热源厂锅炉脱硫脱硝除尘技改项目可行性研究报告 - 图文

热源厂锅炉脱硫脱硝除尘技改项目

可行性研究报告

目 录

1 总论 ............................................................ 1

1.1概述 ....................................................... 1 1.2研究结论 ................................................... 6 2 工程概况及现状 .................................................. 9

2.1自然环境概况 ............................................... 9 2.2机组概况 .................................................. 13 2.3 改造工程建设条件 ......................................... 18 3 工艺技术方案选择 ............................................... 20

3.1工艺方案选择原则 .......................................... 20 3.2脱硫工艺方案的选择 ........................................ 20 3.3脱硝工艺方案的选择 ........................................ 29 4 工程设想 ....................................................... 31

4.1设计参数与性能要求 ........................................ 31 4.2总平面布置 ................................................ 33 4.3脱硫工艺系统设计 .......................................... 34 4.4脱硝工艺系统设计 .......................................... 36 4.5自控技术方案 .............................................. 37 4.6公用工程和辅助生产设施 .................................... 39 4.7 建筑、结构部分 ........................................... 43 5 节能 ........................................................... 46

5.1用能标准及节能规范 ........................................ 46 5.2设计原则 .................................................. 47 5.3节能措施及效果分析 ........................................ 48 6 环境保护 ....................................................... 52

6.1建设地区环境现状 .......................................... 52 6.2可研采用的环境保护标准及规范 .............................. 53 6.3建设项目污染物排放 ........................................ 55 6.4环境保护治理措施及方案 .................................... 55

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6.5环境效益 .................................................. 56 7 劳动保护与安全卫生与消防 ....................................... 60

7.1编制依据 .................................................. 60 7.2劳动安全与职业卫生标准 .................................... 60 7.3生产过程中主要危害因素分析 ................................ 61 7.4可研中采取的防范措施 ...................................... 63 8 组织机构与人力资源配置 ......................................... 68

8.1企业管理体制及组织机构设置 ................................ 68 8.2生产班制与人力资源配置 .................................... 68 8.3人员培训与安置 ............................................ 69 9 项目实施进度计划 ............................................... 70

9.1项目组织与管理 ............................................ 70 9.2实施进度计划 .............................................. 71 10 投资估算 ...................................................... 72

10.1投资估算编制说明 ......................................... 72 10.2投资估算编制依据和说明 ................................... 72 10.3投资估算 ................................................. 72 11 财务分析 ...................................................... 77

11.1成本和费用估算依据和说明 ................................. 77 11.2成本费用估算经济效益分析 ................................. 78 11.3财务评价结论 ............................................. 80 12 研究结论 ...................................................... 81

12.1可行性研究结论 ........................................... 81 12.2建议 ..................................................... 82

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1 总论

1.1概述

1.1.1项目名称及建设单位概况

项目名称：热源厂锅炉脱硫脱硝除尘技改项目 建设单位： 建设地址： 项目性质：技改 建设单位概况： XX热力有限责任公司.

XX热力有限责任公司位于XXX岱海镇，中心坐标N40°31′45.58″、E112°30′36.33″。东侧100m为岱海镇居民，北侧紧邻居民，西侧为岱海镇居民，南侧为空地。新建热源厂，内设置DHL29-1.25/130/90型热水锅炉两台，DHL70-1.6/150/90-AIII链条锅炉一台，总出力设计125MW，建设热力站6座，建设供热管网33 km，其中一次管网长8km，二次管网长25km。

公司积极发展生产，研发高新科技项目，减少对环境的污染。资产达22674万元，主营业务主要是供热，贯彻近期（2014年—2019年）和远期（2019年—2024年）相结合，工业与民用相结合，合理布局，统筹安排分期实施的原则。根据总体布局规划，将X六个区。规划热负荷预测主要考虑居住建筑、公共建筑、工业建筑等的采暖负荷，至2030年，规划供热面积万180万m2，采暖热负荷125MW，居住建筑集中供热普及率达85%。本项目2013—2014年供暖面积达110

1 万m2。

1.1.2编制依据

1、国家发展和改革委员会与建设部共同发布的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）

2、《投资项目可行性研究指南》试用版（中国电力出版社） 3、原化学工业部《化工建设项目可行性研究报告的内容和深度规定（修订本）》（化计发【1997】426号文）

4、《国务院关于固定资产投资项目试行资本金制度的通知》 5、《中华人民共和国环境保护法》

6、《建设项目环境保护管理条例》国务院令253号 7、《开发建设活动环境管理人员行为规范》 8、《开发建设项目水土保持方案管理办法》 9、《建筑施工场界噪声限制》

10、《锅炉烟气脱硫设计规程》（DL/T5196-2004） 11、《工业噪声控制设计标准》 12、《电力工业技术管理法规》 13、《污水综合排放标准》GB8978-1996 14、《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90

15、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）； 16、《电力建设施工及验收技术规范》 17、《锅炉大气污染排放标准》GB13271-2014 18《火电厂烟气脱硝技术导则》DL/T 296-2011 19、XX热力有限责任公司提供的项目基础资料 20、有关工程建设的国家X自治区标准

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21、国家和地方有关规程、规范、政策及条例等

1.1.3编制原则

1、采用成熟、可靠的脱硫工艺和设备。

2、力争技术先进，要尽可能采用先进的工艺装备和技术方案。 3、通过优化设计降低工程建设投资，提高经济效益。 4、认真调查研究项目各项基础条件，避免不利因素对工程建设和周围环境造成的影响。

5、贯彻执行国家和地区对环保、劳动安全、工业卫生、计量及消防方面的有关规定和标准。

6、设备来源应立足于国内成熟、可靠、先进的技术和设备。原则上采用国产设备，或引进技术国内制造的设备。

7、采用先进可靠的计算机控制系统，以达到低耗、稳定、科学管理、提高效益的目标。

8、选择有效、可靠地收尘设备，并在设计中尽量降低物料落差，减少转运点，避免二次污染。

1.1.4项目提出的背景、投资必要性和经济意义

1、提出背景

“十二五”时期可再生能源建筑应用规模将不断扩大； 近年来，为贯彻落实党中央、国务院关于推进节能减排与发展新能源的战略部署，财政部、住房城乡建设部大力推动、浅层地能等可再生能源在建筑领域应用，可再生能源建筑应用规模迅速扩大，应用技术逐渐成熟、产业竞争力稳步提升。

烟气脱硫脱硝产业市场前景可观 ；

3 能源问题和环境问题是全球关注和迫切需要解决的问题。随着常规能源煤、石油、天然气的开采，这些能源被大量消耗、逐步减少的同时也带来了环境问题

2、投资必要性

项目当地工业企业较多，环保部门对电厂SO2排放监测严格。本项目热源厂现有的3台锅炉由于调节滞后，锅炉SO2排放不稳定、无法满足即将实施的新的环保排放标准。

SO2排放浓度及环保设施的稳定运行与否直接影响到热源厂的可持续发展，所以对热源厂3台锅炉进行脱硫项目的改造势在必行。

2007年6月国家发展与改革委员会以及国家环保部联合下发关于《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法》，管理办法要求安装的烟气脱硫设施必须达到环保要求的脱硫效率，并确保达到二氧化硫排放标准和总量指标要求。

（1）其中对有下列情形的燃煤机组，从上网电价中扣除脱硫电价：

（2）脱硫设施投运率在90%以上时，扣减停运时间所发电量的脱硫电价款。

（3）投运率在80%~90%的，扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处1倍罚款。

（4）投运率低于80%的，扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处5倍罚款。

现行的排污费标准是废气0.6元/当量(1当量是0.95千克SO2或等量其他污染物)，国家发展改革委、财政部和环境保护部2014年9月1日联合发布《关于调整排污费征收标准等有关问题的通知》，要求各省2015年6月底前将废气中SO2和NOx排污费调整至不低于1.2

4 元/当量，相当于现行标准的2倍。同时将实行差别收费：对于超出浓度限值或者排放总量指标的企业将加一倍征收排污费，浓度和总量都超出加二倍征收排污费；淘汰类产能加一倍征收；排放浓度低于限值50%以上减半征收。同时鼓励重点地区出台更高的地方标准。

综上所述，二氧化硫NOX排放及脱硫脱硝设施的稳定运行与否直接影响到热源厂的可持续发展，所以对热源厂进行脱硫技术改造势在必行。

2）生活和生产的需求

工业锅炉工序是冬季供暖蒸汽生产的必要生产工序，冬季不论铅锌系统是否生产，但工业锅炉必须生产来满足现场人员生活和工作的供暖要求，同时保证各系统的生产设备的保存保养需求。

随着环境保护部及国家质量监督检验检疫总局对大气污染治理力度的加大，为了保证本项目工业锅炉废气能够达标排放，为工业锅炉进行脱硫脱硝技术改造，改造后在满足环保要求的同时，可有效改善项目及周边地区的空气质量，为本地区的环保事业贡献一份力量。因此，对本项目锅炉改造，安装锅炉烟气脱硫脱硝系统是必要的。

3、项目的目的及意义

本项目是为了实现工业锅炉外排尾气含有NOX和SO2达到GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》要求，合法生产。本项目主要技术是：通过尿素供应泵和压缩空气管道喷入工业锅炉炉膛前墙区和旋风分离器入口烟道区域，与烟气中的NOX（包括一氧化氮、二氧化氮）混合反应还原成氮气和水，降低NOX排放量，达到环保烟气排放要求。

5 1.1.5研究范围

参照《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》(DLGJ-94)和比照《火力发电厂可行性研究报告内容深度烟气脱硝部分暂行规定》(DLGJ138-1997)的要求，本脱硝工程可行性研究的范围主要包括：

1、脱硝工程的建设条件 2、脱硝技术路线论证 3、脱硝工程对环境的影响 4、投资估算与运行成本分析

1.2研究结论

1、建设内容

为XX热力有限责任公司热源厂锅炉脱硫脱硝除尘系统进行技术改造。脱硫技改内容包括将原有脱硫系统改为双碱法脱硫除尘系统，保证煤与石灰均匀的混合脱硫。脱硝系统技改包括在三台锅炉非别装设低氮燃烧器，意识锅炉排放烟气达到国家标准。

2、进度安排

本项目于2015年5月筹划建设，于2015年10月建成投入运行，建设期为5个月。

3、工作制度

根据项目的生产工艺特点，采暖期采用连续式运行，运行时间按177天计，采用三班制生产，每班8小时。

4、主要经济技术指标

本项目总投资为941.5万元。无后续的运营流动资金。因此本项目投资即为建设投资。

6 其中2*40t/h花岗岩脱硫塔费用302万元，100t/h花岗岩脱硫塔费为357万元，三台脱硫塔基础及循环池费用282.5万元，这三项费用均已包括建筑工程费、设备购置费、设备安装费及建设其他费用。

本项目正常运行时，估算污染物排放费用年节省156.87万元；年运行总成本费用为87.158634万元。则年总收益为69.71万元。

由上述指标看出，本项目正常运行年份可产生盈利费用，年总收益可观，因此本项目运行经济上可行合理，又可以产生环境效益。

5、主要经济技术指标表

表1-1 主要技术经济指标表

一 1 2 3 4 三 四 1 1.1 1.2 1.3 2 3 4 项目名称 主要原材料,燃料用量 石灰 片碱 新鲜水 电力 设备装机容量 计算负荷 新增员工 投资估算及财务分析 总投资 2*40t/h花岗岩脱硫塔费 花岗岩脱硫塔费 三台脱硫塔基础及循环池费 总成本费用 脱硫脱硝除尘排污减少节约费用 经济收益 单位 实物量t/a 实物量t/a t/a 万kWh/a kW kW 人 万元 万元 万元 万元 万元/a 万元/a 万元/a 数量 202 287 8850 90.16 283 212.25 9 941.5 302 357 282.5 87.16 156.87 69.71 备注 NaOH 厂内供应 厂内供应 无流动资金 包含建安及设备费 包含建安及设备费 包含建安及设备费 正常运行年费 正常运行年费 正常运行年费 7、结论 通过对XX热力有限责任公司热源厂锅炉脱硫脱硝除尘技改项目的可行性研究认为，项目在大气污染严重和清洁生产被日益重视的社

7

会大背景下，经过脱硫脱硝系统改造，在满足环保要求的同时，可有效改善项目周边地区的空气质量，因此，本项目的建设是必要可行的。

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2 工程概况及现状

2.1自然环境概况

一、厂址的地形、地貌及地理位置概括

本项目位于X中南部地区，行政区划隶属于X市X。X位于X市南部，在东经112°02′~113°03′，北纬40°10′~40°50′之间。东邻丰镇市，西与呼和浩特市和林格尔县交界，南与山西省左云县、右玉县毗邻，北与卓资县接壤。东西宽82km，南北宽73km，交通非常便利。

X土地总面积3458.3平方公里（518万亩），约占自治区总面 积的0.3%，占全市总面积5.5万平方公里的6.3%；县境东西最长82公里，南北最宽73公里。地形总体特征为四面环 山、中怀滩川（盆地）。全县海拔2305—1158米之间，北部为蛮汉山山系，山体狭而陡峭，最高峰海拔2305米；南部为马头山山系，山体宽而平缓，最高峰海拔2042米；中部为内 陆陷落盆地──岱海盆地，岱海镶嵌其中。全县平均海拔1731.5米。山地面积为1654.2平方公里，占总面积的 47.83%；丘陵面积为811.2平方公里，占总面积的23.46%；盆地面积为827.6 平方公里，占总面积的23.93%；水域面积为165.3平方公里，占总面积的 4.78% ；素有“ 七山一水二分滩 ”之称。全县耕地96万亩（人均耕地面积3.99万亩），其中水浇地25.6万亩（含节

9 水灌溉面积10万亩），占总耕地面积的26.7%；旱地70.4万亩，占总耕地面积的73.3%(其中沟湾地18万亩）；人均耕地3.99亩；林地146万亩；草地140万亩；林草覆盖率61.8%，森林覆盖率31.06%，位居全区前列， 在全市排第一位。

二、水文地质 1 地表水

项目所在区域内发育两大水系，即黄河水系和岱海水系。两大水系以蛮汉山为分水岭。

岱海为内陆构造湖，湖水不能外流。湖面呈肾形，长约13km，宽约8km，水面面积约130km2，平均深度8.5米，最大深度为17米，流域面积2084.4km2。有21条河流流入此湖泊，入口处多有三角洲。

弓坝河与五号河本为常年有水的河流，因上游修建水库，线路带内的两河水量很小，甚至干涸。

2、地下水

项目所在区域以山地、黄土峁、坡洪积扇裙及山间谷地、河谷平原为主，地下水类型较简单。地下水按赋存条件可分为基岩裂隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水和松散岩类孔隙水。大气降水入渗为主要补给方式，排泄方式以地下水径流、河水排泄及人工开采排泄为主。地下水径流条件较好。

（一）、松散岩类孔隙水（I）

赋存于第四系松散堆积物之中。根据其富水性，可分为冲洪积河谷平原水量丰富区（Ⅰ1），山前坡洪积扇水量中等区（Ⅰ2），湖积平

10 原水量贫乏区（Ⅰ3），黄土峁水量贫乏区（Ⅰ4）。

（1）冲洪积河谷平原水量极丰富区（Ⅰ1）：主要分布于岱海盆地及河套盆地，含水层为砂、砂砾卵石混土，分布较连续，含水层厚度可达100m，单井涌水量大于500m3/d·m。含水层埋深从山前至盆地中部渐浅，埋深从50m～2m变化不等。水化学类型以HCO3－Ca型为主，矿化度小于500mg/l，水质良好。

（2）山前坡洪积扇水量丰富区（Ⅰ2）：分布于盆地边缘山前部位，该地段上覆坡洪积含粘性土砾卵（碎）石，含水层为砾卵（碎）石层，分布不均匀，厚度一般3～20m，水化学类型以HCO3－Ca型为主，矿化度小于500mg/l，水质良好。

（3）湖积盆地水量中等区（Ⅰ3）：分布于岱海西南的平原腹地， 含水层为淤泥质土中的砂砾薄层，水平方向分布较连续，垂直方向断续分布。埋藏深度小于5m，水量小于30 m3/d·m，矿化度较高，易形成盐碱地及沼泽。

（4）黄土峁水量贫乏区（Ⅰ4）：分布于盆地与坡洪积扇之间的黄土峁，含水层为黄土中的薄层砂、砾石，埋深一般15～30m，分布极不均匀，水量小于10 m3/d·m，水化学类型以HCO3－Ca型为主，矿化度小于500mg/l，水质良好，可以饮用。

（二）、基岩裂隙水（Ⅱ）

岩性包括火山岩、各期侵入岩、混合花岗岩，地貌为低山、丘陵，岩石裸露，风化裂隙发育，风化带厚度一般为15-20m，最厚可达30m，富水性极不均匀，但在同一岩性中，受地貌条件控制极为明显，一般

11 在切割强度和深度比较发育的低山、高丘区富水性强，反之则弱。泉流量一般小于10m3/d，水化学类型以HCO3－Ca型为主，亦有HCO3－Ca.Mg型、HCO3－Ca·Na型水，矿化度一般小于0.5g/l，个别0.5-1g/l。

（三）、碎屑岩类裂隙孔隙水（Ⅲ）

表层以风化裂隙水为主，强风化带厚度10m左右，中等风化带厚度15-20m，单井涌水量一般小于100m3/d，水质良好，为HCO3－Ca型水，矿化度小于1g/l。

三、当地气象资料

本项目所经区域的气候属典型的温带大陆性气候，四季气候变化明显，其特点是冬季漫长而寒冷，少雪；夏季短暂炎热，降水集中；春季干旱多风；秋季日光充足，凉爽而短促。气温日较差和年较差大，冷暖变化剧烈，降水少且集中，气候干燥。全年降水量小，且集中在6~9月份，蒸发量大约为降雨量的4-5倍，霜冻期长，无霜期120天左右。项目区气象特征见表4—1。

表2—1 气象特征表

项目 多年平均气温 极端最高气温 极端最低气温 多年平均降水量 10年一遇24h最大降雨量 20年一遇24h最大降雨量 单日最大降水量 年最大降雨量 单位 ℃ ℃ ℃ mm mm mm mm（1989） mm（1989） 特征值 3.5 38.3 -30.9 361.2 84 154 96.0 629.7 12

年最小降雨量 年蒸发量 多年平均风速 大风日数 ≥10℃积温 无霜期 最大冻土深 mm（1983） mm m/s d ℃ d m 179.0 2105.2 3.3 26 2818.4 125 1.60 四、自然资源

近年来，X大力调整农村产业结构，不断巩固农牧业的基础地位，大力发展无公害农产品，逐步形成了以玉米、马铃薯、杂粮杂豆为主的大农业和以温室蔬菜、烤烟、甜菜为主的特色农业的种植格局，并逐步形成了以奶牛、肉羊为主的支柱产业。

X水资源丰富，水系比较发育，共有大小河沟三百余条，分属黄河、岱海、永定河三大流域。全县水资源总量达2.3亿立方米，其中地表水资源总量达1.3亿立方米；地下水资源总量达1亿立方米，且水质较好。特别是岱海盆地平原区，占全县地下水资源量的85%，为地下水资源最丰富的地区。X拥有较大的水域面积，特别是岱海湖，作为自治区第三大内陆湖，水域面积达160平方公里，水温适中，水质清澈，水体无污染，且周边生态良好，特别适宜多种生物和鱼类生长，是X自治区著名的渔业基地。现共有鱼类27种，年捕捞量1000吨左右，远销呼市、包头、大同等地。

X矿产资源较为丰富，已探明的矿藏地有41处，矿种20余种，主要分布于岱海盆地两侧山区。金属矿藏主要有铁、铜、金、银、铌

13 等；非金属矿藏主要有花岗岩、墨玉、浮石、石墨、玄武石、白云母、石榴子石、大理石、硅石、建筑石料等。

2.2机组概况

2.2.1锅炉概述

1、锅炉容量

本DHL29-1.25/130/90型热水锅炉两台，DHL70-1.6/150/90-AIII链条锅炉一台，总出力设计125MW， 3台余热锅炉及燃煤工业锅炉产生的高温水经一级管网输送至热力站，经换热器将热量传递给低温水，低温水再由二级管网输送至各热用户。

2、锅炉参数

本项目采用DHL70-1.6/150/90-AIII链条锅炉，吨位为100t/h，锅炉给水温度90℃，锅炉供出热水温度为150℃，锅炉效率83%；DHL29-1.25/130/90型热水锅炉，吨位为40t/h，锅炉给水温度90℃，锅炉供出热水温度为130℃，锅炉效率80%。

2.2.2煤质分析

本项目共安装HL29-1.25/130/90型热水锅炉两台，DHL70-1.6/150/90-AIII链条锅炉一台，本项目燃煤由托克托县蒙利煤业有限公司提供，煤质分析见表2—2。

14 表2-2 本项目煤质分析情况表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项目 全水分 收到基灰分 干燥基灰分 无灰干燥基挥发分 分析基固定碳 干基全硫 收到基全硫 低位发热量 高位发热量 符号 Mar Aar Ad Vdaf Fc.ad St.d St.ar r Qgr.d 单位 ％ ％ ％ ％ % % ％ g KJ/g 煤 14.4 7.11 6.89 33.44 56 0.32 0.22 24.82 29.46 全年燃料消耗量 9.56万吨。

2.2.3热力系统

1 循环水系统

高温水经一级管网输送至热力站，经换热器将热量传递给低温水，低温水再由二级管网输送至各热用户，一、二级管网均为闭式循环系统。本项目一级供热管网高温水系统供水温度确定为130℃，回水温度确定为70℃；二级供热管网低温水系统供水温度确定为90℃，回水温度确定为65℃。高温水供热系统工艺流程见图2—1。

图2—1 供热系统工艺流程图

一级网回水经除污器及循环水泵送入锅炉。锅炉进、出水均采用

15 单母管制。每台锅炉出水接入供水母管，再由供水母管输入官网至热力站。

为防止水泵突然停转，厂房系统中管道产生水击现象，在热网循环水泵的出口管与吸入管之间加装旁路，并在旁路管道上设逆止阀，以降低循环水泵入口侧的压力。

锅炉设计工况额定进、出水温度为130/70℃、额定压力1.6MPa，锅炉额定循环水流量为1003t/h。增加旁通管，以利于流量和热量的平衡要求，通过锅炉的水流量保持不变。锅炉热力系统工艺流程见图2—2。

图2—2 锅炉热力系统工艺流程图

各锅炉的定期排污经母管排入定期排污扩容器或排进渣沟，经沉淀后用潜物泵打入炉下的冲渣管，重复利用。

2 补水定压系统

热网系统采用变频泵补水定压，补水经软化、除氧后送至一级网循环水泵入口，与一级网回水一同送入锅炉。

锅炉补充水的软化采用全自动钠离子软化水装置，除氧装置采用海绵铁除氧方式；软水和除氧装置的反洗水进行再利用，用于给煤加湿、除尘、除渣、脱硫、卫生等用水。目前市场上的锅炉用除氧器主

16 要有以下几种：热力喷雾除氧器、旋膜除氧器、过滤式除氧器；前两种除氧器均需蒸汽来工作适用于蒸汽锅炉，而过滤式除氧器主要是海绵铁除氧器在热水炉中应用较广泛，其除氧机理是经活化处理而得到的高活性填料式块状常温海绵铁除氧剂，是海绵状多孔隙的铁粒，为水中的溶解氧提供了与活性铁进行反应的机遇，加速氧化还原反应的进行。它与水中的溶解氧发生如下反应：

2Fe?2HO?O?2Fe(OH)2221 2Fe(OH)?HO?O?2Fe(OH)22232海绵铁除氧器结构简单，便于安装，因此推荐采用海绵铁除氧器；除氧器型号和规格：Q=50m3 2台

在系统补水系统上预留加药装置接口，便于直接加药调节炉水的PH值保持在9～10，和应急用软化、除氧、除氯加药。

一级网补水量依据循环水流量的1%。

2.2.4燃烧系统

链条锅炉燃烧系统由送风系统、煤－灰－渣系统、烟气系统及除尘脱硫等系统组成，简述如下：

1 送风系统

每台锅炉配有一台鼓风机。鼓风机采用变频调速控制，燃烧所需的空气由鼓风机送入空气预热器，经预热后由炉床下部的布风板均匀进入燃烧室，以达到理想的燃烧效率。

2 燃料、灰、渣系统

原煤自原煤斗、溜煤管、分层给煤机由运转炉排送入炉床，每台锅炉配1个钢制煤斗、1个溜煤管。煤斗可贮煤约10小时，溜煤槽可储煤2小时。燃烬的灰渣掉入锅炉底部的出渣口、由ZKC重型框链

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除渣机送至平地，由推车运至灰渣场储存。

3 烟气系统

锅炉烟气依次经过炉膛、锅筒、烟道、省煤器、空气预热器后从锅炉排出，为有效减少烟气污染，烟气必须先经除尘和脱硫装置，再经引风机、烟道、后由烟囱排向大气。烟囱为钢筋混凝土制，高H=60m，出口直径2.5m。

2.2.5除灰渣系统

原煤自原煤斗、溜煤管、分层给煤机由运转炉排送入炉床，每台锅炉配1个钢制煤斗、1个溜煤管。煤斗可贮煤约10小时，溜煤槽可储煤2小时。燃烬的灰渣掉入锅炉底部的出渣口、由ZKC重型框链除渣机送至平地，由推车运至灰渣场储存

2.3工程建设条件

2.3.1场地条件

本项目位于XXX岱海镇，厂地地势平坦，地质条件优良，厂区现已被规划为建设用地，项目选址合理。厂区呈四边形，总占地面积项目18203m2，建筑面积8000 m2，厂区大门位于北侧的中部，进入大门后正对的为锅炉房，其内包括锅炉间、办公区、软水间、控制室等，其西侧为输煤系统，锅炉房的南侧为烟囱，锅炉房的东侧以及西侧为两个储煤场。主干道宽度设置7m，次干道4m，均采用水泥路面，完全满足厂区内消防和运输的需要。整个总图布置充分利用地形，布置紧凑，节省占地。

18 本项目为脱硫除尘脱销的技术改造项目在三台锅炉的烟道出口分别预留有脱硫除尘装置建设用地，预留场地满足脱硫除尘装置的建设要求。

本项目脱硝系统采用低氮燃烧器技术，低氮燃烧器一般把一次风分成浓淡两股，浓相在内，更靠近火焰中心；淡相在外，贴近水冷壁。浓相在内着火时，火焰温度相对较高，但是氧气比相对较少，故生成的氮氧化物的几率相对减少；淡相在外，氧气比相对较大，但由于距火焰高温区域较远，温度相对较低，故氮氧化物的生成也不会很多。低氮燃烧器安装在锅炉燃烧系统中，不需额外预留建设用地。

2.3.2原材料

本工程脱硫系统需要使用片碱（NaOH）、石灰作为原料，根据测算，锅炉房建成后，片碱消耗量287t/a、石灰202t/a，全部由X市市场购买，供应能力满足本项目需求。

2.3.3动力供应条件

1、水

本工程脱硫技改项目采用干法脱硫、除尘脱硝装置水耗量较少，故由厂区内部供给，供应有保障。

2、电力

脱硫脱硝系统技改工程电力用量很小，可由项目场内附近开关站供给即可。

19 3 工艺技术方案选择

3.1工艺方案选择原则

（1）应采用成熟可靠的技术和设备。 （2）脱硫脱硝工艺对锅炉工况变化适应性。

（3）使用当地可以稳定供应、价格较低、性能好的脱硫脱硝剂。 （4）脱硫脱硝处理后不产生二次污染，满足环保的严格要求。 （5）所选择的脱硫脱硝装置其基建投资和运行费用的综合性考评是否经济可行。

（6）所选择的脱硫脱硝技术是否会影响原有的或新建的生产锅炉的正常运行

3.2脱硫工艺方案的选择

目前，世界上燃煤或燃油电站所采用的脱硫工艺多种多样，达数百种之多。按脱硫工艺在生产中所处的部位不同可分为：燃烧前脱硫、燃烧脱硫和燃烧后脱硫即烟气脱硫。在这些脱硫工艺中，有的技术较为成熟，已经达到工业应用的水平，有的尚处于试验研究阶段。经过初步筛选，对目前技术较为成熟、在电厂烟气脱硫中有一定应用的的脱硫工艺进行简单介绍。

3.2.1双碱法脱硫工艺

一、工艺方案

钙钠双碱法脱硫工艺，简称双碱法。该法主要是脱除气体中的SO

20 2气体。适用于锅炉烟气、焦炉气、锅炉生产废气等的脱硫。

钙钠双碱法是先用钠碱性吸收液进行烟气脱硫，然后再用石灰粉再生脱硫液，由于整个反应过程是液气相之间进行，避免了系统结垢问题，而且吸收速率高，液气比低，吸收剂利用率高，投资费用省，运行成本低。

1、以NaOH（Na2CO3）脱硫，脱硫液中主要为NaOH（Na2CO3）水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞，便于设备运行和维护。

2、钠基吸收液对SO2反应速度快，故有较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般≥90%。

3、脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了运行成本。

4、以空塔喷淋为脱硫塔结构，运行可靠性高，事故发生率小，塔阻力低，△P≤600Pa。

二、工艺优势 1、烟气系统

来自锅炉烟气经烟道引风机直接进入脱硫塔。脱硫塔以空塔喷淋结构。设计空速小（4．0m/s），塔压力降小（≤600Pa），脱硫集中除尘、脱硫、排烟气于一体，烟气升至塔顶进入烟囱排入大气。脱硫塔制作完毕喷砂处理后，环氧树脂防腐6遍，塔内部件主要是喷嘴和防雾器，均为304不锈钢材质。当脱硫泵出现故障时，脱硫暂停反应，烟气可通过烟囱排入大气。

2、脱硫塔SO2吸收系统

烟气进入脱硫塔向上升起与向下喷淋的脱硫塔以逆流式洗涤，气

21 液充分接触吸收SO2。脱硫塔采用喷嘴式空塔喷淋，由于喷嘴的雾化作用，分裂成无数小直径的液滴，其总表面积增大数千倍，使气液得以充分接触，气液相接触面积越大，两相传质热反应，效率越高。因此化工生产中诸多单元操作中多采用喷淋塔结构，起到高效、节能、造价低等优点。脱硫塔内碱液雾化吸收SO2及粉尘，生成Na2SO3，同时消耗了NaOH和Na2SO3。脱硫液排出塔外进入再生池与Ca（OH） 2反应，再生出钠离子并补入Na2SO3（或NaOH），经循环脱硫泵打入脱硫循环吸收SO2。

在脱硫塔顶部装有除雾器，经除雾器折流板碰冲作用，烟气携带的烟尘和其他水滴、固体颗粒被除雾器捕获分离。除雾器设置定期冲洗装置，防止除雾器堵塞。

3、脱硫产物处理

脱硫产物最终是石膏浆，具体为CaSO3、CaSO4还有部分被氧化的Na2SO4及粉尘。有潜水泥浆泵从沉淀池排出处理好，经自然蒸发晾干。由于石膏浆中含有固体杂质，影响石膏的质量，所以一般以抛弃法为高。排出沉淀池浆液可经水力旋流器，稠厚器增浓提固后，再排至渣场处理。

4、关于二次污染的解决

以钠钙双碱法烟气脱硫可解决单一纳碱脱硫的二次污染问题。钠钙双碱法是以纳碱吸收SO2，其产物用石灰乳再生出纳碱继续使用，因钠钙双碱法能节省碱耗，又杜绝二次污染问题。有少量的Na2SO4不能够再生被带入石膏浆液中，经固液分离，分离的固体残渣进行回

22

收堆放再做他用。溶液流回再生池继续使用，因此不会产生二次污染。

3.2.2灰石－石膏湿法脱硫工艺

石灰石－石膏湿法脱硫工艺是目前世界上应用最广泛、技术最为成熟的SO2脱除技术，约占全部安装FGD容量的70％。它是以石灰石为脱硫吸收剂，通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液，使之与烟气充分接触、混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的强制氧化空气发生化学反应，最后生成石膏，从而达到脱除SO2的目的。

一、工艺流程

石灰石-石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂。将石灰石块破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成石灰石浆液，石灰石浆液经泵打入吸收塔与烟气充分接触，使烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙进行反应生成亚硫酸钙，从吸收塔下部浆池鼓入氧化空气使亚硫酸钙氧化成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。从吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏堆放库堆放。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后，由烟囱或冷却塔排入大气。

该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95%以上。

脱硫副产物石膏的处置一般有抛弃和回收利用两种方法。脱硫石膏处置方式的选择主要取决于市场对脱硫石膏的需求、脱硫石膏的质

23 量以及是否有足够的堆放场地等因素。

石灰石—石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺。世界上有多家公司开发研究这种工艺，如德国的Bischoff公司、Steimuller公司，日本的三菱重工、川畸重工、石川岛播磨，美国的B&W公司等等，应用此脱硫工艺最多的国家是美国、日本及德国，该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的90%，单塔容量已达1000MW。

二、工艺特点

该工艺具有脱硫率高、技术成熟，运行可靠性高、吸收剂利用率高、对煤种变化的适应性强，能适应大容量机组和高浓度SO2烟气条件、吸收剂价廉易得且利用率高、副产品具有综合利用的商业价值等特点。

最近十年，随着对FGD工艺化学反应过程和工程实践的进一步理解以及设计和运行经验的积累和改善，石灰石石膏湿法工艺得到了进一步发展，如单塔的使用、塔型的设计和总体布置的改进等，使得脱硫率提高到95％以上、运行可靠性和经济性有了很大改进，对电厂运行的影响已降到最低，设备可靠性提高，系统可用率达到95％。而且，随着技术进步的不断加快，系统逐步简化，不但运行、维护更为方便，而且造价也有所下降。

目前，应用此法进行烟气脱硫最多的国家是美国、德国、日本，单机容量最大达1000MW。我国华能重庆珞璜发电厂2×360MW燃煤发电机组，在80年代末、90年代初首次从日本三菱公司引进了二套石灰石－石膏湿法脱硫工艺。十几年来，我国工程技术人员已充分消化吸收了该脱硫工艺，并积累了丰富的实践经验。

24 3.2.3氨法脱硫工艺

一、工艺流程

高效除尘后的烟气经喷水冷却到饱和温度从下部进入洗涤塔。若烟气中含尘浓度较高，则需增设一个喷水冷却除尘装置，以提高副产品硫酸铵的纯度。饱和烟气在一体化床式洗涤塔内，先后通过二段循环床式洗涤区，烟气与自上而下喷淋的洗涤液逆行，在床体中液、气进行剧烈的接触反应，SO2基本上被完全吸收。当烟气中SO2浓度较大（1000ppm以上）时，脱硫系统会产生铵盐的气溶胶（亚微米粒子）。净化后烟气排入烟囱。在洗涤塔内进行的主要化学反应如下：

SO2＋2NH4OH ( NH4)2SO3＋H2O SO2+（NH4）2SO3＋H2O 2NH4HSO3 NH4HSO3＋NH3 （NH4）2SO3

NH4）2SO3＋SO3 （NH4）2SO4＋SO2 2（NH4）2SO3＋O2 2（NH4）2SO4 二、工艺特点

工艺的主要特点有：脱硫率高，可达99％以上；可除去全部SO3；电耗较低；副产品为高质量的可商用的硫酸铵肥料，据资料介绍1吨氨与2吨SO2反应可得到约4吨硫酸铵肥料，销售硫酸铵肥料的收益，可抵销一部分运行费用；目前采用的传统的石灰石-石膏湿法脱硫装置可改造成为氨法洗涤装置，部分现有设备仍可利用，以节省投资。它的主要缺点是：存在氨腐蚀和烟囱冒白烟。

25 3.2.4活性焦法

活性焦（Activity Coke）吸附法是在活性炭吸附法的基础上发展而来的，采用这种方法可以同时进行脱硫脱硝。烟气中的SO2、O2和H2O在活性焦的吸附催化作用下反应生成H2SO4并吸附在活性焦表面，达到脱除的目的。吸附饱和后的活性焦进入解吸塔进行加热解吸，H2SO4分解为浓度20~50%（可调）的SO2气体。SO2气体根据需要可转换成各种有价值的副产品，如高纯硫磺、液态SO2、浓硫酸、化肥等。NOx是在加氨的条件下，经活性焦的催化作用生成水和氮气再排入大气。

活性焦吸附法脱硫脱硝的优点是脱硫效率高，能除去湿法难以除去的SO3，对于废气中的HCl、HF、砷、硒和汞等重金属也可同时脱除；不需要增加烟气加热装置；处理过程中不用水，无需废水处理装置，没有二次污染问题；副产品可回收，高纯硫磺（99.5%）或浓硫酸（98%）以及高纯液态SO2均具有较高的工业应用价值。装置简单，较适合燃用中低硫煤的新建锅炉，也适用于在运机组的改造。这对于水资源匮乏且分布不均匀的我国，尤其是华北和西部地区具有重要意义，有一定的推广应用前景。

3.2.5干法（炉内脱硫）

CFB锅炉通过向炉内直接添加石灰石来控制SO2排放，在流化床燃烧温度下（通常为800～900℃），投入炉内的石灰石首先在高温条件下煅烧发生分解反应生成氧化钙，然后氧化钙、SO2和氧气经过化学反应生成硫酸钙，化学反应方程式为：

CaCO3 → CaO + CO2

26 CaO + SO2 + 1/2O2 → CaSO4

石灰石中的碳酸钙高温下发生分解反应，所生成的固体氧化钙再与二氧化硫及氧气反应，生成的固体硫酸钙随炉渣、飞灰一起排出炉膛从而实现固硫的目的。不过，SO2和O2气体要到达煅烧后的CaO的表面和内部并与CaO发生反应需要经过以下几个步骤：

(1) 克服颗粒外部的扩散阻力，到达CaO颗粒的表面； (2) 从CaO颗粒的表面扩散进入颗粒中的微孔中； (3) 在微孔中被吸附在CaO表面；

(4) 扩散通过产物层CaSO4到达还没反应的CaO表面； (5) SO2和O2与CaO反应，生成CaSO4。

3.2.6 方案比选

对几种不同的脱硫工艺进行技术比较，比较结果列于表3-1。

表3-1 脱硫工艺方案条件比较表

项 目 技术成熟程度 适用煤种 应用单机规模 能达到的脱硫率 吸收剂种类 吸收剂来源 副产物种类 双碱法脱硫 成熟 不受含硫量限制 没有限制 95%以上 可溶性钠碱 当地可以满足 石膏浆 石灰石-石膏湿法 成熟 不受含硫量限制 没有限制 90%以上 石灰石 氨法 成熟 不受含硫量限制 中小机组 90%以上 氨水 活性焦法 成熟 适用中低硫煤 小机组 95%以上 活性焦 干法 成熟 不受含硫量限制 没有限制 90%以上 石灰石、电石渣 当地可以满当地可以满足 当地难以满足 外地长途运输 足 石膏 可作水泥缓凝剂，如有条件还可进一步利用 硫酸铵 硫酸 单质硫 化工厂就地消化或销售 脱硫废渣 副产物出路 较容易 较容易 制砖或水泥 27

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