脱硫原理及工艺系统构成Word文件下载.docx

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O2+2H2OCaSO4×

2H2O+CO2

石灰石在水中的低溶解性在吸收塔内被二氧化碳提高。

通过溶解过程，生成碳酸氢钙。

碳酸氢钙与二氧化硫反应生成可溶的亚硫酸氢钙。

在氧化区，亚硫酸氢钙与空气中的氧发生反应，生成硫酸钙。

浆液中的硫酸钙再结晶生成二水硫酸钙，即石膏。

整个脱硫反应在吸收塔塔内区域的化学反应如图2所示。

1.3系统描述

1.3.1吸收塔系统

吸收塔由吸收塔浆池和吸收区及除雾器区组成。

烟气中SOx的去除和石膏的生成就在吸收塔内完成。

布置3层喷淋层，浆液通过喷嘴成雾状喷出。

循环泵把吸收塔浆池中的浆液输送至喷淋层。

最上面的喷淋层只布置与烟气逆流的喷嘴，其余喷淋层均布置有顺流和逆流双向喷射喷嘴。

SOx被喷淋浆液吸收，并与之反应。

通过吸收区后的净烟气经位于吸收塔上部的两级除雾器后排出。

空气通过氧化风机送入氧化区，氧化空气在进入吸收塔之前在管道中被加入工艺水，目的是为了冷却并使氧化空气达到饱和状态。

通过这种方式，可以防止热的氧化空气在进入吸收塔时，在氧化空气管出口使浆液中的水份蒸发而造成出口浆液粘结、结垢的现象发生。

氧化空气经过一个特殊的分配系统进入氧化区。

这个分配

图2吸收塔各区域化学反应原理图

系统是由几个管道组成的管线系统构成。

氧化空气通过氧化管道上的开孔喷入浆液。

由于开孔向下，FGD停运时，浆液中的固体不会进入氧化空气分配系统。

氧化空气分配管布置在分区管之间，相应减少了吸收塔自由横截面，增加了浆液喷入结晶区的流速，从而阻止了浆液从结晶区向氧化区的回流混合。

因为回流混合将会增加氧化区的pH值，以至于使氧化反应变得困难。

结晶区位于吸收塔浆池中氧化区下部。

在结晶区，逐渐形成大的易于旋流器分离的石膏晶体。

结晶过程要求浆液中固体含量在最大180g/l，同时在浆池中要有足够的停留时间。

新的石灰石浆液也在此区域加入，以保持吸收剂的活性。

通过控制系统调节加入的浆液量。

石膏浆液通过石膏浆液泵输送至石膏旋流站，石膏浆液泵的吸入口位于氧化空气分配系统的下部。

喷淋浆液在吸收塔中被氧化和更新，通过吸收塔循环泵输送至喷淋层。

通常情况下，1台、2台、3台循环泵同时运行，这取决于未处理烟气量的大小及烟气中SO2的含量；

为了保障吸收塔内的安全运行，至少2台吸收塔循环泵同时运行。

吸收塔浆池还配置有脉冲悬浮系统，由一运一备的两台脉冲悬浮泵组成。

脉冲悬浮系统的喷嘴把浆液喷向吸收塔底部，防止底部浆液沉积。

脉冲悬浮泵有两个吸入管，通常情况下使用低位的吸入口。

脉冲悬浮泵启动时，浆液取自高位吸入口，运行一段时间后，底部的固体沉积物被悬浮起来，然后转换至低位吸入口运行。

因为在任何负荷情况下脉冲悬浮泵均运行，所以分析仪表（pH计与密度计）及事故排浆管道安装在脉冲悬浮泵排出管上。

当烟气通过吸收区时会带走液滴。

为了满足净烟气的要求及防止液滴在下游部件中发生沉积，大部分液滴必须被再次分离。

在吸收塔上部安装了一个两级除雾器，当净烟气通过第一级除雾器时，大部分液滴被分离出来，通过第二级除雾器可以获得更好的分离效果。

在除雾器的表面会产生固体沉积，因此必须设置冲洗水。

烟气蒸发会带走吸收塔内的一部分水，同时石膏浆液排出也会带走一部分水，因此吸收塔的液位会降低。

吸收塔的补水通过除雾器的冲洗水和单独的工艺水补水实现。

在吸收塔烟道入口设置有内表面冲洗系统。

当热的烟气进入吸收塔时，会在入口烟道下表面形成固体沉积。

这些固体沉积通过内表面冲洗系统来清洗。

1.3.2烟气系统

在每台机组回转式换热器前的原烟气烟道上装设二台静叶可调轴流式风机或一台动叶可调轴流式风机。

锅炉烟气增压后输送到回转式换热器（原烟气侧）。

然后再在脱硫系统中除去SOX，净化后的烟气通过回转式换热器（净烟气侧）加热，最后通过烟囱排放。

1.3.2.1烟道

烟道包括必要的烟气通道、吸收塔入口烟道冲洗装置、排放漏斗、膨胀节、法兰、导流板、垫片/螺栓材料以及烟道供货范围内的其它附属设备。

在BMCR工况下，烟道内任意位置的烟气流速不大于15m/s。

烟道留有适当的取样接口、试验接口和人孔。

烟道装有旁路系统。

FGD进出口挡板门及旁路挡板门均为双挡板型式。

吸收塔系统运行时入口挡板和出口挡板打开，旁路挡板关闭。

当吸收塔系统停运、事故或维修时，入口挡板和出口挡板关闭，旁路挡板全开，烟气通过旁路烟道经烟囱排放。

1.3.2.2增压风机

增压风机（BUF）布置在回转式换热器上游、运行在干工况下。

本工程采用国产的2台静叶可调轴流式风机为基本方案，增压风机包括电机和密封空气系统。

1.3.2.3烟气再热系统

系统内装有回转再生式气-气换热器（GGH）。

在BMCR工况下，GGH能够将净烟气加热至80°

C以上进入烟囱排放，而不需要补充其他热源。

GGH最大泄露量少于1%。

为了清洁和保证GGH的烟气压降，系统配备了压缩空气吹扫及水冲洗系统。

1.3.3石膏脱水及储存系统

石膏浆液由吸收塔排放泵从吸收塔输送到石膏脱水系统。

浆液浓度约为120g/l。

石膏脱水及储存系统为全厂FGD系统公用，包括2套石膏旋流系统、1套废水旋流系统、2台带冲洗系统的真空皮带机、2套真空系统、2套滤液分离装置（滤液罐）、2个滤布冲洗水箱、2个滤饼冲洗水箱、1间石膏库。

1.3.3.1石膏旋流站系统

石膏浆液由吸收塔排放泵从吸收塔输送到各自的石膏旋流站系统。

石膏旋流站系统按2×

75％容量（2台锅炉在含硫1.6%的煤种指标BMCR工况下石膏生成量）设置，共2套。

石膏旋流站安装在石膏脱水车间的顶部。

石膏浆液输送到石膏旋流站，浓缩到浓度大约50％的下溢浆液自流到真空皮带脱水机，上溢浆液自流到滤液池。

1.3.3.2废水旋流站（二级旋流站）

从滤液泵出口管道上将一部分石膏旋流站上溢浆液从滤液池送到废水旋流站，废水旋流站的底流浆液自流到滤液池，含有大部分烟气飞灰及石灰石酸不容物等细小颗粒的上溢浆液自流到废水处理车间。

1.3.3.3真空皮带脱水机系统

真空皮带脱水机和真空系统按2×

75％容量（2台锅炉在含硫1.6%的煤种指标BMCR工况下石膏生成量）设置。

石膏旋流站下溢浆液自流输送到真空皮带脱水机，由真空系统脱水到含90％固形物和10％水分，脱水石膏经冲洗降低其中的Cl－浓度。

滤液经滤液罐进入滤液池。

工艺水作为密封水供给真空泵，然后收集到滤布冲洗水箱，冲洗滤布和石膏饼后收集到滤饼冲洗水箱，作为滤饼冲洗水源。

滤饼冲洗水箱和滤布冲洗水箱的溢流水自流到滤液池，然后由滤液泵输送到石灰石制浆及供浆系统和吸收塔。

1.3.3.4石膏储存系统

石膏储存系统容量为2台锅炉在含硫1.6%的煤种指标BMCR工况下5天的石膏生成量。

脱水石膏直接落入石膏库。

石膏库储存容量2500m3。

1.3.4石灰石浆液制备系统

石灰石制备系统由两台炉（2×

300MW）共用，由下列子系统组成：

1.3.4.1石灰石接收和储存系统

石灰石接收存储系统由下列设备组成：

a.石灰石棚

b.装载机

c.石灰石进料斗

d.石灰石振动给料机

e.金属分离器

f.石灰石斗式提升机

g.皮带输送机

h.石灰石中间料斗

i.石灰石料斗布袋除尘器

在石灰石棚堆放的石灰石块由装载机卸入石灰石卸料斗，粒径为0～20mm石灰石经振动给料机输送到石灰石斗式提升机，然后经皮带输送机输送入石灰石中间料斗。

安装在振动给料机上金属分离器将石灰石中的金属除去，粒径大于20mm石灰石挡在卸料斗格栅外面。

1.3.4.2石灰石磨制系统

石灰石磨制系统由下列设备组成：

a.皮带称重给料机

b.湿式球磨机

c.磨机浆液箱

d.磨机浆液箱搅拌机

e.磨机浆液泵

f.石灰石浆液旋流站

本系统安装两套石灰石磨制制浆系统。

每套的容量相当于2台锅炉在含硫1.6%的煤种指标BMCR运行工况时石灰石耗量的75％，磨制后的石灰石粒度为90％通过250目筛。

石灰石在湿式球磨机内磨碎后自流到磨机浆液箱，然后由磨机浆液泵输送到石灰石浆液旋流站。

含有大颗粒物料的石灰石浆液从旋流站下溢浆液再循环回到湿式球磨机入口，上溢浆液排到石灰石浆液箱，制成的浆液浓度约为250g/l。

1.3.4.3石灰石浆液供给系统

本系统配有1座石灰石浆液箱和4台石灰石浆液泵（每台炉两台，一运一备）。

2台石灰石浆液泵将石灰石浆液送入对应机组的吸收塔，浆液速度由锅炉负荷、烟气中的SO2含量及吸收塔内浆液的pH值等来控制。

石灰石浆液箱液位的降低，通过添加滤液水和石灰石粉来补充。

石灰石浆液的浓度由滤液水的流量和石灰石粉给料来控制。

每座吸收塔配有一条石灰石浆液输送管，石灰石浆液通过管道输送到吸收塔。

每条输送管上分支出一条再循环管回到石灰石浆液箱，以防止浆液在管道内沉淀。

1.3.5公用系统

公用系统包括工艺水系统和压缩空气系统。

1.3.5.1工艺水系统

工艺水水源由买方提供，并输送到FGD岛外1米处。

工艺水由工艺水泵从工艺水箱输送到各用水点，例如吸收塔、吸收塔入口烟道冲洗水、真空泵密封水等。

除雾器也用工艺水冲洗。

冲洗水由除雾器冲洗水泵自动周期性地输送到除雾器。

1.3.5.2压缩空气系统

厂用及仪用压缩空气气源由需方提供，压缩空气系统包括2个储气罐，检修压缩空气用作厂用气、GGH吹扫用气。

1.3.6浆液排放及收集系统排放系统设有1座事故浆液箱（其容量可容纳一座吸收塔浆池、石灰石浆液箱中的浆液及冲洗水等）、1个石灰石制备系统排水池、2个吸收塔排水池（每台炉1个）。

其中石膏脱水区域不单独设置排水池，由该区域的滤液池代替其功能。

当需要排空吸收塔进行检修时，塔内的浆液主要由吸收塔脉冲悬浮泵排至全厂公用的事故浆液箱。

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、滤液池和石灰石制备系统排水池等。

1.3.7废水处理系统

1.3.7.1设计原则

根据脱硫工艺、废水水质、水量和条件，采用成熟、可靠的处理技术，提供一套完整的的脱硫废水处理系统，确保处理水的各项指标达到国家《污水综合排放标准》（GB8978—1996）的一级排放标准。

1.3.7.2废水处理系统

1.3.7.2.1水量和水质

根据工程脱硫工艺、灰及烟气成分等，脱硫废水水量为16t/h，水质见下表：

序号

项目

单位

数量

1

pH

--

4.5~8

2

COD

mg/l

≦150

3

SS

≦20,000

4

SO42-

≦14,000

5

Fe3+

≦35

6

F-

≦50

7

Mg2+

≦7,800

8

Ca2+

≦9,100

9

Cl-

10

Al3+

11

NH4+

≦20

12

温度

℃

49.6

1.3.7.2.2工艺描述

工艺流程如下所示:

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出水箱，其间的出水位梯次布置，形成重力流。

澄清器排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滤液箱，设滤液泵（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坑，设一台潜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（一开一备,变频调速），完成向三连箱及出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。

1.3.7.2.3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。

复合铁（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。

1.3.7.2.4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，由业主外运填埋。

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。

1.3.7.3系统控制方式

废水处理控制采用远程IO,进 

DCS程序控制。

1.4系统运行说明

1.4.1正常运行过程

1.4.1.1、概述

根据运行条件脱硫装置的运行工况可划分为以下几类：

工况分类

脱硫装置运行状态

说明

A.长期停运

周期性检查

所有辅机设备停运，浆液从吸收塔和浆液箱排入事故浆液箱。

B.中期停运

备用状态

（约停运1周）

除防止浆液沉淀的设备外（如搅拌机等），所有的辅机设备停运，浆液返回到吸收塔和浆液箱。

C.短期停运

预备状态（周末

或与其相当的停运）

烟气系统的大容量辅机设备停运，浆液系统保持循环运行。

D.正常运行

带负荷运行

所有的辅机设备在正常的脱硫状态运行。

脱硫装置的每个单独组件均可手动开/关，但在下面的运行状态之间脱硫装置启/停是自动转换的。

起/停操作

1.4.1.2、启动：

对于启动运行，有必要根据主机制定一套状态顺序表，根据顺序表操作FGD系统。

启动运行流程如下：

启动运行流程

（1）启动前的运行准备和检查

包括由于停运检修或其它原因而长期完全停运后启动FGD装置所需的检验、检查和准备过程。

（分系统进行）

（2）公用系统开始运行

有必要先启动公用管路使公用系统为启动FGD各设备做好准备。

（3）浆液进入吸收塔和箱罐并形成循环

在长期停运后，通常石膏浆液由浆液箱输送到吸收塔，水由工艺水箱输送到其它箱罐。

一旦水和浆液输送到吸收塔和各箱罐完成，各种泵就开始运行以形成循环。

（4）烟气系统辅助设备启动前的检查

烟气系统的主要转动设备是GGH和增压风机。

启动前要做好充分准备，完成下列检查和启动。

·

检查轴冷却水管路

启动密封空气管路

自动启动驱动装置（对于GGH）

自动启动油系统（对于增压风机，如果需要）

（5）启动FGD

在引风机启动前按下“进烟”按钮，旁路挡板和进/出口挡板首先打开，然后增压风机启动并升至通过吸收塔和旁路烟道的循环烟气量为大约40％负荷的工况。

引风机启动后，锅炉开始运行。

当锅炉达到大约40％负荷后，旁路挡板关闭，所有烟气都通过FGD系统。

（6）控制仪表的调整

当烟气流通后，检查控制仪表如温度计、浆液流量计和液位计，使其维持在正常运行工况。

特别是pH值控制仪，因为影响脱硫性能，所以必须仔细校验显示量和输出量。

调整好控制仪表后，FGD系统就进入平稳的正常运行工况。

1.4.1.3停运：

对于停运，必须根据主机制定一套停运顺序表，然后根据顺序表操作FGD系统。

停运的流程如下：

（1）烟道停运准备

长期停运要进行以下操作：

a.用液下泵将每一个浆池排空。

因此，如有必要，在本阶段，浆池的搅拌器和内衬可进行检修。

b.排空吸收塔反应池。

吸收塔塔内的浆液主要由脉冲悬浮泵排至事故浆液箱。

c.检查顺序停运的操作模式。

（2）低负荷时打开旁路挡板（低于40％负荷）

当负荷低于大约40％负荷时，旁路挡板打开，烟气通过吸收塔和旁路烟道循环。

在锅炉和引风机停止后，增压风机停止，旁路挡板和进/出口挡板关闭并确认。

（3）循环浆液切除和箱罐的放空

箱罐放空时泵和管路停运。

打开箱罐的放空阀将浆液排放到排水池内。

用冲洗水将残留在底部的浆液冲洗到外面。

（4）公用设备停运

检查并确认不再需要的公用设备，并顺序停运。

因为停运检修的需要，清洁用的服务水系统和设备应保持运行。

1.5紧急停运

1.5.1总则

本节描述FGD岛烟气的紧急停运操作。

联锁保护命令能在各种导致紧急停运的情况下发挥作用，以保护机组的安全。

当联锁保护工作时，或者运行人员根据自己的判断实施紧急停运时，重要的是紧密结合主机情况，准确掌握形势，判断事故原因和规模，快速采取对策。

尤其对于浆液管道，如果由于FGD断电致使辅助设备长期关闭，浆液就会沉积并阻塞管路，从而导致二次事故。

为了防止管路阻塞的二次事故，除吸收塔浆液循环管路外，其它高浓度浆液管线设计成自动排空冲洗方式。

紧急停运后即使没有排空吸收塔浆液循环管路中的浆液，吸收塔循环泵也能重新启动。

在紧急停运后重新启动FGD前，现场检查每一部件并确认正常，然后密切根据主机情况指导启动操作。

当FGD紧急停运时，停运主机或调整主机负荷。

因此，在FGD紧急停运和紧急停运后重新启动时，要密切联系主机并与主机相协调。

1.5.2紧急停运的原因及对策

1.5.2.1联锁保护引起的停运

FGD岛由如下表所示的保护回路（联锁保护）进行保护，协调主机安全停运FGD岛，以保护环境和FGD岛本身。

操作FGD岛需要理解整岛联锁保护功能及每个连锁保护命令。

FGD岛联锁保护表

项目

联锁保护动作因子

联锁保护动作后的操作

备注

FGD岛

连锁保护

a.失电

b.所有吸收塔循环泵停运

c.增压风机故障

d.GGH故障

e.增压风机停运

a.FGD岛旁路挡板打开。

如果旁路挡板打不开，将停炉信号传至主机侧

b.增压风机停运

c.FGD岛入口挡板关闭

旁路挡板

联锁保护

a.锅炉MFT

a.FGD岛旁路挡板打开

FGD岛继续保持循环运行状态

1.5.2.2非联锁保护引起的停运

FGD岛对于下列故障问题不提供直接的联锁保护。

在出现下列任何故障的情况下，检查故障，实施FGD岛停运以保护设备，并保持与主机协调。

1）石灰石制浆及供浆系统故障问题

如果由于石灰石制浆及供浆系统出现故障而导致没有石灰石浆液输送到吸收塔，将达不到要求的脱硫效率。

在这种情况下，必须停运FGD岛，且停炉或调整主机负荷。

2）补给水管路故障问题

如果工艺水管路出现故障，工艺水就不能输送到FGD岛系统。

如果不能提供密封水，每台泵的密封部分短时内就会受到损坏。

在这种情况下，就必须停运FGD岛。

3）冷却水管路故障

冷却水主要供给大型辅助设备。

冷却水停供会引起辅助设备受损。

在这种情况下，就必须停运FGD岛，并且停炉或调整主机负荷。

4）电源线路故障问题

电源中心下游的电力供应故障也会导致FGD岛关闭。

1.5.2.3紧急停运后的措施

如果FGD岛出现紧急停运，查清事故原因及其规模，根据情况操作FGD装置。

如有必要，进行复位工作，并与FGD岛相连的有关部分保持紧密联系。

如果复位需要很长时间，将FGD岛设为长期停运状态。

如果泵和搅拌器由于失电停运，石膏浆液就会沉积在箱罐底部并阻塞管路。

如果电力供应不能在8小时内恢复，放空浆液管道和泵，并用水冲洗，以减少由于沉积造成的二次事故。

1.5.2.4紧急停运后的重新启动

在确认紧急停运的原因消除后，FGD岛可重新启动并准备通烟。

FGD岛可按照正常启动操作重新启动。

将FGD岛设置为中期停运状态，重新设置紧急停运状态，操作FGD岛通烟，并保持与主机的紧密联系。

2FGD性能曲线图

图2.1：

脱硫效率与FGD入口烟气量关系曲线

图2.2：

脱硫效率与FGD入口烟气温度关系曲线

图2.3：

脱硫效率与FGD入口SO2浓度关系曲线

图2.4：

FGD出口SO2浓度与FGD入口烟气量关系曲线

图2.5：

FGD出口SO2浓度与FGD入口SO2浓度关系曲线

图2.6：

脱硫系统石灰石耗量与原烟气SO2浓度关系曲线

图2.7：

脱硫系统石灰石耗量与FGD入口烟气流量关系曲线

图2.8：

石膏纯度与FGD入口烟气烟尘浓度关系曲线

图2.9：

石膏纯度与石灰石中CaCO3含量的关系曲线

图2.10：

工艺水耗量与FGD入口烟气量关系曲线

图2.11：

脱硫系统电耗与原烟气SO2浓度关系曲线

图2.12：

脱硫系统电耗与FGD入口烟气流量关系曲线

3增压风机性能