大唐清苑热机脱硫脱硝资料-J03-00

13-F00971C-J02-00

大唐保定南郊热电厂工程

初步设计说明书

第八卷 脱硫、脱硝部分

ISO9001质量认证注册号：05005Q10038RIL 工程设计证书甲级编号：030001 — sj 工程勘察证书甲级编号：030001 — kj

2010年01月 石家庄

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

批 准： 邱世平

审 核： 徐德录、马 平

校 核： 于 滨

编 写： 郭 伟 刘建群 赵 志 周世杰 傅 雷 孔莉倓 田 华 刘 伟 史程芳 王 伟

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 i 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

初步设计文件总目录

第一卷 总的部分 第二卷 电力系统部分 第三卷 总图运输部分 第四卷 热机部分 第五卷 运煤部分 第六卷 除灰渣部分 第七卷 电厂化学部分 第八卷 脱硫、脱硝部分 第九卷 电气部分 第十卷 热工自动化部分 第十一卷 建筑结构部分

第十二卷 采暖通风及空气调节部分 第十三卷 水工部分 第十四卷 环境保护 第十五卷 消防部分 第十六卷 劳动安全部分 第十七卷 职业卫生部分 第十八卷 节约能源及原材料 第十九卷 施工组织大纲部分 第二十卷 运行组织及设计定员部分 第二十一卷 管理信息系统部分 第二十二卷 主要设备材料清册 第二十三卷 工程概算

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 ii 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

本部分图纸目录

序号 1 2 3 4 图 号 13-F00971C-J02-00 13-F00971C-J02-01 13-F00971C-J02-02 13-F00971C-J02-03 图 纸 名 称 脱硫脱硝初步设计说明书 石灰石－石膏湿法脱硫工艺流程图 脱硝系统工艺流程图 脱硫场地布置图 张数 1本 1 1 1 HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 iii 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

目 录

第一部分 脱硫部分 ...................................................................................................................................... 1 第一章 脱硫概述 ........................................................................................................................................... 1 1.1 项目概况 .............................................................................................................................................. 1 1.2 设计依据 .............................................................................................................................................. 1 1.3 建设条件 .............................................................................................................................................. 2 1.4 脱硫总平面布置 .................................................................................................................................. 2 1.5 电气 ...................................................................................................................................................... 3 1.6 热控系统 .............................................................................................................................................. 3 1.7 烟气脱硫主要指标 .............................................................................................................................. 3 第二章 工艺部分 ........................................................................................................................................... 4 2.1 脱硫装置规模 ...................................................................................................................................... 4 2.2 设计范围 .............................................................................................................................................. 4 2.3 烟气脱硫工艺方案的选择 .................................................................................................................. 4 2.4 脱硫工艺简介 ...................................................................................................................................... 7 2.5 烟气脱硫在我国应用情况 .................................................................................................................. 8 2.6 脱硫工艺方案的选择 .......................................................................................................................... 9 2.7 脱硫工程工艺系统及主要设备选择 ................................................................................................ 12 2.8 脱硫岛的布置 .................................................................................................................................... 22 第三章 土建部分 ......................................................................................................................................... 23 3.1 设计范围 ............................................................................................................................................ 23 3.2 主要设计技术数据 ............................................................................................................................ 23 3.3 主要建筑材料 .................................................................................................................................... 23 3.4 建筑物安全等级、重要性类别及抗震设防烈度 ............................................................................ 24 3.5 地基与基础 ........................................................................................................................................ 24 3.6 主要建（构）筑物 ............................................................................................................................ 24 3.7 抗震设计 ............................................................................................................................................ 25 第四章 水工专业 ......................................................................................................................................... 26 4.1 概述 .................................................................................................................................................... 26 4.2 脱硫供排水部分 ................................................................................................................................. 27 第五章 消防系统 ......................................................................................................................................... 29 5.1 消防给水 ............................................................................................................................................ 29 5.2 其他 .................................................................................................................................................... 29 第六章 采暖通风系统 ................................................................................................................................. 30 6.1 概述 .................................................................................................................................................... 30 6.2 采暖通风 ............................................................................................................................................ 31 6.3 除尘 .................................................................................................................................................... 32 第七章 电气部分 ......................................................................................................................................... 33 7.1 电气系统接线 .................................................................................................................................... 33 7.2 电气设备布置 .................................................................................................................................... 33 7.3 过电压保护及接地 ............................................................................................................................ 33 7.4 照明和检修 ........................................................................................................................................ 34 7.5 电缆设施 ............................................................................................................................................ 34

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 iv 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第八章 自动化部分 ..................................................................................................................................... 35 8.1 建设规模和设计范围 ........................................................................................................................ 35 8.2 脱硫系统热工自动化水平 ................................................................................................................ 35 8.3 脱硫系统热工自动化功能 ................................................................................................................ 35 8.4 脱硫系统热工自动化选型 ................................................................................................................ 36 8.5 脱硫系统电源 .................................................................................................................................... 36 8.6 脱硫系统气源 .................................................................................................................................... 36 8.7 电气二次线部分 ................................................................................................................................ 37 第二部分 烟气脱硝部分 ............................................................................................................................ 38 第一章 概述 ................................................................................................................................................. 38 第二章 设计标准及规范 ............................................................................................................................. 39 第三章 工艺方案 ......................................................................................................................................... 41 3.1 选择性催化还原脱硝工艺（SCR）概要......................................................................................... 41 3.2 烟气流程 ............................................................................................................................................ 41 3.3 氨喷射系统 ........................................................................................................................................ 41 3.4 SCR反应器 ....................................................................................................................................... 42 3.5 催化剂 ................................................................................................................................................ 42 3.6 还原剂制备系统 ................................................................................................................................ 43 3.7 吹灰系统 ............................................................................................................................................ 46 3.8 性能保证 ............................................................................................................................................ 47

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 v 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第一部分 脱硫部分 第一章 脱硫概述

1.1 项目概况

大唐保定南郊热电厂位于保定市南环线以南3公里处清苑县境内，南距清苑县城约2公里。保定南郊热电厂的建设将落实《保定市集中供热规划》及《保定市热电联产规划》中南部热源点的建设，覆盖保定市铁路以东南部供热区域1027万平方米及清苑县327万平方米的采暖面积，取代保定市313台和清苑县117台采暖小锅炉。该项目建成后将使保定市南部及清苑县的环境得到极大的改善，同时，对保定南部和清苑县的经济发展做出积极贡献。本工程由大唐河北发电有限公司独资建设，计划2009年初开工建设，2010年两台机组投入运行。 1.2 设计依据

1) 三大主机资料；

2) 《大唐保定南郊热电厂工程可行性研究报告》及审查意见等可行性研究资料； 3) 《大唐保定南郊热电厂工程接入电力系统可行性研究报告》及审查意见；(有修改)

4) 水资源论证报告及审查意见； 5) 地质灾害评估报告及审查意见； 6) 地震安全性评价报告及审查意见； 7) 水土保持方案及审查意见； 8) 环境影响评价报告及审查意见； 9) 本工程初步设计原则及审查意见； 10) 《设计委托合同》；

11) 《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》DLGJ9?92； 12) 中国大唐集团公司火电项目主要设备采购指导手册； 13) 中国大唐集团公司火电工程控制造价的若干措施；

14) 中国大唐集团公司企业标准《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施导则》；

15) 中国大唐集团公司企业标准《电缆防火标准》（试行）； 16) 中国大唐集团公司火电工程造价控制指标；

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 1 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

17) 中国大唐集团公司新（扩）建火电工程设计与设备选用的指导意见； 18) 国家或行业颁布的有关法令、法规、标准及专业技术规程等。 1.3 建设条件 1.3.1 建设场地

本期脱硫设施布置在烟囱的外侧。脱硫废弃物为石膏浆液。本工程的石膏浆在厂内脱水，将含水10%的石膏运往综合利用用户或暂运往灰场贮存，而不是以石膏浆的方式抛弃。

1.3.2 燃料及石灰石来源

本期工程脱硫吸收剂采用外购石灰石粉，厂内制浆。

本期工程建成后每年所需脱硫用石灰石粉约6~8万吨，石灰石粉来源稳定，可满足电厂需要，电厂所需石灰石粉考虑由公路运输来承担。 1.3.3 脱硫石膏处理

1) 本工程采用湿式石灰石-石膏法进行烟气脱硫，年产脱硫石膏量约7～16万吨。本期工程石膏综合利用情况待定。

2) 工艺流程

从吸收塔排出的石膏浆固体物含量约为15%-20%，石膏浆经一级水力旋流器浓缩至固体物含量约40%～50%后, 进入石膏二次脱水装置，经脱水处理后的石膏固体物表面含水率不超过10%，脱水石膏送入石膏仓中存放待运。水力旋流器分离出来的溢流液一部分经二级水力旋流器浓缩后排入废水处理系统，一部分送入缓冲池作为吸收塔补充水循环使用。为控制脱硫石膏中Cl-等成份的含量，在石膏脱水过程中设有冲洗装置，用清水对石膏进行冲洗。石膏脱水装置滤出液、石膏及脱水装置冲洗水进入滤出液接收池，被送入吸收剂制浆池循环使用，或者进入缓冲池进一步利用。

3) 石膏脱水方案

目前应用较多的石膏脱水装置有真空带式脱水机和篮式离心脱水机两种，经综合分析比较真空带式脱水机具有运行更为可靠，维护方便等优点，所以推荐采用真空带式脱水机。

1.4 脱硫总平面布置

本脱硫工程为扩建2×300MW机组的1025t/h锅炉进行全烟气脱硫，采用石灰石-石膏湿法脱硫方式。系统设备采用室内与露天布置结合的方式。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 2 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

不设GGH，增压风机与引风机合并，吸收塔、脱硫泵房等其它脱硫设施顺序布置。

此脱硫场地主要布置有：吸收塔、脱硫综合楼、事故浆罐、石灰石浆罐、工艺水箱。原料采用石灰石粉，通过汽车运进厂内。 1.5 电气

采用6kV和380V两级电压。

每台机组不单独设置6kV脱硫工作母线，脱硫系统的高压厂用电负荷由每台机组的6kV工作母线段直接引接。

每台机组设置一台脱硫低压工作变压器和一段380V脱硫低压工作母线，两台变压器互为备用。 1.6 热控系统

根据脱硫系统的工艺特点，本期工程脱硫系统拟纳入机组分散控制系统（DCS），在机组DCS操作员站进行监控。脱硫吸收塔系统、烟气系统纳入单元机组DCS，吸收剂制备及供应系统、石膏脱水系统、脱硫公用系统（工艺水系统、冷却水系统、压缩空气系统等）纳入机组公用DCS。其自动化水平与机组等同。 1.7 烟气脱硫主要指标

本工程采用湿法石灰石—石膏法脱硫工艺。设计煤种Sar =1.68%，校核煤种的Sar为1.82%，脱硫烟气为100%，FGD脱硫效率大于96.2%，石膏中二水硫酸钙纯度大于93%。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 3 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第二章 工艺部分

2.1 脱硫装置规模

本脱硫工程拟在本工程2×300MW国产机组上装设全烟气脱硫装置，并与该机组同步建设。

根据环保排放要求，本期工程脱硫系统按100％烟气脱硫，且脱硫效率在96.2%以上。 2.2 设计范围

根据目前国内同类电厂烟气同类项目的经验，并结合本工程的实际情况，全套烟气脱硫装置的工艺部分利用国外技术，并关键设备和材料从国外进口，其余在国内采购。

本工程初步设计的工艺部分包括脱硫工艺系统的拟定、主要设备的选择和布置，其设计范围如下：SO2吸收系统、烟气系统、石灰石浆液制备系统、工艺水系统、石膏浆液排放系统、脱硫废水处理及排放系统、起吊设施、保温油漆等。 2.3 烟气脱硫工艺方案的选择 2.3.1 煤质分析资料

1) 燃料特性及灰特性

煤质资料

名 称 收到基碳 Car 收到基氢 Har 收到基氧 Oar 收到基氮 Nar 收到基全硫St.ar 全水份 Mt 收到基灰份 Aar 空气干燥基水份 Mad 干燥无灰基挥发份Vdaf 收到基低位发热量 Qnet,ar 可磨系数 HGI 单 位 % % % % % % % % % MJ/kg 设计煤种 54.24 3.89 3.01 0.83 1.68 7.00 29.35 0.86 17.99 20.72 83 校核煤种 52.42 2.58 2.81 0.98 1.82 8.8 30.59 1.21 14.21 19.50 63 HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 4 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

名 称 冲刷磨损指数 Ke 煤粉着火温度数 单 位 ℃ 设计煤种 2.47 770 校核煤种 / / 灰熔融性

名称及符号 变形温度DT 软化温度ST 流动温度FT 半球温度温度HT 单位 ℃ ℃ ℃ ℃ 设计煤种 > 1500 > 1500 > 1500 > 1500 校核煤种 > 1500 > 1500 > 1500 > 1500 灰成份

数 值 名 称 二氧化硅 三氧化二铝 三氧化二铁 氧化钙 氧化镁 三氧化硫 二氧化钛 氧化钾 氧化钠 二氧化锰 符 号 SiO2 AI2O3 Fe2O3 GaO MgO SO3 TiO2 K2O Na2O MnO2 单 位 设计煤种 % % % % % % % % % % 52.03 33.46 5.74 3.48 1.45 0.65 1.14 1.02 0.45 0.004 校核煤种 53.54 32.57 5.45 3.28 1.35 0.55 1.23 0.85 0.37 0.004 2.3.2 锅炉耗煤量(一台机组)

项 目 小时燃煤量 日燃煤量 年燃煤量 单 位 t/h t/d t/a 设计煤种 140.19 3084.23 771058.18 校核煤种 148.49 3266.88 816720.56 备 注 按22h 按5500h

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 5 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

1) 锅炉燃煤量的计算原则

(1) 锅炉的年利用小时数按5500小时计算； (2) 锅炉日平均运行小时数按22小时计算； (3) 锅炉连续排污率为1%； (4) 燃煤量按锅炉BMCR工况计算； (5) 锅炉热效率按制造厂保证值91.7%计算。 2.3.3 设计基础参数---脱硫系统入口烟气参数(一台机组)

表2.3-3

干烟气量 过剩空气系数 烟气温度 烟尘浓度 单 位 m3/s ℃ mg/Nm3 设计煤种 312 1.437 121.7 100 校核煤种 304 1.437 121.1 100 2.3.4 吸收剂耗量及品质

湿法烟气脱硫吸收剂为石灰石，其品质见下表4。在满足环保要求的前提下，电厂烟气脱硫工程石灰石耗量见表5。

石灰石成分分析（重量百分数）

项目名称 氧化钙 二氧化硅 氧化镁 三氧化二铝 三氧化二铁 三氧化硫 符 号 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 SO3 L.O.I 单 位 % % % % % % % 石灰石 54.18 1.30 0.22 0.42 0.17 0.03 ----- 石灰石粉 54.01 1.70 0.37 0.68 0.20 0.02 42.53 每炉石灰石耗量表 表5 项 目 小时耗量（t/h） 日耗量 （t/d） 年耗量 （t/a） 设计煤种 12.68 279.01 69753.29 校核煤种 14.52 319.51 79878.11 HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 6 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

注：1、年利用小时数按5500小时考虑。

2、日平均运行小时数按22小时考虑。 3、按锅炉BMCR工况考虑

2.4 脱硫工艺简介

目前世界上燃煤电厂烟气脱硫的方法很多，这些方法的应用主要取决于锅炉容量和调峰要求、燃烧设备的类型、燃料的种类和含硫量的多少、脱硫剂的供应条件及电厂的地理条件、副产品的利用等因素。

按脱硫过程中脱硫剂的状态可分为湿法、半干法、干法。

烟气脱硫法分类表 表2.4-1

分 类 石灰石(石灰)-石膏法 石灰(石灰石)法 稀硫酸-石膏法 苏打-芒硝法 苏打回收法 苏打-石膏法 湿法 苏打硫酸法 NH3-硫氨法 NH3-石膏法 AL-石膏法 氢氧化镁 镁-石膏法 海水脱硫法 炉内吹入法 烟道吹入法 半干法 吸收塔吹入法 电子束法 活性炭吸附法 干 法 煤灰利用法 炉内吹入法 石灰 氨 活性炭（吸附剂） 煤灰-石膏-石灰 石灰 硫铵.销氨 硫酸/硫磺 无水石膏及其他 脱硫剂 石灰石/石灰 石灰石/石灰 稀硫酸 苛性钠 苛性钠 苛性钠 苛性钠 氨 氨 硫酸铝 氢氧化镁 氢氧化镁 海水 石灰石/石灰 石灰 可利用副生成物 石膏 石膏 亚硫酸钠 石膏 硫酸 硫铵 石膏 石膏 石膏 排放副产物 亚硫酸钙 硫酸钠(芒硝) HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 7 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

按脱硫工艺在生产中所处的部位不同可采用： 燃烧前脱硫，如原煤洗选脱硫；

燃烧中脱硫，如洁净煤燃烧和炉内喷钙； 燃烧后脱硫，如烟气脱硫。

燃烧后的烟气脱硫是目前世界上控制SO2污染所采用的主要手段。

上述脱硫工艺中，有的技术较为成熟，已达到工业应用的水平，有的尚处于试验研究阶段。

2.5 烟气脱硫在我国应用情况

90年代初，我国在四川珞璜电厂2×360MW机组引进了两套日本三菱公司制造的湿式石灰石－石膏脱硫装置，脱硫效率＞96.8%。90年代中期，山西太原第一发电厂与日本电源开发株式会社合作建成烟气处理量为600000m3/h的简易湿法脱硫运行一直稳定。四川白马发电厂200MW机组1990年建成旋转喷雾干燥法烟气脱硫的中间装置，处理烟气量70000Nm3/h，脱硫效率＞95%。山东青岛市黄岛电厂与日本电源开发株式会社合作，在210MW机组上建成烟气处理量为300000m3/h喷雾干燥法半干式烟气脱硫装置，设计脱硫效率＞70%。

近几年来，我国脱硫应用发展较快，多种脱硫工艺在我国都有电厂安装。如深圳西部电厂的海水脱硫；成都热电厂的电子束脱硫，四川重庆热电厂、北京第一热电厂、浙江半山电厂的湿法脱硫等。

目前我国相继从日本、德国等几家公司引进了数套石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置，以及与国外合作建成了几套采用其他技术的示范装置或试验装置。现将国内引进脱硫装置已运行和正在建设电厂汇总见表2.5-1和表2.5-2（截至2000年底）。

国内引进脱硫装置已运行和在建电厂汇总表 表2.5-1

石灰石-石膏湿法烟气脱硫 项 目 单 位 珞璜电厂二期 热电厂 脱硫机组容量 脱硫装置容量 引进国家及厂商 投产时间 MW 烟气量 2×360 85％ 日本MHI 31999年8月 ＃国华北京 半山发电厂 重庆电厂 太原第一 热电厂 2×125 100％ 德国Steinmuller 2×200 100％ 1×300 50％ 日本日立－Babcock 2×165 100％ 2000年 2000年 2000年9月 1996年 4月 HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 8 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

石灰石-石膏湿法烟气脱硫 项 目 单 位 珞璜电厂二期 热电厂 41999年10月 ＃国华北京 半山发电厂 重庆电厂 太原第一 热电厂 10月 1.5 95 ％ 1230000 155 - 400 1306209 80 ≤180 50 3.33 95 ％ 1760000 150 7600mg/Nm3 200 1954918 80 ＜400 ＜50 2.665 80％ 600000 140 2000PPm 500 647440 饱和温度 400PPm ＜500 1月 1.04 95 ％ 927145 144 2600 PPm - 956672 83 130 - 设计燃煤含硫量 脱硫效率 ％ 4.02 80 ％ 2×915000 142 3500 PPm 213 - 80 - - FGD入口湿烟气量 Nm3/h FGD入口烟气温度 FGD入口SO2浓度 ℃ FGD入口烟尘浓度 mg/Nm3 FGD出口湿烟气量 Nm3/h FGD出口烟气温度 ℃ FGD出口SO2浓度 mg/Nm3 FGD出口烟尘浓度 mg/Nm3

2.6 脱硫工艺方案的选择

脱硫工艺方案应根据锅炉容量和调峰要求、燃煤硫份、二氧化硫控制规划和环评要求的脱硫效率、脱硫工艺成熟程度和国产化程度、脱硫剂供应条件、副产品、脱硫灰和飞灰的综合利用条件、废水、废渣排放条件、厂址场地布置条件等因素，经全面技术比较后确定。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 9 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

烟气脱硫工艺方案比较表 表2.6-1

工艺方案 项目 技术成熟程度 适用煤种含硫量(%) 应用单机规模 脱硫效率 (%) 吸收剂 吸收剂来源 副产品种类及状态 副产品出路 Ca/S 厂用电率(%) 设备占地面积 施工周期 投资费用 运行费用 石灰石-石膏湿法 海水脱硫 旋转喷雾半干法 成熟 没有限制 没有限制 95以上 石灰石 当地或外地 石膏(湿) 可以综合利用 1.03～1.05 1～1.5 大 长 高 高 成熟 - 没有限制 90以上 海水 当地 无 - - 1 较大 较长 较高 较低 成熟 1～3 多为中小机组 70左右 消石灰 当地或外地 脱硫废渣(半干) 难利用 1.5～2 ＜1 较大 较长 较高 较高 炉内喷钙增湿活化 成熟 <2 电子束 工业试验 多为中小机组 多为中小机组 75左右 石灰石 当地或外地 脱硫废渣(干) 难利用 ＜2.5 <1 小 短 低 较低 80以上 氨 当地或外地 硫酸铵/硝酸铵(干) 可利用 - 2 中 短 较高 较高 占有市场份额 最大，90%以上 较少 较少 较少 较少 2.6.1 烟气脱硫工艺的确定 由于环保的要求日益严格，国内已建、在建的脱硫工程越来越多，对于本工程： 1) 电子束法脱硫工艺目前尚处于试验研究阶段，在成都热电厂进行的相当于100MW烟气脱硫试验装置，故不适合；

2) NID、氨法脱硫工艺还没有在300MW以上大机组上应用的业绩和经验，工艺所需的吸收剂液氨和氨水难以保证供应，所以，不适合本工程情况；

3) 炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫工艺适用于对脱硫效率要求不高的中小机组脱硫，本工程的脱硫效率要求不低于80.93%，且拟建机组容量为单机300MW的大型机组，因此这一脱硫工艺不能满足要求；

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 10 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

4) 海水法脱硫工艺十分简单，且无固体废物排放，运行成本低，但本工程为非海滨电厂不具备海水脱硫条件。

5) 石灰石—石膏湿法脱硫工艺具有在国内外大型发电机组上应用的业绩，当地石灰石资源丰富，结合湿式石灰石/石膏法的工艺特点，脱硫效率较高，在90%～95%，完全能满足最新环保标准的要求。

6) 回流式延期循环流化床技术（RCFB）干法烟气脱硫技术，单台烟气脱硫装置可处理相当机组容量为5~300MW锅炉的烟气。此种工艺投资较少，占的面积小，工艺流程简单，无工艺废水等。更重要的是其可在很低的钙流量下达到与湿法脱硫技术相同的脱硫率，其脱硫效率根据用户的要求以及排放要求可以达到80~95%以上。国外已有成功的运行经验，国内山西某电厂的烟气脱硫的干法脱硫已进行了招标。由于石家庄地区缺水及布置场地有限，该工艺有一定的竞争能力，在脱硫系统招标中可以考虑此工艺。

2.6.2 本期脱硫工艺

综上所述，本期工程脱硫工艺暂推荐石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，理由如下：

(1) 脱硫效率高。石灰石（石灰）--石膏湿法脱硫工艺脱硫率高达95%以上，脱硫后的烟汽不但二氧化硫浓度很低，而且烟汽含尘量也大大减少，大机组采用湿法脱硫工艺，二氧化硫脱除量大，有利于地区和电厂实行总量控制。

(2) 技术成熟，运行可靠性好。国外火电厂石灰石（石灰）--石膏湿法脱硫装置投运率一般可达98%以上，由于其发展历史长、技术成熟、运行经验多，因此不会因脱硫设备而影响锅炉的正常运行。特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺。使用寿命长，可取得良好的投资效益。

(3) 对煤种变化的适应性强。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟汽脱硫，无论是含硫量大于3%的高硫煤，还是含硫量低于1%低硫煤，石灰石（石灰）--石膏湿法脱硫工艺都能适应。

(4) 吸收剂资源丰富，价格便宜。作为石灰石（石灰）--石膏湿法脱硫工艺吸收剂的石灰石，再我国分布很广，资源丰富，许多地区石灰石品位也很好，碳酸钙含量在90%以上，优者可达95%以上。在脱硫工艺的各种吸收剂中，石灰石价格最便宜，破碎磨细较简单，钙利用率较高。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 11 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

(5) 脱硫副产物便于综合利用。石灰石（石灰）--石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。在日本、德国脱硫石膏年产量分别为250万吨河350万吨左右，基本上都能综合利用，主要用途是用于生产建材产品和水泥缓凝剂。脱硫副产物综合利用，不仅可以增加电厂效益、降底运行费用，而且可以减少脱硫副产物处置费用，延长灰场使用年限。

(6) 技术进步快。近年来国外对石灰石（石灰）--石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断的改进，如吸收装置由原来的冷却、吸收、氧化三塔合为一塔，塔内流速大幅度提高，喷嘴性能进一步改善等。通过技术进步和创新，可望使该工艺站地面积较大、造价较高的问题逐步得到解决。

(7) 适应国内外发展趋势，符合国家产业。石灰石（石灰）--石膏湿法脱硫是目前世界上应用最多的脱硫工艺，特别是在美国、德国和日本，应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上，应用的单机容量已达100万千瓦，在国内已建、在设计中的电厂中，石灰石（石灰）--石膏湿法脱硫也占到90%以上。

随着技术的成熟，石灰石湿法脱硫系统由于简化取得了显著的进步，预吸收塔、氧化容器和备用吸收塔被取消，而吸收塔容量得到增加，单一的集成吸收塔在很大程度上降低了系统投资和能耗，减少了空间的需求。 2.7 脱硫工程工艺系统及主要设备选择 2.7.1 脱硫工艺系统确定的原则及系统

1) 采用石灰石－石膏湿法脱硫，按锅炉BMCR工况全烟气脱硫，根据环保要求，脱硫效率不小于96.1％，脱硫系统煤质按设计煤种考虑，并满足校核煤种的要求。

2) 按引风机与增压风机合并方案，烟气系统、二氧化硫吸收系统采用单元制，一炉一塔，不设置GGH。

3) 脱硫系统不设置旁路烟道，每台炉对应一座烟塔用于排烟，每座脱硫吸收塔出口处设置一座高约80米的钢烟囱（相对于主厂房0米）用于临时排烟。

4) 采用成品石灰石粉进厂制浆，本期两台机组共用一套制浆系统。

5) 本期两台机组共用一套石膏脱水系统，脱水石膏储存于石膏库，石膏库容积不小于机组3天的石膏量。脱硫石膏优先考虑综合利用，其余用汽车运至灰场堆放。

6) 本期两台机组共用一座事故浆液箱，设一台事故浆液返回泵。

7) 根据设计优化，电厂设立压缩空气站除供主体工程外，同时向脱硫岛供应杂用空气和仪表用气，使电厂的供气系统更加安全合理。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 12 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

8) 脱硫岛采用引进国外核心技术，整岛承包建设方式，脱硫系统关键设备国外进口，其余设备国内配套。

9) 工艺系统进口设备范围：吸收塔喷嘴及内部件、除雾器、吸收塔搅拌设备、循环浆泵、所有接触浆液及废水的水力旋流器组、皮带脱水机、真空泵、浆液系统中所有阀门、搅拌器和挡板门执行机构。

10) 脱硫装置位于炉后引风机出口后，采用室内与露天布置相结合的方式。石灰石制浆系统、石膏脱水系统、浆液循环泵、排浆泵、氧化风机、工艺水箱及泵、废水处理系统等室内布置；吸收塔、事故浆液箱等主体设备露天布置，考虑保温措施。

11) 考虑石膏的综合利用，但本脱硫系统不对石膏做深加工处理。 2.7.2 烟气系统

本期工程设置二套烟气系统。

来自锅炉引风机出口的烟气进入钢制主烟道，100%的烟气全部引入FGD系统。烟气利用引风机的压头直接进入吸收塔，从吸收塔出来的清洁烟气，经烟塔排入大气。

根据环保要求，本期工程不设置烟气换热器(GGH)。吸收塔出来的烟气温度大约为50℃左右，烟气中所含饱和水汽，在烟道、钢烟囱及烟塔中可能结露，与烟气中残留的SO2形成酸雾，腐蚀烟道、钢烟囱内壁及烟塔水泥壁，所以出口烟道、钢烟囱及整个烟塔内壁要作防腐处理。 2.7.3 吸收塔系统

该系统的核心设备是吸收塔，在吸收塔内完成对SO2的吸收氧化，塔内总体反应式如下：

CaCO3+SO2+2H2O+O2→CaSO4·2H2O+CO2↑ 对于HCl和HF，还存在以下反应： CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3+2HF→CaF2+H2O+CO2↑

12HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 13 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

图1 吸收塔各区域化学反应原理图

除吸收塔外，SO2吸收氧化系统的设备还有除雾器、吸收塔反应池搅拌器、吸收塔浆液循环泵、氧化风机、吸收塔排浆泵、石膏浆液排放泵以及有关的润滑、冷却设施等。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 14 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

图2 吸收塔内部构造图

待处理的烟气从吸收塔底部从下向上与喷淋的石灰石浆液逆向接触，吸收塔直径约为12m，吸收塔内为了防止腐蚀，衬有橡胶或树脂。为防止吸收塔下部反应池内石灰石浆液沉淀，在反应池内设有搅拌器或脉冲设备；在吸收塔的顶部设有除雾器，除雾器为水平安装两级布置，其目的是除去出口烟气中的雾珠，使离开吸收塔的脱硫烟气中含水量降低至75mg/Nm3以下；吸收塔浆液循环泵是为了保证气液两相充分接触，提高SO2的吸收效率，为了保证在生成石膏过程中实现充分的氧化反应，将浆液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-，需要设置强制氧化风机，风量为理论空气量的2.5倍，空气通过空气喷嘴进入反应池内与搅拌器相配合，使空气均匀分布，达到使浆液充分氧化的目的，氧化后生成的石膏通过吸收塔排浆泵排出，进入后续的处理系统。

吸收塔设四台浆液循环泵，各自对应吸收塔的四层喷淋层；为保持固体颗粒的悬浮，配备侧进式的搅拌器或其他悬浮设备，分两层布置；每台吸收塔设两级除雾器，配有喷淋层及喷嘴以清洗除雾器。氧化空气系统配备2台氧化风机，1运1备；吸收塔设2台石膏浆液排出泵，1运1备，持续的把吸收剂浆液从吸收塔打到石膏脱水系统；脱硫用工业水由电厂水系统供应。 2.7.4 吸收剂制备系统

本期工程厂内不设置石灰石破碎磨制系统，外购粒度合格的石灰石粉。

烟气脱硫装置所需的脱硫剂为石灰石粉，粒度要求为：细度250目筛余小于5%，石灰石成品粉的厂外运输采用15t密封罐车汽车运输，该罐车自带空压机自卸系统。

本期工程每套FGD系统设一座粉仓，储备粉仓总容量为本期机组脱硫系统不大于3天的石灰石用量。石灰石成品粉运至电厂储备粉仓下，将密封罐车输出管道与粉仓输入管道快速连接，然后靠空压机自卸系统将石灰石粉打入储备粉仓中。粉仓下部的气化风机使石灰石粉易于流动，经给料机均匀给入石灰石浆池内，同时按一定比例加入水，使石灰石浆池内浓度保持在20％（Wt）左右，石灰石浆液经石灰石浆泵分别送入两座吸收塔内。石灰石粉仓为钢制，包括所有必要的装置（如：料位指示器，真空阀，出料设备），设置带风机的仓顶除尘器，除尘器的压差控制和吹扫程序等。

为使浆液均匀和防止沉积，石灰石浆池内装设搅拌器。 2.7.5 浆液排放与回收系统

每台吸收塔各设有2台事故浆液泵(其容量可容纳吸收塔浆液池、石灰石浆液箱中的浆液及冲洗水)、1个吸收塔排水池，石膏脱水系统设1个石膏脱水区排水池。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 15 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

当需要排空吸收塔进行检修时，塔内的浆液主要由吸收塔排放泵排至事故浆液箱。当液位降至泵的入口水平时，浆液依靠重力自流入吸收塔排水池，再由吸收塔排水池泵打入事故浆液箱。由每个箱体和泵内排出的疏水也通过沟道分别集中到吸收塔排水池、滤布冲洗水池和石灰石制备系统排水池等。在吸收塔重新启动前，通过事故浆液返回泵将事故浆罐的浆液送回吸收塔。

根据脱硫工艺的要求,脱硫系统需要连续排放一定量的废水以维持吸收塔浆池适当的CL-离子浓度。排放的废水为部分石膏水力旋流器的溢流水。废水排放量与CL-离子含量有关；脱硫装置共用一套废水排放系统，送至废水处理系统。 2.7.6 石膏脱水系统

1) 系统组成

本系统主要是由石膏排出泵、石膏水力旋流器、真空带式脱水机、石膏贮库、真空泵及过滤水箱等设备组成。

2) 工艺流程

从吸收塔排出的石膏浆固体物含量约为15%-20%，石膏浆经石膏水力旋流器浓缩至固体物含量约40%～50%后, 进入石膏二次脱水装置，经脱水处理后的石膏固体物表面含水率不超过10%，脱水石膏送入石膏库中存放待运。水力旋流器分离出来的溢流液一部分经废水旋流器浓缩后排入废水处理系统，一部分送入缓冲池作为吸收塔补充水循环使用。由于脱硫石膏杂质中含量超过极限值,石膏产品性能会变坏,因此为控制脱硫石膏中Cl-等成份的含量,确保脱硫石膏质量满足用作建筑材料的要求，在石膏脱水过程中设有冲洗装置，用清水对石膏进行冲洗,以消除可溶性氯化物。石膏脱水装置滤出液、石膏及脱水装置冲洗水进入过滤水箱，用过滤水泵送回吸收塔利用。

目前应用较多的石膏脱水装置有真空带式脱水机和篮式离心脱水机两种，采用离心式脱水可使高含水量降到5%,但运行费用高,经综合分析比较真空带式脱水机具有运行更为可靠，维护方便等优点，所以推荐采用真空带式脱水机。考虑设置两台(2×75%)真空带式脱水机，可以交叉运行。每台真空皮带脱水机配置1台水环式真空泵。最终的配置随确定的脱硫系统而定。

脱硫装置产生的副产品脱硫石膏纯度可达90%，湿石膏的厂内存储方法，取决于烟气脱硫系统石膏的产量，用户需求量以及运输手段等因素。本期工程设计一座脱硫石膏库，石膏库按存放2天的石膏量考虑，通过自卸汽车外运至综合利用地点或外部灰场。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 16 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

当脱硫石膏综合利用受到影响时，考虑将脱水后的脱硫石膏用自卸汽车运至位于电厂灰场的堆放场。在灰场内弃置石膏应单独存放，以便于有条件综合利用时，石膏方便提取。

3) 脱硫副产品处理主要设备布置

石膏脱水车间一侧设石膏库，石膏脱水设备主要布置在上面几层，脱水车间零米布置电气设备。该方案石膏脱水车间优点是兼顾电气设备布置，使电气设备在脱硫场地就近布置，减少电缆用量。

4) 脱硫副产物处理及综合利用

根据可供应的石灰石品质和烟气成分计算，本期工程烟气脱硫副产物脱硫石膏纯度可达90％以上，具有综合利用价值，建议进行市场调查，尽量使脱硫石膏得到综合利用。

2.7.7 工艺、工业水系统

工艺水系统设1套，两炉共用，其中工艺水箱1台；工艺水泵2台，1运1备；每套吸收塔各配置2台除雾器冲洗水泵，1运1备。工艺水由工艺水泵从工艺水箱输送到各用水点。除雾器用工业水冲洗，冲洗水由除雾器冲洗水泵自动周期性的输送到除雾器。

工业水系统设1套，两炉共用，其中工业水箱1台；工业水泵2台，1运1备；工业水由主厂房闭冷水接入工业水箱。经工业水泵升压后输送到氧化风机等需要冷却的设备以带走产生的热量，最后返回主体工程。

具体的用水为：

FGD装置运行除雾器冲洗水(工艺水) 真空皮带脱水机滤布清洗用水(工艺水)

吸收塔浆池、吸收剂制备系统运行的启动用水和补水(工艺水) 所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水(工艺水) 真空皮带脱水机真空泵用水(工业水) 脱硫系统辅助机械冷却用水(工业水) 2.7.8 杂用/仪用空气系统

电厂设有集中供气站，本脱硫工程的阀门控制方式为电动或气动，供仪表、吹扫的仪用空气由厂用气提供，为保证气源稳定； 2.7.9 脱硫废水处理系统

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 17 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

1) 设计原则

根据工艺、废水水质、水量和条件，采用成熟、可靠的处理技术，设计的脱硫废水处理系统应确保处理水的各项指标达到国家《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的排放标准。

锅炉烟气湿法脱硫过程产生的废水来源于吸收塔排放水。为了维持脱硫装置浆液循环系统的物质的平衡，需要定时从吸收塔排出废水。

湿法脱硫废水的杂质主要来自烟气和脱硫剂。其中，烟气的杂质来源于煤的燃烧，脱硫剂的杂质来源于石灰石的溶解(目前湿法脱硫的脱硫剂大多用石灰石)；由于煤中含有包括重金属元素在内的多种元素，如F、Cl、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等，这些元素在炉膛内高温条件下进行一系列的化学反应，生成了多种不同的化合物。一部化合物随炉渣排出炉膛，另外一部分随烟气进入脱硫装置吸收塔，溶解于吸收浆液中，并且在吸收浆液循环系统中不断浓缩，最终脱硫废水中的杂质含量很高。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属；其中很多是国家环保标准中要求控制的第一类污染物。脱硫废水中的各种重金属离子对环境有很强的污染性，水质比较特殊，处理难度较大，因此，必须对脱硫废水进行单独处理。

2) 处理系统

烟气湿法脱硫废水处理系统与脱硫工艺、烟气成分、灰及吸附剂等多种因素有关，脱硫废水处理方法有多种，综合起来主要有三种：

方案一：脱硫废水不经处理，直接排至灰场处理； 方案二：脱硫废水蒸发处理；

方案三：脱硫废水经特殊处理后回用或排放。

本期工程脱硫废水处理推荐方案三，该部分废水经处理，送入公用水箱，用于干灰加湿、输煤冲洗系统。目前在国内火电厂烟气湿法脱硫废水处理普遍采用此种处理方法，业绩较多、运行可靠。

3) 脱硫废水量

本期2×330MW脱硫废水量约为：12m3/h。 4) 处理工艺

烟气湿法脱硫废水特殊处理系统包括以下四个子系统：脱硫装置废水处理系统、化学加药系统、污泥脱水系统、控制系统。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 18 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

1) 脱硫装置废水处理系统工艺流程：

脱硫废水→废水缓冲箱→废水泵→中和槽→沉降槽→絮凝槽→澄清池→清水pH调整箱→排放泵→灰场

从石膏脱水间送来的废水直接进入废水处理系统的中和、沉降、絮凝三联箱然后进入室外布置的澄清器和清水箱，其间的出水位梯次布置，形成重力流。

澄清器排泥至压滤机以及回流污泥送回中和箱，设两套螺杆泵分别进行输送。回流污泥是为三连箱的结晶反应提供晶种，回流量人工调定。

压滤机排出的滤液及压滤机清洗滤布的污水重力流入废液箱，由废水泵(一运一备)将滤液送入三连箱处理。

废水间冲洗水和设备放空水通过室内明沟汇入集水池内，设二台排水泵将该水送入三连箱处理。

石灰乳制备箱设石灰乳循环泵维持制备箱及其管道的流动状态以防沉淀，并经泵后阀门的自动切换完成向石灰乳计量箱的间歇输送。石灰乳计量箱实现自动配药。

石灰乳、有机硫、复合铁、絮凝剂、盐酸等5个计量箱后分设5组计量泵(一运一备,变频调速)，完成向三连箱及清水箱自动在线调节计量加药。

废水处理系统的石灰乳管路和污泥管路设自动冲洗装置以防止管路阻塞。 废水处理系统的pH检测仪的电极设自动清洗装置以防止结垢而失准。 2) 加药系统

该废水是弱酸性的高盐废水，处理工艺的主要针对物质是重金属离子、酸根、卤族离子和SS。所以根据经验，设计采用了中和、络合和混凝沉淀的工艺化学过程。

首先在中和箱向废水添加Ca(OH)2溶液，调节pH值至9(pH调整至9，是综合考虑了达到生成重金属氢氧化物的必要条件和尽量减少轻金属氢氧化物的产生量两方面后确定的，工艺设备的配置可以实现较精确的操作)，废水经pH调整后一方面将部分酸根、卤族离子中和为相应的无机盐，另一方面将使部分轻、重金属离子反应生成氢氧化物以便沉淀析出。同时废水中和后的弱碱性氛围，有利于进一步针对重金属离子进行络合与结晶沉淀。(注：轻金属离子包括Mg2+\\Al3+\\Ca2+等，在GB8978—96中，轻金属离子不在控制排放项目之列，但由于该类离子的氢氧化物的溶度积规律，必然在中和过程中析出沉淀。

在沉降箱内向废水中添加有机硫(化学名三巯基三唪钠盐，商品名TMT-15)，该有机硫是选择性重金属络合物，对Cr3+\\Hg2+\\Cd2+等重金属离子有很强的络合能力，且络

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 19 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

合后生成的重金属络合物的溶度积大都在10-20以下，因而对废水中重金属离子的处理达标具有可靠的保证作用。

混凝剂(化学名硫酸氯铁，分子式FeClSO4)和絮凝剂(化学名聚丙烯酰胺，商品名PAM)的配合使用，可使已结晶析出的无机盐、重金属络合物及SS的细小矾花积聚成为较大颗粒，以便于在废水进入澄清器后更快的沉降。

絮凝剂和Ca(OH)2能络合水中部分COD,使COD含量减少1/3，达到排放标准。 3) 污泥处理系统

经浓缩的污泥 污泥压滤机 泥饼

压滤水 中和箱

在污泥压滤机中，悬浮物被压成泥饼，泥饼的含水率为60%左右，由卡车外运填埋。压滤出水返回中和箱。污泥压滤机设置了一路压缩空气，以吹扫滤板中的残留积水；同时设置了一路工业水，必要时对滤布进行冲洗。

4) 系统控制方式

废水处理控制采用远程IO,进 DCS程序控制。 2.7.10 脱硫装置主要设备

目前国内石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统业已很大程度实现了国产化，该系统当前还需要进口的设备或部件主要有吸收塔除雾器、吸收塔喷淋喷嘴、吸收塔搅拌器、各类漩流分离器等。

石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统主要设备参数如下(参考数据)，其它具体设备及部件见设备材料清册。

表2-8 脱硫系统主要设备参数表（参考）

名 称 吸收塔 型式 设计压力 浆液循环停留时间 液气流向 浆池直径 吸收塔区域直径 浆池液面高度 浆池体积 单 位 mbar min m m m m3 数 值 喷淋塔 -10/+50 6 逆流 12.0 / / / HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 20 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

名 称 总高 氧化空气风机 型式 数量 风量 风压 电机功率 循环浆泵 型式 数量 流量 进口压头 扬程 电机功率 石膏浆液排出泵 型式 数量 流量 扬程 电机功率 工艺水泵 型式 数量 流量 扬程 电机功率 单 位 m 台/塔 Nm3/h bar kW 台/塔 m3/h bar m kW 台/塔 m3/h m kW 台 m3/h m kW 数 值 ～38.0 罗茨型 2 离心式 4 / / / 离心式 2 / / （公用） 离心式 3 150 45 30 2.7.11 检修起吊设施

吸收塔、烟道挡板等设置平台、扶梯，方便运行维护。

吸收塔除雾器、浆液循环泵、氧化风机等设备及石灰石仓顶、吸收塔顶根据需要分别设置有不同容量的电动或手动起吊设施。

露天布置的其它各种泵、箱罐搅拌器等，利用汽车吊或就地支架进行检修起吊。 吸收塔考虑设置电梯，方便运行维护、设备检修。 2.7.12 保温油漆、防腐与露天防护

烟道保温材料采用岩棉，保护层材料采用0.5mm左右的压型铝合金板。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 21 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

所有管道和箱罐等的外表面均涂刷防腐底漆和面漆。

所有工作介质为石灰石浆液或石膏浆液的设备和管道均需采取防腐措施：吸收塔壳体内衬橡胶或鳞片树脂，各种浆液泵的壳体内衬橡胶(叶轮用不锈钢)，各种浆液箱罐壳体内衬鳞片树脂。各种浆液管道内衬橡胶(小管道用不锈钢)，低温烟道内衬鳞片树脂。

脱硫系统所有露天布置的容器、设备、管道、阀门均采取防雨防冻措施。如设置防雨棚、防雨罩、加装保温层等。 2.7.13 实验室

脱硫岛不设专门的试验室，实验分析项目在电厂实验室完成，实验室应添加满足FGD正常运行必须的仪器和设备。 2.8 脱硫岛的布置

本初设脱硫岛的布置详见本卷附图：《脱硫系统平面布置图》（图号：F00971C-J03-02）和《脱硫系统断面布置图》（图号：F00971C-J03-01），脱硫岛的最终布置方案待招标后确定。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 22 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第三章 土建部分

3.1 设计范围

本期工程脱硫岛范围内全部建(构)筑物的土建设计。 3.2 主要设计技术数据

天然地基：②粉细砂, 持力层的承载力特征值为260kPa。本层土埋深-3~-6m，考虑局部超挖砂石换填。

抗震设防烈度7（0.1g）度，地震动反应谱特征周期0.35S。 场地土类型： 中软土 建筑场地类别： Ⅲ类 最大冻土深度：0.60m。 3.3 主要建筑材料

钢材：

钢板及型钢：Q235B(fy=215N/mm2)；Q345B (fy=315N/mm2) 焊条：应与钢材匹配使用。

钢筋：HPB235(fy=210N/mm2)：主要用于构造钢筋。

HRB335(fy=300N/mm2)：主要用于受力钢筋。 HRB400(fy=360N/mm2)：主要用于受力钢筋。 普通螺栓：C级螺栓。

混凝土：预应力构件：C60～C80 预制钢筋混凝土构件：C40～C60 现浇钢筋混凝土构件：C25～C50 素混凝土及垫层：C10-C15

防渗混凝土：有防渗要求的混凝土抗渗达到S8级。 砖、砌块及砂浆：

采用MU10、MU7.5空心砖，砌块MU5。 砂浆：M5-M7.5混合砂浆及水泥砂浆。 水泥：525号、625号 防水、防火及防腐材料：

地下混凝土结构可不考虑地下水影响。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 23 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

对于有防腐要求的部位采用耐酸瓷砖、花岗岩或耐酸涂料、玻璃钢、耐酸砌块及耐酸胶泥等。

对于防火要求较高的部位采用防火涂料、防火门。 地下结构伸缩缝采用氯丁橡胶止水带。

屋面保温采用憎水珍珠岩保温板、聚苯乙烯泡沫塑料板。 屋面防水采用高聚物改性沥青涂膜、卷材。 3.4 建筑物安全等级、重要性类别及抗震设防烈度

表3-1 建筑物安全等级、重要性类别及抗震设防烈度一览表

序 号 1 2 3 名 称 石膏脱水车间及废水处理车间 吸收塔基础 脱硫系统建(构)筑物 安全等级 二 二 二 重要性类别 丙 丙 丙 抗震设防烈度 7 7 7 注：其余建(构)筑物按7度采取抗震构造措施。 3.5 地基与基础

表3-2 建(构)筑物地基设计一览表

序号 建筑物名称 石膏脱水车间及废水处理车间 循环浆液泵房及氧化风机房 吸收塔基础 地基基础设计等级 乙 基础 结构型式 埋深 钢筋混凝土结构 -3.0 独立基础 基础形式 1 2 3 乙 乙 钢筋混凝土结构 大块式基础

-3.0 -3.0 条形基础 板式基础 3.6 主要建（构）筑物

1) 石膏脱水车间及废水处理车间

采用全现浇钢筋混凝土框架结构，各层楼板和屋面板为现浇钢筋混凝土结构。基础采用钢筋混凝土独立基础。

外墙采用250厚加气混凝土砌块，内墙用200厚加气混凝土砌块砌筑。屋面为有组织排水，塑钢门窗，外墙刷涂料。

2) 循环浆液泵房及氧化风机房

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 24 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

为单层现浇钢筋混凝土框架结构，现浇钢筋混凝土梁、屋面板，基础采用钢筋混凝土条形基础。

外墙采用250厚加气混凝土砌块，内墙用200厚加气混凝土砌块砌筑。屋面为有组织排水，塑钢门窗，外墙刷涂料。

3) 吸收塔基础

由厂家设计供货，基础采用钢筋混凝土板式基础。 3.7 抗震设计

建（构）筑物均考虑自抗震结构体系承担地震水平荷载。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 25 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第四章 水工专业

4.1 概述 4.1.1 供水水源

电厂的补给水供水水源，生活用水采用城市地表水，生产用水采用保定市银定庄污水处理厂二级出水经深度处理后的再生水。为避免保定市银定庄污水处理厂突发事故对电厂供水的影响，使电厂的供水更加可靠，将保定市供水总公司城市地表水（西大洋水库水）作为电厂生产用水的应急备用供水水源。

电厂脱硫工艺用水采用循环水排放水。 4.1.2 电厂取水

厂区内再生水管道采用双面涂塑复合钢管，和厂外再生水管道连接后分别补入电厂冷却塔等用水点。厂区内城市地表水管道采用焊接钢管，通过供水公司提供的自来水管道引接，接至电厂的用水点供生活和消防用，自来水备用管道采用焊接钢管接至冷却塔和化学水处理站等用水点。

本期工程的生活消防用水采用城市自来水，通过1条DN200的补给水管分别引至生活蓄水池及消防蓄水池。

在电厂进厂区干管和各用水支管上安装流量计，用于计量各系统用水和全厂用水。

4.1.3 给排水系统概述

厂区设独立的生活给水系统，生活用水水源采用城市自来水，厂区设有独立的生活蓄水池，设有生活水泵及气压给水设备，生活用水经生活水泵升压后送至厂区生活给水管网，供电厂各生活用水点。生活水泵的启停由气压给水设备控制。

厂区设生产补给水系统，锅炉、热网补给水，循环冷却水补水采用经深度处理后的再生水供给；另一部分生产用水采用公用水系统供给，公用水源采用经处理后的生产废水和循环水排污水，公用水主要用于除灰补充水、厂房和设备的冲洗用水、输煤系统冲洗补充用水、灰场喷洒用水等；脱硫用水直接采用循环水排污水；输煤系统冲洗水、除尘水经过煤泥沉淀池和煤水处理设施处理后重复使用。

电厂排水系统分为生活污水排水系统、工业废水排水系统及雨水排水系统。 生活污水排水收集后自流至生活污水化粪池，再经污水升压水泵送至清苑污水处理厂。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 26 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

生产排水包括锅炉补给水处理车间排水、主厂房的生产排水、空气预热器冲洗排水及其他生产排水。其中的锅炉补给水处理车间的过滤器及超滤排水排至中水深度处理站处理后回复使用，反渗透浓水优先用于干灰渣加湿和输煤系统冲洗补充用水，酸碱废水和其他的生产排水汇集至工业废水处理站，经处理后与循环水排污水一起重复利用。

厂区重复使用之外的剩余循环水排放水、电厂启停的生产排水和事故排水均经厂区工业废水管网排至废水泵房,经提升后排入厂外城市污水管网,而后进入清苑污水处理厂。

雨水排水主要收集厂区内的降雨径流、溶雪水,集中升压后排至厂区南侧的金线河。雨水排水采用提升排放方式，设雨水排水泵房。 4.2 脱硫供排水部分

本期脱硫工程生产用水主要包括脱硫工业用水、脱硫工艺用水、脱硫冷却用水等。

4.2.1 生产给水

脱硫工程所需生产用水包括脱硫工艺用水及工业用水，需水量见下表。

表4-1 脱硫系统耗水量（二台机组）

编号 1 2 用水项目 脱硫工艺用水 脱硫工业用水 正常运行用水量(m3/h) 100 20 备注 循环水排放水（中水） 采用闭式冷却水

1) 脱硫工艺用水

脱硫工艺用水主要用于吸收塔蒸发水、石灰石浆液制备用水、石膏结晶水、石膏表面水、烟气换热器冲洗水、真空泵密封水、石膏滤布冲洗水、除雾器及脱水系统等的冲洗水等。

脱硫工艺用水水源为循环水排放水。 2) 脱硫工业用水

脱硫冷却用水主要用于氧化风机、浆液循环泵等的冷却。 脱硫冷却用水直接与本期工程闭式循环冷却水系统连接。 4.2.2 生活给水

生活用水分别接自电厂本期工程的厂区生活给水系统。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 27 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

4.2.3 生产、生活及雨水排水

电厂排水根据水质及回收要求采用分流排水系统，分别设有厂区雨水排水系统、厂区工业废水排水系统、厂区生活污水排水系统。

1) 生产排水

本期工程采用烟气湿法脱硫工艺，系统产生的工业废水量(2×300MW)约为10m3/h。废水水质见下表。

表4-2 石膏脱水废水水质

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 pH值 COD 悬浮颗粒 SO42- Fe(取决于飞灰分析) F Cl NH4+(取决于FGD入口NH3量) 温度 项 目 单 位 - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l ℃ 数 量 5.5-7.0 ≤100 ≤12000 ≤16500 ≤35 ≤50 ≤20000 ≤20 50 本期工程设置脱硫废水处理系统，以去除脱硫废水中的悬浮物、重金属离子、COD等，调节pH值，经处理达到《污水综合排放标准》的一级排放标准后回收用于干灰加湿用水和灰场喷洒用水。

2) 生活及雨水排水

脱硫场地区域的雨水排水直接排入本期厂区雨水排水系统。

脱硫工程的建(构)筑物的生活污水就近排人本期厂区生活污水排水管道。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 28 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第五章 消防系统

5.1 消防给水

电厂消防系统包括水消防系统及其它消防系统。本期新建一套独立的消防给水系统。

脱硫场地区域的消防设计主要有脱硫建(构)筑物的室内外消火栓给水系统。在主要建(构)筑物的室内外设消火栓。脱硫场地区域的消防用水从本期相应消防给水管道上引入。 5.2 其他

脱硫工程的控制布置在除灰除尘控制楼的控制室内，电气设施的消防采用移动式灭火器，设火灾探测报警系统。在脱硫场地区域的建(构)筑物内配置相应数量及类型的移动式灭火器。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 29 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第六章 采暖通风系统

6.1 概述

6.1.1 室外气象资料(数据)

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 名 称 当地大气压力（冬季） 当地大气压力（夏季） 冬季采暖室外计算温度 冬季空调室外计算温度 冬季通风室外计算温度 夏季通风室外计算温度 夏季空调室外计算温度 夏季空调日平均温度 夏季空调室外计算湿球温度 冬季最冷月月平均相对湿度 夏季最热月月平均相对湿度 冬季室外风速 夏季室外风速 日平均温度≤＋5℃的天数 累年最大冻土深度 累年极端最低温度 累年极端最高温度 单位 hPa hPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ％ ％ m/s m/s 天 cm ℃ ℃ 数 值 1016.9 995.6 －8 －11 －3 31 35.1 29.7 26.6 52 75 1.8 1.5 117 56 －26.5 42.9

6.1.2 室内设计参数

表6-1 室内通风设计参数

冬 季 序 号 1 建筑物或 房间名称 配电装置室 系统 温度 型式 ℃ 通风 ? ℃ ≤35 ? ?12次/时 湿度 温度 湿度 换气次数 夏 季 HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 30 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

冬 季 序 号 2 3 4

建筑物或 房间名称 石膏储存及脱水皮带间 空压机室 废水处理室 系统 温度 型式 ℃ 采暖通风 采暖通风 采暖通风 16 10 16 ? 湿度 夏 季 温度 ℃ ≤35 ≤35 湿度 ? ?15次/时 ?10次/时 ?15次/时 换气次数 6.2 采暖通风

6.2.1 配电室设置设置降温通风，采用风冷柜式空调机，满足工艺要求。同时设有事故通风设施，采用轴流风机，换气次数不小于12次/h。风冷柜式空调机、轴流风机与消防系统连锁，当火灾信号发出后，风冷柜式空调机、轴流风机断电停止运行。 6.2.2 卫生间通风

男女卫生间各设一台卫生间通风器排风，共2台，采用门下百叶进风。

6.2.3 为排除旋流站内设备运行中散发的热量和水蒸汽，该车间设置自然进风、机械排风系统。通风量按消除余热及换气次数不小于15次／时计算，并取两者中的较大值，进风采用铝合金防水百叶，排风设备选用2台屋顶风机。

6.2.4 为排除石膏脱水过程中散发的热量和水蒸汽，脱水皮带间设置自然进风、机械排风系统。通风量按换气次数不小于15次／时计算，进风采用铝合金防水百叶，排风设备选用2台屋顶风机。

6.2.5 为排除石膏堆贮过程中散发的热量和水蒸汽，石膏储存间设置自然进风、机械排风系统。通风量按消除余热及换气次数不小于15次／时计算，并取两者中的较大值，进风采用铝合金防水百叶，排风设备选用4台轴流风机。

6.2.6 为排除空压机运行时散发的热量，空压机室设置自然进风、机械排风系统。通风量按消除余热及换气次数不小于10次／时计算，并取两者中的较大值，进风采用铝合金防水百叶，排风设备选用3台轴流风机。 6.2.7 废水处理间

为排除废水处理间运行时散发的有害气体，设置自然进风、机械排风系统。通风量按换气次数不小于10次／时计算，进风采用铝合金防水百叶，排风设备选用3台防爆轴流风机。

6.2.8 废水处理污泥存放间

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 31 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

为排除废水处理污泥存放间运行时散发的有害气体，设置自然进风、机械排风系统。通风量按换气次数不小于15次／时计算，进风采用铝合金防水百叶，排风设备选用1台轴流风机。

6.2.9 石膏脱水楼设置集中采暖，采暖热媒为110/70℃高温热水，接自电厂厂区采暖管网。

采暖系统采用同程布置方式，散热器采用钢制柱型散热器。 6.3 除尘

脱硫除尘系统，工作地点空气中粉尘（含石灰石粉尘、石膏粉尘）容许浓度, 在设计中符合《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ2-2002的规定；除尘系统向室外排放（含石灰石系统建筑物机械排风）浓度，符合国家现行大气污染物综合排放标准的规定。

为满足有关规程规范的要求，在石灰石粉仓、石膏卸料点设置机械振打扁布袋除尘器，每台设备处理风量分别为5700m3/h。

脱硫控制室及配电室与除灰除尘控制楼统一布置，其采暖通风空调设施已在除灰除尘控制楼中考虑，不单独设置。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 32 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第七章 电气部分

7.1 电气系统接线

与主厂房相同，采用6kV和380V两级电压。 高压厂用电接线方案：

脱硫高压负荷由机组高压工作段直接供电。6kV厂用电系统中性点采用电阻接地，接地电流400A，接地故障动作于跳闸。

每台机组设置一台容量为2000kVA的脱硫工作变压器，负责为两台机组的脱硫吸收塔区域、石膏脱水车间等脱硫系统的低压负荷供电，两台变压器互为备用；全厂脱硫低压公用负荷由此变压器引接。

脱硫事故保安电源由主体系统保安动力中心引接。脱硫系统设置一套容量为30kVA（带电池）的不停电电源，向热工控制仪表、DCS系统及其它自动装置供电；输出电压220V，单相50Hz。不停电电源装置于脱硫综合楼配电间内。

脱硫系统380V开关柜控制水平与主厂房保持一致。 7.2 电气设备布置

脱硫场地后面设置控制楼，脱硫动力中心、脱硫保安MCC及脱硫系统的控制布置在控制楼。

7.3 过电压保护及接地

主、辅建(构)筑物的防雷保护按照《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T620-1997)的规定。

为保护电动机和低压厂用变压器，在真空断路器和F+C出线侧装设避雷器，以防止有害的操作过电压对设备的危害。

脱硫设施均处于烟囱避雷针的独立保护范围内，可不另设防直击雷措施，仅将设备、金属结构、管道可靠接地即可。

接地装置设计的主要原则：

电厂接地系统按照电力行业标准《交流电气装置的接地》DL/T621-1997的规定进行设计。

为保证人身和电气设备的安全，所有电气设备的金属外壳及底座均应接地。 脱硫场地的接地网与厂区接地网连接成一体。采用以水平接地体为主、水平接地体与垂直接地极组成的复合接地网，并多点与厂区主接地网相连接。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 33 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

7.4 照明和检修

照明﹑检修电源均由脱硫动力中心或就地电动机控制中心引接。事故照明由脱硫保安MCC引接，建筑物各主要出入口采用自充电式应急灯。

低压照明供电网络：24V及以下的低压照明网络采用380V/220V线路经降压变压器供电。24V低压照明供电网络向检修用携带式作业灯供电。

照明光源采用荧光灯、白炽灯、高压钠灯和金属卤化物灯，灯具采用荧光灯具或工矿灯具。 7.5 电缆设施

电缆敷设主要采用架空敷设结合电缆埋管方式。脱硫场地不宜单独采用架空桥架的地方可采用电缆沟与电缆埋管相结合的敷设方式。

采用阻燃电缆。

电缆防火将采取以下措施：

1) 在各建筑物通向外部的电缆通道出口处设置防火隔断。 2) 局部使用阻燃槽盒、防火涂料、防火隔板和防火包等。 3) 设置必要的火灾报警及自动灭火装置(在电缆较为集中的地方)。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 34 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第八章 自动化部分

8.1 建设规模和设计范围 8.1.1 建设规模

本工程将规划建设两台2×300MW燃煤机组的烟气脱硫装置。 8.1.2 设计范围

本工程脱硫系统仪表控制部分的设计范围包括：两台锅炉烟气脱硫（FGD）中的二氧化硫吸收系统、烟气系统、工艺水系统和公用的吸收利用供应与制备系统、废水系统和石膏脱水及处理系统。 8.2 脱硫系统热工自动化水平 8.2.1 脱硫系统热工自动化水平

根据脱硫系统的工艺特点，本期工程脱硫系统拟纳入机组分散控制系统（DCS），在机组DCS操作员站进行监控。脱硫吸收塔系统、烟气系统纳入单元机组DCS，吸收剂制备及供应系统、石膏脱水系统、脱硫公用系统（工艺水系统、冷却水系统、压缩空气系统等）纳入机组公用DCS。其自动化水平与机组等同。 8.2.2 电子设备间布置

本工程脱硫系统的电子设备间及配电间，均布置在除灰除尘脱硫综合楼。在电子设备间旁设置有脱硫工程师室，用于脱硫系统的调试维护。 8.3 脱硫系统热工自动化功能

8.3.1 本工程控制系统主要完成以下功能

·数据采集与处理 ·模拟量调节 ·顺序控制 ·联锁保护系统

8.3.2 整套FGD系统将达到如下控制水平

在集中控制室内实现FGD的启动、停止、正常运行的监视和操作。

在FGD启停、正常运行、或异常工况出现的过程中，自动对各参数进行检测、数据处理、定时制表、参数越限时的自动报警和打印。

根据运行人员在CRT操作员站发出的命令，自动完成各局部工艺系统的顺序启停。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 35 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

当FGD发生异常、或故障时，能通过联锁保护自动切除有关设备及系统；同时进行事故记录，并对异常参数或状态进行事故追忆。

当锅炉MFT动作时，联锁关闭相应锅炉原烟气和净烟气挡板，自动停运FGD装置。

8.3.3 脱硫系统将设置必要的烟气分析仪表，可实时检测FGD入口和出口处的SO2浓度，FGD出口处的NOX浓度、粉尘含量等参数；测量值除在就地分析仪上显示外，还可送至FGD控制系统进行显示和记录，当参数异常时，通过CRT进行报警并自动打印记录，及时为运行人员提供信息和操作指导。FGD将对烟气SO2浓度信号等进行闭环控制。

8.4 脱硫系统热工自动化选型

脱硫系统仪表选用考虑其测量介质的腐蚀性。为了提高整个控制系统的可靠性，建议下列设备选用进口产品：

·重要环节的执行机构 ·重要的逻辑开关

·具有较强腐蚀性环节的仪表阀门 ·分析仪表 8.5 脱硫系统电源

8.5.1 脱硫控制系统和控制柜组所要求的交流电源均应分别来自两路独立的电源供电设计做到一路电源故障将不会使电源中断，电源切换也不会导致控制系统失效。 8.5.2 控制系统的电源将由两路220VAC电源供电，一路电源均来不停电电源装置（UPS），另一路来机组保安段。

8.5.3 不停电电源装置（UPS）提供的220VAC电源，应是有一线直接接地的单相两线制系统，其技术指标为：

输出电压精度、频率精度：静态≤±1%，动态≤±5%且在20ms内恢复至±2% 输出频率精度：0.01% 过载能力：

125% 10分钟，150% 1分钟

总谐波失真度： < 2% 8.6 脱硫系统气源

8.6.1 主厂房内控制系统仪用气源均为无油、无水、无杂质的净化干燥气源。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 36 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

8.6.2 仪用净化气源应来自专用的仪用空压机并经过空气过滤与干燥，其气源品质应符合以下要求：

·露点：-40℃

·含尘：净化后的气体中，含尘粒直径不应大于1μm。

·含油：气源装置送出的气体，油份含量应控制在0.1mg/m3以下。 8.7 电气二次线部分

A．控制方式：本期烟气脱硫工程综合控制楼设置脱硫控制室。电气控制与热工系统共用一套烟气脱硫的DCS，两台低压脱硫变压器的控制全部纳入DCS。

B．继电保护：低压变压器和脱硫辅助电动机的继电保护采用微机型保护。保护 布置在6kV开关柜内，保护的报警和动作的信号送入控制室的DCS。

C．交流不停电电源：脱硫系统设置一套容量为30kVA的不停电电源，向热工控制仪表、DCS系统及其它自动装置供电；输出电压220V，单相50Hz。不停电电源装置布置于综合控制楼的脱硫直流及UPS配电间。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 37 页

大唐保定南郊热电厂初步设计说明书 第八卷 脱硫、脱硝部分

第二部分 烟气脱硝部分

第一章 概述

随着人们生活水平的日益提高，消除污染、保护生存环境已成为人类的共同呼声。NOx作为大气的首要污染物，其脱除工作受到了广泛的重视。

降低NOx排放主要是从两方面入手，一是采用低NOx燃烧技术，其主要方法是在锅炉燃烧过程中采用一些措施，如采用低NOx燃烧器，降低炉膛温度，烟气再循环以控制烟气含氧量和温度等来减少燃烧过程中的NOx生成量。二是对已生成的NOx进行处理，使NOx含量进一步降低以达到排放标准。通常在采用了低NOx燃烧技术之后，NOx的生成量明显减少，由于各方面的限制，往往烟气中的NOx含量还不能达到排放标准，因此还必须考虑对已生成的NOx进行脱除以满足排放标准。

本期工程2×300MW等级机组同步安装脱硝装置，由于脱硝装置尚未招标，本工程拟采用选择性催化还原法(SCR)进行烟气脱硝，保证脱硝装置出口烟气中的NOX含量不大于120mg/Nm3。

本脱硝工艺系统设计原则考虑如下： 1) 脱硝工艺采用SCR法。

2) 脱硝装置出口烟气中的NOX含量不大于120mg/Nm3。 3) 脱硝系统不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。 4) 脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间。 5) 吸收剂为尿素。

6) 脱硝设备年利用小时按5500小时考虑，投运时间按6000小时考虑。 7) 脱硝装置可用率不小于98%。 8) 装置服务寿命为30年。

9) SCR反应器上、下游烟道不设置灰斗。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 38 页

大唐保定南郊热电厂工程初步设计说明书 第八卷 脱硫部分

第二章 设计标准及规范

编号 项目 1．氨系统 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 设备与管道 GBJ16-1987 HG/T20546-92 GBJl40-1990 GB50160-92 GB/T8163-1999 GB50316-2000 HG/T20646-1999 劳部发［1996］140号 仪表部分 GB50058-92 HG/T20505-2000 HG/T20507-2000 HG/T20508-2000 HG/T20509-2000 SH3063-1999 电气部分 GB50052-1992 GB50057-1994 GB50054-1995 GB50058-1992 GB50116-1998 工业与民用供配电系统设计规范 建筑物防雷设计规范 (2000年版) 低压配电设计规范 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 火灾自动报警系统设计规范 爆炸和火灾危险环境电力设计规范 过程检测和控制系统用文字代号和图形符号 自动化仪表选型规定 控制室设计规定 仪表供电设计规定 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范 建筑设计防火规范（2001年版） 化工装置设备布置设计规定 压力容器安全技术监察规程 建筑灭火器配置设计规范 (1997) 石油化工企业设计防火规范（1999年版） 流体输送用无缝钢管 工业金属管道设计规范 化工装置管道材料设计规定 压力管道安全与监察规定 标准号 规范、标准名称 2．电气 21 22 GB5465.2 GB191 电气设备用图形符号 包装储运图示标志 HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 39 页

大唐保定南郊热电厂工程初步设计说明书 第八卷 脱硫部分

编号 项目 23 24 25 26 27 28 29 30 GB998 标准号 规范、标准名称 低压电器基本试验方法 电气图用图形符号 电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色 绝缘导线的标记 电气制图 电气技术中的文字符号制订通则 电压互感器 电流互感器 GB4728.1~13 GB4025 GB4884 GB6988.1~7 GB7159 GB1207 GB1208 3．钢结构 31 32 GB50017-2003 GB50011-2001 钢结构设计规范 建筑抗震设计规范 4． 日本标准

33 34 35 36 日本工业标准 国际标准化组织 国际电工技术委员会 美国国家标准化组织 HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 40 页

大唐保定南郊热电厂工程初步设计说明书 第八卷 脱硫部分

第三章 工艺方案

3.1 选择性催化还原脱硝工艺（SCR）概要

SCR方法是一种以NH3作为还原剂将烟道中的NOx分解成无害的N2和H2O的干法脱硝方法。反应的基本原理是：

4NO + 4NH3 + O2 6NO2 + 8NH3

4N2 + 6H2O 7N2 + 12H2O

NO + NO2 + 2NH3 2N2 + 3H2O

氨是通过氨喷射器注入到烟道与烟气混合的，然后进入反应器，通过催化剂层，

与NOx发生反应。SCR系统安装在锅炉省煤器后空预器前，通过上述反应减少烟气中的NOx的浓度。 3.2 烟气流程

脱硝装置的烟道及反应器位于锅炉省煤器后空预器前，氨喷射格栅（AIG）放置在SCR反应器上游的一个合适位置。烟气在锅炉出口处被平均分成两路，每路烟气并行进入一个垂直布置的SCR反应器里，即每台锅炉配有两个反应器，在反应器里烟气向下流过均流板、催化剂层，随后进入回转式空气预热器、静电除尘器、引风机和FGD，最后通过烟塔排入大气。

烟道设置足够的测点接管座，便于试运行和运行中进行测量(温度测量和采样)。此外，安装足够的管座用于监控系统的启动。管座的布置方式满足运行和试验测量需要。

3.3 氨喷射系统

进入氨/空气混合器的氨来自氨供应系统。与此同时，来自稀释风机的空气与氨混合用来稀释氨。

然后，氨/空气混合气体进入氨喷射格栅（AIG）。AIG由含有喷嘴的水平管和竖直管组成。喷嘴的位置要使进入烟气的氨分布均匀。在喷入氨/空气混合物后，氨和烟气通过位于AIG下游的两层混合管均匀混合。

停止喷氨的最低烟气温度为300摄氏度。

然后混合烟气进入反应器进口罩，之后通过均流板来到催化剂第一层。

均流板的形状像一个格栅，它能使转了90度弯的烟气在第一层催化剂处有均匀的速度分布。

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 41 页

大唐保定南郊热电厂工程初步设计说明书 第八卷 脱硫部分

3.4 SCR反应器

在锅炉省煤器出口处布置有3个SCR反应器同时运行。

反应器有3个催化剂层，另加上一个附加催化剂层。在脱硝效率下降到要求值之前，需要在附加层加装新催化剂。新加装的催化剂可以利用已有的催化剂残余活性提高脱硝效率，因此可以延长催化剂的有效使用寿命。

反应器由外壳和内部催化剂支撑结构组成，反应器要抗内部压力变化，抗震，抗大风，抗负荷变化和抗热应力。反应器外壳要保温，它承受整个重量，还有一个空气密封管，催化剂支撑结构直接支持催化剂。每一层催化剂的底部都装有一个密封装置，用来防止未处理的烟气泄漏。 3.5 催化剂

3.5.1 催化剂块的互换性

催化剂块横截面尺寸如下: 1) 板式：1881×948 (mm)

2) 蜂窝式：(1892～1907)×(952～960)。

各个供应商的尺寸是不同的，但是因为所有供应商的蜂窝式元件都是150×150mm，所以能调整这种尺寸差异。

3.5.2 废催化剂的处理方法

1) 通过有授权的废物处理公司，将废催化剂压碎并封装在混凝土里，然后放置在废品处理装置里。

2) 如果废催化剂含有钢和一些催化剂元素（钛、钼、钒等），其可作为钢铁回

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 42 页

催化剂元件 催化剂模块

催化剂单元

948mm 1881mm 模块框架

大唐保定南郊热电厂工程初步设计说明书 第八卷 脱硫部分

收。也可以用废催化剂作为废铁来生产钢。 3.6 还原剂制备系统 3.6.1 还原剂选择 3.6.1.1 概述

火电厂脱硝还原剂选择是整个脱硝系统中很重要的一个环节。目前，世界上脱硝系统最常用的还原剂有三种：液氨、氨水和尿素。我国已投运的大部分电厂的脱硝系统一般采取液氨方案。但是液氨在运输和储备时存在一定的安全隐患。采用尿素热解工艺可以有效地消除这种隐患。以下对上述三种方式进行分别论述及比较。 3.6.1.2 还原剂特性

无水氨的特性：亦名液氨，为GB12268-90规定之危险品，危险物编号23003。无色气体,有刺激性恶臭味。液态氨变气态氨时会膨胀850倍，并形成氨云。氨蒸气与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)和遇高温(93?C以上)时有爆炸的危险，氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸，如有油类或其它可燃性物质存在，则危险性更高。

氨是有毒物质，会导致人急、慢性中毒，严重时可致人死亡: (1) 氨气是具有腐蚀性,无色，具有强烈气味的气体；

(2) 虽然绝大部分的时间都在安全使用,但一旦发生事故,它会形成一个致命的毒云对现场工作的工人及附近社区居住的人造成危害；

(3) 若与氨直接接触,会刺激皮肤,灼伤眼睛,使眼睛暂时或永久失明,並导致头痛,恶心,呕吐等；

(4) 严重时,会导致呼吸系统积水(肺或喉部水肿),可能导致死亡； (5) 长期暴露在氨气中，会伤肺,导致产生咳嗽或呼吸急促的支气管炎。 氨水的特性：氨水与无水氨都属于危险化学品。氨溶液：含氨＞50%的氨溶液，危险货物编号为23003 。35%＜含氨＜50%、 为《危险货物品名表》《危险化学品名录（2002版）》GB12268-90规定之危险品，危险物编号为22025。10%<含氨≤35%的氨溶液，危险货物编号为82503；用于脱硝的还原剂通常采用20% ～25%浓度的氨水。无色透明液体，易分解放出氨气，温度越高，分解速度越快，可形成爆炸性气氛。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。与强氧化剂和酸剧烈反应。与卤素、氧化汞、氧化银接触会形成对震动敏感的化合物。接触下列物质能引发燃烧和爆炸：三甲胺、氨基化合物、1-氯-2，4-二硝基苯、邻—氯代硝基苯、铂、二氟化三

HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 43 页

大唐保定南郊热电厂工程初步设计说明书 第八卷 脱硫部分

氧、二氧二氟化铯、卤代硼、汞、碘、溴、次氯酸盐、氯漂、氨基化合物、塑料和橡胶。腐蚀铜、黄铜、青铜、铝、钢、锡、锌及其合金等等。

如果溢出，氨水液体扩散范围较无水氨小，浓度范围较易控制。但有强烈的刺激性气味，因是液体不需压力容器储存，较无水氨相对安全。但是接触限值(溢出的氨浓度，如下所述)，不管来自无水氨或氨水，对人体影响一样：

从运输角度来看，氨水因为浓度仅在19%-29%，与人接触的频率较无水氨(99+%)多4倍，所以氨水比无水氨在此与人接触频率的危险观点上，更胜于无水氨。必须谨慎考虑。

尿素的特性：尿素是白色或浅黄色的结晶体，易溶于水，水溶液呈中性反应。不同尿素浓度的水溶液有不同结晶温度，40%(重量)尿素水溶液结晶温度约2 °C、 50%(重量)尿素水溶液结晶温度约18 °C。固体的尿素，吸湿性较强，因在尿素生产中加入石蜡等疏水物质、或用防湿薄膜形成Methylene Diurea (MDU)，其吸湿性大大下降。与无水氨及有水氨相比，尿素是无毒、无害的化学品，是农业常用的肥料，无爆炸可能性，完全没有危险性。尿素在运输、储存中无需安全及危险性的考量，更不须任何的紧急程序来确保安全。 3.6.1.3 脱硝还原剂的经济比较

a) 建造成本比较

比较条目 供氨系统 场地占用费 催化剂及其它 脱硝装置 建造成本 脱硝每KW 建造成本 单位 万元 万元 万元 万元 元/kw 尿素SCR 1650 60 5600 7310 121.8 氨水SCR 1600 600 5600 7800 130 液氨SCR 780 500 5600 6880 114.7 b） 还原剂消耗比较

比较条目 还原剂价格（到厂价） 还原剂浓度 还原剂流量 单位 元/吨 % Kg/hr 尿素SCR 2100 Dry base 530 氨水SCR 液氨SCR 1000 20 1500 4500 100 300 HBED 河北省电力勘测设计研究院 第 44 页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yi4w.html