...wd...35t/h抛煤机锅炉烟气脱硫方案1 工程污染物分析主要污染物为燃煤尘和S酸性气体,粉尘粒径小、比重轻,属可吸入颗粒物,威胁居民生命安康;烟气中的,会造成酸雨污染排放大气造成环境污染2 工况参数锅炉型号锅炉蒸发量(t/h)35t/h锅炉烟气量(m³/h)90000燃用煤种二类烟煤煤的耗用量(t/h)6.0煤的含硫量(%)〔<1〕按1.0计煤的含灰量(%)除尘器型号/方式多管干式及麻石水膜锅炉出口烟尘浓度(mg/m³)2000除尘器出口烟尘浓度mg/m³除尘器除尘效率%锅炉出口S浓度(mg/Nm³)2000锅炉出口烟气温度(℃)150-180现有除尘器出口烟气温度(℃)120原有循环水量(t/h)循环泵型号、数量引风机型号引风机额定风量(m³/h)引风机全风压(Pa)3180引风机功率(KW)要求S排放浓度mg/Nm³<300要求烟尘排放浓度mg/Nm³<80注:以上参数以相类似锅炉为例,作为技术方案参考依据3 方案编制依据与执行环保标准3.1 HJ462-2009?工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术标准?3.2环保局?关于标准我市中小型燃煤锅炉烟气脱硫工程建设的通知?3.3 环发(1997)634#?酸雨控制区与二氧化硫控制区划分方案?;3.4 国函(1998)5#号?国务院关于酸雨控制区与二氧化硫控制区有关批复?;3.5 GB13271-2001?锅炉大气污染物排放标准?;3.6 国务院令字(2003)第369#?排污费征收使用管理条例?;3.7 中华人民共和国国家开展委员会、财政部、国家环境保护总局、国家经贸委(2003)31#令?排污费征收标准管理条理?。
3.8 ?建筑防振设计标准?GB50016-20063.9 ?低压配电装置标准?(GBJ54-83)3.10 ?电气装置安装施工及验收标准?GB50254-963.11 ?电力建筑施工及验收技标准?3.12 ?花岗石类湿式烟气脱硫除尘装置?(HCRJ040-1999)3.13 ?建筑施工高处作业安全技术标准?(JGJ80-91)3.14 ?固定式工业钢平台?(GB4053.4-83)3.15 ?固定式工业防护栏杆?(GB4053.3-93)3.16 ?固定式钢直梯?(GB4053.1-93)3.17 ?压缩机风机泵安装工程施工及验收标准?(GB50275-98)4 设计原则及技术参数4.1 设计原则根据提供的工况参数,现初步制定以下设计原则:(1)保证锅炉正常运行,污染物达标排放;(2)并将原有水膜除尘器撤除,新建脱硫塔,并利用原有除尘循环池,新建设备及配套系统布置合理;新建完成后,脱硫塔脱硫效率大于90%,排放烟气中的烟尘及S,浓度小于地方环保局规定的排放标准,净化后烟气林格曼黑度小于1级;(3)锅炉排放粉尘和S按照地方环保局标准达标排放,并有提高技术指标的空间,适应国家对环保治理不断严格的要求和削减量;(4)系统运行可靠,脱硫除尘设施维护可与锅炉检修同步统一安排,不影响锅炉的正常运行;(5)用特种雾化喷头,保证使塔内壁及旋硫板上形成均匀连续的液雾,提高脱硫除尘效率;(6)通过脱硫后,脱硫效率大于90%,使高浓度的S烟气到达排放要求小于300mg/Nm³;(7)经过脱硫塔烟尘排放<80mg/Nm³。
4.2 设计技术参数1)锅炉型号:35t/h抛煤机链条锅炉2)蒸发量:35t/h3)锅炉数量: 7台4)系统设计脱除效率:≥90%5)液气比(L/G): 厂家据实际情况定6)脱硫塔内径和高度:厂家据实际情况定7)原水平通道:喉径中速进口通道8)旋流板:9)除雾装置:10)脱硫液喷头:316L不锈钢或PP66增强尼龙螺旋喷嘴群11)脱硫塔材料: 拟用花岗岩石12)副塔: 拟用花岗岩石13)处理烟气量: 90000m³/h14)烟气入脱硫塔温度: 150℃15)烟气出口温度: 80℃16)入口浓度:<2000mg/Nm³17)出口浓度: <300 mg/Nm³18)烟尘出口浓度: <80 mg/Nm³19)引风机处理风量: 90000 m³/h5 脱硫系统工艺流程及设计方案5.1 脱硫塔介绍5.2 工艺确定选择高效雾化旋流喷淋脱硫塔与氧化镁法相结合的脱硫技术作为脱硫工艺,要求脱硫效率90%以上,确保烟气处理到达需方排放限值(80mg/Nm³)要求经氧化后的浆液(主要成分为硫酸镁)排出送入脱硫副产品处置系统,脱硫副产品脱硫渣进入浓缩池进展浓缩,上清液返回利用,沉渣定期清理。
目前国内外脱硫技术应用较广泛的是湿式石灰石—石膏法,但该技术工程投资大、运行成本高,设备和管路系统易磨损和堵塞氧化镁法是用Mg溶液洗涤吸收烟气中的,生成MgS经曝气系统氧化为MgS脱硫反响生成物经过鼓风曝气后生成MgS,而MgS在水中的溶解度达40%,所以循环吸收液中悬浮物大大低于采用石灰法脱硫系统,由于在吸收和吸收液处理中主要生成物为溶解度高的硫酸镁不存在结垢和浆料堵塞问题,大大提高了运行的可靠性且镁盐吸收速率比钙盐速率快,所需要的液气比低很多,可以节省动力消耗5.3 工艺原理5.3.1 工艺特点(1)氧化处理后排放液中的主要成份MgS正好是海水中成份的一种,所以非常安全;(2)吸收生成MgS是在溶解状态进展,不会因浆液发生结垢,堵塞等故障;(3)气液比小,当烟气量一样,含量相等的情况下,石灰石、石膏法气液比为3.5时,MgO法气液比要小得多,可大幅度节约运行费用;(4)因吸收剂Mg循环使用,利用率高,MgS溶解度高,循环系统补充水量小,无需为处理大量废渣发愁;(5)整个处理过程简单,设备数量少,操作简单、运行可靠6)反响过程消化反响:MgO+O→Mg吸收反响:Mg+→MgS+OMgS++O→MgMg+ Mg→2MgS+2O氧化反响:2MgS+→2MgS氧化镁法脱硫工艺分再生法和抛弃法两种。
回收脱硫副产品硫酸镁需进展浓缩、冷却结晶、离心别离和枯燥等操作,工程投资将会增加根据本工程的要求和现场条件,本设计拟采用副产物处理工艺即脱硫后的废液直接输送至脱硫副产品处置系统进展处理,经浓缩池进展浓缩,别离后的水循环利用,脱硫渣外卖5.3.2 工艺流程本方案是烟气脱硫工艺系统主工由脱硫剂制备系统、烟气系统、吸收系统、脱硫液循环和脱硫渣处理系统、工艺水系统、电气系统、仪表及自动化控制系统等组成5.3.2.1 脱硫剂制备系统本工程脱硫剂采用轻烧氧化镁脱硫剂制备系统将满足烟气脱硫所有可能的负荷范围脱硫剂制备系统流程:5.3.2.2 烟气系统本设计35t/h燃煤锅炉脱硫采用一炉一塔,烟气系统具体流程为:热烟气自锅炉出来后经多管干式除尘器初步除尘后,再进入麻石水膜除尘器深度除尘,由引风机输送进入吸收搭,向上流动穿过喷淋层,在此烟气被冷却到饱和温度,烟气中的等污染物被脱硫液吸收经过喷淋洗涤后的饱和烟气,经除雾器除去水雾后通过烟道进入烟囱排空从烟道母管引出到吸收塔之间的烟道上还分别设有温度检测、压力检测等监测仪表脱硫后的净烟气碳钢烟道内衬玻璃鳞片,防止烟道腐蚀5.3.2.3 吸收系统在吸收塔内,脱硫液中的氢氧化镁与从烟气中捕获的、S、HF、HCl等发生化学反响,生成亚硫酸镁和亚硫酸氢镁等物质。
脱硫后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔1)吸收塔1)设计原则吸收塔内所有部件能够随最大入口气流及最高进口烟气温度的冲击,高温烟气不会对任何系统和设备造成损害吸收塔选用的材料适合工艺过程的特性,并且能随烟气飞灰和脱硫工艺固体悬浮物的磨损所有部件包括塔体和内部构造设计考虑腐蚀余度采用花岗石的吸收塔保证壳体构造的完整性,采用新型砌筑方式保证塔体的密封性良好体上的入孔、通道、连接收道等需要在壳体穿孔的地方进展密封,防止泄漏塔体的设计尽可能防止形成死角,吸收塔底面设计能完全排空浆液塔的整体设计方便塔内部件的检修和维护,吸收塔内部的导流板、喷淋系统和支撑等尽可能不堆积污物和结垢,并且没有通道以便于清洁吸收塔系统包括所有必需的就地和远方测量装置,且提供足够的吸收塔液位、温度、压力、压差等测点,以及氧化镁浆液的流量测量装置吸收塔设计还应考虑除雾器及其塔内部件检修维护时所必须的起吊措施2)塔前预冷段吸收塔前设置预冷段,预冷段材质由工程承揽方自定3)内衬与特殊材料吸收塔选用的材料要适合吸收塔工艺的化学特性,要考虑烟气中的固体物及脱硫工艺固体物的磨损塔体材料材质由工程承揽方自定所有没有进展内衬防腐处理而又与浆液或烟气冷凝液相接触的金属设备,必须由耐酸腐蚀耐磨材制作。
4)浆液喷淋系统喷淋吸收塔内部碱液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成,喷淋系统的设计能够合理分布要求的喷淋量,使烟气流向均匀,并确保碱液与烟气充分接触和反响浆液喷淋系统可考虑采用PA66所有喷嘴能防止快速磨损、结垢和堵塞,喷嘴选用进口优质空心锥喷嘴,材料采用PP66材料制作喷嘴有足够的压力以保证碱液的雾化效果喷嘴与管道的设计便于检修,冲洗和更换2)除雾器除雾器可安装在吸收塔上部,用以别离净烟气夹带的雾滴除雾器出口烟气温度不大于75mg/Nm³(干基)要求分为级布置除雾器型式能够保证其具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果,且保证脱硫后的烟气以一定流速均匀通过除雾器,防止发生二次携带,堵塞除雾器除雾器系统的设计考虑了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,既可进展自动冲洗,也可进展人工冲洗设计了合理的冲洗时间和冲洗水量,既能冲洗干净除雾器,又防止生成二次携带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展全面冲洗,没有未冲洗到的外表冲洗水的压力将进展监视和控制,冲洗水母管的布置能使每个喷嘴 根本运行在平均水压。
除雾器的布置结合吸收塔的设计统一考虑,方便了运行和维护除雾器冲洗用水由单独设置的除雾器冲洗水泵提供除雾器冲洗水泵设置两台,一用一备除雾段的测点包括:每个除雾段的压降,在冲洗期间冲洗水母管的瞬时水压和流量(配低流量/压力的报警)等对测量除雾器压降的装置采取了防止堵塞的措施所有除雾器组件、冲洗母管和冲洗喷嘴易于造近能够进展检修和维护设计的除雾器支撑梁可作为维修通道,能承受维修的活荷载除雾器是一个细液滴别离器,叶片间隙稍大,用来别离上升烟气中的微小浆液液滴和除雾器冲洗水滴烟气流经除雾器时,液滴由于惯性作用,留在挡板上由于被滞留的液滴也含有固态物,因此存在挡板上结垢的不安全,同时为保证烟气通过除雾器时产生的压降不超过设定值,需定期进展清洗为此,设置了定期运行的清洁设备,包括喷嘴系统冲洗介质为工业水除雾器的下面设有冲洗喷嘴,正常运行时下层除雾器的底面和顶面,上层除雾器的底面自动按程序轮流清洗各区域除雾器每层冲洗可根据烟气负荷、除雾器两端的压差自动调节冲洗的频率冲洗水由除雾器冲洗水泵提供,冲洗水还用于补充吸收塔中的水分蒸发损失3)吸收塔再循环系统吸收塔再循环系统包括循环泵、管道系统、喷淋组件及喷嘴。
吸收液循环泵符合对“泵〞的 根本要求外,并满足如下特殊要求:·循环泵按照单元制设置,可设一套备用叶轮·循环泵及进口阀门能够在FGD--PLC系统自动开启和关闭·循环泵通流局部及叶轮等由防腐耐磨材料制成,并能适用于输送含有高浓度氯离子的介质·循环泵配有油位指示器、机械密封、联轴器罩和泄漏液收集设备等其他附件·循环泵便于拆换和维修,配置整体底盘或安装框架·设计选用的材料适于输送的介质,并且按20g/L的氯离子浓度进展选材其材料提交给需方认可·循环泵及驱动电机适应户外露天布置的要求吸收塔再循环系统的设计要求是使喷淋层的布置到达所要求的喷淋浆液覆盖率,使吸收溶液与烟气充分接触,从而保证在适当的液/气比(L/G)下可靠地实现所要求的脱硫效率吸收塔中部的雾化喷头要分级布置,吸收液由喷头内喷出,并雾化成微滴,与由下而上逆流而来的烟气进展充分的气液接触采用独特的喷淋系统,以到达最小的能耗和最大的脱硫效率,保证脱硫吸收塔脱硫率到达95%以上使用进口螺旋喷嘴技术和PPR喷淋管道,可以长期运行而无腐蚀、无磨蚀、无结垢及堵塞等问题5.3.2.4 脱硫液循环和脱硫渣处理系统脱硫液循环系统设在吸收塔底部,在脱硫塔内与二氧化硫充分接触、反响后的酸性洗涤液和通过pH值自控系统自动加MgO乳液于槽内的碱性浆液混合,同时鼓入空气,将亚硫酸镁完全氧化成为硫酸镁。
在循环池内保持pH值为6.5的浆液循环使用,局部排入脱硫副产物处置系统本系统的主要设备是氧化风机、曝气装置、循环泵和pH计等其它设备脱硫渣处理系统,由循环池排出的废水由循环浆液排出泵打到压滤机侯浓缩池进展浓缩,干脱硫渣外运,滤液回流到脱硫浆液池本系统的主要设备是浓缩池、返回泵等其它设备5.3.2.5 工艺水系统烟气脱硫系统工艺水由业主工业水系统供应工艺水系统包括工艺水箱及水泵5.3.2.6 电气系统电气系统主要包括供配电系统、电气控制与保护、照明及检修系统、电缆和电缆构筑物5.3.2.7 仪表及自动化控制系统本工程FGD及辅助系统设置一个控制室,采用集中控制方式,配备一套仪表和控制系统整个装置的监控通过PLC来实现现场设备及工艺流程中设置必备的检测仪表、执行机构(气动门、电动门)等运行人员在脱硫控制室内通过自控系统对脱硫系统进展启动控制、正常运行的监视和调整,停机及事故工况的处理,而无需现场人员的操作配合6 脱除量计算(以t/h锅炉为例)按照锅炉出口烟气量90000m³/h,燃煤含硫量为1.0%,燃煤全硫中20%为矿物硫,不生成,脱硫率按90%,烟气中浓度含量计算:7 脱硫剂及制备系统7.1、脱硫剂(MgO)消耗量计算7.2、脱硫剂制备系统本方案采用氧化镁法脱硫工艺,制备系统流程如下:氧化镁—→料仓—→螺旋给料机—→乳液罐(加水搅拌)—→脱硫液循环池7.3、循环水用量计算8 控制系统8.1 系统概述系统采用可编程控制器(PLC),操作人员在脱硫操作室的上位机上对多台锅炉脱硫工艺系统进展监控,本系统可独立运行,也可通过通讯方式连接并入厂方控制系统,工程师通过厂方中央控制室进展控制系统的日常维护。
8.2 控制策略(1)主要测量参数及调节回路控制系统的控制参数主要包括PH值、液位、料位、温度、阻力等参数的测量和控制测量信号经变送器转换为4-20mA的标准信号后送至PLC,再经特定控制运算后,输出4—20mA标准信号或开关信号,控制相应的阀门开度,电机开关等,从而实现被控参数的调节,系统具有以下几个主要控制回路和几个主要测量参数浆液制备系统控制主要工艺参数:螺旋输送机的开关,补水电磁阀的开关和乳液罐液位乳液罐液位低时,开启螺旋输送机,将定量脱硫剂参加制备罐,翻开补水电磁阀和搅拌器,配制脱硫液PH值控制回路主要工艺参数:浆液管道上电磁阀的开启度,脱硫液PH值,通过检测脱硫液PH值来调节氧化镁管道上电磁阀的开启度,从而控制消氧化镁浆液的参加量2)系统的联锁控制①PH值上下报警②工作水泵与备用水泵为联锁,当工作水泵停顿时,备用水泵启动③出口温度,压力上下报警9 主要工艺设备10 减排费运行费计算(单台炉)(1)经济指标· 电费:·水费:·人员工资:·排污收费:(2)各种费用的计算方法(1)电消耗用:(2)水消消耗用:(3)MgO消消耗用:(4)NaOH消消耗用:(5)免交的排污费:(3)每台35t/h锅炉年运行费用计算以脱硫效率90%时、年运行时间 计算:(4) 效益分析以脱硫效率90%时、年运行时间 计算:11 脱硫系统技术说明11.1、可使用碱性冲灰水作为补充水;11.2、关于事故状态;当脱硫除尘塔处于事故状态时,A)循环泵停顿输送脱硫浆液;B)脱硫剂制备系统停顿运行。
11.3、系统阻力测算说明12 工程进度脱硫系统安装及调试时间,安装约 天13 节约和合理利用能源本脱硫工程在设计、施工和运行过程中,认真贯彻节约和合理利用能源的要求,在工艺系统设计中确保工程水、电等消耗最低,具体措施如下:精心设计和施工,优化工艺流程,缩短工艺路线,减少无为的能量消耗加强对整个工艺系统的监控,严格控制各项工艺指标在最正确范围内,减少水耗、电耗和物耗采用高效低耗的新工艺、新技术和新设备,以求有效地节能降耗其它因地制宜采取有效措施14 劳动安全⒈劳动安全⑴ 脱硫系统运行中的不安全因素1) 用电安全:脱硫系统中由于雷电或接触不良可能造成的损坏并给工作人员带来伤害,电器设备由于工作人员的误操作及保护不当可能会给工作人员带来伤害2) 机械操作:脱硫系统有风机、水泵、搅拌机、输送等机械设备,在运行和检修过程中如果操作不当或设备布置不合理,都有可能给工作人员带来伤害3) 其他钢制平台、楼梯施工不当造成人员滑倒,高空作业不当造成跌倒等伤害⒉安全防护措施(1)安全用电措施1)电器设备应采取必要的机械、电气联锁装置以防误操作2)电气设备选用有五防设施的设备,配电室严格执行安全用电制度。
3)在高压电气设备的周围按规定设置栅栏和屏蔽装置4)所有电气设备要有防止雷击设施并有接地设施2)机械设备防护措施1)所有机械设备外露传动部件均应加装防护装置或采取其他防护措施2)设备布置上要有足够的检修场地3)严格按安全操作规程操作3)其他劳动保护措施1)塔体外设置检修调试工作平台和爬梯,所有平台及爬梯采用花纹钢板或格栅防滑设施2)在楼梯平台等处周围设置保护围栏,以防高处跌伤3)在地下泵房内设置必要的通风设施和吊装检修设备15 质量监控和培训调试15.1 质量控制严格有效地控制质量保证的全过程;保证系统设备从设计、制造、订货、安装和服务都处于受控状态,以满足用户的要求15.2 控制程序1) 设计控制2) 文件和资料控制程序产品文件和资料、各类质量记录文件,资料室进展登记发放,底图存档3) 采购控制原材料采购须有质量证明书(材质单)和材料成份性能报告原材料采购后,须经工程部质检员检验(或验证、延长验、化验、试验)合格前方可入库,按程序规定、按方案发放领用4)过程控制15.3 培训和启动调试脱硫装置投运之前,对业主指定人员进展脱硫系统的操作、维修掊训,包括在室内和现场的培训,具体工作如下:(1)人员掊训通过对操作、维修人员进展系统、设备构造和原理的详细介绍,使他们全面了解整套装置的工作原理及过程,力争在短的时间内,让操作、维修人员熟悉和掌握脱硫装置的运行、操作和维护管理能力。
在设备安装调试期间,结合实物对运行人员进展培训和指导2)具体安排① 设备安装的初期,组织操作、维修人员进展理论学习,时间一周主要内容为:烟气接脱硫系统工艺、脱硫净化塔、循环水系统、脱硫剂系统、电气仪表控制的整体介绍,同时,对工程中使用设备、材料安装使用说明书进展介绍② 操作人员自脱硫系统操作维护手册;③ 设备安装期,操作、维修人员进入现场,在安装过程中进一步了解脱硫工艺及设备;④ 设备调试期,操作、维修人员在培训工程师的带着下,参与设备空负荷试车;96小时试运行期,在熟练操作人员的指导下,直接进展操作,并做好操作记录通过上述一系列培训,在96小时试运行完毕后,操作、维修人员可以独立进展整个脱硫系统的正常操作、维修,培训工程师结合工程中出现的实际情况做详细讲解,使操作、维修人员成熟起来3)启动调试① 编制系统启动调试方案,并针对该方案落实工程的安装进度和生产设备工作;② 在系统调试期间,由培训工程师组织操作、维修人员参与,定期组织召开启动调试工作会议③ 结合启动调试过程中出现的各种问题,及时进展针对性处理4)验收方法1)分部验收根据施工组织设计的安排,分部验收贯穿于整个施工过程,并做为施工阶级互相监视、制约的因素。
如机械安装对配套土建工程的验收,电气仪表控制对机械、土建的验收分部验收的不合格项,由责任者负责处理,直至满足设计及下一工序安装要求为止2)整体预验收全部工程安装完毕,组织整体预验收整体预验收的目的是为空载试车做好准备方法是对所有工程按设计要求进展全面的检验如建筑装饰、管道试压、绝缘试验、电机转向、传动试验等3)空载试车按设备安装使用说明书的要求,对所有转动机械进展空载试车,并处理相应的缺陷4)负荷试车烟气脱硫工程的负荷试车为96小时按试生产的要求,在锅炉设计工况下,整个烟气净化系统全面投入生产,并按设计要求,调整不同运行工况所对应的操作记录96小时连续试车成功后,即请环境监测部门进展检验16 质量保证16.1 质量要求施工方提供技术标准和技术承诺,要求主体设备免费维护2年,终生维修、仅收工本费,做到随叫随到,竭诚为用户服务产品设计和制造符合国家标准和行业标准并尽可能满足用户提出的特殊要求产品质保期为一年质保期内出现质量问题,施工方免费维修、更换;质保期完毕后,终身负责维修,仅收工本费16.2 材料、工具、设备1)石材采用中国花岗石之乡——福建省盛产的优质石材,采用大型石材切割机切割而成,确保尺寸准确、棱角清楚,并对工作面进展抛光处理,以保证除尘脱硫效率高、烟气阻力小、运行不挂灰。
2)石材性能:≥75%,耐酸度(98%S)≥99.6%;抗压强度:2500kgf/cm²;抗折强度:150kgf/cm²;抗剪强度:190kgf/cm²;吸水率≤0.5%,密度:2700kg/m³外表光洁,不挂灰、不结垢,除尘效率高、烟气阻力低3)粘结材料采用高标号水泥、干净河砂(过筛)按1:2比例拌和好的砂浆,要求水份适中、手捏成团、松手不散4)勾缝材料采用环氧胶泥,外购优质环氧树脂、石英粉等材料精心配置而成勾缝粘结材料采用高标号耐酸水泥胶泥作为粘结材料,并对水线以下接缝采用环氧胶泥勾缝处理5)在锅炉正常运行工况下(负压≤-5000Pa),不漏水、不漏气;在锅炉停顿运行时,循环水不发生泄漏6)施工工具有各种合金钢扦、手锤、专用剁斧、电动石材切割机等,起重设备采用2t电动葫芦吊,架管、架板采用临时租赁的方法解决7)脚手架统一采用双排钢管架,要求搭设结实、支垫结实,做到“谁施工、谁搭架〞,架板与钢架用8#铁丝拧紧,确保安全,方能做到优质高效施工。