循环流化床锅炉钠钙双碱法烟气脱硫工程技术方案Word文件下载.docx
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项目预期目标：
脱硫效率达到95%。
1.2、装机容量
阳谷祥光热电有限公司3×
240t/h循环流化床锅炉配置，两炉运行，一炉预留。
1.3、燃煤消耗量
阳谷祥光热电有限公司燃煤含硫量≤2.5%，正常生产时锅炉耗煤量38t/h，单台耗煤912t/d。
二、设计及环境条件
项目
符号
单位
设计煤种
收到基碳
Car
%
收到基氢
Har
收到基氧
Oar
收到基氮
Nar
收到基硫
Sar
≤2.5
收到基灰分
Aar
收到基水分
Mar
空气干燥基水分
Mad
干燥无灰基挥发分
Vdaf
收到基低位发热量
Qnet.ar
kJ/kg
5000～5500
2.2、设计基础参数
1
设计煤中
硫含量
≤2.5%
低位发热量
5000-5500千卡/千克
2
燃煤用量
日耗煤量
1824t/d
单台耗煤
912t/d
3
锅炉烟气参数
单台烟气量
400000Nm3/h
2.3、钠钙双碱法脱硫装置系统性能指标
SO2排放浓度≤400mg/Nm3
钙硫摩尔比C/S=1.1
SO2脱出效率≥95%
设备可用率≥95%
脱硫主体设备可利用寿命≥20年
2.4、设计标准及规范
本设计方案参考一下标准：
（1）DB37/664-2007《火力发电厂大气污染物排放标准》
（2）DL/T5196-2004《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》
（3）GB50205-95《钢结构施工及验收》
（4）SDGJ11—90《火电厂除灰设计规程》
（5）DL/T680-1999《耐磨管道技术条件》
（6）DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》
（7）DL5022-93《火力发电厂土建结构设计技术规定》
（8）DL5027-93《电力设备典型消防规程》
（9）GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》
（10）GB50017《钢结构设计规范》
2.5、技术标准
（1）本技术文件按照需方要求，根据我公司所供系统特点和性能对本工程脱硫系统进行详细完整的设计，保证供全新的、技术先进的、成熟的和完整的设备。
（2）我公司提供的设备功能完整、技术先进，并能满足人身安全和劳动保护条件。
所以设备正确设计和制造，在正常工况下均能安全、持续运行，设备结构方便日常维护（如加油、更换零部件、紧固等）。
（3）所有外购配套件，选用优质、节能、先进的品牌产品，并有生产许可证及生产检验报告。
重要部件双方认可。
对目前国内产品质量上不可靠的，选用进口设备。
（4）易于磨损、腐蚀、老化或需要调整、检查和更换的部件提供备用品，并能比较方便的拆卸、更换和修理。
（5）液压系统及部件在组装前进行清洗，组装后保证密封良好，无冲击和漏油现象。
油箱温度不超过60℃，一般控制在30-50℃范围内。
液压系统有防尘保护装置。
转动部件转动灵活，无卡阻现象。
润滑部分密封良好，无漏油现象。
轴承升温一般不大于40℃，轴承温度不超过80℃。
（6）钠钙双碱法烟气脱硫系统采用PLC控制，控制系统能对整个工艺系统进行集中监视、管理和自动顺序控制，并可实现远方手动操做，PLC程控系统在本系统内。
（8）油漆技术要求，我公司所供应的设备按照以下技术要求进行表面处理：
1、机械，先涂刷防锈漆两度，再涂刷面漆一度，如油漆损坏或不协调时现场补漆一度。
2、就地控制箱，应涂刷两度防锈底漆，现场修补。
3、钢结构，涂刷防锈底漆两度，完工涂刷面漆两度。
4、平台扶梯，涂刷两度防锈底漆，再涂刷一度调和面漆。
（10）仪表及控制
总的要求：
我公司在设计钠钙双碱法烟气脱硫系统及设备时，已考虑各种工况下的安全及合理的运行操作方式，满足现场无人值班、控制室程控的基本要求。
我公司独立完成编程、组态工作。
控制柜内元件保证准确、可靠、使用寿命长。
如电磁阀、切换开关、继电器等。
控制柜可实现就地控制操作与远程操作，所有控制、反馈信号（开关量、模拟量）经端子排送到控制室，以实现远方操作。
2.6、主要技术原则
（1）按环境保护要求的二氧化硫排放浓度，确定合理的脱硫工艺。
（2）为达到技术先进，经济性好的要求，我公司采用成熟先进的脱硫工艺技术。
在确定整个系统连续可靠运行的前提下，采用循环流化床炉内喷钙工艺，吸收剂便于采购、运输及价格低廉，最大限度的降低一次性投入费用和运行费用，采用先进设备，以确保脱硫装置的可靠运行。
（3）按现有场地条件布置脱硫系统设备，力求紧凑合理，节约用地。
在施工过程中，基本上不影响设备的正常运行。
（4）方案的选择本着成熟、可靠、就地取材的原则，充分考虑运行的经济性。
（5）脱硫系统自成体系，系统对锅炉煤的投放无影响。
系统必须运行可靠，简便，采用脱硫效果好并成熟的技术，和质量优良、运行操作简便的系统和设备。
（6）使用价格较低、质量好的液碱作为脱硫剂，石灰粉作为再生剂。
（7）脱硫系统采用自动控制和手动控制相结合的方法，基本实现无人工操作，降低人工劳动负荷。
2.7、脱硫效率的确定
根据当地环保部门的要求，按照总量控制要求和电力行业新的电厂烟气排放指标，本工艺至少要求二氧化硫排放浓度小于400mg/Nm3。
三、循环流化床锅炉钠钙双碱法脱硫工艺
3.1循环流化床锅炉钠钙双碱法脱硫工艺原理
1、吸收反应
NaCO3+SO2Na2SO3+CO2①
Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3②
2NaOH+SO2Na2SO3+H2O③
①式是启动阶段纯碱溶液吸收SO2反应方程；
②式为运行过程的主要反应式；
③式再生液pH值较高时的反应式。
2、再生反应:
2NaHSO3+Ca（OH）2 Na2SO3+CaSO3·
1/2H2O+3/2H2O④
Na2SO3+Ca（OH）2+1/2H2O2NaOH+CaSO3·
1/2H2O⑤
式④是再生反应的主要反应式；
式⑤是再生液pH值较高时的再生反应。
3、氧化反应
吸收液中的Na2SO3被烟气中的O2氧化生成Na2SO4,反应式如下：
2Na2SO3+O22Na2SO3⑥
将再生过程中生成的亚硫酸钙（CaSO3·
1/2H2O）氧化,可制成石膏（CaSO4·
2H2O），反应式如下：
CaSO3·
1/2H2O+1/2O2+3/2H2OCaSO4·
2H2O⑦
3.2.1与其它脱硫工艺的比较
序号
脱硫工艺
脱硫工艺原理
工艺特点
应用情况
循环流化床炉内喷钙
直接向锅炉炉膛内喷入石灰石粉，石灰石粉在高温下分解为氧化钙，氧化钙与烟气中的反应生成亚硫酸钙、硫酸钙。
出炉烟气经活化器中进一步脱除。
工艺流程简单，投资也较小。
国内外均有成功应用实例
石灰石-石膏湿法
利用石灰石粉料浆洗涤烟气，使石灰石与烟气中的反应生成亚硫酸钙，脱去烟气中的，再将亚硫酸钙氧化反应生成石膏。
工艺流程较长，投资较高。
国内外有应用实例。
简易石灰石-石膏湿法
简易湿法烟气脱硫工艺的脱硫原理和普通湿法脱硫基本相同。
投资和占地面积比湿法小
国内外应用较少
4
旋转喷雾干燥法
将生石灰制成石灰浆，将石灰浆喷入烟气中，使氢氧化钙与烟气中的反应生成亚硫酸钙。
工艺流程比石灰石-石膏法简单投资也较
5
氨法
以氨水作为原液，在脱硫剂制备和供给系统中，增加清水调配成稀氨水，作为脱硫剂，在脱硫装置中与锅炉烟气充分混合，与二氧化硫发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐。
由于硫酸铵具有腐蚀性，设备易于腐蚀且占地面积大、投资大运行成本高。
6
双碱法
钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由吸收二氧化硫后反应产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。
工艺流程复杂，运行成本稍高，但脱硫效率高。
国内外应用较多
3.2.2技术特点
循环流化床锅炉钠钙双碱法脱硫工艺具有以下优点：
（1）用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；
（2）吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了操作费用；
同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系统更紧凑，且可提高脱硫效率；
（3）钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上；
（4）对脱硫除尘一体化技术而言，可提高石灰的利用率。
因此在目前国内外大型的热电厂以及工业供汽的循环流化床锅炉中，炉内喷钙脱硫技术得到了广泛的应用，它方便的操作以及可行的工艺越来越得到环保部门和广大用户的认可，所以在阳谷祥光热电有限公司的循环流化床锅炉采用炉内喷钙脱硫技术具有实际操作性和技术可行性。
循环流化床锅炉钠钙双碱法脱硫工艺有以下技术特点：
（1）采用钠碱作为二氧化硫吸收剂，脱硫液在塔外用石灰再生，因此吸收塔内不会出现结垢的现象。
（2）由于钠碱与二氧化硫的反应速度要比其它吸收剂的反应速度快很多，因此在相同脱硫率的情况下，脱硫循环液的用量只是石灰石/石膏法的1/5，节能效果显著。
（3）适用范围广，适应低、中、高硫烟气。
（4）吸收塔入口采用急冷喷淋降温装置，通过计算机的模拟计算，保证了入塔的温度降为90℃以下。
入口处材料经过特殊处理，既保证耐高温的冲击，还耐腐蚀、耐磨损。
（5）吸收塔底层采用先进可靠的单回路喷淋设计，吸收塔底层气液接触区为强化传质栅格层。
对设计参数采取计算机模拟设计、700MW实际工程经验相结合的方式，优化脱硫塔及塔内构件的布置，保证脱硫塔内烟气的稳定流动和脱硫液的均匀喷淋；
众多应用实例证明该技术塔内传质稳定、气液接触充分，可保证系统的高效、稳定运行，达到最佳脱硫效果。
（6）采用独有的喷嘴布置形式，其中120°
喷嘴布置在喷淋层内圈，90°
喷嘴布置在喷淋层外围。
如此布置可对整个塔体有效横截面（烟气分布横截面）进行充分合理地覆盖，横截面喷淋量均匀，气液接触面积与接触几率大，有效提高了脱硫效率。
同时亦尽可能减少喷淋到塔壁上的浆液量。
（7）吸收塔喷淋层采用高级的大流量实心锥喷嘴，采用螺旋式紧凑型设计，脱硫液通过螺旋体中心形成实心锥形喷射，覆盖均匀，喷射速率高，喷射角度精确，雾化效果好。
同时，畅通的通道设计可最大程度避免阻塞现象。
喷嘴采用先进的快开接口，可实现其快速拆卸，便于安装、更换，有效减少维护检修的工作时间及工作量。
（8）工艺技术成熟，装置运行可靠性高。
广州天赐公司工程经验丰富，并针对其他脱硫公司在类似工程中出现的问题进行了分析、改进，丰富、完善了自身的脱硫工艺，使得技术的成熟性和运行可靠性得到进一步的提高。
3.3工艺流程设计
四、自动控制部分
烟囱上安装有SO2在线监测系统，可实时监测SO2的浓度，将SO2的浓度信号反馈到脱硫装置的控制系统，自动调整脱硫剂喷入量，控制SO2的排放浓度，保证排放连续达标。
4.1本项目电气设计规范
《小型火力发电厂设计规范》GB50049-94
《火力发电厂厂用电设计技术规定》DL∕T5153-2002
《雷电电磁脉冲的防护》IEC1312
《建筑物防雷设计规范》GB5007-94
《过电压保护器》VDE0675
《民用建筑电气设计规范》JGJ232-82
《电缆路线施工及验收规范》GB5016-92
《电气装置安装工程接地工程施工及验收规范》GB50169-92
《电气装置安装工程低压电器施工及验收标准》GB50254-96
4.2自动控制系统
自控设计将本着技术先进、安全可靠、操作方便和经济合理的原则进行。
在节省投资的前提下，尽可能提高装置自动化水平，以提高脱硫质量，同时减轻操作人员的劳动强度。
重要的工艺参数将引至控制室进行集中显示、记录、报警和控制。
次要的或不需频繁操作的工艺过程参数则采用现场巡视的操作方式。
为了保证脱硫效率，自动控制方案能够根据烟气条件的变化，调节石灰石粉的加入量，保证SO2浓度的稳定排放。
装置采用采用先进的PLC操作系统对整个过程的检测显示、操作控制、安全报警、重要工艺参数连锁控制等。
所有电气设备进入PLC系统控制，电机信号全部进入PLC，电控阀的控制调节与状态反馈信号进入PLC，流量、物位等信号全部进入PLC系统。
本工程所选的系统具有当今实践证明的先进的应用技术，并在国内具有较好业绩;
在国内有所选系统的实质性合作伙伴，以便于今后的维修服务和备品备件的来源方便。
4.3自动控制流程图如下
五、技术经济分析
5.1、物料衡算表
项目
3x240T/H
燃煤量（t/a）
532000
燃煤硫含量（%）
2.5
SO2生成量（t/a）
21280
脱硫前SO2排放浓度（mg/dNm3）
3800
达标脱硫效率（%）
95.0
脱硫后SO2排放浓度（mg/dNm3）
≤190
7
脱硫后SO2排放量（t/a）
≤1064
8
液碱消耗量（t/a）
25600
9
石灰消耗量（t/a）
7369
10
副产物硫酸钙回收（t/a）
14098
5.2、投资预算
钠钙双碱法脱硫系统设备设施配置表
产品
型号
规格
数量
单价万
合计万
一
脱硫系统
脱硫吸收塔
GWD-240
配240t/h
2套
160
320
循环泵
MWQ5-20
6台
15
90
烟道改造增加挡板
50
100
二
储、供石灰系统
罐体
200
60
搅拌泵
JGGC248×
16
不锈钢
4.5
18
智能电磁流量计
FMC250-182
铬氏合金
16台
3.7
59.2
料位计
PDF463
0-8
5.3
化灰池
30m3
2个
7.5
石灰浆液池
60m3
1个
石灰浆输送泵
MQ-25-30
2台
7.8
15.6
工艺水箱
80m3
12
工艺水泵
MQ-25-15
4台
7.0
28
三
再生回用系统
再生池
100m3
1台
25
回流池
20
回流泵
沉淀池
150m3
渣浆泵
30
四
碱液储存输送系统
碱液储池
玻璃钢
碱泵
五
废物处理系统
真空皮带机
DrM过滤机
75
真空泵
5.5
11
滤液储箱
40m3
滤液泵
其它
六
自动化控制与监控系统
DCS/PLC自动控制系统
1套
120
配电柜
45
七
管道（阀门、管及附件）
管道
PPR/不锈钢
80
碳钢
管件
八
设备基础
九
合计
1542.6
六、技术服务及培训
6.1我公司提供所以设备及控制设备在现场安装、系统检查期间，派合格的服务人员到现场指导安装并负责整个系统的调试直至能够顺利通过电厂72小时试运行。
在系统正式移交后一年保质期内，提供技术服务。
6.2为使设备能正常安装运行，我公司提供相应的技术培训，培训内容满足招标方人员能够熟练的操作设备达到良好的运行水平并能解决处理常规故障。
其中培训内容包括：
理论知识讲解、示范操作、工艺操作规程、设备运行管理及保养、操作人员亲自动手等。
6.3培训计划和内容由双方协定。
6.4从第一批设备到达工地后，开箱验收、交接、安装、调试、试运行的全过程进行跟踪服务，严把设备安装质量关，现场管理人员每天按时到工地服务，及时处理现场出现的问题。
6.5在保质期间及以后，如出现故障，保证在接到通知后24小时之内派人赶到现场。
6.6在保质期间及以后，定期对设备进行跟踪保养维护维修，解答用户提出的疑难问题。
6.7在保质期后，若设备在运行中出现故障，免费维修，只收取配件的成本费。
按市场优惠价长期提供易损件和其它备品备件。
6.8安排项目联络人，保证接到通知后，立即处理有关事宜。
七、附件
附件一、脱硫系统工艺流程图
附件二、平面布置图
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