热动力站锅炉烟气脱硫装置培训教材.doc

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1、烟气脱硫系统培训教材烟气脱硫系统培训教材 热动力站锅炉烟气脱硫装置热动力站锅炉烟气脱硫装置 培训教材 20162016 年年 5 5 月月 目录目录 1前前 言言.1 2氨法脱硫工氨法脱硫工艺过艺过程程说说明明.1 2.1氨法工艺描述.1 2.2工艺流程说明.2 3原材料及副原材料及副产产品的性品的性质质和和标标准准.3 3.1脱硫剂的性质.3 3.2脱硫产品的性质和标准.4 4设计设计基基础础数据数据.5 4.1锅炉和烟气概况.5 5氨法脱硫工氨法脱硫工艺艺的基本原理的基本原理.6 5.1氨法脱硫工艺中的化学步骤.6 5.2联锁说明及反馈控制说明.8 6脱硫装置的脱硫装置的设计设计原原则则.

2、10 7主要技主要技术术指指标标.11 8脱硫工脱硫工艺艺的关的关键键控制参数控制参数.11 8.1技术经济指标.11 8.2公用工程条件.12 9装置布置技装置布置技术术要求和系要求和系统设备说统设备说明明.13 9.1装置布置总体技术要求.13 9.2系统设备说明概述.19 9.3烟气脱硫装置主要操作介绍.23 9.4脱硫系统的操作.24 9.5预洗涤塔、脱硫塔的维修与维护.26 9.6烟气脱硫装置的全面维修.28 9.7氨法脱硫的反应机理.30 9.8氨法脱硫的技术特点.30 9.9烟气系统.31 9.10脱硫系统.35 9.11氨水制备系统.41 9.12硫酸铵后处理系统.42 9.1

3、3工艺水系统.46 9.14排放系统.47 10供供电电概述概述.48 陕西延长中煤榆林能源化工有限公司延长石油靖边能源化工项目 培训教材 11培培训训人人员员及培及培训训要求要求.49 11.1人员组织.49 11.2检修培训.49 11.3运行培训.49 11.4检修方面应熟悉：.49 11.5运行方面应熟悉：.50 12电动电动机运行事故机运行事故处处理理.50 12.1电动机在运行中发生下列情况之一者，应立即停止运行。50 12.2发生下列情况之一，对于重要电动机应先起动备用电机，然后停止故障电机。 51 12.3电动机运行时故障处理.51 12.4电动机起动故障处理.51 12.5电

4、气事故处理.51 13脱硫装置用脱硫装置用电负电负荷荷计计算表算表.52 14脱硫机柜脱硫机柜间间布置布置.53 15热热工自工自动动化水平及功能化水平及功能.53 15.1数据采集系统（DAS）.54 15.2模拟量控制系统（MCS）.56 15.3主要顺序控制功能组（SCS）57 15.4FGD 系统的联锁保护58 15.5系统可靠性措施.58 15.6烟气监测 CEMS 系统59 16设备选设备选型型.60 16.1总述.60 16.2重要设备的选型厂家.62 17气源和气源和电电源源.63 17.1气源.63 17.2电源.63 18接地接地.63 1 一一一工工艺艺培培训训教材教材

5、第一章 氨法烟气脱硫工艺的基本原理 1前前 言言 含硫燃料燃烧所产生的烟气中含有的二氧化硫是对环境及人类有害的物质，因此 在烟气排放之前必须采取措施降低烟气中二氧化硫的含量。氨法脱硫工艺则通过烟气 和吸收液充分接触，使烟气中的二氧化硫溶解于水并与吸收氨及氧气反应生成硫酸铵， 从而降低二氧化硫的浓度。该工艺过程简单，主要如下: (1)混合和加入新鲜的吸收剂； (2)吸收烟气中的二氧化硫并反应生成亚硫酸铵/亚硫酸氢铵； (3)氧化亚硫酸铵/亚硫酸氢铵生成硫酸铵； (4)从吸收液中分离硫酸铵。 2氨法脱硫工氨法脱硫工艺过艺过程程说说明明 2.1 氨法工氨法工艺艺描述描述 引风机来的的烟气，从预洗涤塔

6、的上部进入，烟气向下通过洗涤塔，从洗涤塔内喷 淋管喷出的硫酸铵溶液向下降，烟气与硫酸铵溶液液滴顺流接触，达到降温增湿的目 的，同时洗涤去除烟气中的大部分烟尘、脱除烟气中的 SO3 及 HCl、HF。经过降温增 湿后的烟气从吸收塔的中部进入吸收塔。烟气进入吸收塔反应区，烟气向上通过吸收 塔，从吸收塔内喷淋管组喷出的悬浮液滴向下降，烟气与硫酸铵浆液液滴逆流接触，发 生传质与吸收反应，以脱除烟气中的 SO2。脱硫后的烟气经除雾器去除烟气中夹带的 液滴（使烟气中含水量小于 75mg/Nm3）后，从顶部离开吸收塔，通过湿烟囱排放。吸收 塔下部浆池中的硫酸铵浆液由循环泵循环送至浆液喷雾系统的喷嘴，产生细小

7、的液滴 沿吸收塔横截面均匀向下喷淋。本设计利用部分工艺水，在脱硫塔的顶部特设了一层 水雾喷淋洗涤层，以进一步降低净烟气中游离氨的含量和气溶胶的形成。SO2 和 SO3 与浆液中氨反应，生成亚硫酸铵和硫酸铵。在吸收塔浆池中鼓入空气将生成的亚硫酸 铵氧化成硫酸铵。吸收塔浆池中的 PH 值由加入的氨量控制，PH 值维持在大约 5.2- 6.0。当吸收塔浆池中的循环浆液达到一定的密度后，通过脱硫输送泵送至预洗涤塔，经 2 过预洗涤塔提浓后，最终形成 30-40%的硫酸铵浆液，通过取出液泵送至硫酸铵后处理 工序。由取出液泵输送至卧式螺旋沉降过滤机，除去溶液中含有的灰尘（脱硫系统在脱 硫过程中对烟气中的尘

8、有 50%的脱除效果，尘的累积会影响最终产品硫酸铵化肥的品 质），得到的澄清溶液进入硫酸铵溶液贮槽，然后通过硫酸铵溶液输送泵输送至一效蒸 发器及二效蒸发器提浓，在真空状态下蒸发结晶， ，循环加热浓缩至浆液含固量达到 1015后，由二效出料泵输送至旋流器进行固液分离，浆液含固量上升至 4050% 后进入稠厚器，硫酸铵结晶颗粒长大后进入离心机进行脱水处理。经脱水后含水率小 于 5%的硫铵颗粒经干燥机干燥， ，进入料仓和包装机，即可得到商品硫酸铵。 脱硫反应方程式如下： SO2+H2O+XNH3=(NH4)xH2-xSO3 (NH4)xH2-xSO31/2O2+(2-X)NH3=(NH4)2SO4

9、2.2 工工艺艺流程流程说说明明 本脱硫工艺是双塔工艺，主要由预洗涤塔和脱硫塔组成，预洗涤塔是个洗涤塔，主 要是洗涤烟气，并提浓硫酸铵溶液；脱硫塔是一个组合式反应容器，由三部分组成：上 部是除雾段段、中间是吸收段、底部是氧化段。烟气在预洗涤塔的上部进入，经过降温、 除尘、增湿后，从脱硫塔的中部进入脱硫塔，被硫酸铵溶液洗涤、降温、增湿后上行，进 入吸收段，与吸收液反应，除去二氧化硫，吸收液由上而下进入氧化段。氧化空气由氧 化风机提供，将亚硫酸铵氧化为硫酸铵，脱硫塔内的循环浆液保持着较低的浓度，低浓 度的循环浆液在脱硫塔内达到一定的密度后，通过脱硫输送泵送至预洗涤塔，经过预 洗涤塔提浓后，最终形成

10、 30-40%的硫酸铵浆液，通过取出液泵送至硫酸铵后处理工序。 硫酸铵溶液在蒸发结晶后蒸发水分形成硫酸铵浆液。硫酸铵浆液经过旋流器及稠厚器 增稠后进入离心机进行固液分离，分离得到含水率5%的硫酸铵经干燥得到商品硫酸 铵。离心母液进入硫酸铵溶液贮槽循环使用。净烟气在脱硫塔的顶部离开脱硫塔，经过 塔顶直排烟囱排放。工艺水不断从塔顶补入，保持系统的水平衡。 3 第二章 烟气脱硫装置说明 3原材料及副原材料及副产产品的性品的性质质和和标标准准 3.1 脱硫脱硫剂剂的性的性质质 氨法脱硫技术采用氨为脱硫剂 。氨的性质如下：性状：氨为无色、有刺激性恶臭气 体。在适当压力下可以液化 ，同时放出大量的热量。当

11、压力降低时,则汽化逸出,同时吸 收周围大量的热。氨有毒,空气中最高允许浓度为 30水中溶解度 34%),氨的水溶液呈 碱性，0.1N 水溶液的 PH 值为 11.1。 理化常数： 分子式：NH3 分子量：17.03 相对密度：0.7714g/l。 沸 点：33.5 熔 点：77.7 自 燃 点：651 爆炸极限：15.727.4% 蒸汽密度：0.6 最易引燃浓度：17% 产生最大爆炸压力的浓度：22.5% 最大爆炸压力：0.485MPa 临界温度：132.5 临界压力：112.5 大气压 蒸汽压：-33.6时为 1 大气压；4.70为 5 大气压 25.7为 10 大气压；50.1为 20 大

12、气压 危险特性：当受到猛力撞击使钢瓶损伤时,气体外逸会危及人畜健康与生命。遇水则 变为有腐蚀性的氨水,受热后瓶内压力增大,空气中氨浓度达 15.727.4%时，遇火星会 引起燃烧爆炸。有油类存在时，会增加燃烧危险，气态氨有强烈的刺激气味,低浓度的氨 对眼及上呼吸道粘膜有刺激作用,高浓度的氨可引起水肿甚至昏迷。操作时，应注意安 全生产。侵入途径：氨主要经呼吸道吸入。对粘膜和皮肤有碱性刺激及腐蚀作用,可造成 组织溶解性坏死。高浓度时可引起反射性呼吸停止和心脏停搏。临床表现急性中毒： 短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰可带血丝、胸闷、呼吸困 难,可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏

13、力等,可出现紫绀、眼结膜及咽部充血及水肿、呼 吸率快、肺部罗音等。严重者可发生肺水肿、急性呼吸窘迫综合征,喉水肿痉挛或支气管 4 粘膜坏死脱落致窒息,还可并发气胸、纵膈气肿。胸部 X 线检查呈支气管炎、支气管周 围炎、肺炎或肺水肿表现。血气分析示动脉血氧分压降低。眼接触液氨或高浓度氨气可 引起灼伤,严重者可发生角膜穿孔。皮肤接触液氨可致灼伤。中毒处理：吸入者应迅速脱 离现场,至空气新鲜处。维持呼吸功能。卧床静息。及时观察血气分析及胸部 X 线片变 化。给对症、支持治疗。防治肺水肿、喉痉挛、水肿或支气管粘膜脱落造成窒息,合理氧 疗; 保持呼吸道通畅,应用支气管舒缓剂; 早期、适量、短程应用糖皮质

14、激素,如可按病 情给地塞米松 1060mg/d,分次给药,待病情好转后减量,大剂量应用一般不超过 35 日。注意及时进行气管切开,短期内限制液体入量。合理应用抗生素。脱水剂及吗啡应慎 用。强心剂应减量应用。误服者给饮牛奶,有腐蚀症状时忌洗胃。眼污染后立即用流动清 水或凉开水冲洗至少 10 分钟。皮肤污染时立即脱去污染的衣着,用流动清水冲洗至少 30 分钟。 3.2 脱硫脱硫产产品的性品的性质质和和标标准准 本工艺的脱硫产品为硫酸铵,其性质如下： 硫酸铵为无色晶体,分子量 M=132.13,密度 =1769 kg/m3,熔点 mp=235。硫铵饱和溶 液的性质：沸点 bp=108.9；硫酸铵的溶

15、解度： 温 度 2030406080100 溶解度 g/100g 水75.4078.081.088.095.3103.3 可见,硫铵的溶解度随温度略有增加,但变化很小,因此,硫铵结晶都以蒸发结晶,或 饱和结晶为主,很少采用冷冻结晶的方法。 硫酸铵产品标准：【GB535-1999】 项 目指 标 外观无可见机械杂质 氮（N）含量 %20.5 水分（H2O） 1.0 游离酸（H2SO4）含量 0.2 100%纯度硫铵的 N 含量为 21.2121%（m/m），因此 20.5%N 含量相当于硫铵纯度为 96.7%（m/m）。 5 4设计设计基基础础数据数据 4.1 锅锅炉和烟气概况炉和烟气概况 （1

16、）动力站 4320t/h 高压锅炉的主要参数（单台锅炉的参数）： 额定出力（BMCR）： 320t/h，校核煤种 锅炉负荷（t/h）320 （单台）锅炉排烟气量(Nm3/h)387000 除尘器后原始排尘浓度(mg/Nm3)30mg/Nm3锅炉排烟温度()141 锅炉耗煤量（t/h）37煤全硫分含量(%)2.3 煤低发热值(MJ/kg)26.01锅炉年运行时间(h)8000 额定出力（BMCR）： 320t/h，设计煤种 锅炉负荷（t/h）320 （单台）锅炉排烟气量(Nm3/h)396100 除尘器后原始排尘浓度(mg/Nm3)30mg/Nm3锅炉排烟温度()140 锅炉耗煤量（t/h）35

17、.3煤全硫分含量(%)1.5 煤低发热值(MJ/kg)26.46锅炉年运行时间(h)8000 （2）燃料煤质（锅炉用煤）分析参数 结 果 项 目 单位 设计煤种 （横山山东矿） 校核煤种 （樊河三号矿） 全水分 Mt % 6.79.10 空气干燥水分(Mad) % 4.134.74 灰分(Ar)% 8.418.41 挥发分(Var)% 35.5336.59 碳(Car)% 68.7866.40 氢(Har) %4.21 4.08 氮(Nar)%0.86 0.85 全硫(St,ar)%1.502.3 氧(Oar)%8.648.86 弹筒发热量(Qb,ad)MJ/kg28.4028.59 6 结

18、果 项 目 单位 设计煤种 （横山山东矿） 校核煤种 （樊河三号矿） 空气干燥基高位发热量(Qgr,ad)MJ/kg28.2128.32 收到基低位发热量(Qnct,ar)MJ/kg26.4626.01 变形温度(DT)1120 1110 软化温度(ST)1150 1140 半球温度(HT)1160 1150 灰熔融性 流动温度(FT)1170 1160 可磨性指标(HGI)57 57 二氧化硅(SiO2)%38.0733.36 三氧化二铝(Al2O3)%12.8210.71 三氧化二铁(Fe2O3)%12.420.96 氧化钙(CaO)%18.3617.37 氧化镁(MgO)%0.610.6

19、5 氧化钾(K2O)%0.730.47 氧化钠(Na2O)%0.430.82 三氧化硫(SO3)%8.6311.81 二氧化钛(TiO2)%0.720.55 5氨法脱硫工氨法脱硫工艺艺的基本原理的基本原理 在本质上氨法脱硫工艺是采用 NH3 来吸收净化烟气的，包含着复杂的物理、化学 过程。以下将从物理化学原理方面对工艺各阶段加以分析。烟气中的 SO2 从烟气主体 进入吸收液的过程是物理吸收和化学反应的过程，通过这个过程，使 SO2 从气相进入 液相而被捕获。该过程可分为如下几个步骤： 5.1 氨法脱硫工氨法脱硫工艺艺中的化学步中的化学步骤骤 1.烟气中 SO2 溶解于水形成 H2SO3。 2.

20、氨吸收剂溶解于水形成 NH3H2O。 7 3溶解于水形成的 NH3H2O 与溶解于水形成的 H2SO3 进行化学反应形成(NH4） 2SO3。 4.形成的(NH4）2SO3 在氧化空气的作用下氧化形成(NH4）2SO4 氨法脱硫过程的总化学反应式可以综合表示为： SO2+H2O+XNH3=(NH4)xH2-xSO3 (NH4)xH2-xSO31/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4 虽然该综合反应式中列出了主要的反应物和生成物，但整个反应过程非常复杂，可以 通过以下的一系列反应过程表示： A：脱硫塔中 SO2 的吸收烟气中的二氧化硫(SO2)溶于水并生成亚硫酸。 SO2 + H2O H

21、2SO3 （1） B：亚硫酸同溶于水中的硫酸铵和亚硫酸铵起反应。 H2SO3 +（NH4）2SO4 NH4HSO4 + NH4HSO3 （2） H2SO3+（NH4）2SO3 2NH4HSO3 （3） C：吸收剂氨的溶解 NH3 + H2O NH4OH NH4+ + OH- （4） 由于反应（4）的进行，可以不断提供中和用的碱度及反应用的铵离子。氨同溶于水 中的亚硫酸、硫酸氢铵和亚硫酸氢铵起反应。D：中和吸收的 SO2 SO2 极易与碱性物质发生化学反应，形成亚硫酸盐。碱过剩时生成正盐；SO2 过剩时 形成酸式盐。 SO2 + H2ONH4OH NH4HSO3 + H2O （5） SO2 +

22、H2O +2NH4OH NH4）2SO3 + 2H2O （6） 由于反应（5）、 （6）的进行，可以使更多 SO2 可被吸收。 E：吸收得到的（亚）硫酸（氢）铵氧化成硫酸（氢）铵 亚硫酸盐不稳定，可被烟气及氧化空气中的氧气氧化成稳定的硫酸盐。 8 2 NH4HSO3 + O2 2NH4HSO4 （7） 2（NH4）2SO3 + O2 2（NH4）2SO4 （8） F：硫酸铵溶液浓缩后结晶析出硫酸铵固体 硫酸铵 + 水 硫酸铵固体 + 水蒸汽 5.2 联锁说联锁说明及反明及反馈馈控制控制说说明明 5.2.1旁路旁路挡挡板板门门的关的关闭闭与脱硫塔的烟气与脱硫塔的烟气进进、出、出挡挡板板门门的开启

23、的开启处处于于连锁连锁状状态态。 。 具体要求如下： 锅炉引风机出口的旁路挡板门与脱硫塔的烟气进口挡板门处于相反的开关状态。开车 时，先打开脱硫塔出口挡板门，然后打开脱硫塔入口烟气进口挡板门、关闭锅炉引风机 出口的旁路挡板门。停车时，先打开锅炉引风机出口的旁路挡板门，再关闭脱硫塔烟气 进、出口的挡板门。挡板门关闭后，开启密封风机，密封空气压力高于烟气压力 500Pa 左右。 5.2.2当原烟气温度大于当原烟气温度大于 160或脱硫塔中部温度大于或脱硫塔中部温度大于 70时时， ，连锁连锁装置自装置自动动开启开启 烟气旁路烟气旁路挡挡板板门门，关，关闭闭脱硫塔的脱硫塔的进进口口挡挡板板门门。 。

24、 具体要求如下： 为了防止浆液循环泵出现故障、原烟气温度过高或喷淋系统出现故障时损坏玻璃 钢塔内件，当脱硫塔中部温度大于 70时，连锁装置自动开启锅炉引风机出口的旁路 挡板门，然后关闭脱硫塔烟气进口的挡板门。 5.2.3通通过过吸收液吸收液 PH 值值的反的反馈馈信号信号调节调节氨水管氨水管线线上上阀门阀门的开启度；的开启度； 具体要求如下： 正常操作时，氨的加入量由脱硫塔（T2102）下部浆池内液体的 PH 值控制。PH 值 一般控制在 56 之间。当 PH 值低于 5 时，说明加氨量不足，增大氨水管线上阀门 的开启度；当 PH 值大于 6 时，说明氨水过量，减小氨水管线上阀门的开启度。 9

25、 5.2.4脱硫塔脱硫塔浆浆液的密度控制；脱硫塔内的液的密度控制；脱硫塔内的浆浆液密度必液密度必须严须严格控制才能保格控制才能保证证下一个工下一个工 序的能耗。序的能耗。 具体要求如下： 正常操作时，为了增加二氧化硫的吸收效率及亚硫酸铵的氧化效率，必须要控制 脱硫塔浆池的浆液浓度在低浓度运行。脱硫塔浆池的浆液浓度度是通过脱硫溶液输送 泵出口管道上调节阀的开启度来实现的，而脱硫溶液输送泵出口管道上调节阀的开启 度和预洗涤塔的液位相联锁，而当预洗涤塔的液位低到一定值时增加调节阀的开度度 直至全开；当预洗涤塔的液位高到一定值时减少调节阀的开度度直至全关。为了减少后 处理工序硫酸铵溶液浓缩时的蒸汽消耗

26、，必须要控制预洗涤塔浆池的浆液浓度在 3540左右，浆液浓度是通过浆液密度的测量来实现的。预洗涤塔浆池的浆液密度 是通过取出液泵出口管道上调节阀的开启度来实现的，当浆液密度值低时减小调节阀 的开度度直至关闭；当浆液密度值高时加大调节阀的开度度。 5.2.5通通过过脱硫塔脱硫塔浆浆池液位的反池液位的反馈馈信号信号调节调节除除雾雾器冲洗水及水器冲洗水及水喷喷淋淋层层管管线线上上阀门阀门的的 开启度；开启度； 具体要求如下： 为了保持烟气吸收系统的水平衡，必须向烟气脱硫塔内补充工艺水。补充工艺水 有三个目的：一是为了保持烟气吸收系统的水平衡；二是为了减少净烟气中氨的逃逸量； 三是为了冲洗除雾器。在工

27、艺控制中水平衡是通过脱硫塔浆池的液位来反映的。正常 生产时设定脱硫塔浆池液位的液位高度为 6 米，当脱硫塔浆池的液位低于设定值时， 增大冲洗水管线或水喷淋层管线上阀门的开启度；当脱硫塔浆池的液位高于设定值时， 减小冲洗水管线或水喷淋层管线上阀门的开启度。 5.2.6通通过过工工艺艺水槽液位的反水槽液位的反馈馈信号信号调节调节工工艺艺水外供管水外供管线线上上阀门阀门的开启度；的开启度； 具体要求如下： 10 5.2.7设设定正常生定正常生产时产时工工艺艺水水贮贮槽的液位达到槽的液位达到满满液位的液位的 60-75%之之间间，当工，当工艺艺水水贮贮槽槽 的液位低于的液位低于设设定定值时值时，增大工

28、，增大工艺艺水管水管线线上上阀门阀门的开启度；当工的开启度；当工艺艺水水贮贮槽的液位高于槽的液位高于 设设定定值时值时，减小工，减小工艺艺水管水管线线上上阀门阀门的开启度。的开启度。 5.2.8密封空气的密封空气的压压力及温度控制力及温度控制 在正常生产过程中，旁路挡板门处于关闭状态，进口挡板门处于开启状态，为了防 止挡板门泄漏，采用双密封挡板门，密封空气压力应高于烟气压力 500Pa 左右,密封空 气温度 70-80，温度低时加大蒸汽阀门的开启度，温度高时关小蒸汽阀门的开启度。 6脱硫装置的脱硫装置的设计设计原原则则 1998 年 4 月国家环保总局印发了贯彻国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污

29、染 控制区有关问题批复的行动方案和酸雨控制区和二氧化硫污染控制区二氧化硫污染 综合防治规划编制大纲。脱硫装置的建设必须首先符合国家的能源环保政策，具体操 作上应通过有关环境管理部门的环境评价。 脱硫装置的总体设计原则是确保较高的脱硫效率、较高的可用率，并保证安全可 靠，对锅炉的运行操作无影响。 烟气脱硫系统的使用寿命不低于 20 年 。 FGD 装置投入商业运行烟气脱硫系统的利用率95%。为保证锅炉可靠、稳定运行， 脱硫岛停运不影响锅炉的正常运行。 对于烟气脱硫系统中的设备、管道、贮槽等，考虑防腐和防磨措施。烟道的设计符 合火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程(DL/T 5121-2000)的规

30、定，汽水管道符合 火力发电厂汽水管道设计技术规定（DL/T50541996）和火力发电厂汽水管道应力 计算技术规定（SDGJ690）中的要求。对于净烟道在结构上采用有效的防腐措施。 所有在需要维护和检修的地方均设置平台和扶梯，平台扶梯的设计满足 GB4053.1GB4053.4 或火电厂钢制平台扶梯设计技术规定 DLGJ158-2001 中的要 求。 烟气脱硫设备所产生的噪声控制在低于 85dB（A）的水平（距产生噪声设备 1 米 处测量）。 11 本脱硫工程采用江苏和亿昌工程建设有限公司自主开发的专利技术, 通过对设计 方案的优化，充分利用工厂现有的公用和辅助设施，以节约投资。脱硫装置的设计

31、原则 为：在设计工况下全烟量、全时段的保证脱硫效率不低于 95%，脱硫后烟气中 SO2 不 高于 100mg/Nm3。烟气烟囱入口烟温不低于 50。 脱硫装置能通过环保部门的环保验收。 烟气脱硫系统产生的硫酸铵品质满足硫酸铵GB535-1995 合格品的要求。 7主要技主要技术术指指标标 （1）脱硫塔进出口脱硫效率95%；脱硫后烟气中 SO2 含量执行【GB13223-2003】，在 （2）在设计条件下，FGD 出口：NH3：20mg/m3(标态、干基、O26%) （3）设计工况下，脱硫岛的压力降（脱硫岛进出口压力差）不大于 1000Pa。 （4）脱硫后排放烟气雾滴浓度执行【HJ/T179-2

32、005【不大于 75mg/m3。 （5）脱硫作业场所环境尘毒物质、噪声符合【工业企业设计卫生标准】。 （6）脱硫岛对原烟气中含尘量的处理效率不低于 50%。 （7）整套装置运行时间相对于锅炉运行时间（不包含锅炉投油运行时段）的可用率 执行【HJ/T179-2005】不低于 95%。装置每 3 年大修一次，主体设备设计寿命为 30 年 （不包括易损件）。 （8）硫酸铵品质符合【硫酸铵】（GB535-1999）合格品的要求。 12 8脱硫工脱硫工艺艺的关的关键键控制参数控制参数 8.1 技技术经济术经济指指标标 序 号项 目 名 称 单 位数 量 备 注 一装置利用率%95 二装置进气量m3/h

33、2734448140，工况 Nm3/h1547694 三原烟气 SO2浓度mg/Nm34300 四装置脱硫率%98.2 五SO2排放浓度mg/Nm380 六SO2年排放量t/a990 七SO2年减排总量t/a52250 八氨耗量t/h3.57校核煤种 t/a28560校核煤种 九公用动力消耗 1工艺水m3/h49 2蒸汽t/h 13.2 3需要容量kW2158 4消防水m3/h125短时、间断 5包装袋用量bags/h31050kg/bag 6循环水用量t/h200 作为冷却水， 使用后最终返 回动力站系统 7一次消防用水量m3/h260间断 十三废排放 1废气m3/h（湿） 2271800

34、其中： SO2：133 kg/h 灰分：46.43 kg/h 设计煤种 50时 2废水t/h- 3废渣t/h- 13 十一副产硫酸铵t/h13.6 t/a108800 十二运输量 1运入量t/a-无固体物运入 2运出量t/a108800硫酸铵成品 十三装置定员人32 十四主装置占地面积m26386 十五建构筑物占地面积m22152 十六装置建筑面积m21781 8.2 公用工程条件公用工程条件 （1）氨 吸收剂为氨水，使用液氨制备氨水（氨水浓度 1530%）。氨水浓度由脱硫装置自 行配制。 总量约为 28560 吨/年（99.6%液氨），折 20%氨水 14 万吨/年。 液氨参数：压力 1.3

35、 MPa(G) 温度：常温。 （2）蒸汽 低压蒸汽： 压力 0.5 MPa(G) 温度：158 （3）水 循环水温度：32压 力：0.40 MPa（G） 生活水温度：常温 压 力：0.45 MPa（G） 高压消防水温度：常温压 力： 0.8 MPa（G） 生产水温度：常温 压 力：0.4 MPa（G） 生产水水质： PH 值：6.5-8.5 Ca2+：175mg/L Fe2+0.3mg/L （4）电源 电压：10 KV7%380V/220V（7 %）； 频率：50Hz0.5Hz （5）仪表气源压力 仪表气源压力：0.40 MPa（G） 14 （6）工厂空气 气源压力：0.40 MPa（G） 9

36、装置布置技装置布置技术术要求和系要求和系统设备说统设备说明明 9.1 装置布置装置布置总总体技体技术术要求要求 9.1.1FGD 装置布置装置布置 （1）脱硫系统按四炉二塔设计，脱硫采用单塔结构、硫酸铵后处理采用塔外结晶工 艺。在锅炉燃用设计煤种及校核煤种的前提下，脱硫效率98%。 （2）整套脱硫系统（简称 FGD）由烟气系统、吸收系统、脱硫浆液循环系统、氧化系 统、事故浆液排放系统、吸收剂制备及供应系统、新鲜水系统和消防水系统、硫酸铵后 处理系统、仪表控制系统、在线分析、监测系统等组成。 （3）烟气吸收系统按 2 台 320t/h 煤粉锅炉的正常烟气量进行设计。4 台锅炉共设 置 2 套烟气

37、吸收系统（即脱硫系统为双系列运行）。 （4）硫酸铵后处理回收系统按 4 台 320t/h 煤粉锅炉的烟气量进行设计（即后处理系 统为单系列运行）。 （5）脱硫系统布置在锅炉引风机之后，不设计单独的增压风机,并向动力站设计院 提供脱硫系统阻力。 （6）为了便于脱硫塔的检修，在脱硫塔进口烟道和旁路烟道分别设置挡板门。 （7）脱硫系统不影响锅炉机组的安全、稳定运行，不降低锅炉机组的出力，不影响 锅炉的效率。为保证动力站锅炉可靠、稳定运行，脱硫系统设置 100%烟气旁路，以保证 脱硫装置在任何情况下不影响锅炉和发电机组的安全运行。 （8）脱硫系统的负荷范围与锅炉负荷范围相协调（锅炉负荷范围为 30%1

38、10%，不 助燃最低负荷为 30%）。脱硫系统在锅炉负荷调整时有良好的、适宜的调节特性，能可 靠和稳定地连续运行。脱硫系统的设计和运行能快速响应锅炉负荷的变化速度。 （9）脱硫系统的整体布置要合理利用场地，力求整齐美观。 （10）本工程设计使用年限为 20 年。 9.1.2工工艺艺与与设备专业设备专业 本工程烟气脱硫系统采用氨硫酸铵回收法进行脱硫。脱硫装置为 4 台高压锅 15 炉配置了二套脱硫系统和一套硫酸铵后处理回收系统。 脱硫装置采用单塔喷淋洗涤工艺，采用钢筋混凝土外壳内衬聚丙烯板（PP 板）结构。 硫酸铵后处理回收装置采用塔外双效蒸发浓缩、结晶、分离、干燥工艺。锅炉烟气经脱 硫处理后，

39、烟气排放能够满足国家环保部门规定的排放要求，并且不影响其它系统工 艺参数或不与其它系统工艺参数发生矛盾。 全部脱硫和硫酸铵回收系统的性能和质量，能得到充分保障，并使其设计煤种和 硫酸铵回收装置（在 BMCR 工况下）的脱硫效率不低于 98%，在燃用设计煤种范围内， 脱硫系统能够安全运行。系统安装当地环保部门认可的在线监测装置，并留有接口，以 方便传输至当地环保部门，还留有对比监测试验的人工测孔。 工艺系统设计原则包括： （1）脱硫工艺采用湿式氨硫酸铵法，2 套脱硫系统处理 4 台锅炉的全烟气量， 1 套后处理系统回收脱硫的副产物硫酸铵，操作弹性：30%110%。 （2）单套脱硫系统的烟气处理能

40、力为 2 台锅炉 110%BMCR 工况时的烟气量，脱硫 效率按 98.2%设计，且排放浓度80mg/Nm3。 （3）脱硫系统设置 100%烟气旁路，以保证脱硫系统在任何情况下不影响锅炉的安 全运行。 （4）脱硫设备年运行小时按 8000 小时考虑。 （5）脱硫系统可用率不小于 95%。 （6）脱硫系统服务寿命不小于 20 年。 （7）硫酸铵产品：主要指标符合国标 GB535-1995 合格品的要求。 9.1.3电电气气专业专业 （1）在满足设计条件和工艺要求的前提下，确保做到安全可靠、操作维护方便。 （2）电气专业负责完成 FGD 内的所有设备用电的详细设计（包括低压配电系统图、 电动机控制

41、原理图等），并提供对外供电设计详细接口条件。 （3）将提供全部用电设备电气系统图，且同一工艺设备设有相同两台电动机驱动时， 两台电动机应分别布置在低压 380V 母线两段供电，并确保各段计算负荷基本相等。大 于 15kW 电动机及对工艺设备运行较重要的电动机设置恰当的备用回路。 （4）供配电系统 16 本期烟气脱硫系统低压配电采用 AC 380/220V，设、段脱硫母线，各由一台变压 器供电，变压器高压侧电源由动力站主厂房高低压厂用配电室两段 10kV 母线段送来； 380/220V 、段采用单母线分段运行方式。单台变压器的容量，满足全部负载的正常运 行。 低压电气的配置保证在发生短路故障时，

42、各级保护电器有选择性的正确动作，低 压开关柜采用西门子 Sivacon 8PT 型低压抽出式开关柜。 （5）事故保安电源 脱硫界区设 EPS 事故保安电源，用于照明、和两台旁路挡板门； （6）电气系统设计原则： 针对脱硫项目的特点，对用于本工程的电气系统和设备，作如下全面的考虑： （a）设备安全、运行安全和提供检修人员低电压的安全。 （b）易于运行和检修。主要部件（重部件）将能方便拆卸、复原和修理，同时将提供 吊装和搬运时用的起吊钩、拉手和螺栓孔等。 （c）相同（或相同等级）的设备和部件的互换性；可操作性和可靠性。 （d）系统内所有元件将恰当地配合。比如绝缘水平、开断能力、短路电流耐受能力、

43、继电保护和机械强度等。 （e）环境防护，如对腐蚀性气体和（或）蒸汽、机械振动和水等的防护。 （f）电气设备将在实际使用环境条件下，带额定负荷连续正常运行。 9.1.4自控自控专业专业 （1）根据脱硫系统的工艺特点及规模，本工程主系统采用分散式控制系统（即 DCS）控制，烟气脱硫系统采用 DCS 远程 I/O 控制，其控制前端和控制站（柜）就地布置， FGDDCS 操作员站设在脱硫控制室内。脱硫系统的 FGDDCS 机柜、热工配电柜均 布置在相应脱硫配电间及电子设备间（机柜间）内。 控制室温度应为冬天 202，夏天 262。 （2）运行人员在控制室内，通过脱硫系统的 FGDDCS 的操作员站对脱

44、硫系统进 行启/停控制、正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的处理（运行人员只能进行 操作,不能修改数据）。除在集中控制室的操作台上设置如旁路挡板门等重要设备的紧 急操作按钮外，控制室不设其它常规仪控表盘。脱硫装置的控制系统将设计成一个完 17 整的自动控制系统，具有自动控制、软手动控制和就地控制功能,并对系统的运行提供 必要的联锁、调节控制、顺控操作、监测和报警功能等。 （3）在集中控制室内对脱硫系统的监视控制满足下列要求： - 在就地运行人员少量干预配合下，实现系统启停 - 实现正常运行工况的监视和调整 - 实现异常工况的报警和紧急事故处理 （4）控制系统具有完善的联锁报警功能。与系统安

45、全运行有关的参数均设置报警联 锁功能，其上下限值可根据用户需要进行在线调整。机组出现异常或脱硫工艺系统出 现非正常工况时，能按预定的顺序进行处理，使脱硫系统与相应的事故状态相适应；出 现危及单元机组运行以及脱硫工艺系统运行的工况时，能自动进行系统的联锁保护， 停止相应的设备甚至整套脱硫系统的运行。脱硫系统不影响锅炉机组正常运行，无论 脱硫系统何种工况，都能保证锅炉的正常运行。 （5）本工程所采用的仪表和控制设备为经过实践的，代表当今先进技术的优质设备， 具有最大的可利用率、可靠性、可操作性、可维护性和安全性。控制和监测设备有良好 的性能以便于整个装置安全无故障运行。现场仪表装置根据实际情况采取

46、防水、防尘 及防腐措施，设备防护等级至少为 IP65，配置有进出线防水接头。 （6）对脱硫前的烟气 SO2、O2含量和脱硫后的烟气 SO2、O2含量进行实时监控。脱 硫塔烟气进、出口单独设置探头和烟尘在线连续监测系统（CEMS），检测方式为直接稀 释抽取在线连续检测分析紫外荧光法，分析仪表和关键元器件采用进口产品，接触烟 气的探头部分必须耐腐耐磨。脱硫塔进口烟道或出口净烟道上设置优质智能烟气流量 检测仪表，至少两个测点，探头接触介质的护套材质满足介质工况的耐腐耐磨要求。 （7）本套控制系统是一个完整的自动控制系统，并带有自动控制、软手动控制和就 地控制功能。设计要考虑保障整个脱硫系统的安全、可

47、靠、经济运行，并对系统的运行 要提供必要的联锁、调节控制、顺控操作、监测和报警功能等。 （8）就地控制仅作为维修和单台设备试验之用，控制系统应有闭锁就地/远方开关 以选择和联锁设备的运行，以避免人身伤害和设备损坏。 （9）控制系统的设计应充分体现“安全运行”的原则，即当信号消失时，故障或异常 运行均不允许产生危险状况，同时亦不允许导致系统设备跳闸。 （10）脱硫控制系统能够通过数据通讯接入锅炉 DCS 控制系统进行显示。部分开关 18 量信号采用硬接线方式与锅炉 DCS 控制系统进行联锁： DI 信号：锅炉 MFT 状态、布袋除尘信号、锅炉负荷信号。 DO 信号：锅炉脱硫塔进口挡板门已开、锅炉

48、脱硫塔进口挡板门已关、锅炉脱硫塔 旁路挡板门已开、锅炉脱硫塔旁路挡板门已关。 （11）脱硫控制系统配备 UPS 装置，并能满足 0.5 小时以上的供电容量。 9.1.5给给排水排水与消防与消防专业专业 脱硫系统内给排水、消防系统的设计遵循国家、地方和电力行业现行的规范及标 准进行。 （1）给水系统 本期脱硫装置工艺水用量约为 49m3/h，由业主的工艺水系统提供，或由热电站工 业冷却水回收系统提供，并用管道送至 FGD 装置界区外 1m 处，水压0.4MPa。 生活给水系统是提供烟气脱硫系统运行人员生活饮用水、卫生设备冲洗用水以及 安全洗眼器用水。该部分水为间断用水，水量约为 0.3m3/h，

49、由业主从工厂的生活水系 统中用管道送至 FGD 装置界区外 1m 处，水压0.25MPa，要求其水质符合国家生活饮 用水 GB5749-2006 标准。 生活水管道采用 PPR 管或内涂塑镀锌钢管，埋地钢管外壁采用环氧煤沥青漆防腐 处理。 脱硫岛循环水系统归于工艺系统，主要用于设备冷却。用户主要为离心机、氧化风 机、蒸发系统间、冷凝器等。水量为 200t/h，使用后返回动力站循环水系统。 （2）排水系统 生活排水系统是收集盥洗间卫生设施等排放的污水。生活排水管道接至脱硫界区 外 1 米处的厂区排水主管道上。 雨水排水系统是收集不含浆液及任何化学物质的雨水。 正常情况下 FGD 装置没有污水排出界区，但初期雨水有可能含有脱硫场地内的粉 尘、浆液等污染物，这部分初期雨水由脱硫场地