2台65吨炉脱硫技术协议

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技 术 协 议

合同编号:

2×65t/h循环流化床锅炉石灰石-石膏湿法脱硫系统

委托方(甲方): 承接方(乙方): 施工地点: 签订时间:

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一、概述

本技术协议是(以下简称甲方)与(以下简称乙方)关于2×65t/h循环流化床锅炉烟气脱硫工程项目合同的补充部份,经甲乙双方共同协商制定本技术协议。本技术协议具有与合同书同等法律效力。

1.1本方案包括两台65t/h循环流化床锅炉湿法烟气脱硫装置和一套公用系统。烟气脱硫采用石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺(以下简称FGD)。SO2排放浓度执行《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)之重点地区排放标准,SO2≤50mg/m3。

1.2 本工程包括能满足本方案脱硫系统正常运行所必需具备的工艺系统设计、设备选型、采购、运输及储存、制造及安装;除土建基础和建(构)筑物以外的设计、施工;调试、试验及检查、试运行、消缺、培训和最终交付投产等。

1.3本方案保证提供符合国家标准、相关国际标准和本要求的优质产品及其相应的服务。对国家有关安全、环保等强制性标准,均要满足其要求。

1.4本方案执行的有关标准,有矛盾时,按较高标准执行。合同签订后1个月,本方案提出合同设备的设计、制造、安装、调试、试运、运行、和维护等清单给甲方确认。

1.5双方工作语言为中文,所有的要求、文件资料均为中文。土建基础施工设计图纸及设备资料在合同签定后15日内提供给甲方。

1.6本方案在设备详细清单中分别注明质保期,并说明质保期的服务承诺。 1.7本方案做为合同谈判技术要求的基础,与合同文件具有相同的法律效力,双方共同签署的会议纪要、补充文件等也与合同文件有相同的法律效力。

二、脱硫工程概况 1.脱硫招标范围

1.1 脱硫供货和工作范围

乙方提供整套石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺装置。

工作范围包括土建基础及建筑物以外的整套脱硫装置、公用系统和辅属系统等全部脱硫工程的设计、供货、安装、调试、试运行等工作,包括但不限于以下部分:

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-- 吸收剂制备及供应系统 -- 烟气系统 -- 湿式吸收塔装置

-- 石膏脱水系统(真空脱水机由甲方负责供货) -- 石膏浆液排空及回收系统 -- 工艺水供应系统 -- 电气系统 -- I&C设备系统 -- 控制系统 -- 防腐 1.2 供货和工作界限

乙方供货和工作范围应是完整的,在供货和服务界限之内的所有设备都是乙方供货和工作范围的一部分。

与岛外各种管道接口为脱硫岛区域外1米。 脱硫供货和工作界限: ·烟气

入口:原烟气从引风机接出。 出口:净烟气接入进烟囱的总烟道上。

自引风机出口至脱硫吸收塔之间的钢烟道和脱硫吸收塔至总烟道之间的钢烟道属乙方供货并负责安装。烟气入口和出口范围内的所有防腐均由乙方负责供货安装。

·石膏

出口:石膏运出(至石膏贮存间)。 ·石灰石浆液制备: ·工艺水、给排水 接口:脱硫岛区域外1m。 ·废水排放 进口:FGD系统内。 接口:脱硫岛区域外1m。 ·压缩空气:

进口:脱硫岛外1米。

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·电源

400V电源:甲方负责进线电缆送至进线柜,进线柜及进线柜后面的电缆由乙方负责。

2. 法规和标准

本工程烟气脱硫系统所有设备、工具、配件的设计、制造、试验和材料原则上应满足中国国家标准(GB系列)、电力行业标准(DL系列)、环保标准(HJ系列)及其他相关行业标准的要求。对于进口设备,应采用国际标准,经甲方确认也可采用所在国标准,但不得低于国标。

乙方在方案中应列举各部件所采用的标准和规范名称,并能应甲方要求提供标准和规范全文供审查确认,当采用国际标准,应提供转换资料,并以中文为准。

涉及到的所有规范、标准都应是最新版本。

3. 基本设计条件

3.1 概述

2×65t/h循环流化床锅炉,配置两台脱硫塔装置(即一炉一塔),在燃用设计煤种及校核煤种时(燃煤含硫2.3%,4500KCal/kg),脱硫效率≥99%;整套装置在锅炉额定工况条件下,净烟气中的SO2含量不超过50mg/Nm3。

脱硫装置入口烟气设计条件:

烟气量:13x104m3/h(单台炉) 烟气温度:130±10℃ 烟气压力:2500Pa(最大)

入口二氧化硫浓度:4000mg/m3(最大) 出口二氧化硫浓度:50mg/m3(最大) 脱硫塔本体阻力:≤1200Pa 漏风率:≤3% 3.2 场地条件和自然条件 3.2.1 厂址概述

本工程位于宁夏青铜峡市。 3.2.2 气象条件 3.2.3 工程地质 3.2.4 地震烈度

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根据《中国地震烈度区划分图》(1990)划分成果和《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008版),勘察海域范围抗震设防烈度为7度,设计抗震分组第一组,设计基本地震加速值为0.15g,特征周期0.65g。 3.2.5 水源水质

用水水源:厂内工艺用水。 3.2.6 交通状况

甲方负责三通一平 3.3 工程设计条件 3.3.1 锅炉概况

65吨/时循环流化床炉。 序号 1 2 3 4 3.3.2 燃料

燃煤低位发热值约5000Kcal/kg,含硫≤2.3%;单台炉燃煤量约10t/h; 3.3.3 脱硫剂 石灰石参数:

项目名称 碳酸钙 二氧化硅 氧化镁 三氧化二铝 三氧化二铁 烧失量 碱含量 石灰颗粒目数

3.3.4 烟囱

烟囱利用原有烟囱,烟囱应做防腐(烟囱防腐不在本工程范围内)。 3.3.5 电气和I&C

采用的电压等级:AC380/220V。

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测试项目 烟气流量 烟气温度 烟尘浓度 SO2浓度 单 位 m3/h ℃ mg/Nm3 mg/Nm3 65t/h循环流化床炉出口处参数 约120000-130000 约130 最大30000 最大4000(按含氧量6%) 符 号 CaCO3 SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 __ __ 单 位 % % % % % % % 含量 ≥90% ≥250目

该烟气脱硫I&C系统采用DCS+上位机操作控制。 3.3.6 土建

由乙方负责提资料,甲方负责设计、施工。 3.3.7 暖通、消防、通讯

由甲方负责。

4. 总的技术要求

本部分是对FGD装置的原则性要求。 4.1 工艺系统和设备的总体设计要求

1) 烟气脱硫工艺将是一个一体化和相互协调的设计。包括: -- 机械系统 -- 电气系统、照明 -- I&C系统 -- 供排水系统

2) 采用石灰-石膏法湿法脱硫工艺,一炉一塔,全部烟气参加脱硫,系统按设计煤质(含硫量2.3%)设计,脱硫效率≥99,脱硫装置可用率≥98%。

3) 脱硫装置按相对独立的脱硫岛概念进行设计,FGD主装置按在引风机后布置。同时充分注意FGD与主系统的有机联系,烟气脱硫系统的配套设施尽量与主系统共用。

4) 为保证系统的正常运行和脱硫石膏的品质,锅炉除尘器出口烟尘排放浓度应≤50mg/Nm3。

5) 石膏脱水采用真空皮带脱水系统。脱水后石膏含水分不高于20%。石膏皮带脱水机设置1台。

6) 不设置烟气辅助蒸汽加热系统。

7) 事故浆罐(池)按吸收塔浆液池正常液位的80%容量设置,单独布置在脱硫区。 8) 在锅炉BMCR工况条件下,要求: ·烟气脱硫系统中的设备应有一定的余量; ·烟气脱硫系统具有应付紧急停机的有效措施;

·烟气脱硫系统应能适应锅炉启动和停机,并能适应锅炉负荷的变动。 9) 烟气脱硫系统的服务寿命应不低于30年。大修周期为4-5年。

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10) FGD整套装置的可用率在正式移交后的一年中大于98%。 脱硫装置的可用率定义: 可用率=(A-B-C)/A×100%

A:脱硫装置统计期间可运行小时数。 B:脱硫装置统计期间强迫停运小时数。

C:脱硫装置统计期间强迫降低出力等效停运小时数。

乙方应随方案提交一整套完整的修正曲线,指示在性能试验期间当偏离设计条件时,FGD装置的保证值。

11) 对于烟气脱硫系统中的设备、管道、烟风道、箱罐或贮槽等,应考虑防腐和防磨措施,方案中要有具体的防腐和防磨技术说明。

12) 烟气脱硫设备所产生的噪声应控制在低于85dB(A)的水平(距产生噪声设备1米处测量)。

13) 由乙方设计的任何高于85dB(A)的设备,均应采取措施将噪声控制在低于85dB(A)的水平。

4.2 电气的总体设计要求

脱硫系统的电气设计应满足:

《火力发电厂厂用电设计技术规定》(DL/T 5153-2002) 《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》(DL/T 5390-2007)、 《交流电气装置的接地》(DL/T 621-1997)、

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T 620-1997、) 《电力工程电缆设计规范》(GB 50217-94)、

《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》(DL/T 5136-2001)、 《电测量及电能计量装置设计技术规程》(DL/T 5137-2001)、 《火力发电厂、变电所直流系统设计技术规程》(DL/T 5044-95)、 《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB 50229-2006)、 《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-98)。

FGD系统的电气设计包括:电气接线;照明及检修;防雷接地;电缆敷设;电气保护、监控;UPS电源的设计、供货、安装。

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三、脱硫系统设计原则

3.1脱硫系统的主体设备采用国产设备,考虑炉型、负荷、煤种、燃煤量、炉后脱硫场地等方面因素,提出脱硫工艺改造方案。

3.2综合分析煤质情况,燃煤含硫量按2.3%设计。 3.3脱硫效率:保证满负荷条件下的脱硫效率为≥99%。

3.4脱硫装置采用DCS和上位计算机控制,同时预留与主体工程连接的接口。 3.5因地制宜设计合理可靠的布置方案。 3.6地震烈度:7度

3.7 SO2排放浓度50mg/Nm3以下。

3.8采用最佳设计工艺并结合实际情况以达到降低投资和运行成本的目的,烟气脱硫系统总平面布置应满足主体工程已有的场地安排。脱硫吸收塔布置在引风机后,正压操作,可避免风机腐蚀。

3.9脱硫剂采用石灰石,系统需充分考虑防腐、防堵、防冲刷磨损、防结垢等措施。 3.10脱硫渣最终达到自由水分低于20%、CaSO4﹒2H2O 含量≥98%的石膏和煤灰混合物(含水率不大于20%),设计不小于两天存量的石膏储库,甲方负责石膏用汽车外运。

四、规范和标准

4.1本方案对系统功能设计、结构、性能、制造、供货、安装、调试、试运行等采用最新国家标准和国际标准。如果国家标准低于国际标准,则采用国际标准。 4.2环境保护、劳动卫生和消防设计采用中华人民共和国最新国家标准。

4.3本方案提供设计、制造、安装、调试、试运行的规范和标准等清单。列出制造厂家在选用材料、制造工艺、验收要求中所执行的标准清单。 4.4具体为(但不限于此):

《特种设备安全监察条例》

GB/T16507-1996《 固定式锅炉建造规程》 JB/T1620-1993《锅炉钢结构制造技术条件》 JB/T1621-1993《工业锅炉烟箱烟囱制造技术条件》 GB50273-1998《工业锅炉安装工程施工及验收规范》 GB 13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》

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GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》 GB3095—1996《环境空气质量标准》 GB3096—1993《城市区域环境噪声标准》 GB/T5117-1995《碳钢焊条》 GB50041-92 《锅炉房设计规范》

DL5000-2000 《火力发电厂设计技术规程》

DL/T5121-2000《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》 DL/T5072-1997《火力发电厂保温油漆设计规程》 DLGJ158-2001《火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定》 GBl50—98 《钢制压力容器》 GB50009-2001《建筑结构荷载规范》 GB17-88 《钢结构设计规范》

DL400-91 《继电保护和安全自动装置技术规程》 DL/T5136-2001《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》 GB50217-94《电力工程电缆设计规范》 DL/T5044-95《低压配电设计规范》

NDGJ16-89 《火力发电厂热工自动化设计技术规定》 HGJ229—91 《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》 DLl23—88 《火力发电厂热力设备和管道保温材料技术检验方法》SDJ66—82 《火力发电厂耐火材料技术条件与检验方法》 GB50093—2002《自动化仪表工程施工及验收规范》 HGJ209—83 《钢结构、管道涂装技术规程》

GB50150—91 《电气装置安装工程电器设备交接试验规程》 DL/T 657-1998《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》 DL/T 658-1998《火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程》 DL/T 659-1998《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》 DL5007—92《电力建设施工及验收技术规范》(火力发电厂焊接篇) SDJ69—87《电力建设施工及验收技术规范》(建筑施工篇) DL/T5047—95《电力建发施工及验收技术规范》(锅炉机组篇) SDJ280—90《电力建设施工及验收技术规范》(水工工程篇)

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SDJ279—90《电力建设施工及验收技术规范》(热工仪表及控制篇) DL5031—94《电力建设施工及验收技术规范》(管道篇)

DL/T5048-1996《电力建设施工及验收技术规范》(管道焊接接头超声波检验篇) GB50168—92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》 GB50169—92《电气装置安装工程接地线路施工及验收规范》 GB50170—92《电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范》 GB50171—92《电气安装工程盘柜二次接线施工及验收规范》 GB50172—92《电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范》 GB50182—93《电气装置安装工程电梯装置施工及验收规范》 GBJl49—90《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》 GB/T19229-2003《燃煤烟气脱硫设备》

DL/T5196-2004《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》 GB 13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》 以上规范,若有新版本,以最新版本为准。

五、脱硫系统工艺设计

本项目为2台65吨/时循环流化床炉,配置2套脱硫装置,一炉一塔,系统设计采用双循环石灰石-石膏法湿法烟气脱硫工艺。脱硫系统主要包括烟气系统、脱硫塔吸收系统、石灰制浆系统、石膏脱水系统、工艺水系统、电气系统、自动化及仪表等。

1工艺方法原理说明

本项目设计采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺,浆液循环系统采用两路循环,吸收塔采用SPS型双级湿法喷淋脱硫装置,一级双向喷雾脱硫装置 + 二级空塔喷淋吸收塔,工艺方法原理说明如下。

1.1石灰脱硫原理说明

石灰-石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为:

(1)在脱硫吸收塔内,烟气中的SO2首先被浆液中的水吸收,形成亚硫酸,并部分电离:

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SO2 + H2O → H2SO3 → H++HSO3- → 2H++SO32-

(2)与吸收塔浆液中的Ca(OH)2反应生成CaSO3·1/2H2O细颗粒:

OH- + H+ →H2O

Ca2+ + SO32- → CaSO3 ·1/2H2O↓+H+

(3)CaSO3 ·1/2H2O被鼓入的空气中的氧氧化,最终生成石膏CaSO4·2H2O

HSO3- + 1/2 O2 → H+ +SO42- Ca2+ + SO42- + 2H2O → CaSO4·2H2O↓

上述反应中第一步是较关键的一步,即SO2被浆液中的水吸收。根据SO2的化学特性,SO2在水中能发生电离反应,易于被水吸收,只要有足够的水,就能将烟气中绝大部分SO2吸收下来。但随着浆液中HSO3-和SO32-离子数量的增加,浆液的吸收能力不断下降,直至完全消失。因此要保证系统良好的吸收效率,不仅要有充分的浆液量和充分的气液接触面积,还要保证浆液的充分新鲜。上述反应中第二和三步其实是更深一步的反应过程,目的就是不断地去掉浆液中的HSO3-和SO32-离子,以保持浆液有充分的吸收能力,以推动第一步反应的持续进行。

pH值对系统的影响:低pH吸收液,对二氧化硫吸收能力较差。高pH值吸收液对二氧化硫吸收能力较强,亦对二氧化碳有较强的吸收能力,由于烟气中含有大量的CO2,用所制备的脱硫剂溶液洗涤气体时,首先发生的CO2与脱硫剂的反应导致了吸收液pH值的降低。当pH值降至7以下时,发生吸收SO2的吸收反应。当溶液的pH值低于4时,此时几乎不可能继续与SO2起化学反应。此外,高pH会使增加脱硫产物亚硫酸钙、硫酸钙的过饱和度,增加结垢的可能性。

1.2 石灰石脱硫剂

1.2.1石灰石来源:当地市场采购

CaCO3含量90%,颗粒大小250目。

1.3 SPS型双级湿法喷淋脱硫塔

一级双向喷雾脱硫装置

本技术方案是在脱硫塔烟气进口处设置一级双向喷雾脱硫装置,在该装置设置两排石灰浆液喷雾,错位布置的两排喷雾形成无数个紊流区,因烟气在该装置通过时的流速较

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高,从而脱硫液与热烟气形成强烈湍流,强烈破碎石灰浆滴,极大地增加了气液相之间的传质、传热表面,对提高脱硫效率、降低循环液量、降低运行电耗、降低石灰耗量有明显效果。

二级空塔喷淋吸收塔

吸收塔是烟气脱硫系统的核心装置,要求气液接触面积大,气体的吸收反应良好,压力损失小,并且适用于大容量烟气处理。吸收塔主要有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔、液柱塔、湍球塔、文丘里塔、多孔塔等、旋流板塔等。目前石灰石/石灰-石膏法脱硫的主流塔形依次是喷淋塔、旋流塔,市场的占有率分别是98%、10%,本项目设计采用喷淋塔。

(1)喷淋塔结构:喷淋塔也称为喷雾塔,是在吸收塔内上部布置几层喷嘴,脱硫剂通过喷嘴喷出形成液雾,通过液滴与烟气的充分接触,来完成传质过程,净化烟气,根据燃煤含硫量、脱硫效率等,一般在脱硫塔内布置几层喷嘴,每层之间一般为1.6m左右。喷嘴形式和喷淋压力对液滴直径有明显的影响。减少液滴直径,可以增加传质表面积,延长液滴在塔内的停留时间,两者对脱硫效率均起到积极的作用。液滴在塔内的停留时间与液滴直径、喷嘴出口速度和烟气流动方向有关。

喷淋塔经过几十年的发展,不断得到改进。如在大型、超大型机组(大尺寸塔体)为了改善气流分布,采用合金托盘、文丘里棒栅等,有助于改善气流分布、降低脱硫反应的液气比。

在小型机组上,由于采用的塔体尺寸较小,一般采用依靠喷淋液的压力来分配气流。结构上的简化可减少今后的维护量。

喷淋塔示意图

(2)喷淋塔特点

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反应塔及脱硫工艺的设计选择应符合以下原则:

(1)从用户角度考虑,要求在低成本的基础上,达到尽可能的高效率,并且操作简单。

(2)反应器的设计符合脱硫反应传质要求,有利于抑制副反应(吸收二氧化碳),有利于降低泵、搅拌器等的能量消耗,有利于系统的控制(包括pH值、液气比、钙硫比调节),保证达到设计值(脱硫率、钙利用率、氧化率)。

(3)运行要可靠稳定,维护量小。

脱硫塔内有内部构件时,常常需要停运清洗,且容易发生结垢、堵塞、磨损等。德国30多年积累的经验认为,在脱硫塔中尽可能少布置其他装置,以提高整体可用率。其中喷淋塔是能强化吸收过程的塔型之一,这种塔型被采用的很多,该塔型在运行维护工作量、运行成本、运行灵活性及易于改进等方面都具有其优点:(1)喷淋塔一般都设计成逆流方式,可以通过上升烟气在一定程度上托住喷淋下落的小液滴,从而延长液滴在吸收区的停留时间,加强了烟气与吸收剂的充分接触,提高了脱硫效率。(2)喷淋塔吸收区除了喷嘴外,无其他设备,减少了结垢、堵塞、磨损的几率,提高了设备的可用率,减少了检修工作量。(3)由于塔内设备少,减少了脱硫系统的阻力,节约能源。(4)喷淋塔可设置备用喷淋层,能够适应机组负荷及SO2的变化,运行方式灵活,可以保持稳定的脱硫效率。

空塔喷淋吸收塔是目前常用的脱硫吸收塔,适用于处理湿式钙法、钠法、双碱法和镁法脱硫工艺,通过设置多层喷淋层,可提供大量液、气膜界面,强化二氧化硫与吸收液的传质,具有结构简单,易操作易维修,不易堵塞,系统阻力小等优点。

2 工艺流程设计 2.1 脱硫液制备系统

石灰制浆系统 (1)主要功能

将石灰制浆并输送至脱硫岛供脱硫系统所用。 (2)工艺流程

通过气力输送装置将石灰粉储存到石灰仓内,再采用螺旋输送机送到石灰浆液制备

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装置中溶解、搅拌,制备好的石灰浆液流至石灰浆液池,再通过石灰浆液泵打入一级双向喷雾脱硫装置。 (3)系统控制

系统运行时,通过循环水pH值来控制石灰添加量,石灰添加量则通过星型卸料器变频调速控制。

2.2 烟气系统

(1)主要功能

将锅炉引风机原烟气引入喷淋吸收塔,将脱硫后的净烟气引入烟囱排放,不设置旁通烟道。 (2)工艺流程

系统采用正压操作,脱硫吸收塔布置在引风机后,锅炉产生的烟气经引风机进入脱硫塔系统,烟气于脱硫塔内进行脱硫除尘后,SO2浓度低于50 mg/m3,烟气带水量低于75mg/m3,最后通过烟囱排放。

2.3 脱硫塔吸收系统

(1)主要功能

在吸收塔内利用脱硫液喷淋吸收烟气中的SO2和烟尘,并利用除雾器分离烟气中水汽,使烟气得以达标排放。吸收塔脱硫率在设计煤种BMCR工况下可达99%以上。

系统设计为塔内循环氧化工艺,脱硫反应生成的脱硫产物在吸收塔持液槽中被通入的氧化空气强制反应生成硫酸钙并在持液槽中结晶生成二水石膏。

(2) 吸收塔

型式:逆流式喷雾吸收塔 尺寸:Ф3.8m×H22m

吸收塔喷淋层数:一级2层+二级3层=5层 除雾器级数:2级

设备功能:烟气在吸收塔内与大量的循环雾化喷淋浆液逆流接触,从而去除烟气中的SO2和其他如SO3、HCl、HF等污染物。

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设备特性:本方案吸收塔由一级双向喷雾脱硫装置和二级空塔喷淋吸收塔组合而成。 本技术方案是在脱硫塔烟气进口处设置一级双向喷雾脱硫装置,在该装置设置两排石灰浆液喷雾,错位布置的两排喷雾形成无数个紊流区,因烟气在该装置通过时的流速较高,从而脱硫液与热烟气形成强烈湍流,强烈破碎石灰浆滴,极大地增加了气液相之间的传质、传热表面,对提高脱硫效率、降低循环液量、降低运行电耗、降低石灰耗量有明显效果。

吸收塔为逆流喷雾式。烟气从吸收塔中下部的烟气入口进入吸收塔,在吸收塔吸收区与吸收塔循环浆液逆流接触,通过浆液的喷雾洗涤,除去烟气中的SO2,脱硫后的净烟气经过两级除雾后从吸收塔顶部的烟气出口引出,脱硫反应产物进入吸收塔浆池。脱硫反应产物在氧化区中被强制氧化成CaSO4,并在结晶区上部结晶生成CaSO4.2H2O。吸收剂浆液中的CaO、Ca(OH)2在结晶区下部溶解,由循环泵送至吸收塔脱除SO2。吸收塔壳体、内部支架采用衬玻璃鳞片,喷淋母管和喷淋支管为FRP管,喷嘴为SiC涡流喷嘴。

(3)吸收塔浆液循环泵

设备功能:输送吸收塔内SO2吸收所需循环喷淋浆液。

设备特性:吸收塔浆液循环泵输送最大含固量小于20%的吸收塔浆液,采用专业脱硫泵,以保证浆液浓度的变化不致显著影响吸收塔喷嘴进口压力。

二级循环系统采用单元制,二级脱硫每个喷淋层配一台循环泵,即每台脱硫塔配备三台循环泵。根据塔出口烟气SO2浓度和烟气量以及锅炉负荷确定循环泵运行数量,进而控制塔体喷淋量,低负荷时只运行一台或两台浆液循环泵。由于能根据锅炉负荷选择最经济的泵运行模式,该循环系统在低锅炉负荷下能节省能耗。

(4) 塔体搅拌及枪式氧化管

脱硫后反应得到亚硫酸钙产物,亚硫酸钙沉淀速度慢,对脱硫系统危害较大,在沉淀前及时将亚硫酸钙氧化为硫酸钙,硫酸钙结晶生成二水硫酸钙,得到石膏产物。

采用就地强制氧化工艺,氧化效率高。 侧搅拌如下示意图:

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吸收塔底部-搅拌工艺

(5)氧化风机

设备功能:提供反应产物强制氧化所需的氧化空气。

设备特性:采用两台三叶罗茨鼓风机,效率高,噪音小。保证吸收塔氧化空气的流量、压头的要求。

2.4 石膏脱水系统

(1)主要功能

将满足吸收塔浆液浓度要求的主要成分为石膏的吸收塔浆液及时排出吸收塔并通过石膏浆液旋流器浓缩脱水,再经过真空皮带脱水机二次脱水得到含石膏脱硫渣。

系统配置石膏池,用于存储石膏浆液,延长脱硫渣停留时间,使脱硫渣氧化结晶更充分,保证石膏结晶质量;同时,石膏浆液池又可充当事故池,当吸收塔需检修排空时可贮存部分吸收塔内浆池浆液作为FGD装置再次启动的石膏晶种。 (2)工艺流程

塔底的渣浆流至石膏池,在石膏池内沉淀浓缩后,再用石膏浆液泵送入石膏浆液旋流器和真空皮带脱水机进行脱水,最终得到含水率低于20%的石膏渣,系统所分离出来的滤液排入综合集水池,进行重复利用。 (3)主要设备及控制

石膏浆液排出泵:当FGD装置负荷不低于匹配的石膏浆液排出泵满足连续运行的负荷时(此时石膏浆液排出泵的连续运行不会造成吸收塔浆液浓度低于100g/l),石膏浆液排出泵连续运行并将石膏浆液送至石膏浆液旋流站浓缩脱水,旋流站溢流浆液排入综合集水池,浆液浓度为500g/l~600g/l的旋流站底流石膏浆液进入二级脱水机。当FGD装置负荷低于匹配的石膏浆液排出泵满足连续运行的负荷时且当吸收塔石膏浆液浓度小于

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100g/l时,石膏浆液排出泵停运。当吸收塔石膏浆液浓度达到200g/l时,石膏浆液排出泵投运。在低负荷工况下,石膏浆液排出泵是一种间断运行方式,其启停信号主要取决于吸收塔浆液浓度。

综合集水池:系统配置一综合集水池,石膏浆液脱水后将清水储备于集水池,集水池同时收纳设备冷却水、设备冲洗水等,以备石灰化浆用水,从而实现系统水的重复利用,节省资源。

2.5 工艺水系统

(1)主要功能

提供除雾器冲洗水、脱水机冲洗、吸收塔补充水、浆液泵冷却密封水和氧化空气冷却用水等。 (2)系统流程

甲方提供压力为3kg/cm2工业水。脱水机冲洗、吸收塔补充水、浆液泵冷却密封水和氧化空气冷却用水则采用工业水直供。除雾器冲洗水安装一台工艺水泵增压提供。

3 脱硫系统设计参数及指标要求

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 项目 设计处理烟气量 塔进口烟气温度 含氧量 燃煤量 含硫率 入口二氧化硫初始浓度 脱硫塔进口烟尘浓度 SO2排放浓度 设计脱硫效率 钙硫比 液气比 石灰有效含量 脱水石膏含水率 约130℃ ≤6% ≤10t/h ≤2.3% ≤4000mg/Nm3 ≤50mg/Nm3 ≤50mg/Nm3 99% 1.03-1.05 15L/Nm3 ≥90% ≤20% 参数 120000-130000m3/h 备注 单台炉 单台炉

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六、工艺设备 1 烟气系统

1.1 设计原则

当单台锅炉从30~110%的BMCR工况条件下,FGD装置的烟气系统都能正常运行,并且在BMCR工况下进烟温度增加10℃裕量条件下仍能安全连续运行。

压力表、温度计等用于运行和观察的仪表,安装在烟气管道上。 所有的烟气挡板门易于操作, 在最大压差的作用下较好的严密性。 1.2 烟气排放

经过脱硫后,烟气温度约为40~55℃,脱硫后的烟气经烟囱排放。 1.3 烟道

烟道最大设计烟气流速不超过15m/s。

烟道由有足够强度的钢板制造,能承受所有的荷重条件,并且是气密性的焊接结构。 从工程的分界面至烟气排放点之间,所有没有接触到低于露点温度的烟气或没有接触到可能的喷淋液或没有接触从脱硫塔循环来的雾气或液体的全部烟道用碳钢制作。所有暴露在如上所述的腐蚀环境中的净烟气烟道及内部构件衬以玻璃鳞片树脂进行保护。

提供的仪表测量接点及采样装置满足在原烟道和净烟道的所有工作范围内的测量要求。

提供的所有需要防腐的烟道使用外部加强筋,外部烟道加强筋统一间隔排列。 1.4 烟气挡板门

在FGD烟气系统设置有出口烟气挡板门。挡板都采用电动执行机构。

挡板的设计能承受各种工况下烟气的温度和压力,不会有变形或泄漏。挡板和驱动装置的设计能承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。

烟气挡板能够在最大的压差下操作,并且关闭严密,不会有变形或卡涩现象,挡板在全开和全闭位置与锁紧装置能匹配,烟道挡板的结构设计和布置使挡板内的积灰减至最小。

每个挡板的操作灵活方便和可靠。驱动挡板的电动执行机构可进行就地配电箱(控制箱)操作和工控机上远方操作,挡板位置和开、关状态反馈进入DCS系统。

执行器配备两端的位置定位开关,两个方向的转动开关,事故手轮和维修用的机械连锁。

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每个挡板全套包括框架、挡板本体、电动执行器,挡板密封系统及所有必需的密封件和控制件等。

烟道挡板框架的安装是法兰螺栓连接。 挡板按水平主轴布置。

根据烟气特性选择挡板各个部件(包括挡板框架、叶片、轴密封片及螺栓连接件等)的材料。注意框架、轴和支座的设计,以便防止灰尘进入和由于高温而引起的变形或老化。

2 SO2吸收系统

2.1 技术要求

脱硫液通过循环泵送至塔内喷淋系统,喷淋层喷嘴布置合理,全面覆盖整个塔体截面,脱硫液与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的SO2,脱硫后的烟气夹带的液滴在脱硫塔上部的除雾器中收集,使净烟气的雾滴含量不超过保证值75mg/m3。 2.2 脱硫塔的介绍

湿法脱硫工艺另一种分类,按脱硫塔的形式进行分类。吸收塔是烟气脱硫系统的核心装置,要求气液接触面积大,气体的吸收反应良好,压力损失小,并且适用于大容量烟气处理。吸收塔主要有喷淋塔、旋流板塔、填料塔、喷射鼓泡塔、液柱塔、湍球塔、文丘里塔、孔板塔等。目前石灰石/石灰-石膏法脱硫的主流塔形依次是喷淋塔、旋流板塔,市场的占有率分别是98%、10%。

本技术方案是在吸收塔进烟口位置,设置一级双向喷雾脱硫装置,在该装置设置两排脱硫液喷雾,错位布置的两排喷雾形成无数个紊流区,因烟气在该装置通过时的流速较高,从而脱硫液与热烟气形成强烈湍流,强烈破碎脱硫液滴,极大地增加了气液相之间的传质、传热表面,对提高脱硫效率、降低循环液量、降低运行电耗、降低石灰耗量有明显效果。

二级喷淋塔:喷淋塔也称为喷雾塔,是在吸收塔内上部布置几层喷嘴,脱硫剂通过喷嘴喷出形成液雾,通过液滴与烟气的充分接触,来完成传质过程,净化烟气。根据燃煤含硫量、脱硫效率等参数,确定脱硫塔内布置几层喷嘴,每层之间一般为1.6m左右。喷嘴形式和喷淋压力对液滴直径有明显的影响。减少液滴直径,可以增加传质表面积,延长液滴在塔内的停留时间,两者对脱硫效率均起到积极的作用。液滴在塔内的停留时

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间与液滴直径、喷嘴出口速度和烟气流动方向有关。 2.3 脱硫塔的设计

综合考虑,脱硫塔采用喷淋空塔。 (1)阻力较小,脱硫效率较高。

(2)反应器的设计符合脱硫反应传质要求,有利于抑制副反应(吸收二氧化碳),有利于降低喷淋泵、搅拌器等的能量消耗,有利于系统的控制(包括pH值、液气比、钙硫比调节),保证达到设计值(脱硫率、钙利用率、氧化率)。

(3)运行要可靠稳定,维护量小。

脱硫塔内有内部构件时,常常需要停运清洗,且容易发生结垢、堵塞、磨损等。德国30多年积累的经验认为,在脱硫塔中尽可能少布置其他装置,以提高整体可用率。其中喷淋塔是能强化吸收过程的塔型之一,这种塔型被采用的很多,该塔型在运行维护工作量、运行成本、运行灵活性及易于改进等方面都具有其优点:① 喷淋塔一般都设计成逆流方式,可以通过上升烟气在一定程度上托住喷淋下落的小液滴,从而延长液滴在吸收区的停留时间,加强了烟气与吸收剂的充分接触,提高了脱硫效率。② 喷淋塔吸收区除了喷嘴外,无其他设备,减少了结垢、堵塞、磨损的几率,提高了设备的可用率,减少了检修工作量。③ 由于塔内设备少,减少了脱硫系统的阻力,节约能源。

(4) 设计原则

脱硫塔包括脱硫塔壳体、喷嘴及所有内部构件、除雾器、塔体防腐及保温彩钢紧固件等。塔体的组装、塔内防腐及保温紧固件的施工可由我公司在现场完成。

脱硫塔底面设计能排空浆液。 脱硫塔内配有足够的喷嘴。

脱硫塔内保证烟气流的均匀,气流的不均匀性不超过10%。

脱硫塔系统包括所有必需的就地和远方测量装置,提供足够的脱硫塔温度、压力、压差等测点。

脱硫塔的整体设计方便塔内部件的检修和维护,脱硫塔内部的喷淋系统和支撑等尽可能不堆积污物和结垢,并且设有通道以便于清洁。

脱硫塔系统确保在任何时候都不会造成塔内沉淀、结垢或堵塞。

脱硫塔搅拌系统确保在任何时候都不会造成塔内浆液的沉淀、结垢或堵塞。 脱硫塔烟道入口段能防止烟气倒流和固体物堆积。

脱硫塔侧部和顶部配备有足够数量和大小合适的人孔门,人孔门不能有泄漏,而且

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在附近设置走道或平台。人孔门的尺寸为DN600或500×500,易于开/关,在人孔门上装有手柄。

塔本体:碳钢

塔上部内壁:衬里施工前经表面预处理,喷砂除锈,内衬材料为玻璃鳞片树脂。 塔下部反应池内壁:碳钢衬玻璃鳞片树脂。 塔内件支撑:碳钢衬玻璃鳞片树脂。 (5)浆液喷淋系统

脱硫塔内部浆液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成,喷淋系统的设计能合理分布要求的喷淋量,使烟气流向均匀,并确保脱硫液与烟气充分接触和反应。喷嘴与管道的设计便于检修,冲洗和更换。喷淋层采用FPR或316L。

所有喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞,喷嘴选用进口技术优质空心锥喷嘴,材料采用碳化硅材料制作。喷嘴有足够的压力以保证碱液的雾化效果。

脱硫塔设置三层喷淋装置。 (6)脱硫塔有关参数

脱硫塔进口烟气量: 最大130000m3/h 液气比: 15L/Nm3 Ca/S(mol): 1.03-1.05 脱硫塔的直径: 3.8 m 脱硫塔高度: 22m 2.4 除雾器

除雾器安装在脱硫塔上部,用以分离净烟气夹带的雾滴。除雾器出口烟气中液滴浓度不大于75mg/Nm3(干基)。分为两级布置,一层粗除雾,一层精除雾。

除雾器的设计保证其具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果。

除雾器系统的设计特别要注意FGD装置入口的飞灰浓度的影响。该系统还包括去除除雾器沉积物的冲洗和排水系统,运行时根据给定或可变化的程序,既可进行自动冲洗, 也可进行人工冲洗。

除雾器材料采用带加强的阻燃聚丙稀或316L不锈钢,能承受高速水流冲刷,特别是人工冲洗造成的高速水流冲刷。

内部通道的布置适于维修时内部组件的安装和拆卸。

除雾器冲洗系统能够对除雾器进行有效的冲洗。除雾器的布置可结合脱硫塔的设计

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统一考虑,以方便运行和维护。

除雾器冲洗用水采用厂区工业水。

除雾器将以单个组件进行安装。而且组件能通过附近的脱硫塔人孔门进入。 2.5 吸收液循环泵

脱硫塔循环泵安装在吸收塔旁,用于脱硫吸收液的再循环。采用单流和单级卧式离心泵,包括泵壳、叶轮、轴、导轴承、出口弯头、底板、进口、密封盒、轴封、基础框架、地脚螺栓、机械密封和所有的管道、阀门及就地仪表和电机。工作原理是叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量,即流体通过叶轮后,压能和动能都能得到提高,从而能够被输送到高处或远处。同时在泵的入口形成负压,使流体能够被不断吸入。

由耐磨材料制造的浆液循环泵配有油位指示器、联轴器防护罩和泄露液的收集设备等,配备单个机械密封,不用冲洗或密封水,密封元件有人工冲洗的连接管。轴承型式为防磨型。

选用材料能完全满足招标书要求,适于输送的介质—适应高达40000ppm的Cl-浓度。 循环系统采用单元制,每个喷淋层配一台循环泵,每台脱硫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脱硫塔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,该循环系统在低锅炉负荷下能节省能耗。

3脱硫剂制备系统

3.1主要功能

将石灰制浆并输送至脱硫岛供脱硫系统所用。 3.2工艺流程

通过气力输送装置将石灰粉储存到石灰储仓内,再采用螺旋输送机送到石灰浆液制备装置中溶解、搅拌,制备好的石灰浆液流至石灰浆液池,再通过石灰浆液泵打入一级双向喷雾脱硫装置。 3.3系统控制

系统运行时,通过循环水pH值控制石灰添加量,石灰添加量通过星型卸料器变频调速控制。

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4 脱硫渣石膏处理系统

4.1 设计原则

脱硫渣处理系统出力按设计工况下脱硫渣产量的110%考虑。 4.2 主要设备 (1)沉淀池

脱硫液经过再生反应后得到石膏,石膏于石膏浆液池沉淀,上层清液回到石灰浆液池,沉淀下来的石膏由石膏排出泵外排至水力旋流器和真空皮带脱水机。

沉淀设计时应保证有足够的停留时间,让石膏浆液达到一定饱和度进而结晶沉淀。 (2)石膏排出泵

设置两台石膏排出泵,一运一备,用于石膏沉淀的排出。 (3)脱水设备

脱水设备采用水力旋流器和真空皮带脱水机(脱水机甲方供货)。 (4)综合集水池

综合集水池用于接纳系统的排放废水,包括设备冲洗水、设备冷却水、滤液,将其回用石灰浆用水、塔内补充水等。本方案中,由石灰浆液制备池代替综合集水池。

5 管道和阀门

5.1 管道

(1)设计原则

管道设计符合中国电力行业标准的要求,包括所有管道、管件和管道支吊架。 管道设计时充分考虑工作介质对管道系统的腐蚀与磨损,借鉴以前应用于类似脱硫装置上的成功经验,选用恰当的管材(本系统的主要管材为碳钢管、玻璃钢管、PPR管等)、阀门(脱硫系统一般采用蝶阀)和附件。

按设计标准,合理确定各管道系统的设计参数(如压力、温度、流量、流速等)。 介质流速的选择既要考虑避免浆液沉淀,同时又要考虑管道的磨损和压力损失尽可能小。

所有循环水管道和浆液管道都设计有工艺水清洗。 (2)技术要求

管道系统的布置设计(包括合理设置各种支吊架)能承受各种荷载和应力。计算所

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有主要管道的热膨胀位移和应力,并且确保管道作用在设备上的力和力矩在各个设备厂商规定的范围之内。

无内衬管道用焊接连接, 内衬管道用法兰连接。 以下不同介质的管道材料,作为供设计选择的最低要求。 —浆液和含氯液体 FRP、PPR —脱硫塔循环管 FRP

—工艺用水 普通碳钢、PPR —蒸汽 普通碳钢 —石灰浆液

普通碳钢、PPR

—冲洗水 普通碳钢、PPR (3)管道

管道防止磨损和腐蚀,防止浆液沉淀和结垢的形成。

管配备自动冲洗和排水系统。在装置关闭和停运期间,对管道系统的各个设施进行排放和冲洗。

为了便于清洗,在自流浆液管改变方向处安装丫型或T型管。在所有DN50或更小浆液管上的丫型或T型管的端部配备有插管和软管连接。

输送管道的布置尽可能短,尽量减少弯头数量。 (4)玻璃钢管道(FRP)

在管道及配件的内表面有2.5mm厚以上的耐磨损衬垫,管道在支管接头及改变方向处,其内表面有25mm以上的弯曲半径。

当安装FRP管道时,进行施工监督和技术指导。 玻璃钢管道主要用于脱硫塔喷淋管及浆液输送管道。 5.2 阀门

所有阀门设计选型适合于介质特性和使用条件。系统的阀门考虑介质的磨损和腐蚀。 功能相同、运行条件相同的阀门能够互换,阀门的规格尽量统一,尽量减少阀门的种类和厂家数量。 5.3 泵

输送泵、脱硫渣排出泵等采用耐腐蚀,耐磨损的离心泵;吸收塔浆液循环泵采用耐腐蚀、耐磨损的离心泵;除雾器冲洗泵(如果有)采用普通离心泵。

所有泵设计能承受的试验压力,是在最大入口压力情况下的最大水泵关闭压力的1.5

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倍。铸铁合金排放壳设计承受1.5倍于关闭压力的试验压力。如果泵在低于大气压的吸入条件下运行,整台泵将按全真空设计。

所有泵轴的尺寸足够能从电动机传送最大可能的出力。泵轴和联轴器的尺寸要使轴的最大允许力矩高于联轴器的最大传送力矩,最好选用直联泵。

对于相同容量和相同类型的泵,其配件包括备件能完全互换。

泵的设计流量考虑该系统的最大流量另加10%裕量;泵的设计压力为该系统的最大压力另加裕量,对浆液泵加20%裕量,对水泵加10%裕量。

从经济性考虑,在机壳和叶轮上配有可更新的磨损环。

除非特殊条件另外有要求,浆液泵按水平的末端吸入离心式,不需密封水设计,能按工艺条件可靠连续运行,并由已证实能按此指定用途和所述尺寸有成功制造经验的制造商供货。

泵壳能分开以便于维修(最好水平分开),而且泵壳的设计能使叶轮和轴从机壳内退出来并且对输送泵的主要管件和阀门不造成任何影响。一般地,所有能抽出转子的水平泵都配有挠性联轴器以方便维修,而不需拆卸电机。

每台卧式泵与电机共同安装在一个刚性结构的基板上,对于所有输送危害介质的泵,配备透明塑料罩来保护操作人员。

往复泵将配备不需关闭水泵就能自动调节流量的装置。 每台往复泵下游配备流量和压力测量装置,在故障时联锁运行。 5.4 材料

所有接触泵送流体的部件和辅件由专门为介质条件和性质设计的材料制造;并且能耐磨损和腐蚀。

所有接触浆液的泵,设计考虑浆液中至少含有40g/l氯离子浓度。 在出厂之前,为防止腐蚀,对所有铸铁和钢表面进行车间油漆。 接触工业水或废水排放的设备的所有部件,要防止沾污和腐蚀。 5.5 搅拌设备

吸收系统所有储存浆液的箱、罐、池和容器配有搅拌设备,以防止浆液沉降结块,我方提供搅拌设备的设计标准。

所有搅拌器能连续运行。

尽可能采用具有合适特性的标准型搅拌器,提供可靠制造商和成熟形式的产品。 搅拌器安装有轴承座、主轴、搅拌叶片和马达。搅拌器轴为固定结构,转速适当控

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制,不超过搅拌机的临界速度。

搅拌器设计时考虑浆液中氯离子浓度为40g/l。

搅拌器采用全金属结构,所有接触被搅拌流体的搅拌器部件,必须选用适应被搅拌流体的特性的材料,包括具有耐磨损和腐蚀的性能。

搅拌器部件和辅件。由专门适于被搅拌流体的条件和性质的材料构造,而且能耐侵蚀和腐蚀。

每台搅拌器和其附属设备的布置方式便于进行操作,维修和拆卸等工作,而且不中断装置的运行。

提供便于装卸搅拌器和其组件所必需的吊耳、吊环及其他专门措施。 防止搅拌器停运后堵塞,设置人工冲洗装置。

6 防腐

6.1 防腐内衬及耐磨玻璃钢(FRP)

干湿结合点是防腐重点,采用Q235衬耐高温玻璃鳞片。 喷淋管采用玻璃钢(FRP)。 6.2 鳞片树脂内衬

(1)概述

需要防腐的钢制箱罐、容器和脱硫出口烟管使用至少1.8mm厚的鳞片树脂衬里。对于小箱体在0.3米内高度用3mm厚的衬里;对于脱硫塔至少在2米以下高度使用3mm厚的衬里。

在内衬完成后不允许任何种类的焊接。

设备壳体的相对的两面作上标记,在每一面顶部的醒目位置写下字体至少150mm高的文字“鳞片内衬,不允许焊接”。

(2)内衬表面的要求

部件倒角和边的焊接被加工成圆弧形,所有将内衬的焊缝是连续的,并同相接表面保持平滑。

表面焊接缺陷如裂缝和凹陷将通过重新焊接加以填补,同邻近表面保持平滑。 清除表面上所有焊接污迹,采用切削的方式,最后打磨至平滑。

所有内、外的加固件,吊环、支撑和夹子都在内衬施工开始前焊接到容器或管道上。

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临时性的夹子或吊环等在施工前去掉,并且将该区域打磨平滑,所有将内衬的拐角和边将加工成圆弧形。

(3)喷吹

对需要内衬的金属表面根据规范进行喷吹处理设计,以获得“白色金属”表面。 喷吹介质清洁干燥。压缩空气没有油、污物和水份。

邻近表面已上了底漆时, 附近区域不能进行喷吹,直到上底漆的区域不粘手并得到了保护。 (4)底漆

喷吹后表面在产生可见的表面锈斑之前加底漆,如果发生表面生锈,生锈区域将根据以上要求重新喷吹。可以通过喷、刷或滚动上底漆。

玻璃鳞片

玻璃鳞片涂层

防腐环境分析及防腐措施见下表:

类型 耐 温 耐腐蚀 普通型 结构层型号 ≤100 ◎ 耐热耐磨型 结构层 ≤160 ◎ 27

耐 磨 衬 里 结 构 层 厚度 〇 底漆层 普通型FGL层 普通型FGL层 面漆层 1.8mm 该结构适用区域为脱硫塔上部、除雾器区、净烟气换热器区烟道内壁及出口烟道。其主要腐蚀环境条件为: 1、该区烟气温度为(40-90)℃。 2、含微量SO2腐蚀性湿烟气引发的内壁腐蚀。 3、大气环境湿度及湿烟气引发的内壁露点腐蚀。 4、低固体含量、高流速烟气引发的内衬层轻度磨损。 ◎ 底漆层 耐热耐磨型FGL层 耐热耐磨型FGL层 耐热耐磨型砂浆层 耐热耐磨面漆层 2.8mm 该结构适用区域为高温原烟气与低温脱硫液交汇区域,即脱硫塔入口及喷淋区下部。其主要腐蚀环境条件为: 1、该区烟气温度为101-46℃,低温脱硫液温度为室温。 2、高固体含量浆液压力喷射及自重落体引发的内衬冲刷重度磨损。 3、区域环境冷热分布不均容易导致的内衬层强热应力开裂破坏(喷浆管因腐蚀扩嘴形成非雾化喷浆时)。 4、树脂高温失强导致耐磨性能下降,力学龟裂形成介质穿透性渗透导致金属基体腐蚀。

腐 蚀 环 境 分 析 6.3 玻璃钢(FRP)

脱硫塔体内部的喷淋管路材料为耐磨玻璃钢。 (1)概述

设计时严格遵守制造和检查的规定和标准。管道系统设计考虑: 我方基于以往经验的推荐

本项目的设计条件(液体、温度、压力,安装条件,气候等) 我方提供FRP的设计和制造标准。 (2)材料和制造

管道、联箱和箱罐用树脂热浸玻璃纤维线卷绕工艺制造。 玻璃钢管道每段长度设计为2m ~ 6.0m。

为减少连接数量(特别是在现场安装时)我方设计为每段最大可能长度的直管6.0m。直管段长度的确定考虑运输问题(海运或公路、铁路运输)。保证接口和附件的机械和化学性质的连续性。

接头和附件保持额定管径。

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FRP部件都有外层树脂保护,以防止紫外线和大气的影响。 (3)安装设计

FRP管道系统中的阀门和较重的部件单独悬吊或支撑,以使管道不承受过度的转矩,弯曲和纵向应力。在管道穿墙壁的地方提供直径比管道大50mm的套筒。管道和套筒间的空隙将用在干燥时是坚固而柔软的防水化合物填塞。

7控制系统

7.1仪表和控制的总体设计要求

(1)自动化水平:脱硫的自动控制系统运行可靠、稳定,达到先进控制水平,系统的自动投用率大于98%。

(2)供货范围:包括控制系统的全套硬件设备(含现场设备)、软件和各项服务;所有机柜、设备之间的供电、信号及所有与DCS连接的通讯电缆和光缆。

(3)标准化:我公司采用标准化的元器件、设备组件及开放式的系统;提供的热控产品的型式均须由甲方确认,以便于全厂的协调。

(4)文字与语言:我公司提供的所有文件、工程图纸及与甲方的通讯联络等,均使用中文。

(5)接地:DCS的总接地能直接接到电厂的电气接地网上。

(6)所设计的仪表和控制系统具有最大的可利用率、可靠性、可操作性、可维护性和安全性。

(7)运行人员在控制室内,设置一台上位机(计算机),通过上位机对脱硫系统进行启/停操作控制、正常运行的监视和操作调整以及事故工况的处理。当DCS的通讯出现故障或操作员站出现全部故障时,运行人员能通过常规的控制设备,确保装置安全停机。当某台设备出现故障时,备用设备能自动投入运行,且不影响系统的运行。 7.2仪表和控制设备

仪表的防护等级为IP65,配置有进出线防水接头。仪表的材质满足介质和环境的要求。

计量检测仪表必须经过计量认证。

吸收剂浆液密度具备闭环在线检测和控制功能,制浆管路设置密度计。 脱硫液PH值具备闭环在线检测和控制功能。

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压力变送器采用陶瓷膜片及主要电子元器件进口的法兰式(至少DN50/PN10)智能压力变送器,法兰材质能满足接触介质的防腐要求。

液位变送器采用法兰式智能压力变送器。 温度检测采用Pt100智能式一体化温度变送器。

泵的出口必须设置就地压力表,接触介质的材质须满足介质工况的耐腐耐磨要求。 脱硫控制系统采用DCS控制,保证脱硫系统关键工艺和流程的自动控制。 脱硫DCS系统完全可实现招标文件规定的功能,完成数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)、事件顺序记录(SOE)等功能以满足脱硫系统各种运行工况的要求,确保脱硫系统安全、高效运行。整个脱硫DCS的可利用率至少应为99.9% 。并满足单炉运行时的经济工况状态。 7.3 脱硫DCS系统

7.3.1脱硫DCS系统监控的主要内容有:

工艺运行状态的监测,主要采集与处理现场测量仪表的信号。根据工艺对控制系统的要求,通过调节回路进行自动调控,使脱硫系统运行在正常的工况状态下。

控制电气设备运行工况,对马达控制中心(MCC)的开关量和模拟量信号进行采集处理,判断设备的运行状态。

通过通信网络连接到锅炉主控室DCS主控系统,进行规约转换,完成对锅炉负压的监控。

据工艺设计的要求和现场实际条件,对系统进行连锁操作控制,保证系统的安全运行。

7.3.2脱硫DCS系统的主要控制回路:

(1)吸收剂浆液密度自动控制

通过控制制浆罐的进水量和石灰粉给料量,控制石灰浆池出口的密度在预置的设定点。

(2)吸收液流量控制

根据锅炉运行负荷和烟气SO2浓度,计算确定吸收剂浆液理论加入量,比较塔内吸收液PH实际值和期望值的差值,自动调节供给吸收液浆液阀开度,使PH值维持在期望值。

(3)吸收液pH控制

该控制回路的任务是测定吸收塔pH值,控制石灰的加入流量,保持吸收塔内的PH恒定。

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(4)吸收塔液位控制

吸收塔液位控制由加入到除雾器冲洗水水量来调节,冲洗水量通过改变冲洗程序中的间断时间来实现。当吸收塔池液位低于设定的最低液位,除雾器将进行不间断地冲洗,直至液位达到设定值。

(5)脱硫系统紧急停运

吸收塔液位与泵的运行、停止,与搅拌机的运行、停止必须实现自动联锁控制。 仪表和控制系统至少要实现对以下部位的相关监测和控制,并设置工艺必要的联锁回路:

烟气系统:挡板门状态及启闭过程的控制; 吸收塔入口:烟气温度,烟气压力; 吸收塔出口:净烟气温度和压力;

吸收塔:液位,压力,循环液pH值,吸收塔循环浆液的温度; 箱罐:液位(法兰式压力变送器)、石灰粉仓料位计; 大于22KW电机的电流(变送器)。

七、技术规范

1脱硫系统承包范围

本工程为锅炉烟气脱硫系统改造工程,所有增加系统及设备范围内(包括脱硫系统、脱硫剂制备系统、脱硫石膏处理及再利用系统、工艺水系统、烟气系统、电气、仪控、消防系统等)所有的设备、管道、电控、烟道保温、防腐、防护等的设计、制造、供货、施工、调试、验收等都在承包范围。其中土建部分为提供详细设计条件,由甲方负责设计和施工。

2对脱硫系统总的技术规范

2.1本脱硫系统达到技术先进的要求,所有设备的制造和设计符合安全可靠、连续有效运行的要求,设备的可利用率大于98%。脱硫在Ca/S摩尔比为1.03~1.05范围内,最高负荷条件下最低脱硫率保证值不低于99%。系统年可投运时间不小于8000h。脱硫后SO2浓度小于50mg/Nm3,脱硫系统的选择考虑煤种变化的可能。含硫量波动范围1.0~2.5%。 2.2脱硫系统不影响机组的安全、稳定运行。脱硫系统不降低机组的出力,不影响锅炉效率。

2.3锅炉的连续运行不受脱硫系统运行或停运的限制,脱硫系统的负荷范围与锅炉负荷范

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围相协调,为锅炉最大连续出力的30%~110%。在负荷调整时有良好的、适宜的调节特性,在电厂运行的条件下能可靠和稳定地连续运行。当机组负荷有较大变化时,SO2回复到设定排放值最长不超过10min。提供锅炉负荷变化率如下:

-定压运行,不低于5%B-MCR/min -滑压运行,不低于3%B-MCR/min -阶跃负荷,不低于10%B-MCR/min

脱硫装置的设计和运行能快速响应以上锅炉负荷变化。 2.4脱硫装置投运时,烟囱入口处烟气温度不低于40℃。

2.5本方案提供的设备和阀门在安装后用标准标牌注明设备型号规范以及操作要求,管道要按规定标示所属系统和流向。

2.6脱硫系统所需仪表及检修用的压缩空气由甲方提供。 2.7本方案优化设计,以降低脱硫系统的电耗。

2.8甲方负责提供脱硫系统工艺用水,本方案负责工艺水系统的设计和供货。甲方将工艺水管道送至脱硫岛综合楼内。

2.9为保证脱硫系统安全、连续、稳定地运行,系统的附属设备必须设置备用。 2.10保温、油漆、防腐和防护

本方案负责脱硫系统范围内的保温、油漆和防腐、防护设计及供货、施工。 (1)吸收塔采用碳钢结构。采用碳钢制作的,内表面采用加强型玻璃鳞片防腐衬里,玻璃鳞片厚度1.8mm。钢材符合GB/T 699、GB/T 912及GB/T 3077的规定。

(2)由于石灰浆液和石膏浆液在管道内极易出现结垢,所以在设计管道时,本方案充分考虑浆液流速、压力问题;管道冲洗问题。

(3)系统中保温内容及保温方法 脱硫系统保温一览表: 序号 1 2 保温部位 烟气管道 脱硫塔体 保温材料 岩棉 岩棉 保温厚度(mm) 50 50 外护板 δ0.5mm彩板 δ0.5mm彩板 (4)设备的所有部件的金属表面均在出厂前进行净化和油漆。 (5)钢结构净化后先涂防锈漆,面漆在现场施工完后再刷。 (6)所有易被踩踏的保温有良好的防护措施。

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(7)在必要的部位,采取防雨、防冻、防尘及保证人身安全的防护措施。 2.11本方案在设计中为其所有设备和仪表等配置必要的扶梯和平台,满足运行、维护、检修的需求。根据实际需要,大致扶梯倾角一般为45°,特殊条件下不大于60°,步道和平台的宽度大于600mm,平台与步道之间的净高尺寸大于2m,扶梯栏杆及围栏采用钢管,高度不小于1.1m,安全护板不低于100mm,平台与步道采用刚性良好的防滑格栅平台和防滑格栅板,必要的部位可采用花纹钢板。平台荷载不小于4kN/m2,步道荷载不小于4kN/m2。 2.12脱硫采取防腐蚀、防磨、防堵、防结垢、防冻措施。在管道防结垢方面,设置冲洗措施;各泵类优先布置于有取暖设施的室内,管道需设计排空措施,以解决防冻问题。 2.13脱硫岛的使用寿命不低于30年,本方案提供随机及一年备品备件,并保证终身以优惠价提供所有的备品备件,提供可供市场采购的标准件型号、规格、数量。

2.14外购的主要设备及材料,本方案提供3个以上备选厂商,甲方要考虑尽量与全厂一致,以利将来的运行检修维护。

2.15脱硫系统的检修期与主机组一致,大修3年一次,小修1年一次。 2.16脱硫塔内喷嘴材质为碳化硅;并易于更换和维修。

八、设备清单

序号 一 二 1 1.1 设备名称 土建、基础 工艺设备 烟气系统 规格型号 单厂 家 名 称 数量 位 (分包商) 甲方负责 1.2 FGD出口烟气型式:电动挡板;规格:套 2 挡板 1500mm(W)×1500mm(H);框架、叶片、轴材质:Q235;密封片材质:316L;全开到全关的关闭时间:≤30秒;电机功率0.55 kW;运行烟温50℃;设计烟温150℃; FGD进口烟气进口烟道:1600mm(W)× 套 2 管道 1800mm(H);最高使用温度:300℃(持续30分钟);设计压力:-2000/+4500Pa;钢板厚度5mm;保温50mm岩棉+0.5mm彩钢板; 33

1.3 2 2.1 FGD出口烟气出口烟道:1500mm(W)× 套 2 管道 1500mm(H);最高使用温度:150℃(持续30分钟);设计压力:-2000/+4500Pa;钢板厚度5mm;保温50mm岩棉+0.5mm彩钢瓦板;内衬玻璃鳞片; SO2吸收系统 吸收塔本体 2.2 喷淋层 型式:双向喷雾脱硫装置+喷淋台 2 塔;吸收塔Ф3800;塔高度:22m;材质:碳钢+玻璃鳞片树脂内衬;浆液喷管材质:FRP;反应液气比≥15L/Nm3;材料:Q235;下部厚度10mm,上部厚度8mm; 一级两层喷雾;二级三层喷雾,层 5×2 二级喷嘴采用空心锥;材质:SiC;吸收塔循环管/喷浆管:材质:FRP;管径DN200/150/ 125/50; 台 2 2.3 除雾器 2.4 2.5 2.6 高效离心式;尺寸Ф3800mm;级数:2级;材料:316L不锈钢;烟气出口雾滴含量75mg/m3 吸收塔循环泵 型式:离心式;流量:500m3/h;压头:22mH;泵壳及叶轮材质:合金;电机功率:55/75kw;耐氯离子40g/l。转速:1450r/min;泵前泵后配置橡胶防振节; 循环泵管道及材质:FRP,内衬防腐耐磨层;阀管件阀门 门采用碳钢衬胶蝶阀;防振节采用橡胶软连接; 氧化风机及管型式:罗茨式;流量:22m3/min道 (湿);压头:55KPa;机壳材质:灰口铸铁(HT250);叶轮材质:灰口铸铁(HT250);轴材质:45#钢;齿轮材质:20CrMo;电机功率:37kw;含进出口消声器; 塔底搅拌器 台 3×2 层 3×2 台 3 34

2.7 型式:侧入式;电机功率:5.5kw;搅拌叶轮及搅拌轴均须为全金属台 2 结构,材质为316L或以上。 3 脱硫剂制备系 统 钢结构,Φ2.87m×H9m; 3.1 石灰储仓 座 1 23.2 仓顶布袋除尘过滤面积:6m,耗气量台 1 器 0.1m3/min;

3.3 石灰卸料系统 手动插板阀Φ250;星型卸料器型号YCD-250,N=1.1kw,卸料器+变频电机;螺旋给料机:N=1.5kw; 3.4 石灰浆液搅拌型式:螺旋桨;叶片直径650;转器 速:80转/分;叶片材质:碳钢衬胶;电机功率:3kw; 3.5 石灰浆液输送型式:离心式;流量:300m3/h;泵 扬程:22m;泵壳及叶轮材质:合金;电机功率:37/45kW;耐氯离子40g/l。配置橡胶防振节; 3.6 石灰浆液输送PPR;阀门采用碳钢衬胶蝶阀;防管道管件 振节为橡胶软连接; 3.7 石灰浆液搅拌型式:螺旋桨;叶片直径1700;器 转速:30~50转/分;叶片材质:碳钢衬胶;电机功率:5.5kw; 石膏脱水系统 4 4.1 石膏浆液搅拌型式:螺旋桨;叶片直径1900;器 转速:30~50转/分;叶片材质:碳钢衬胶;电机功率:7.5kw; 石膏浆液泵 型式:离心式;流量:30m3/h;扬程:35m;泵壳及叶轮和入口轴套材质:合金;电机功率:11kW;耐氯离子40g/l。 石膏浆液输送PPR管道;阀门采用碳钢衬胶蝶管道 阀;防振节为橡胶软连接; 工艺水泵 型式:离心式;流量:40m3/h;扬程:45m;普通清水泵;电机功率:11kW; 水力旋流器 型式:离心式;流量:30m3/h; ,聚氨脂或衬胶;旋流子三个,两用一备; 真空皮带过滤型式:真空皮带过滤机,4m2;出力机 3t/h (湿滤饼,含水率<20%);电机功率3kw变频,运行速度可调;配套水环式真空泵,功率30kw;配套真空罐;配套冲洗水。 电气系统 进线柜 套 1 台 1 台 2 套 1 台 1 台 1 4.2 台 2 4.3 4.4 套 1 台 1 4.5 台 1 4.6 台 1 三 1 GGD型,600×600×2200,空气开台 1 关、塑壳开关和交流接触器等电气元件为正泰公司产品; 35

2 MCC柜 3 4 5 GGD型,600×600×2200,90kw台 3 以上电机用软启,空气开关、塑壳开关和交流接触器等电气元件为正泰公司产品; 脱硫剂制备专800×600,空气开关、塑壳开关台 1 用柜 和交流接触器等电气元件为正泰公司产品; 就地控制箱 现场就地控制 台 5 检修箱 400×300,空气开关、塑壳开关台 1 和交流接触器等电气元件为正泰公司产品; 低压电缆:ZR-YJV-1kV; 批 1 甲方负责总进线电缆送至进线柜;乙方负责进线柜后面的电缆; 批 1 批 1 6 动力电缆 7 8 四 1 低压母线桥架 穿线管 照明系统 照明配电箱 2 五 1 1.1 1.2 1.3 户内式,内装两孔和三孔插座及只 1 足够的空开;照明灯具及线缆由甲方负责; 检修照明变压220/36V/24V/12V 台 1 器 热工控制系统 脱硫控制系统采用一套DCS系统; FGD-DCS 计算机 显示器 操作台 酷睿双核,内存2G,硬盘500G 21寸液晶 套 1 台 1 台 1 800×1400×700,豪华金属操作台 台 1 组态软件、编程 600×600×2200 套 1 套 1 1.4 DCS软件 1.5 2 控制柜 控制电缆 3 4 4.1 UPS KVV-0.45/0.75kV,控制电缆套 1 KVVP-0.45/0.75kV,屏蔽控制电缆 3KVA 台 1 脱硫就地仪 表、变送器等 压力表 隔膜式,表盘:Φ100,接头:DN25只 9 36

4.2 温度计 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 pH计 热电阻 差压变送器 料位计 液位变送器 法兰,范围:0~1MPa,与介质接触部件材质为316L不锈钢 表盘:Φ100,接头:DN25法兰, 只 6 量程及范围:0~100/200℃,保护套管:1Cr18Ni9Ti 玻璃电极,带4~20mA信号输出,只 2 带控制箱,IP65。精度:1。 Pt100 支 2 量程0~3000Pa;带现场显示;防只 2 护等级IP65; 阻旋式,防护等级:IP65; 只 2 智能侧装法兰式,与介质接触面只 2 材质HC合金,输出信号:4~20mADC,法兰安装DN80,防护等级 IP65; 九、技术文件提供范围

按照ISO9001:2008国际质量标准体系脱硫除尘设备的设计、生产及安装服务认证要求提供如下资料(工程验收前提供):

1、交工资料(工程及技术资料) 3套 2、竣工图纸 3套 3、易损件、备件图纸(如果有) 3套

十、其 它

1、未尽事宜由双方协商解决。

2、本技术协议一式四份,甲乙双方各执两份,具有同等法律效力。

甲方: 乙方: 代表签字: 代表签字:

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/x4lg.html

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