资源描述
220t/h锅炉烟气氨法脱硫项目
技 术 方 案
山东雪花生物化工股份有限公司
5月
目 录
1 项目概况 3
2 基本参数及设计规定 4
3 规范和原则(不但限于此) 5
4 脱硫系统技术指标 10
二、技术方案及工艺特点 11
1设计原则 11
2 氨法脱硫概述 12
4本工艺技术特点 14
5脱硫及硫酸铵回收工艺系统描述 15
6 重要经济技术指标 25
7脱硫系统运营费用与硫酸铵回收记录(年运营时间按7500小时计) 26
8重要设备选型及设备表 26
三、投资概算 33
四、工程施工周期 33
五、施工组织筹划 34
六、施 工 准 备 35
补充阐明: 37
一、技术方案设计大纲
1 项目概况
随着工业经济不断发展,世界环境日益恶化。特别是随着发展中华人民共和国家工业化进程不断推动,排向大气污染物绝对量迅速增长。人类越来越被因自己而导致恶果而感到疲于应付、甚至恐惊。燃煤电厂所排放烟气中二氧化硫是导致大气污染重要因素之一,它不但能导致酸雨危害人类,并且据近来世界环境专家断言,还是破坏大气臭氧层一种重要因素。因而,二氧化硫治理迫在眉睫。
燃煤电厂S02排放超过全国SO2排放总量50%。随着新型能源基地发展战略逐渐向煤电并举,输电为主方向转变,在燃煤电厂设计或脱硫改造工程中,如何合理选用脱硫工艺,并以较低初投资和运营费用达到脱硫后SO2排放量符合国家排放原则规定以及建设机组环境评价规定,是燃煤电厂烟气脱硫行业健康发展核心问题。
燃煤是大气环境中S02、氮氧化物、烟尘等污染物重要来源。从煤消耗量来看:煤炭在国内能源消费中比例保持在70%左右,且短期内难以变化;从煤使用方式上看:煤炭消费量80%直接用于燃烧,其中燃煤电厂燃煤量占煤炭消耗量50%以上。
“十二五”规划重要大气污染物排放总量持续削减,按照当前记录口径,全国二氧化硫排放总量比“十一五”减少10%,重点行业和重点地区氮氧化物排放总量比“十一五”减少10%,全国氮氧化物增长趋势得到遏制。电力行业仍为减排重点领域,新建燃煤机组所有配套建设脱硫设施,脱硫效率达到95%以上,并依照排放原则和建设项目环境影响报告书批复规定配套建设烟气脱硝设施,脱硝效率达到80%以上,除裁减机组外,“十一五”期间未脱硫燃煤机组安装脱硫设施,综合脱硫效率提高到90%以上,已投运脱硫设施中不能稳定达标排放或实际燃煤硫分超过设计硫分进行更新改造。因而燃煤电厂烟气脱硫行业是承担十二五”规划减排任务重要力量。
我公司既有220t/h燃煤锅炉2台(一开一备),配套有3电场除尘器;依照公司发展需要以及对环保注重,决定对此2台锅炉增设烟气脱硫装置。通过与国内多家环保工程公司进行交流及对多家电厂脱硫运营实际状况理解,公司工程技术人员对220t/h锅炉脱硫设计出适合我公司实际状况更先进和成熟脱硫方案。
2 基本参数及设计规定
2.1设计方案初始条件
锅炉型号
锅炉煤耗量
燃煤含硫量
锅炉烟气流量
427000m3/h
烟气排放温度
125℃
SO2初始排放浓度
mg/Nm3
脱硫系统进口烟尘浓度
150 mg/Nm3
锅炉引风机功率
锅炉引风机风量
锅炉引风机全压
2.2脱硫设计排放目的
SO2排放浓度≤200mg/Nm3
脱硫效率≥90%
烟尘排放浓度≤50mg/Nm3
氨法脱硫装置在脱硫同步对烟气中其他污染物也具备脱除效果:SO3、HCL、HF等易溶于水污染物能100%脱除;对NOX(氮氧化物)脱除效率≥30%。
3 规范和原则(不但限于此)
3.1综合原则
序号
编号
名称
1
GB13223-
《火电厂大气污染物排放原则》
2
GB16297-1996
《大气污染物综合排放原则》
3
GB3095-1996
《环境空气质量原则》(局部修订)
4
GB8978-1996
《污水综合排放原则》
5
GB3838-
《地表水环境质量原则》
6
GB12348-1990
《工厂公司界噪声原则》
7
GB/T16157-1996
《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物
采样原则》
8
GB13268~13270-97
《大气中粉尘浓度测定》
9
《安全生产法》(70号令)(.11.1)
10
GB18597-
《危险废物贮存污染控制原则》
11
GB18599-
《普通工业固体废物贮存/处置场污染控制原则》
12
HJ-
《火电厂烟气脱硫工程技术规范 氨法》
3.2设计原则
序号
编号
名称
1
DL/T5094-99
《火力发电厂建筑设计规程》
2
DL5022-93
《火力发电厂土建构造设计技术规定》
3
SH3024-95
《石油化工公司环保设计规定》
4
DLGJ24-91
《火力发电厂生活消防给排水及排水设计技术规定》
5
DLGJ158-
《火电厂钢制平台扶梯设计技术规范》
6
GB50033-91
《工业公司采光设计原则》
7
GB50034-92
《工业公司照明设计原则》
8
GB50037-96
《建筑地面设计规范》
9
GB50046-95
《工业建筑防蚀设计规范》
10
HG20679-1990
《化工设备、管道外防腐设计规定》
11
GB50052-95
《供配电系统设计规范》
12
GB50054-95
《低压配电设计规范》
13
GB50057-
《建筑物防雷设计规范》
14
GBJ16-
《建筑物设计防火规范》
15
GB50191
《构筑物抗震设计规范》
16
GB50010-
《混凝土构造设计规范》
17
GBJ50011-
《建筑抗震设计规范》
18
GB50015-
《建筑给排水设计规范》
19
GB50017-
《钢构造设计规范》
20
GB50029-
《采暖通风与空气调节设计规范》
21
GB50029-
《压缩空气部设计规范》
22
GBJ50007-
《建筑地基基本设计规范》
23
GBJ50003-
《动力机器基本设计规范》
24
GBJ50040-96
《砌体构造设计规范》
25
GBJ63-90
《动力机器基本设计规范》
26
GBJ64-83
《电力装置电测量仪表装置设计规范》
27
SH3097-
《工业与民用电力装置过电压保护设计规范》
28
GBJ50009-
《石油化工静电接地设计规范》
29
GBJ50009-
《建筑构造荷载规范》
30
JGJ94-94
《建筑桩基设计规范》
31
NDGJ16-89
《火力发电厂热工自动化设计技术规定》
32
GB7231-
《工业管道基本辨认色和辨认符号安全知识》
33
GB50316-
《工业金属管道设计规范》
34
GBZ1-
《工业公司设计卫生原则》
35
HG/G20646-1999
《化工装置管道材料设计规定》
36
GB4053.4
《固定式钢斜梯及工业钢平台》
37
DL/T5072
《火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技术规定》
3.3设备、材料原则
序号
编号
名称
1
GB/T13927-92
《通用阀门压力实验》
2
GB/T14976-
《流体输送用不锈钢无缝管》
3
GB/T3091-93
《低压流体输送镀锌焊接钢管》
4
GB/T3092-93
《低压流体输送焊接钢管》
5
GB/T4217-
《流体输送用热塑料性塑料管材公称和公称压力》
6
GB/T10978-
《热塑性塑料管材通用壁厚表》
7
GB/T13384-92
《机电产品包装通用技术条件》
8
GB/T8163-1999
《流体输送用无缝钢管》
9
GB10889-89
《泵振动测量与评价办法》
10
GB11653-
《除尘机组技术性能及测试办法》
11
GB3214-91
《水泵流量测定办法》
12
GB3216-89
《离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵实验办法》
13
GB/T5656-94
《离心泵技术条件(Ⅱ类)》
14
GB/T9236-94
《计量泵技术条件》
15
GB/T10887-89
《单螺杆泵技术条件》
16
ZBJ06006-90
《阀门实验与检查》
17
GB150-1998
《钢制压力容器》
18
GB4879-99
《防锈包装》
19
GB5117
《碳钢焊条》
20
GB5118
《低合金钢焊条》
21
JB/T4297-92
《泵产品涂漆技术条件》
22
JB/T4735-1997
《钢制焊接常压容器及释义》
23
JB/T8097-95
《泵振动测量与评价办法》
24
JB/T8098-95
《泵噪声测量与评价办法》
25
JB/T53060-
《离心式渣浆泵产品质量分等》
26
JB/T8096-98
《离心式渣浆泵》
27
JB/T4127.1-99
《机械密封技术条件》
28
JB/T4700-
《压力容器法兰分类与技术条件》
29
JBT4127.3-99
《机械密封产品验收技术条件》
30
SH3518-
《阀门检查及管理规程》
31
GB50011
《建筑抗震设计规范》
3.4施工及验收原则
序号
编号
名称
1
GBJ202-
《建筑地基基本施工质量验收规程》
2
GB50204-
《混凝土构造工程施工质量验收规范》
3
GB50205-
《钢构造工程施工质量验收规范》
4
GB50212-
《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》
5
SH3022-1999
《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范》
6
SH3524-1999
《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺原则》
7
SH3510-
《石油化工设备混凝土基本工程施工及验收规范》
8
HG20234-93
《化工建设项目设备、材料检查大纲》
9
GB50235-97
《工业金属管道工程施工及验收规范》
10
DL/T657-1998
《火力发电厂模仿量控制系统在线验收测试规程》
11
DL/T658-1998
《火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程》
12
SDJ279-90
《电力建设施工及验收规范》
13
GB50259-96
《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》
14
GB50150-91
《电气装置安装工程电气设备交接实验原则》
15
GB50168-92
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》
16
GB50169-92
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
17
GB50171-92
《电气安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》
18
GB50231-98
《机械设备安装工程施工及验收规范》
19
GB50235-98
《工业金属管道施工及验收规范》
20
GB50236-98
《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》
21
GB50254-96
《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》
22
GB50258-96
《电气装置安装工程1KV及如下配线工程施工及验收规范》
23
GB5275-98
《压缩机风机泵安装工程施工及验收规范》
24
DL/T808-
《副产物硫酸铵》
4 脱硫系统技术指标
◆ 脱硫保证效率 ≥90%
◆ 出口SO2排放浓度 ≤200mg/Nm3
◆ 出口烟尘排放浓度 ≤50mg/Nm3
◆ NOX脱除效率 ≥30 %
◆ 烟气排放温度 ≥60℃
◆ 烟气通过脱硫系统压降 ≤1500Pa
◆ 脱硫系统耗电量 ≤187kW·h(运营装机功率267.5KW·h×0.7)
◆ 脱硫系统耗水量 ≤9t/h (以饱和计水蒸汽计算)
◆ 脱硫系统耗汽量 ≤0.2t/h
◆ 脱硫系统液氨耗量 ≤280Kg/h
◆ 脱硫系统设备噪音不高于 85dB(A)(距离设备外1m,操作平台1.2m处测试)
◆ 脱硫除尘系统设备可用率不低于 95 %
◆ 脱硫除尘系统漏风率 ≤3%
◆ 除雾器除雾效率 ≥98%
◆ 脱硫塔等主体设备使用寿命 ≥30年
二、技术方案及工艺特点
◆ 采用脱硫工艺:氨-硫酸铵浓缩结晶脱硫工艺;
◆ 脱硫剂:液氨(可以调配至恰当浓度,亦可直接加入脱硫系统);
◆ 脱硫装置、脱硫剂制备系统及硫酸铵回收系统两炉一套配备;
◆ 烟气脱硫装置解决能力按锅炉100%工况时烟气量设计, 年运营7500小时;
◆ 解决后烟气符合并优于本地电厂烟气排放环保原则;
◆ 脱硫后产物硫酸铵可直接以化肥出售(宜可用于复合肥生产)。
1设计原则
1.1遵循国家关于法规及规定进行设计;严格按照招标书详细规定。
1.2脱硫装置脱硫效率按照工艺条件进行设计,并有提高技术指标空间,适应国家对环保治理不断严格规定和本地总量控制规定。
1.3采用先进技术,并结合公司详细实际条件,在考虑到技术可靠性和先进性基本上,尽量减少工程总投资额和实际运营成本,因地制宜、合理布局,减少占地面积,节约投资。
1.4脱硫吸取剂采用液氨。
1.5没有“三废”产生:废气达标排放,无废水、废渣排放,脱硫副产物为硫酸铵。
1.6脱硫装置、脱硫剂制备系统及硫酸铵回收系统两炉一套配备。装置烟气解决能力按照锅炉110%工况时烟气量设计;脱硫装置设立100%烟气旁路,保证装置运营对锅炉系统不会导致影响。
1.7整套系统设计按照系统自动运营并辅助现场机旁操作,采用成熟、可靠、完善控制方案,减少操作人员数量和劳动强度。
1.8贯彻“安全生产、防止为主”方针,保证本项目投产后符合职业安全卫生规定,保证职工安全和健康。
1.9系统内设备、仪器仪表、材料按照招标文献规定均采用技术领先,性能可靠国内外一线品牌产品,保证质量。
1.10系统内重要设备使用寿命保证不低于30年。
1.11充分运用公司既有公用设施,合理布局,节约投资和运营费用。
2 氨法脱硫概述
2.1合用范畴广,不受含硫量、锅炉容量限制。
由于吸取剂氨比石灰石或石灰活性大,并且在设计时也考虑留有一定裕度,因而氨法脱硫装置对煤质变化、锅炉负荷变化适应性强。这在国内能源供应紧张、来什么煤烧什么煤状况下,更显现出它优势。氨法脱硫特点之一是含硫越高,硫酸铵产量就越大。
2.2脱硫效率很高,很容易达到95%以上。脱硫后烟气不但二氧化硫浓度很低,并且烟气含尘量也大大减少。
2.3吸取剂易采购,可有三种形式:液氨、氨水、碳铵。
2.4氨法脱硫装置对机组负荷变化有较强适应性,能适应迅速启动、冷态启动、温态启动、热态启动等方式;适应机组负荷35%BMCR~140%BMCR状态下运营。
2.5国内外有成功运营实例,运营可靠性好,无结垢问题发生。
2.6氨是良好碱性吸取剂,吸取剂运用率很高。
从吸取化学机理上分析,SO2吸取是酸碱中和反映,吸取剂碱性越强,越有助于吸取。氨碱性强于钙基(石灰石,石灰)。从吸取物理机理上分析,钙基吸取剂吸取SO2是气-固反映,反映速度较慢,并且反映不完全,吸取剂运用率低;为此需要将其磨细、雾化、循环等过程以提高吸取剂运用率,但将使整个系统能耗增长。而氨吸取SO2是气-液反映或气-气反映,反映速率快,反映完全,吸取剂运用率高,脱硫效率也高。仅就吸取过程而言,与钙基吸取设备相比,氨吸取设备体积较小,能耗也低。虽然脱硫塔内循环液为硫酸铵饱和溶液,但由于硫酸铵极易溶于水,并且有硫酸铵晶种存在,实践中未浮现结垢、堵塞问题。
2.7副产品硫酸氨价值高,经济效益好
氨法烟气脱硫副产品是硫酸铵,正是中华人民共和国广大耕地所需要含氮含硫肥料。它可以单独使用,也可以和其她营养元素一起做复合肥料,有着辽阔市场需求。不象钙基脱硫副产品石膏或亚硫酸钙,或因其市场饱和,或因其无法使用,抛弃后还占用宝贵土地资源,形成“石头搬家”现象。一吨氨可以生产四吨96%以上硫酸铵化肥,按当前咱们调研行情,三吨硫酸铵化肥价值就可抵消一吨氨费用,还能剩余一吨硫酸铵成为盈余。如果进一步用硫酸铵同氯化钾反映得到硫酸钾和氯化铵,产品附加值还会有明显提高。
2.8环境效益好
无废水、废渣和废气排放
工艺过程中为了保持吸取液里氯离子浓度低于20g/l,以减少溶液对设备部件腐蚀,需要不断将具有氯化铵(NH4Cl)溶液排向副产品干燥器里使其蒸发,得到固体氯化铵也是肥料,但其量是很小,混在硫酸铵里不会对其质量产生影响。此外,尚有很少量飞灰出当前旋流器溢流里,为了保证副产品硫酸铵质量,往往需要不间断用压滤机清除。这某些量是很小,并且是烟气中原有。
避免钙基脱硫为获取吸取剂而开山凿石,用煤将其烧制成石灰;在石灰烧制过程中,放出大量二氧化碳(CO2),既破坏环境又污染了空气。
氨法烟气脱硫是一种综合运用和资源回收办法。中华人民共和国硫资源并不丰富,每年要从国外进口200-300万吨硫磺,耗资十多亿元人民币。但中华人民共和国每年从烟气排走硫就约有1000万吨之多,而中华人民共和国广大耕地却有30%因缺少硫元素而影响着粮食增产。使用氨法烟气脱硫既是综合运用又回收了硫资源,轻松地解决了上述这个矛盾。
2.9适合中华人民共和国国情
中华人民共和国是发展中华人民共和国家,是人口众多农业大国。氨资源丰富,每年氨产量达3600多万吨,世界第一。有400各种生产氨化肥厂,产地遍及全国各地,中华人民共和国耕地经调查大面积缺硫(在土壤里硫含量<6×10-10即为缺硫),联合国粮油组织已拟定除了氮(N)、磷(P)、钾(K)外,硫(S)是植物第四营养元素,它能明显使农作物和蔬果增产。在欧美硫和氮、磷、钾同样卖钱,它需求量和磷同样多。咱们用氨法进行燃煤烟气脱硫得到副产品硫酸铵肥料,氨是从肥料中来,又回到肥料中去,不影响氨平衡使用。中华人民共和国自身就有辽阔市场,据农业权威部门简介,中华人民共和国每年需要硫酸铵化肥约400万吨,当前每年只生产60万吨,需求平衡相差甚远。因此说,氨法烟气脱硫完全适合中华人民共和国能源、农业发展和环境综合治理国情。
4本工艺技术特点
本项工程采用氨-硫酸铵浓缩结晶脱硫工艺,其工艺具备如下独特技术特点和优势:
4.1独特节能性:
通过脱硫塔构造特殊设计,使得烟气与脱硫吸取液接触非常充分,可以在保证脱硫效率前提下大大减少脱硫系统液/气比:本方案中实际控制液/气比为0.14%左右,而实际脱硫效率可以达到98%以上;而其她技术为了提高烟气吸取效率,往往将液/气比提高到5倍以上,导致出口烟气温度过多损失和烟气中含水量增长。从而大大减少了脱硫吸取系统循环泵运营功率,并有助于控制烟气出口温度提高。
4.2亚硫酸铵氧化率高,硫酸铵产品回收率高且品质纯
本工艺技术采用喷射气液混合器吸取氧化技术,亚硫酸铵氧化成硫酸铵氧化率近乎可以达到100%,可以达到后级回收硫酸铵产品中几乎不具有亚硫酸铵成分,使得回收硫酸铵产品回收率高并且品质纯正。
4.3烟气脱硫系统阻力较小,运营成本低
常规氨法脱硫技术为了提高系统SO2吸取效率,往往采用筛板塔,但会导致脱硫塔阻力较大(普通高于Pa),并且也许会导致内部堵塞现象,增长运营动力和维护成本;本工艺技术采用我公司自己开发“文—塔—复喷”三级脱硫工艺,设备系统阻力不大于1500 Pa,脱硫效率远不不大于普通两级空塔脱硫效率,且系统阻力与两塔构造阻力相称。
4.4占地面积小,节能效果好
本工艺技术节约了常规硫酸铵溶液浓缩结晶三效蒸发器,烟气脱硫与硫酸铵提浓在两个塔内完毕,节约了占地面积,投资、运营成本、可靠性及占地面积都优于常规氨回收法脱硫工艺,仅节约蒸汽一项对本项目每年可节约相称一某些运营成本。
4.5烟气脱硫及硫酸铵回收效率高
采用“文—塔—复喷”三级洗涤吸取工艺,这大大增长了气液接触面积,同步液相浓度和pH更好控制减小了气态氨及亚硫酸铵逃逸;脱硫塔上部出口设立两级高效除雾层(拆流板式),除去烟气中雾滴、泡沫及进一步捕集随烟气逃逸亚硫酸铵;通过以上办法,烟气脱硫效率及硫酸铵回收率得以大提高。
5脱硫及硫酸铵回收工艺系统描述
从锅炉来烟气经静电除尘器除尘、引风机加压之后,进入大型文丘里洗涤器增湿提浓,气液进入塔中下部得以分离,降温后烟气再经洗涤塔洗涤吸取二氧化硫后从顶部进入复喷吸取器进一步吸取二氧化硫同步回收洗涤塔逃逸亚硫酸铵和游离氨,保证二氧化硫吸取和氨运用(SO2吸取率达到98.5%以上,氨运用率98.5%以上)气液在塔内靠惯性和重力分离,气体再经两层除沫,烟气经电厂烟囱排放。
文丘里和洗涤吸取塔内循环液为接近饱和亚硫酸铵溶液,复喷塔内循环液为浓度较低亚硫酸铵溶液,蒸发带走水分和随亚硫酸铵溶液移出水分通过复喷塔底部循环液补充,复喷塔移出水分加水补充。吸取剂液氨加在洗涤塔底部循环液中。
亚硫酸铵溶液被移入氧化槽通过喷射吸取器用空气中氧氧化成硫酸铵溶液,硫酸铵溶液经泵输送到复合肥车间与浓缩发酵液一起喷浆造粒。
5.1文丘里、洗涤塔、复喷塔选材
1)设计原则
文丘里及洗涤塔规定耐温130度以上复喷塔100度以上,设备内所有部件可以承受最大入口气流和液体冲刷,高温烟气不会对任何系统和设备导致损害。
本工艺技术设备材料采用特种玻璃钢,具备耐磨耐腐蚀且抗老化特点;
5.1.1脱硫设备工艺构造设计
设备从内向外由内表面层、次内层、强度层、外表面层四层构成。如下所示:
A
B
C
D
A:内表面层 B:次内层 C:加强层 D:外表面层
A、内表面层
为耐腐蚀层,由一层树脂胶衣和表面毡构成,采用内衬树脂,树脂含量不不大于90%,文丘里设备内加碳化硅防磨解决。
B、次内层
为防渗层,可有效防止内表面层微细裂纹向外扩展,起到双层保护作用。采用无碱短切纤维和内衬树脂,树脂含量为70%-80%。
C、强度层
该层对内表层和次内层起加强作用,抵抗管道所受外界荷载,保证刚度和强度,采用环向缠绕与交叉螺旋缠绕结合,含量为不不大于30~40%。
D、外表面层
为防老化层,采用34#胶衣树脂,并加入1%抗紫外线吸取剂,防止在室外紫外线辐射作用下产生老化现象,树脂含量为100%。
5.1.2内部件工艺构造设计
所有内部件采用玻璃布与短切毡交替低压接触成型工艺,采用DERAKANE470-300酚醛环氧乙烯基树脂,树脂中加入耐磨材料-碳化硅,增长内部件耐磨性能。
5.1.3原材料设计
A、内衬树脂
采用美国ASHLAND公司生产DERAKANE470-300酚醛环氧乙烯基树脂,具备极佳耐腐蚀性、耐高温性、机械性能和加工特性,合用于喷射、缠绕、手糊、挤拉等成型办法。在大某些酸、碱、盐环境下能呈现优秀耐蚀性,浇注体热变形温度不不大于150℃,拉伸模量3.6GPa,断裂延伸率3~4%。
B、构造树脂
塔构造树脂采用台湾上纬公司生产对苯型SW963不饱和聚酯树脂,玻璃钢热变形温度不不大于200℃,拉伸强度不不大于121MPa;或上海华东理工大学华昌聚合物公司生产对苯型9503不饱和聚酯树脂,其浇注体热变形温度为100℃,拉伸模量3.2GPa,断裂延伸率2~3%。。
文丘里进气高温段采用与内衬相似DERAKANE470-300酚醛环氧乙烯基树脂。
C、耐磨材料
塔内表面加入耐磨材料-碳化硅,加入量不不大于15%,增长罐壁耐磨性。
D、纤维
玻璃布执行GB/T18370-重要性能指标。
短切毡执行GB/T17470-1998重要性能指标。
缠绕纱执行GB/T18369-重要性能指标。
在脱硫塔内安装脱硫设备,即喷雾系统、除雾器、反冲洗装置及其他辅助设施(除雾器采用PP或其他材料制作,除雾器效率99%)。
塔上安装维修人孔、供水管道及维修平台及爬梯等。
2)喷雾系统
涉及管线、喷嘴、支撑、加强件和配件等。浆液喷淋系统设计使喷淋层布置达到所规定喷淋浆液覆盖率,使吸取溶液与烟气充分接触,从而保证在恰当液/气比(L/G)下可靠地实现所规定脱硫效率。
喷淋组件及喷嘴布置设计成均匀覆盖脱硫塔横截面。一种喷淋层由带连接支管母管制溶液分布管道和喷嘴构成。
喷嘴采用碳化硅了螺旋喷头和碳化硅离心双向喷头。
5.2除雾器
除雾器用于分离烟气携带液滴,其系统构成:二级除雾器,配备冲洗水系统和喷淋系统(涉及管道、阀门和喷嘴等)。除雾器采用带孔聚丙烯波纹板除雾器。
烟气流经除雾器时,液滴由于惯性作用,留在挡板上。由于被滞留液滴也具有固态物,因而存在挡板上结垢危险,同步为保证烟气通过除雾器时产生压降不超过设定值,需定期进行在线清洗。为此,设立了定期运营清洁设备,涉及喷嘴系统。冲洗介质为工业水。
一级除雾器上下面和二级除雾器下面设有冲洗喷嘴,正常运营时下层除雾器底面和顶面,上层除雾器底面自动按程序轮流清洗各区域。除雾器每层冲洗可依照烟气负荷、除雾器两端压差自动调节冲洗频率。
冲洗水由除雾器冲洗水泵提供,冲洗水还用于补充洗涤塔和复喷塔中水分蒸发损失。
5.3 烟气系统
(1)引风机
该方案特点是:引风机在增湿提浓塔及脱硫塔,属于正压操作,可以避免风机腐蚀问题。
(2)挡板门
为保证窑炉安全运营,设立风机故障与烟道和脱硫挡板门连锁功能,并设有风机故障自动报警功能,一旦PID控制器发生故障,可及时由自动改为手动操作。分散了故障风险,系统可靠性高。
脱硫系统运营时,启动循环泵,关闭旁路上及风机挡板门,打开脱硫塔进出口挡板门,启动脱硫风机。烟气进入脱硫除尘塔,经多级雾化吸取装置进行除尘和化学吸取反映。在脱硫塔上部设有除雾器,以除去烟气夹带细小液滴,净化烟气进入原烟囱排放。
(3)烟道
烟道依照也许发生最差运营条件(例如:温度、压力、流量、污染物含量等)进行设计。
脱硫塔出口至主烟道净烟道采用内衬玻璃鳞片。
烟道设计可以承受如下负荷:烟道自重、风雪荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温重量等。
烟道最小壁厚至少按5mm设计,并考虑一定腐蚀余量。烟道内烟气流速宜不超过15m/s。
烟道可以承压为±5000Pa。
烟道具备气密性双面焊接构造,所有非法兰连接接口都进行持续焊接。
烟道布置能保证冷凝液排放,不容许有水或冷凝液聚积。因而,烟道要提供低位点排水和防止冷凝液聚积办法,任何状况下膨胀节和挡板都不能布置在低位点。
烟道外部要充分加固和支撑,以防止颤抖和振动,并且设计满足在各种烟气温度和压力下能提供稳定运营。
所有需防腐保护烟道仅采用外部加强筋。烟道外部加强筋统一间隔排列。加强筋使用统一规格尺寸或尽量减少加强筋规格尺寸,以便使敷设在加强筋上保温层易于安装,并且增长外层美观,加强筋布置要防止积水。
烟道保护层材料为彩色压型钢板,厚度为0.6mm。
烟道设计尽量减小烟道系统压降,其布置、形状和内部件(如导流板和转弯处导向板)等均进行优化设计。
5.4 脱硫吸取系统
烟气与脱硫液接触、洗涤过程中,SO2被脱硫液吸取,并发生如下总反映:
SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
SO2+(NH4)2SO3+H2O=2NH4HSO3
NH3+ NH4HSO3=(NH4)2SO3
亚硫酸铵被鼓入氧化空气氧化成硫酸铵:
2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4
烟气自上而下流过文丘里洗涤器提浓、进洗涤塔脱硫喷淋吸取、复喷吸取回收,经除雾层除雾后排出脱硫系统。
脱硫吸取系统涉及循环泵、管道阀门及热控仪表系统、喷淋组件及喷嘴或旋流板。
吸取液循环泵符合对“泵”基本规定外,并满足循环泵及驱动电机适应户外露天布置规定。
脱硫塔循环系统设计规定是使喷淋层布置达到所规定喷淋浆液覆盖率,使吸取溶液与烟气充分接触,从而保证在恰当液/气比(L/G)下可靠地实现所规定脱硫效率。
脱硫液注入及循环管路采用FRP材质管路。
5.5 脱硫剂储备系统
本脱硫系统所用吸取剂为液氨。
脱硫剂储备系统由液氨罐等构成。
5.6补充水系统
脱硫及浓缩结晶系统水损耗,重要为烟气所带走水分。这些损耗通过输入新鲜工艺水来补充。
脱硫系统所需工艺水来自于顾客既有工业水或自来水系统。
5.7亚硫酸铵氧化系统
氧化空气由两台罗茨鼓风机(一开一备)向脱硫塔送入,亚硫酸铵溶液在氧化槽被鼓入空气氧化成硫酸铵溶液。
5.8电气、仪表控制系统
(1)热控系统
1)概述
Ø 系统由PLC及上位机构成,人员直接控制操作。
Ø 系统集成简化,维护简便,使用成本和维护成本低。
Ø 满足整个脱硫系统安全运营和控制,对整个脱硫系统进行实时监控,并且能在故障发生时及时报警,保证整个脱硫系统高可靠性。
Ø 并留出与锅炉DCS系统通讯端口,通过锅炉DCS系统可对脱硫系统实时监控。
2)系统构成
整套装置设有旁路烟道和管道放空阀,当系统浮现故障或发生其她事故需要紧急停运时,烟气可通过旁路烟道直接排入烟囱,不会影响窑炉运营。
停运时通过管道放空阀将管道及塔内烟气放掉,并通入空气吹归,以便对整套系统进行维修和检修。脱硫塔配有足够数量入孔,以便检修。
(2)重要模仿量
烟道:进口挡板门状态,旁路挡板门状态,出口挡板门状态
文丘里进口及洗涤塔出口:烟气温度,烟气压力
复喷塔出口:烟气温度,烟气压力,
洗涤塔: 液位,循环液压力,循环液PH值
亚硫酸铵波美度,总碱度
液氨罐: 液位,压力
复喷塔: 液位,循环液压力,循环液PH值
亚硫酸铵波美度,总碱度
氧化槽: 液位
冲洗槽: 液位
(3)联锁回路
为了保障系统可靠运营及设备使用寿命,本控制系统特增长重要联锁:
引风机故障
循环泵停止工作
进口烟气温度过高
进口烟气压力过高
进口或出口挡板门关闭
(4)电气控制系统
电气控制系统重要是对脱硫系统中氨水泵、循环泵、浆液泵、母液泵等以及硫酸铵回收系统中离心机、干燥机、包装机等设备进行控制,采用现场控制和PLC控制两种方式,以使整个脱硫工艺在一种具备高可靠性、易操作、高性能状况下来完毕。
在电气设备和元器件设计选型和价位上,本着电气产品要性能高、质量好、价位低原则。
电气系统重要涉及供配电系统、电气控制与保护、照明及检修系统、电缆和电缆构筑物。
5.7.5控制系统设计
(1)所有泵、风机、阀门均设就地控制,除事故泵外其他泵均能实当前CRT上远程控制(涉及自动/手动)。
(2)循环泵与烟气档板门设联动控制。循环泵不开禁开脱硫塔入口门。脱硫塔入口、出口门不开,禁关脱硫旁路门。
A. 用氨水泵调节阀门来调节PH值。咱们在这个系统中将使用智能控制算法来进行系统优化。
B. 出口温度由循环泵变频电机进行调节(控制其在60℃左右)。这个系统咱们也使用PID调节器控制。三台变频循环泵、咱们将依照实际使用状况设计为线性流量控制这样即可以节约用电又可以满足不同状况下脱硫规定。
C. 冲洗水有手动控制和定期冲洗两种方式。
D. 脱硫塔下部液位通过工艺水来控制。为了液位稳定也做了个模仿量调节,这样做另一种目是对PH调节系统有一种较好协助。
E. 罗茨鼓风机设计为,转速与亚铵液泵出口流量相应随动控制,也可以手动。
F. 以上所有工艺系统中使用参数和操作在DAS画面上均有显示。压力、温度、转速、PH值、调节信号超差报警、设备启动停用等批示。
6 重要经济技术指标
序号
项 目
指 标
1
锅炉烟气量
427000m3/h
2
FGD进口烟气温度
125℃
3
进口二氧化硫出口浓度
mg/Nm3
4
出口二氧化硫出口浓度
≤200mg/Nm3
5
系统脱硫效率
≥90%
6
脱硫系统压降
≤1500Pa
7
年工作小时数
7500小时
8
年脱除二氧化硫量
3954吨
9
硫酸铵年产量
7905吨
10
直接运营费用
万元/年
11
硫铵回收产生效益
万元/年
7脱硫系统运营费用与硫酸铵回收记录(年运营时间按7500小时计)
序号
原材料名称
小时耗量
年耗量
单价
年耗量价值
万元
1
液氨消耗量
0.28t
2100吨
3000元/吨
630
2
装置用水
9t
67500吨
0.5元/吨
3.4
3
蒸汽
0.2t
1500吨
180元/吨
27
4
脱硫装置
用电
187kW
1402500kWh
0.6元/度
84.2
5
人员费用
9人
2万元/年
18
6
运营费用
共计
762.6万元/年
7
硫铵回收
1.054t
7905吨
800元/吨
632.4万元/年
8重要设备选型及设备表
脱硫及硫酸铵回收系统重要设备及构筑物明细表
序号
设备
位号
设 备 名 称 及 规 格
设备型号或图号
单位
数量
材料
备注
一、系统非标设备
1
脱硫塔Φ6000
台
1
特种玻璃钢
①爬梯、平台
套
1
Q235B
②循环喷淋层
层
3
FRP
③高效除雾器
层
2
PP
④除雾器冲洗水喷淋层
层
3
2
增湿提浓塔Φ6800
台
1
特种玻璃钢
①爬梯、平台
套
1
Q235B
②稀硫铵喷淋层
层
1
FRP
③硫铵循环喷淋层
层
2
FRP
3
储氨罐
台
1
Q235
4
缓冲槽
座
1
Q235+玻璃鳞片
5
旋流器组
套
1
聚氨酯
二、电动设备
1
循环泵 流量100m3/h,扬程35m
三开一备30KW
台
4
高分子量聚乙烯
2
母液泵 流量100m3/h,扬程30m
一开一备22KW
台
2
高分子量聚乙烯
3
浆液泵 流量15m3/h,扬程30m
一开一备5.5KW
台
2
高分子量聚乙烯
4
返回泵 流量100m3/h,扬程20m
11KW
台
1
高分子量聚乙烯
5
滤液泵 流量15m3/h,扬程30m
一开一备5.5KW
台
2
高分子量聚乙烯
6
搅拌器附:电动机N=5.5kw,1450r/min;
减速机:23:1
台
2
钢衬胶
7
干燥机
台
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