环评方案

鞍千矿3×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书

鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司3×35t/h燃煤锅炉

烟气脱硫工程设计方案

辽宁冶金设计研究院

2012年2月

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各 专 业 参 加 设 计 人 员 名 单

设计专业 总 图 水 道 电 力 自 控 建 筑 结 构 工 艺 环 保 概 算

设计人 陈玥彤 薛 冰 金 卓 邱 博 李楠楠 富 裕 邢 佳 佟雨龙 王 亮 审核人 陈香春 白春香 张于丁 李居仕 汤 伟 金祥武 张川平 李恒涛 孙秀玉 专业负责人 单兴强 刘 荣 刘 洋 刘 洋 汤 伟 张 良 张吉更 张吉更 孙秀玉 室主任 尹 文 于 雪 赵久生 赵久生 尹 文 姜言中 雷士文 雷士文 姜言中 鞍千矿3×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书 3

目 录

第一章 工程概况与总述......................................................... 5

1 概述 ...................................................................................................................................... 5 2. 设计基础数据..................................................................................................................... 5 3. 锅炉及烟气系统现状 ......................................................................................................... 6 4 主要设计原则 .................................................................................................................... 10 5 安全与防火要求................................................................................................................. 11 6 质量控制 ............................................................................................................................ 11 第二章 FGD结构型式和技术性能 ............................................... 15

1 FGD型式 ....................................................................................................................... 15 2 FGD布局原则................................................................................................................ 15 3 FGD技术性能.................................................................................................................. 16 第三章 脱硫工艺 .............................................................. 17

1 工艺技术 .......................................................................................................................... 17 2 工艺参数 ............................................................................................................................ 18 3 脱硫工艺系统 .................................................................................................................... 19 4 工艺流程（详见施工图设计文件） ................................................................................. 20 5 烟气排放连续监测系统（CEMS） ................................................................................ 22 6 工艺系统启动运行条件、运行特点和注意事项 ........................................................... 22 第四章 电气系统 ............................................................. 23

1 供配电系统 ...................................................................................................................... 23 2 照明及检修系统................................................................................................................. 24 第五章 仪表和控制部分......................................................... 24

1 仪控系统 ............................................................................................................................ 24 2 仪控系统主要设备选型 ..................................................................................................... 25 第六章 消防、安全与环保...................................................... 25

1 脱硫系统构造................................................................................................................... 25 2 生产原材料 ...................................................................................................................... 25 3 电气及仪控 ...................................................................................................................... 25 4 消防 .................................................................................................................................. 26 5 脱硫废液处置................................................................................................................. 26 第七章 运行费用 .............................................................. 26

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第八章 投资估算 .............................................................. 27 附件1： 初步工期计划 ........................................................ 28 附件2： 标准规范 ............................................................ 29

设计标准 ................................................................................................................................ 29 设备材料标准 ........................................................................................................................ 31 施工及验收标准 .................................................................................................................... 34 运营检修标准 ........................................................................................................................ 35

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第一章 工程概况与总述

1 概述 1.1 工程概况

鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司胡家庙子选矿厂是为胡家庙子铁矿配套而兴建的。

选矿厂装有SHL 35-1.27-AⅡ型35t/h燃煤蒸汽锅炉3台，供矿区生产、生活、采暖使用。该热力工程2005年底建成。

据现场调查，该工程原设计烟气脱硫装置处于虚设状态。 为该热力系统建造正规有效的烟气脱硫装置，任务迫切。

本工程经过论证，可行性研究报告已通过鞍钢集团主管部门预审。 1.2 设计依据

（1）《鞍钢胡家庙子选矿厂锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告》 （2）《胡家庙子选矿厂建设工程竣工环境保护验收调查报告》 （3）现场调研、勘察数据和业主提供的相关资料。 （4）设计、施工、运营相关标准规范（详见附件） 1.3 工程范围

能满足1~3台35t/h燃煤锅炉脱硫系统正常运行所必需具备的工艺系统设计及布置、设备选择、采购、运输及储存、制造及安装、建（构）筑物的设计、施工、调试、试验及检查、试运行、考核验收、消缺、培训和最终交付运行。 2. 设计基础数据 2.1 交通概况

鞍千矿胡家庙子选矿厂位于鞍山市区东部15km处，北距齐大山铁矿6km，西南距眼前山铁矿5.5km，矿区隶属鞍山市千山区。选矿厂总占地44.93×104m2。矿区总面积为6km2，地理坐标为北纬41°06′～41°08′，东经123°07′～123°08′。有齐大山至七岭子的乡级公路经过矿区，交通便利。

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2.2 气象特征值：

多年平均大气压力：101.4KPa 多年平均大气温度：8.7℃ 多年极端最高气温：38.4℃ 多年极端最低气温：-30.4℃ 最热月平均气温：25.1℃ 最冷月平均气温：-10.8℃ 最热月平均相对湿度：77% 最冷月平均相对湿度：59% 多年平均降水量：715.2mm 标准冻土深度：110cm 多年最大冻土深度：125cm 多年最大积雪深度：27cm 雪荷载：0.4kN/m2

常年主导风向：南、南西风（SSW） 平均风速：3.6m/s 最大风速：25.8m/s

风压 0.30kN/m2/10、0.50 kN/m2/50、0.60 kN/m2/100

2.3抗震设计参数

抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加速度值0.10g，设计地震分组：第一组。

2.4 建筑场地类别

Ⅲ类

3. 锅炉及烟气系统现状 3.1现有烟气流程

图1是热力车间单台锅炉的烟气流程示意图。

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烟 囱 风机 烟气 除尘器 冲灰水 冲 灰 水 渣 锅 炉 去选矿 厂大井 沉淀池 煤渣 图1.现有烟气流程图

3.2 锅炉

胡家庙子锅炉房装有SHL35-1.27-AⅡ型35t/h燃煤蒸汽锅炉3台，冬季最冷2个月三台锅炉同时运行、较冷3个月两台锅炉运行、非采暖季7个月一台锅炉运行。

锅炉烟气基本参数见表1-1：

表1-1. 锅炉烟气基本数据 项目 工况烟气量 烟气温度 标况烟气量 单位 m3/h ℃ Nm3/h 54238 1x35t/h 90000 180 162715 3x35t/h 270000 注：工况烟气量、烟气温度由业主提供。

3.3 燃煤

锅炉燃煤主要来源于辽源、阜新、铁法煤矿，代表性煤质参数见表1-2：

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表1-2. 煤质指标

项目名称 收到基碳 收到基氢 收到基氧 元素分析 收到基氮 收到基全硫 收到基灰分 收到基水分 工业分析

3.4 烟气含硫水平

表1-3 实测锅炉原烟气SO2流量和浓度 负荷，t/h 24 35 SO2流量，kg/h 51.12 74.55 SO2浓度，mg/Nm3 1129 1129 收到基低位热值 符号 Car Har Oar Nar St,ar Aar Mｔ Qnet,ar 单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ kJ/kg 设计煤种 44.63 4.1 2 0.9 0.4~0.9 34.75 12.62 16730 据2011年2月21日~23日鞍钢测试队检测，1号锅炉在负荷24 t/h时的原烟气SO2流量平均为51.12 kg/h，折算到满负荷为74.55 kg/h。实测原烟气SO2平均浓度折算到空气系数1.8为1129 mg/Nm3。

按《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范（HJ 462-2009）》提出的计算方法测算燃煤含硫量（Sar）高至0.85%时的SO2质量流量：

Mso2=2?K?Bg?(1?q4Sar) 100100=2×0.85×6503×（1-0.05）×0.085=86.12kg/h 式中：

Mso2－烟气中的SO2 质量流量，kg/h；

K－燃料燃烧中硫的转化率（层燃炉取0. 80～0.85）；

Bg－锅炉额定负荷时的燃煤量，kg/h（按锅炉设计参数和煤质参数计算）； q4－锅炉机械未完全燃烧的热损失，％；

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Sar－燃料的收到基硫份，％。

燃煤低位发热量16730 KJ/kg、收到基全硫0.85%、锅炉运行空气系数1.8时的烟气 SO2浓度为1427 mg/Nm3，质量流量86.12kg/h。 3.5 烟气含尘水平

据2011年2月21日~23日鞍钢测试队检测，胡家庙子锅炉烟气含尘情况如表1-4所示：

表1-4 实测锅炉烟尘浓度

1号炉 2号炉 烟尘浓度，mg/Nm3 315 303 净化效率，% 48.33 37.74 注：表中烟尘浓度是折算到空气系数1.8的浓度，为除尘器出口数值；除尘器存在严重漏风现象。 3.6 关于引风机

每台锅炉各装一台鞍山双利风机厂生产的Y4-73-14B型离心引风机。该风机电机功率185kW，转速1450 r/min，风量135000 m3/h，全压3669 Pa。

现有除尘器阻损实测约1000Pa，锅炉阻损按设计2200Pa，新上烟气脱硫系统阻损≤800 Pa，有≤330Pa的风压缺口。

解决上述问题有两个可选方案：

方案一：再上三台与原风机风量相等的风机、设置三条进风烟道、并分别安装隔离挡板门。

方案二：现有风机保留电机，更换本体或更换叶轮，增强风压。经与风机原厂工程技术人员数次探讨，此方案可行（风机全压提高500Pa，风量保持100000m3/h以上）。

方案一除了经济性较差以外，还受到现场空间的限制。本设计选择方案二。 3.7 关于烟囱

目前三台锅炉共用一座砖砌烟囱。

该烟囱按标准图集00G211（四）之60/2.5-0.5-250建造，出口内径2.5m。 该烟囱高度60m，环评要求60m以上。业主方要求烟囱高度达到65m。 该烟囱内壁没有做防腐层，不能作为脱硫烟囱使用。 该烟囱已发生纵向裂纹。

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如果对该烟囱进行加高和防腐改造，锅炉房需停产50天以上，矿山的生产不能允许。当然，对该烟囱进行加高，违反相关建设标准规范，也是不能允许的。并且，还可能因裂缝发生安全性事故，造成难以估量的损失。

此前脱硫方案审查会议认为原裂纹烟囱既不能为脱硫所用，还是安全隐患，须将其拆除。

因此，本工程将拆除该烟囱，并按环评要求新建一座65m高钢筋混凝土烟囱，按强腐蚀工况设计烟囱内衬和防腐层。 4 主要设计原则

FGD装置满足以下总的要求：

·采用先进、成熟、可靠的技术，造价经济、方案合理，便于运行维护。 ·脱硫装置与锅炉机组对接顺畅，负荷调整时有良好的适应性，在工况条件下能稳定地连续运行，并有高的可利用率。 ·所有的设备和材料是新的

·观察、监视、维护简单，能确保人员和设备安全 ·节省能源、水和原材料 ·运行人员数量少，运行费用低 ·装置的服务寿命为30年 脱硫系统具有下列运行特性：

·FGD 装置不仅能适应锅炉最低稳燃负荷工况和100%BMCR 工况之间的任何负荷，而且还能适应冬、夏季三、双、单台锅炉运行的变化。 ·FGD 装置和所有辅助设备投入运行时对锅炉负荷和锅炉运行方式没有干扰。

·FGD 装置能在最大和最小污染物浓度之间的任何值下运行，并确保脱硫效率。

·FGD装置的排放不超国家标准限值。 ·FGD装置能适应锅炉的启动、停机。

·脱硫岛在设计上留有足够的通道，包括施工、检修需要的吊、运通道。 ·脱硫岛设备、管道及仪表能够在冬季低温环境条件下正常运行、备用、

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检修而不发生冻结。

·FGD装置和设备噪声水平满足强制性国家标准：《工业企业厂界噪声标准》Ⅲ类标准（GB12348）和《工业企业设计卫生标准》（GBZ1）。 5 安全与防火要求 5.1有害材料

涉及到自燃、燃油、气体和化学药品等的处置和贮存，供方采取所有必需的措施，并相应地提供装置、设备等其它设施，以确保安全运行。 5.2防火及消防措施

除非另外指定或需方同意，以下设计原则视为最基本的防火消防要求： —电缆和管线穿墙原料为不可燃材料。

—电缆管的布置避免被燃油、润滑油或其它可燃性液体淹没的危险。 —装置和设备的布置不形成难以检查和清洗的死角和坑，以防其中聚集可燃性物质。

—提供采用非可燃材料的墙面和屋面及其它土建部分的所有记录和资料。 6 质量控制

本工程在设计、施工过程中，将树立“重过程，创优质”的管理理念，认真贯彻“精心设计，科学管理，优质施工，用户满意”的质量目标，项目部组织配备各专业技术人员，做到各关键工序有监督，关键项目有作业指导书，严格执行“三检制”，采用标准化检测手段和方法控制工程质量，重视原材料、半成品的检测和施工过程的监督、控制，建成业主满意的工程。 6.1工程质量管理的组织机构与职责

设立公司、工程项目经理部、质量工程师的责任管理序列，在设计、采购、施工、调试的各个阶段做到没有责任空档。项目部须接受业主和监理对工程质量的指导和监督。 6.2 质量体系文件

依据GB/T19001-2000idt ISO9001-2000标准，项目程序文件顺序如下： 第一层次公司《质量、职业健康安全和环境管理手册》

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第二层次公司《质量管理体系程序文件》 第三层次项目管理制度

第四层次项目其它质量文件包括文件、资料、月报、纪要等 6.3施工准备阶段的质量管理：

根据施工图和现场实际情况，项目部编制切实可行的施工组织专业设计、施工方案及作业指导书，编制三级网络施工计划、确定施工及检验方法。

（2）编制单位工程、分部工程、分项工程的质量目标。

（3）编审单位工程、分部、分项工程质量评定计划，确定质量检验试验计划。

（4）确定本工程的重要工序质量控制点并进行特殊控制，形成完善的质量控制系统和质量保证体系。

（5）组织图纸会审及设计、施工技术交底。

（6）编审计量、测量方案，定期检查、复核测量控制点、线。 （7）制定质量通病预防措施

（8）调查、考证设备、原材料及半成品分包商的资质业绩、质量保证状况。优化选择设备、半成品及原材料分包商。

（9）施工机械设备质量满足使用要求。

（10）施工准备工作完备，审查单位工程开工报告，把好开工关。 6.4 施工阶段的质量管理

（1）严格执行部颁、国家、厂家的技术标准、规范及文件、国内现行规程规范、验评标准、施工图及设计更改文件；厂家提供的设备图纸和技术说明书；合同及附件质量要求或有关会议的技术决定。

（2）工程开工前，各专业应根据本分包商承担的施工范围，按单位工程、分部工程、分项工程编制“工程项目划分表”和各阶段验收点, 按各项目检验标准进行检验。

（3）确保工程使用合格的原材料，凡钢材、焊条、有色金属、保温等主要材料、半成品、仪器仪表，在采购时必须索取合格证。对主要材料还应具备材质证明或材质试验报告，否则不得采购。入库前对上述材料必须按规程作现场抽检、复验试验，合金元件及合金材料必须作光谱检验。当抽样不合格时不得放行使用。

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（4）特殊工种：参与本工程施工的质检、试验人员，无损探伤、计量、电气热工试验、化水分析、金属监督、起重、焊接等人员均应持证上岗，并参加现场组织的上岗培训，使用合格的专业人员，确保工作质量。

（5）对调配到本工程的机械设备、测量、检验及试验设备、仪器仪表、衡器具等均应定期检查、保养和维修，并确保在有效使用期内，使之具有良好的技术状态。

（6）对运用到本工程的新技术、新工艺、新材料和新设备必须是成熟和安全可靠的并已经过有关权威部门鉴定认证的，否则不得用于本工程。在使用前将对施工人员进行技术交底和技术培训，培训合格后方可上岗作业。

（7）强化检查监督，提高施工工艺，为本工程达标投产创造条件。 （8）烟道保温外表平整，搭接缝、花纹整齐美观，特别是管道弯头做到整齐、美观、圆滑、扣接牢固。

（9）电缆槽管、支架安装排列整齐，接线排列一致、整齐美观、固定牢固，挂牌齐全，字迹清晰，盘柜安装稳定可靠，防火阻燃符合设计要求。

（10）仪表管及取样管接口位置恰当、管道排列整齐、走向合理、固定牢固、挂牌齐全。仪表盘柜安装整齐，固定牢固；盘内接线整齐美观，标志清晰。

（11）设备、管道编号、名称准确清晰，介质流向标志清楚。油漆表面色调一致，无脱落、皱痕、漆粒及明显的刷痕等缺陷。设备见本色，电源、仪表控制柜内外干净整洁。

（12）施工过程监督到位；成品保护应有措施，督促施工单位施工人员提高设备保护意识。

（13）重要施工项目、重要辅机试运和单系统试运，均编制施工方案或《作业指导书》，经相关人员批准，向施工人员作详细技术交底后实施。做到凡事有章可循，有据可查。

（14）工程质量检查验收均执行施工队自检、施工分包商复检、项目部质检工程师验收的三级检查制度，重要工序以及隐蔽工程按规定提前书面通知监理公司及需方代表共同检查验收并评定其质量等级。

（15）严格工序控制。对施工现场而言，凡是施工项目，做到上道工序不合格，不得移交下道工序施工；未经检查验收合格的隐蔽工程，不得隐蔽；保证工序质量稳定受控。

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（16）加强职工队伍素质培训教育，项目部将督促施工分包商对钢架、辅机、管道安装工、电工、起架工、焊接、防腐保温、调整试验人员等技术工种要分期分批进行培训，保证施工人员具有较高的技术水平。

（17）项目部各专业管理工程师在监理工程师的指导下对现场施工质量进行巡视、监督、检查、指导。严格施工过程控制，使施工人员严格按程序、按规程规范、按各种技术要求施工，对发现的各种质量问题及时消除在施工过程中。

（18）编制调试大纲、分解调试质量目标，严格调试质量标准和调试工作程序。严格调试使用的仪器、仪表检定、标识并使其在有效期内，确保一次元器件检查和校验测试数据真实、准确。

（19）工程质量管理和施工质量控制，均应事事有章可循，事事有据可查，事事有人负责，事事有人监督，使质量管理体系有效运行，工程质量才能得到有效控制和提高。 6.5竣工阶段的质量管理

（1）保证资料准确、齐全、工整，质量验收文件核查签证完善。 （2）单位工程评定在监理方、甲方代表及质检站的共同参与下进行，以保证工程评定的正确性和权威性。

（3）对工程质量进行阶段审核并建立完善的档案备查。

（4）签发工程质量保修证书，确保承包合同在保修阶段的正常履行。 （5）工程竣工验收后30天内，全部竣工资料应整理齐全并移交需方。 6.6使用阶段的质量管理

（1）在本脱硫工程完成竣工验收，项目部撤离现场，项目部将按照质量程序文件规定，定期进行工程服务回访，对工程质量问题进行调查分析，配合使用单位进一步改进工程质量，使本工程始终处于业主满意状态。

（2）按合同及国家有关规定，在保修期内，由于乙方原因造成的质量问题，项目部将协调有关责任单位负责无偿保修。

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第二章 FGD结构型式和技术性能

1 FGD型式

1.1本工程采用镁法湿式烟气脱硫脱硫装置。

镁法湿式脱硫工艺为国家环保部推荐的污染防治最佳可行技术之一。 镁法烟气脱硫比之钙法具有脱硫剂耗用量少、脱硫剂利用率高、设备不易积垢堵塞、设备小型化、可减轻设备腐蚀、脱硫废渣不形成有害的二次污染等优点。

该技术使用的氧化镁脱硫剂在项目所在地区资源丰富、得天独厚。

该技术在鞍钢发电厂等单位的烟气脱硫工程中已得到成功运用、长期运行，稳定可靠、效果显著。

本公司具有十年以上的烟气脱硫工程设计、建设、运营经验，在镁法湿式烟气脱硫领域拥有独到的专有技术（Know How）。

1.2 本工程为一般工业锅炉烟气脱硫，规模、场地、投资各方面均不可能设置烟气换热降温系统（GGH）。由于工程建设场地狭小，浆液制备、储存、降温受到限制，本装置通过强化雾化质量来控制浆液循环量以提高脱硫系统运行的经济性。居于上述两方面的考虑以及HJ 462的要求，在脱硫塔前设置了前置反应器和浆液处理仓。

2 FGD布局原则

采用简捷、有效的工艺路线。 系统布置紧凑，功能对接合理。 节约用地，工程量小，运行费用低； 方便施工，有利维护检修。

原料料仓和储罐紧邻道路，装卸方便。 浆液循环泵（房）紧邻吸收塔布置。 脱硫岛的排水方式与厂区主体工程相统一。 符合环境保护、劳动安全和工业卫生要求。

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3 FGD技术性能

3.1 装置基本结构的设计使用寿命为30年。 3.2 可用率与适用性

装置可用率不小于98%。

装置主循环泵分为3台，适应锅炉单台、双台、三台运行的不同工况。 3.3 烟气净化指标

按鞍山市环保局“鞍环审字【2011】16号”关于鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司选厂改造工程环境影响报告书的批复的要求，本装置烟气净化指标为：二氧化硫排放达到《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）二级标准。 按鞍钢环保部门的要求，本装置烟气净化验收考核指标为：在烟气入口二氧化硫浓度≤2000mg/m3，脱硫效率达到85%，出口烟气二氧化硫浓度不超过400mg/m3。

本锅炉房一年中实际运行制度为：一台7个月、二台3个月、三台2个月。 3.4 关于SO2排放标准的说明：

3.4.1现行国标：GB 16297-1996《大气污染物综合排放标准》

此标准对二氧化硫排放的名目为“其它含硫化合物使用”。其中二级标准SO2最高允许排放浓度为550mg/m3、高65m排气筒最高允许排放速率为66kg/h。但此标准并不适用于锅炉烟气。

在我国现有的国家大气污染物排放标准体系中，按照综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行的原则，工业锅炉执行GB 13271《锅炉大气污染物排放标准》、电站锅炉执行GB 13223《火电厂大气污染物排放标准》。 3.4.2 现行国标：GB 13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》：

全部区域燃煤工业锅炉Ⅱ时段二氧化硫最高允许排放浓度900mg/m3。 3.4.3 上海地标（较新）：DB 31/387-2007《锅炉大气污染物排放标准》： 分区：内环线以内、风景名胜区、自然保护区为A区，其余为B区。

A区：SO2禁排；

B区：SO2最高允许排放浓度400mg/m3。

3.4.4 广东地标（新）：DB 44/765-2010《锅炉大气污染物排放标准》： 分区：珠三角经济区、环保重点城市建成区为A区，其余为B区。

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2013年1月1日起：SO2最高允许排放浓度A区300mg/m3、B区400 mg/m3。 目前除了北京、上海、广东外其它省区没有此项地方标准。辽宁省是否会出台此标准不详；即使出台，当不会严于上海、广东的要求。 3.4.5 新版国标

通常，国家标准的要求低于地方标准和行业标准的要求，预测近期内可能出台的新版GB 13271《锅炉大气污染物排放标准》，非城市建成区和非重点保护区的SO2最高允许排放浓度应不会低于400 mg/m3。

国家标准的修订间隔期一般不会短于5年。再过数年，如果国家和地方有了进一步的SO2减排要求，本脱硫塔已预留了增加喷淋层的空间，可以通过增加脱硫液喷淋量来予以满足。

在脱硫塔内加装预先制造的喷淋层，36小时内即可完成。

第三章 脱硫工艺

1 工艺技术

镁法湿式烟气脱硫原理：

氧化镁与水反应生成氢氧化镁，再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应，反应生成亚硫酸镁和硫酸镁，亚硫酸镁氧化后也生成硫酸镁。其主要化学反应过程如下：

MgO熟化反应：

MgO+H2O→Mg(OH)2

吸收塔内SO2气体和少量SO3气体与Mg(OH)2的吸收反应： Mg(OH)2+ SO2+2H2O→MgSO3?3H2O↓ Mg(OH)2+SO2+5H2O→MgSO3?6H2O↓ Mg(OH)2+ SO3+6H2O→MgSO4?7H2O 循环浆液中的MgSO3 在酸性条件下与SO2 进一步反应： SO2+ MgSO3?3H2O→Mg(HSO3)2+2H2O SO2+MgSO3?6H2O→Mg(HSO3)2+5H2O 浆液中的Mg(OH)2又与Mg(HSO3)2反应：

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Mg(OH)2+Mg(HSO3)2+4H2O→2MgSO3?6H2O↓ Mg(OH)2+Mg(HSO3)2+H2O→2MgSO3?3H2O↓ 氧化反应（亚硫酸镁氧化成硫酸镁）： MgSO3+ O2→MgSO4

因此，脱硫反应的直接副产物是三水和六水的亚硫酸镁，由于烟气中存在氧气(O2)，在一定条件下MgSO3将氧化成MgSO4。MgSO4主要以七水形态存在。 2 工艺参数

2.1 脱硫装置工程学要求

脱硫反应为气固、气液相反应。脱硫装置（FGD）须提供脱硫反应必不可少的动力学和热力学条件。

脱硫剂的投入量须与烟气中硫氧化物的物质量相当且能得到有效的利用，脱硫剂与硫氧化物须高度分散、充分接触并持续足够时间，反应物须处于适宜的温度条件下，否则气态硫氧化物的吸收反应无从谈起。

脱硫液泵送循环量按国家标准规范要求和长期脱硫工程实践经验确定。 2.2氧化镁脱硫剂

本脱硫装置采用轻烧（500~600℃）氧化镁作脱硫剂，MgO纯度≥85％，粒度：95％＞200目；酸不溶物＜3%。

2.3装置设计液气比为2.5L/m3。脱硫液喷淋循环量：680m3/h。 2.4 工艺水

表3-1 工艺水质量要求

名称 悬浮物总量 机械杂质粒径 Cl- pH值 单位 g/dm3 mm mg/dm3

数值 ≤5 ≤0.3 ≤25 ≥6.5 鞍千矿3×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书 19

表3-2 工艺水数量要求

机组 3×35t/h锅炉系统 3 脱硫工艺系统 3.1工艺配置

三炉一塔配置。 3.2 脱硫塔及反应吸收系统

脱硫塔按照国家环境标准《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范（HJ 462-2009）》设计。

在脱硫塔前设置前置反应器，对烟气进行活化处理。前置反应器本体采用022Cr19Ni10不锈钢制造。

脱硫塔筒身和内部构件区分不同部位分别采用022Cr19Ni10不锈钢、Q295NH（GB/T 4171-2008）耐候结构钢（或JNS320）、Q235B碳素钢制造，内衬乙烯基酯树脂玻璃鳞片复合防腐涂层。

在脱硫塔吸收段设有烟气整流装置；整流装置负载金属酞菁脱硫催化剂。该催化剂能降低二氧化硫吸收反应的活化能，加快反应速率。该催化剂的实际功效可有两种表述：

（1）相同的液气比（浆液循环喷淋量），催化反应可以提高脱硫效率5%； （2）维持相同的脱硫效率，催化反应可以减少浆液循环喷淋量10%，意味着用电量的节省。

吸收塔内设有3层主喷淋系统。

脱硫塔上部设置两层除雾器，第一层平装，第二层为屋脊式。 除雾器设置喷洗系统。

浆液喷淋管符合《湿法烟气脱硫装置专用设备 喷淋管（JBT 10991-2010）》的要求。

脱硫喷嘴符合《碳化硅特种制品 反应烧结碳化硅 脱硫喷嘴（JBT 10988-2010）》的要求。

除雾器符合《湿法烟气脱硫装置专用设备 除雾器（JBT 10989-2010）》的要

消耗量，t/h 3~5 设计供水能力，t/h ≥5 鞍千矿3×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书 20

求。

烟气挡板门符合《湿法烟气脱硫装置专用设备 烟气挡板门（JBT 10992-2010）》的要求。

浆液循环泵和管道选用防腐耐磨型。 浆液管道上有排空和停运后的冲洗设施。 在工况条件下，脱硫塔阻力损失不超过800Pa。

脱硫塔根据运行维护的需要设置人孔门和观察孔，人孔门和观察孔具有可靠的气密性。在人孔门和观察孔附近设有操作平台，平台设计荷载大于4000N/m2。 3.3 氧化镁料仓及浆液制备系统

氧化镁料仓结构按《固体料仓（NB／T 47003.2-2009）》设计制造。 料仓底部设有手动插板阀、定量给料阀；料仓顶部设有除尘器。

料仓设有料位计。

氧化镁浆液制备能力为设计工况消耗量的150%；投料量自动调节使循环浆液pH值保持在设定值，该设定值处于HJ 462规定的范围。 4 工艺流程（详见施工图设计文件） 4.1 烟气流程

锅炉房三台锅炉烟气分别经除尘器、引风机后穿墙，在锅炉房西墙外由汇流烟道汇流。汇流烟道两个出口设置烟气挡板，主门（M5）常开，旁通门(M6)常闭。

脱硫系统运行状态下，烟气经前置反应器进入脱硫吸收塔，脱硫并除去烟气中未在前级除尘器除净的烟尘。净烟气经净烟道送至烟囱排放。

若需系统停止运行，则将旁通门打开后关闭主门，烟气直接进入烟囱。 4.2 氧化镁给料熟化流程

粉状氧化镁从料仓由星形电动阀(M1)卸料并由螺旋给料机（M2）定量输送至制浆熟化器。

熟化器安装有搅拌器（M4）。

氧化镁浆液由浆液泵（P2）输送至前置反应器。 熟化用水来自塔液溢流。

氧化镁的给料流量，由在线酸度计pH/1通过M2电气回路中的变频器控制。

鞍千矿3×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书 21

控制范围pH5~6.5。此为PLC的模拟量控制点。 4.3 循环液流程

循环泵（P3、P4、P5）三台并列，从循环槽抽取浆液送至喷淋层经喷嘴喷出。其运行台数与锅炉运行台数一致。

在循环液泵送管道临近喷淋层的位置安装有压力传感器，压力参数在控制室计算机显示器上即时显示，以监视循环系统的工作状态。

漩涡气泵（P9）向浆液循环槽轮流间歇鼓风，减小亚硫酸镁浓度，避免在循环槽内积淀。 4.4 工艺水

4.4.1工艺水来自工厂工业水箱，经补水泵（P1）送至前置反应器入口高压雾化喷嘴对原烟气实施降温处理。补水量通过电动阀V01调节。调节信号由熟化槽液位计LRC/1给出。此为PLC的模拟量控制点。

当系统因故障失调，液位升至满溢刻度时，P1关闭，由LRC/1直接控制。 当补水泵发生故障，电磁阀S3切断喷雾补水管路；循环系统液位下降至设定值时，S2开启直接向系统补水，至正常液位后关闭，由LRC/2直接控制。在补水泵故障检修期间，系统能够照常运行。 4.4.2除雾器冲洗

除雾器的冲洗分层间歇进行，间隔时间1.5h，冲洗时间15~30s。

冲洗水由P1供给，在冲洗期间，S3关闭；S4A、B、C次第开启、关闭。冲洗结束后，S3开启，喷雾管线恢复工作。

上述顺序控制在PLC设定，为开关量控制点。 4.4.3 浆液循环管道清洗

当季节变换，退出运行的浆液循环管路需要清洗。清洗水由P1供应。清洗之前，关闭相应循环泵前端阀门（V2、V3、V4）。

连锁关系：（1）清洗阀S5在与之对应的循环泵工作状态下不能开启；（2）三个S5中任一开启后，S3关闭、S4保持关闭状态。清洗结束（S5关闭）后，系统恢复常态。 4.5 浆液处理系统

排液泵（P6）抽取循环浆液输送至浆液处理仓。上清液溢流回到循环系统。 浆液处理仓材质为022Cr19Ni10不锈钢，容积90m3，内部有涡形结构。

鞍千矿3×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书 22

按业主意见，出液泵（P7）按设计流量将浆液处理仓底浓缩液排入尾矿吸浆池，该流量由节流阀（V08）手动设置，由FIR/1提供流量参数。该流量为2~4t/h。 4.6 在烟囱底部设有凝水回收小池，由液位继电器LRC/3现场控制微型液下泵P8间歇工作，将积水送回脱硫浆液系统。 5 烟气排放连续监测系统（CEMS）

脱硫装置按环评文件要求安装烟气排放连续监测系统（CEMS），遵照环境规范，在脱硫装置入口、净烟道末端（或烟囱23m平台）设置采样点。

CEMS选用两套热管抽取式设备（按环保局要求，出入口各上一套），该设备符合HJ/T 75-2007、 HJ/T 76-2007的技术要求。

空气压缩机P10提供仪表吹扫用气。

烟气连续检测数据通过电话线与环保行政部门联网，同时可以在本脱硫系统控制室的计算机上显示、储存和打印。

6 工艺系统启动运行条件、运行特点和注意事项 6.1 启动运行条件

脱硫装置启动前应保证各个分系统运转合格，所有热工设备必须调试完毕，所有设备必须完好并处于启动状态，配备合格的运行、维护人员，此外还必须具备下列条件：

(1) 电气系统正常可靠。

(2) 脱硫剂准备充分并符合设计的品质要求 (3) 工艺水用水供应正常

(4) 熟化槽、浆液仓已用工艺水灌注 (5) 塔底循环池液位处于正常位置 6.2 脱硫系统启动顺序

鱼贯启动吸收塔循环泵→启动系统内其他设备→打开FGD进口挡板→关闭旁路烟道挡板。 6.3 脱硫系统停运顺序

开烟道旁路挡板→闭FGD进口挡板→停吸收塔循环泵→关闭系统其他设备。

鞍千矿3×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书 23

第四章 电气系统

1 供配电系统 1.1 供配电形式

脱硫岛AC380V/50Hz电源由业主提供，本工程设置低压配电设备。 1.2用电设备

表4-1 用电负荷统计

单台功率 编号 P1 P2 项目 kW/台 补水喷雾泵 浆液泵 22 45 75 11 22 1.1 3 4 0.75 1.1 3 4 3 11 3 台 1 2 3 1 2 1 3 1 1 1 1 2 2 2 1 kW 22 90 225 11 44 1.1 9 4 0.75 1.1 3 8 6 22 3 5 10 464.95 清水泵 防腐耐磨型 防腐耐磨型 防腐耐磨型 防腐耐磨型 防腐耐磨型 间歇运行 间歇运行 变频调速 进料时运行 顶入式 偶尔运行 分析柜与伴热带 控制、照明、空调 数量 合计功率 说明 P3、P4、P5 循环泵 P6 P7 P8 P9 P10 M1 M2 M3 M4 M5 M6 出液泵 排液泵 排液泵 漩涡气泵 空气压缩机 星形给料阀 螺旋输送机 料仓除尘器 搅拌器 电动挡板 CEMS 电葫芦 电控室 检修 合计

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1.3电气控制、保护及测量

脱硫设备的电气控制可采用手动及自动控制方式。根据工艺要求，设自动/手动转换开关及手动控制按钮。自动控制由可编程控制器PLC系统完成。

根据工艺及现场操作要求，脱硫岛内总电气系统的各路供电情况（包括：电流、电压、有功功率等）、各台设备的用电情况、各台设备的工作状态信号、各台设备的事故信号、各主开关的工作状态信号、预告信号等送入脱硫岛的PLC系统实现数据采集、打印、显示、记录及控制。 2 照明及检修系统 2.1照明灯具及控制

除地坑泵室采用高压钠灯以外，其余灯具采用高效节能LED灯具。 2.2 照明系统电气管线

建筑内的照明及插座线路采用热镀锌钢管敷设。

第五章 仪表和控制部分

1 仪控系统

脱硫装置控制采用PLC+上位机控制系统。

该系统由PLC控制站、操作员（工程师）站、数据通讯系统和人机接口等组成。

该系统的设计能满足脱硫系统的运行要求，保证系统在各种工况下安全稳定地运行，确保脱硫效率达到要求。

控制系统能完成脱硫系统测量、监视、自动控制、保护和联锁、运行参数记录及打印等功能。

所有取样点设在介质稳定且便于安装维护的位置，并符合相关规范要求。

鞍千矿3×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书 25

2 仪控系统主要设备选型

上位机工作站：

工业控制计算机：P4 3.0G/512M/160/DVD/光电鼠/21寸液晶监视器/多媒体报警音箱或更高配置的品牌机。

上位机监控软件：一套

上位机控制系统具有各操作点的直观画面显示、就地控制、远程控制、就地远程切换、报警及记录、历史参数记录、数据打印、操作员的操作上位机记录等功能。画面显示包括：模拟图、棒状图、曲线图、成组显示等。报表打印分定时打印参数日报表、随机报警、开关量变态、事件顺序记录、事故追忆、屏幕拷贝打印等。

上位机断开时，PLC控制系统能够自动对工作中的程序实行正常运转。 脱硫装置入口和烟囱平台上按GB/T 16157、HJ/T 75、HJ/T 76 的要求设置有检测孔点和检测采样工作平台。

变送器输出信号为4~20mA，误差小于满量程的0.2％。

第六章 消防、安全与环保

1 脱硫系统构造

本湿法烟气脱硫装置（FGD）主要由混凝土构筑物和钢结构塔器、容器组成，局部形成的建筑空间面积仅40m2。

保温采用不燃和阻燃型材料。容器、管道内部防腐采用有机-无机复合材料，但处于淹水或过水状态。 2 生产原材料

本脱硫工艺脱硫剂氧化镁没有火灾危险性和毒害性。生产类别属于丁类。 3 电气及仪控

系统配线或电缆均采用阻燃型，采用耐火金属线槽和热镀锌钢管。在电缆竖

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SH 3005 石油化工自动化仪表选型设计规范 SH 3006 石油化工控制室和自动分析器室设计规范 SH/T 3019 石油化工仪表管道线路设计规范 GBJ 79 工业企业通讯接地设计规范

NDGJ 16 火力发电厂热工自动化设计技术规定

NDGJ 91 火力发电厂电子计算机监视系统设计技术规定（试行） GB 50311 综合布线系统工程设计规范

GB 50198 民用闭路监视电视系统工程技术规范 SDGJ 11 火力发电厂除灰设计技术规定及编制说明 GB 18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 设备材料标准

GB/T 4171 耐候结构钢

GB/T 20878 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分 GB/T 700 碳素结构钢

GB/T 1591 低合金高强度结构钢

JB/T 10991 湿法烟气脱硫装置专用设备 喷淋管 JB/T 10989 湿法烟气脱硫装置专用设备 除雾器

JB/T 10983 湿法烟气脱硫专用设备 侧进式搅拌器 HG/T 3796.3 桨式搅拌器

JB/T 10964 湿法烟气脱硫装置专用设备 吸收塔浆液喷嘴 NB/T 47003.2 固体料仓 HG/T 3797 玻璃鳞片衬里胶泥 GB/T 13927 通用阀门压力试验 GB/T 8163 流体输送用无缝钢管 GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管 GB/T 14975 结构用不锈钢无缝钢管

SH/T 3154 石油化工非金属衬里管道技术规范 GB/T 21238 玻璃纤维增强塑料夹砂管 SH 3410 锻钢制承插焊管件

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SH 3408 钢制对焊无缝管件 YB 3301 焊接H型钢

GB/T 2888 风机和罗茨风机噪音测量方法 GB/T 3091 低压流体输送用镀锌焊接钢管 GB/T 3092 低压流体输送用焊接钢管 GB/T 3384 机电产品包装通用技术条件 GB 10889 GB 11653 GB 12221 GB 12625 GB 151

GB 2649 GB 2650 GB 2651 GB 2653 GB 2888 GB 3078 GB 3087 GB 32141 GB 3216 GB 3274 GB 3280 GB 3323 GB 3522 GB 3526 GB 4230 GB 4239 GB 4879 GB 5117 GB 5118 泵的振动测量与评价方法 除尘机组技术性能及测试方法 法兰连接金属阀门的结构长度 袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件 钢制管壳式换热器

焊接接头机械性能试验取样办法 焊接接头冲击试验方法 焊接接头拉伸试验方法 焊接接头弯曲及压扁试验方法 风机和罗茨鼓风机噪声测量方法 优质结构钢冷拉钢材技术条件 低中压锅炉用无缝钢管 水泵流量测定方法

离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵试验方法 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 不锈钢冷轧钢板

钢熔化焊对接接头射线照相质量分级 优质碳素结构钢冷轧钢带 低碳钢冷轧钢带 不锈钢热轧钢带 不锈钢冷轧钢板 防锈包装 碳钢焊条 低合金钢焊条

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GB 5310 高压锅炉用无缝钢管

GB 6719 袋式除尘器分类及规格性能表示方法 GB 702 热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB 704 热轧扁钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB 706 热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB 707 热轧槽钢尺寸外形重量及允许偏差 GB 708 冷轧钢板和带钢尺寸外形重量及允许偏差 GB 709 热轧钢板和带钢尺寸外形重量及允许偏差 GB 7932 气动系统通用技术条件 GB 8196 机械设备防护罩安全要求

GB 912 普通碳素结构钢和低合金结构钢薄板技术条件 GB 9787 热轧等边角钢尺寸外形重量及允许偏差 GB 9788 热轧不等边角钢尺寸外形重量及允许偏差

GB 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的形式与尺寸 GB 986 埋弧焊焊缝坡口的形式与尺寸 GB/T 1228 钢结构用高强度大六角螺栓 GB/T 1228 钢结构用高强度大六角螺母 GB/T 1230 钢结构用高强度垫圈

GB/T 1231 钢结构用高强度大六角头螺栓,大六角螺母,垫圈技术条件 IEC 60034-1 电机制造标准 JB/T 4297 泵产品涂漆技术条件 JB/T 5000 重型机械通用技术条件 JB/T 5295 离心式渣浆泵技术条件 JB/T 8097 泵的振动测量与评价方法 JB/T 8098 泵的噪声测量与评价方法 JB/T 4127 机械密封技术条件 JB 4700～4707 压力容器法兰 DL/T 514 燃煤电厂电除尘器

SD 172 燃煤电厂电除尘器通用技术条件 GB/T 11835 绝热用岩棉、矿渣棉及其制品

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GB 12221 法兰连接金属阀门的结构长度 施工及验收标准

DL/T 986 湿法烟气脱硫工艺性能检测技术规范 GB 11653 除尘机组技术性能及测试方法

DL 5047 电力建设施工及验收技术协议(锅炉机组篇) DL/T 657 火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程 DL/T 658 火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程 DL/T 659 火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程

DL/T 5048 电力建设施工及验收技术协议（管道焊接接头超声波检验篇） DL 5007 电力建设施工及验收技术协议（火力发电厂焊接篇） DL 5017 压力钢管制造安装及验收规范

DL 5031 电力建设施工及验收技术协议（管道篇） GB/T 12467 金属材料熔焊质量要求

SH/T 3523 石油化工铬镍不锈钢、铁镍合金和镍合金焊接规程 HG/T 2640 玻璃鳞片衬里施工技术条件

GB 3216 离心泵、混流泵、轴流泵、旋流泵试验方法 GB 50209 建筑地面工程施工及验收规范

GB 50212 建筑防腐蚀工程施工及验收规范及条文说明 GB 50231 机械设备安装工程施工及验收通用规范 GB 50235 工业金属管道工程施工及验收规范 GB 50185 工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准 GB 50236 现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范 GB 50254～GB50259 电气装置安装工程施工及验收规范 GB 50270 连续输送设备安装工程施工及验收规范 GB 50275 压缩机风机泵安装工程施工及验收规范 GBJ 149 电气装置安装工程母线装置施工及验收规范 SDJ 69

电力建设施工及验收规范（建筑工程）

GBJ 242 采暖与卫生工程及施工验收规范

SDJ 279 电力建设施工及验收规范(热工仪表及控制装置篇)

鞍千矿3×35t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书 35

SH 3521 石油化工仪表工程施工技术规程 GB 50268 给水排水管道工程施工及验收规范 GB 50205 钢结构工程施工及验收规范

GB 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式及尺寸 GB 986 埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸 GB 7231 工业管道的基本识别色和识别符号 GB 50243 通风与空调工程施工质量验收规范

DL/T 5403 火电厂烟气脱硫工程调整试运及质量验收评定规程 GB 50212 建筑防腐蚀工程施工及验收规范 GB 50243 通风与空调工程施工质量验收规范 GB/T 7353 工业自动化仪表盘基本尺寸及型式 GBJ 93 工业自动化仪表工程施工及验收规范 GBJ 131 自动化仪表安装工程质量评定标准 GB 50171 盘柜及二次回路接线施工及验收规范 GB 50312 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 建设项目(工程)竣工验收办法（计建设[1990]1215号）

建设项目竣工环境保护验收管理办法（原国家环境保护总局令第13号） 运营检修标准

HJ/T 75 固定污染源烟气排放连续监测技术规范(试行)

GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 HG 23012 厂区设备内作业安全规程

HJ/T 75 固定污染源烟气排放连续监测技术规范(试行)

HJ/T 76 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法(试行) DL/T 748.10 火力发电厂锅炉机组检修导则 第10部分：脱硫装置检修 GB/T 16980.1 工业自动化 车间生产

环境污染治理设施运营资质分级分类标准（试行）

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