化硫后反应产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。工艺流程复杂，运行成本高国内外应用较少2.3.2 技术特点基于环保监测网及数字表实现自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术具有以下技术优点：(1)脱硫剂用量可以根据烟气SO2浓度值实时调节。(2)投资费用仅为湿法的1/3，运行费用不到湿法的1/2。(3)对锅炉的负荷变化的实用性强，负荷跟踪特性好，启停方便。(4)系统简单，运行稳定，便于维护。(5)占地面积小，适用于现役机组的改造。(6)对采用含硫量不同的煤种该

28、脱硫技术均适用，对于含硫量2.0%，0.5%-2.0%的各煤种均能满足脱硫要求。(7)无脱硫污水排放，且脱硫副产品呈干态，不会造成二次污染，脱硫反应产物主要为硫酸钙，对产生的灰渣不会造成影响，同样可以出售。不影响除尘器、输灰系统、烟囱的正常运行。(8)采用PLC控制系统，实现脱硫系统控制和浓度监测的全自动控制。脱硫系统操作简单，只需配备很少的操作人员就可以保障系统运行。因此在目前国内外大型的热电厂以及工业供汽的循环流化床锅炉中，本脱硫技术得到了广泛的应用，它方便的操作以及可行的工艺越来越得到环保部门和广大用户的认可，所以在夏津热电有限公司的循环流化床锅炉脱硫工程，采用基于环保监测网及数字表实现

29、自动控制的循环流化床锅炉干法脱硫技术具有实际操作性和技术可行性。2.4关键问题的分析2.4.1炉前喷钙系统    从石灰石粉仓至锅炉炉膛采用稀相气力疏送，它的特点是阻力小，风机压头低，能量消耗少，运行可靠，是火电厂的常用技术。2.4.2喷钙位置的选定    选择合适的喷钙位置对炉内脱硫至关重要。根据炉内空气动力场的特点和CE推荐的炉内温度分布曲线、数模计算结果，将喷钙风分层布置在锅炉二次风入口处。这种布置的优点是：钙粉均匀分布在炉内，相应在炉膛内的停留时间长，同时不会在炉膛折焰角上沉积。2.4.3结构特点 

30、;   脱硫装置的一次粉仓都很大，一般设计成高耸结构，减少占地面积。对上述部件，采用筒壳结构并以裙座支撑，不仅降低钢材耗量，加工制造方便，且其承受内、外压力、风载和地震荷载能力也比较好，结构强度和稳定性能易于保证。容积较小的粉仓亦可采用箱形结构，使加工制造更为方便。2.4.4运行、监控技术及调节    喷钙脱硫控制系统是针对锅炉喷钙脱硫工艺设计的自动化成套设备。作为保证循环流化床炉内喷钙这一整套脱硫工艺系统安全、稳定及有效运行的重要控制设备。喷钙脱硫控制系统提供了从脱硫设备的启停控制、联锁保护、过程调节、报警显示、打印报表及系统通讯等

31、控制功能。控制系统根据脱硫工艺设备的运行特点，设置了自动/手动操作方式。在DCS水平上运行的喷钙脱硫控制系统可以在相当程度上满足用户的运行和维护的需要。控制系统具备的功能如下：粉仓粉位监视； 炉前喷钙设备的启停控制； 喷粉量自动控制； 系统其它设备的启停连锁控制； 脱硫剂用量数据上传； 系统报警、显示及打印报表。2.5工艺设计2.5.1工艺流程简图风机石灰石粉锅炉锅炉泵100m3石灰石粉仓锅炉流量计卸料阀2.5.2工艺简单介绍夏津热电有限公司的炉内喷该系统，运行上三炉两运行，两用一备，工艺上采用两套脱硫系统可以同时满足任何两台锅炉运行时的脱硫需求。外购石灰石粉经过高压气力输送到炉前100 m3

32、料仓，仓下设置维修手动插板阀，卸料装置采用变频螺旋给料机；分仓分别设置流化装置，防止料仓板结与下料不均问题；给料量可以根据锅炉尾气中的二氧化硫浓度的变化调节变频卸料装置，实现脱硫剂用量的调节；粉料输送方式采用罗茨风机低压稀相输送到炉膛内部，与煤混合煅烧，达到脱硫效果。2.5.3工艺系统及电气、控制技术要求：（1）现场布置根据现场实际情况，在现场施工图中另行说明。（2）罗茨风机型号据设计依据和现场实际情况现场施工图中另行说明。（3）料仓为钢结构，容积100 m3,仓顶布置布袋除尘器和料位显示装置。（4）系统管道采用厚壁无缝钢管；弯头均采用内衬陶瓷耐磨材料，弯曲半径不低于6倍管子直径；各管道平滑过

33、渡；所有加工件（除不锈钢外）都应对其表面进行除锈处理，如果不用油漆处理，则表面涂上防腐物。（5）考虑输灰管道堵塞和长时间停用粉料板结，在输送管道上设置高压伴吹风管，料仓底部采用流化板，可以彻底解决管堵现象和板结问题。（6）系统采用集中监控，实现装置启动、工况监视调整、停止、处理事故的功能，控制方式为“自动+手动”方式，控制盘布置位置由厂家提供，就地布置手动控制柜。3、自动控制部分烟囱上安装有SO2在线监测系统，可实时监测SO2的浓度，将SO2的浓度信号反馈到脱硫装置的PLC控制系统，以及综合反馈到控制系统上的燃煤量、硫含量、燃烧温度、含氧量等众多参数，通过数学模型的处理，系统自动调整脱硫剂喷入

34、量，控制SO2的排放浓度，保证排放连续达标。该系统还可根据环保部门的要求将脱硫剂的添加量上传到环保部门的监控系统，实现脱硫剂投放的联网监测，达到环保验收标准。3.1本项目电气设计规范小型火力发电厂设计规范 GB50049-94火力发电厂厂用电设计技术规定 DLT5153-2002雷电电磁脉冲的防护 IEC1312建筑物防雷设计规范 GB5007-94过电压保护器 VDE0675民用建筑电气设计规范 JGJ232-82电缆路线施工及验收规范 GB5016-92电气装置安装工程接地工程施工及验收规范 GB50169-92电气装置安装工程低压电器施工及验收标准 GB50254-963.2自动控制系统

35、自控设计将本着技术先进、安全可靠、操作方便和经济合理的原则进行。在节省投资的前提下，尽可能提高装置自动化水平，以提高脱硫质量，同时减轻操作人员的劳动强度。重要的工艺参数将引至控制室进行集中显示、记录、报警和控制。次要的或不需频繁操作的工艺过程参数则采用现场巡视的操作方式。为了保证脱硫效率，自动控制方案能够根据烟气条件的变化，调节石灰石粉的加入量，保证SO2浓度的稳定排放。装置采用先进的PLC操作系统对整个过程的监测显示、操作控制、安全报警、重要工艺参数连锁控制等。3.2.1 PLC系统配置控制系统支持工程师维护功能外，还为操作人员提供十分友好的界面，以便于操作人员的控制。此外，各种常规仪表、控

36、制按钮进行的操作，均可通过键盘、鼠标来完成。电控系统可实行电机、电动阀门的连锁运行，还可以通过鼠标或键盘操作，实现手动启停。所有取样点设在便于安装维护的位置，并符合有关规定。所有电气设备进入PLC系统控制，电机信号全部进入PLC，电控阀的控制调节与状态反馈信号进入PLC，流量、物位等信号全部进入PLC系统。如：星型卸料器所配套的变频电机控制脱硫剂的用量。料仓下的变频给料器的转速。高、低料位计反馈料仓脱硫剂的物位。烟气二氧化硫浓度在线监测仪信号。3.2.2 系统功能：当各现场按钮盒上的手自动转换开关处于手动位置时，设备受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而不参与控制。该控制

37、方式具有最优先级控制的级别。当各现场按钮盒上的手自动转换开关位于自动位置时，同时上位机控制处于点动态，此时设备只受上位机（鼠标或键盘）的点控制。当各现场按钮盒上的手自动转换开关处于自动位置时，计算机控制系统可工作于遥控、远控两种自控工作方式，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需人工干预；当上位机控制方式选择遥控状态时，工艺操作人员可通过鼠标或键盘对各种工艺设备及参数进行遥控。系统运行过程的自我保护：PLC系统盒监控计算机能自动、连续地检测各工艺数据、工艺设备的运行情况。并进行综合分析，判断出系统运行过程中可能发生的事故，完成自动报警盒主动采取事故预处

38、理措施，防止事故的发生与扩大，达到保护人身和设备的安全。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、速度或强度，以保证重要工艺参数的正常运行。连锁控制：按工艺循环所要求的循环和工艺参数要求控制工艺设备的启停。由现场流量、料位、风量等传感器及调节阀、变频器电控阀等执行机构对各工艺参数进行现场实时的在线监控，并把信号传输给各个电气控制柜的工艺智能单元，再输给PLC系统，实现各工艺参数的各级显示和检测功能，并利用计算机的特

39、性，自动、连续地检测、记录各工艺环节及设备的运行情况。系统还预留以太网通讯接口，以便于工厂管理局域网相连接，实施数据传送，上级计算机系统对下级脱硫系统运行的监视。3.2.3、 PLC选型原则本工程所选的系统具有当今实践证明的先进的应用技术，并在国内具有较好业绩；在国内有所选系统的实质性合作伙伴，以便于今后的维修服务和备品备件的来源方便。3.2.4、 自控仪表高、低料位计测量采用世界先进设备（美国PRINCO）罗茨风机、变频给料器、粉料输送均采用国内最先进的设备3.3自动控制流程简图如下启动系统开启罗茨风机开启卸料器开启输粉装置锅炉烟气监测SO2检测信号 PLC控制系统锅炉DCS系统引入炉温、煤

40、量、硫份、氧量等参数4、技术经济分析4.1技术分析4.1.1、喷钙对结渣倾向的影响炉膛内喷钙可导致实际煤灰成份发生变化，一般认为炉内灰的结渣倾向也会相应发生变化。实际上对于不同的煤，添加石灰石后煤灰的熔融性变化有以下几种情况：灰熔点有所降低；灰熔点先降低后又有所提高；灰熔点变化不显著；灰熔点有所提高。电力部赴美国、芬兰脱硫技术考察报告中介绍：芬兰Inkoo电厂5000小时运行情况看，炉内无结渣，表明采用喷钙脱硫成套技术不会因结渣问题影响运行。在设计脱硫型锅炉时，要对设计煤种，校核煤种和使用的石灰石取样，进行燃料特性试验分析和掺入一定比例石灰石后灰熔融特性，根据试验结果采取相应措施设计或完善炉膛

41、和燃烧设备。4.1.2、喷钙对受热面粘污、传热的影响炉内添加石灰石，实际灰分的碱/酸比增大，沾污倾向可能有所增强，但其变化程度与煤种及钙基吸着剂本身特性有关。据美国环保局和电力研究所工业性试验数据看：“喷入石灰石会降低灰熔化温度，多数情况下，灰的固着强度降低，用常规的吹灰器比较容易清除”。芬兰Inkoo电厂运行5000小时，清除受热面上的积灰，无需增设吹灰器，根据负荷可以调整吹灰次数，即可解决受热面沾污积灰问题，各级受热面的传热特性不发生改变。国内已开发有专项评估方法，能为可行性研究和设计运行提供具体数据。4.1.3、喷钙对受热磨损的影响石灰石喷入炉膛锻烧反应所生成的氧化钙是带有一定孔隙度的微

42、团，其硬度远低于粉煤灰，一部分氧化钙硫化反应后，孔隙和表面被生成的硫酸钙填充和覆盖，中位径比飞灰略大一些，但硬度也远低于飞灰，长期运行不会对受热面有磨损。4.1.4、脱硫设备投运对炉内燃烧状况、气温的影响炉内喷钙脱硫是选择一个合适的温度区间将石灰石粉喷入炉膛，试验研究发现石灰石粉在烟气温度870-920的区间喷入，锻烧反应生成的氧化钙固硫活性最佳。这个温度区对于循环流化床锅炉来说已接近二次进风口，故脱硫设备投运对炉内燃烧状况没有什么影响。 石灰石粉的输送介质为空气，脱硫设备投运时，每小时的输送风量与锅炉风量相比微乎其微，所以不会相应增加锅炉风量，也不会造成炉膛出口烟气温度的变化，也不

43、会对气温带来影响。4.1.5、喷钙脱硫对锅炉运行热效率的影响电力部火电厂脱硫技术考察团于1989年8月-9月对美国、芬兰的脱硫技术进行了详细考察。采用喷钙脱硫的Inkoo电厂至1989年9月累计运行5000多小时表明：锅炉热效率下降0.3%。国内计算，对于130t/h炉最保守的估计也不超过1。 4.1.6、二次污染CaCO3在炉内分解成CaO和CO2，CaO在炉内与SO2反应生成CaSO4为中性物质，与灰渣混合直接排放，反应过程且不需要水，不存在二次污染的问题。因此，从环境角度上来说，二次污染不存在。4.1.7脱硫装置的可用率脱硫装置与锅炉设备之间是相互独立的两套系统，脱硫装置可解列，解列后锅

44、炉照常运行。大部分脱硫设备使用的温度区间较低，便于维护与检修。喷钙脱硫系统简单，转动设备只有风机、变频螺旋下料机、除尘器，这些产品都是定型产品，运行可靠，事故率低。4.2、经济成本分析4.2.1经济分析依据理论数据计算二氧化硫产生量（燃煤含硫量按照1.7%计；单台锅炉小时燃煤量：12吨/小时；锅炉年运行小时数按照7000小时计）：单台锅炉每小时产生的SO2量为12000Kg/h×0.017×2×0.75=306Kg/h两台锅炉每小产生时的SO2量为306 Kg/h×2=612 Kg/h两台锅炉每年产生的二氧化硫量为612 Kg/h×7000=4

45、284t/a 二氧化硫脱出量（脱硫效率按照85%计）单台锅炉每小时脱除的二氧化硫量为306Kg/h×0.85=260 Kg/h两台锅炉每小时脱除的二氧化硫量为260Kg/h×2=520 Kg/h两台锅炉每年脱除的二氧化硫量为520 Kg/h×7000= 3641.4t/a二氧化硫排放量单台锅炉每小时二氧化硫排放量306Kg/h×0.15=45.9 Kg/h两台锅炉每小时二氧化硫排放量45.9 Kg/h×2=91.8 Kg/h两台锅炉每年的二氧化硫排放量91.8 Kg/h×7000=624.6 t/a脱硫前二氧化硫排放浓度：脱硫前二氧化硫排放浓度为306Kg/h÷125000=2448mg/Nm3 脱硫后二氧化硫排放浓度：脱硫后二氧化硫排放浓