335th燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书Word格式文档下载.docx
《335th燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《335th燃煤锅炉烟气脱硫工程设计方案说明书Word格式文档下载.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
-30.4℃
最热月平均气温：
25.1℃
最冷月平均气温：
-10.8℃
最热月平均相对湿度：
77%
最冷月平均相对湿度：
59%
多年平均降水量：
715.2mm
标准冻土深度：
110cm
多年最大冻土深度：
125cm
多年最大积雪深度：
27cm
雪荷载：
0.4kN/m2
常年主导风向：
南、南西风（SSW）
平均风速：
3.6m/s
最大风速：
25.8m/s
风压0.30kN/m2/10、0.50kN/m2/50、0.60kN/m2/100
2.3抗震设计参数
抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0.10g，设计地震分组：
第一组。
2.4建筑场地类别
Ⅲ类
3.锅炉及烟气系统现状
3.1现有烟气流程
图1是热力车间单台锅炉的烟气流程示意图。
图1.现有烟气流程图
3.2锅炉
胡家庙子锅炉房装有SHL35-1.27-AⅡ型35t/h燃煤蒸汽锅炉3台，冬季最冷2个月三台锅炉同时运行、较冷3个月两台锅炉运行、非采暖季7个月一台锅炉运行。
锅炉烟气基本参数见表1-1：
表1-1.锅炉烟气基本数据
项目
单位
1x35t/h
3x35t/h
工况烟气量
m3/h
90000
270000
烟气温度
℃
180
标况烟气量
Nm3/h
54238
162715
注：
工况烟气量、烟气温度由业主提供。
3.3燃煤
锅炉燃煤主要来源于辽源、阜新、铁法煤矿，代表性煤质参数见表1-2：
表1-2.煤质指标
项目名称
符号
设计煤种
元素分析
收到基碳
Car
％
44.63
收到基氢
Har
4.1
收到基氧
Oar
2
收到基氮
Nar
0.9
收到基全硫
St,ar
0.4~0.9
收到基灰分
Aar
34.75
收到基水分
Mｔ
12.62
工业分析
收到基低位热值
Qnet,ar
kJ/kg
16730
3.4烟气含硫水平
表1-3实测锅炉原烟气SO2流量和浓度
负荷，t/h
SO2流量，kg/h
SO2浓度，mg/Nm3
24
51.12
1129
35
74.55
据2011年2月21日~23日鞍钢测试队检测，1号锅炉在负荷24t/h时的原烟气SO2流量平均为51.12kg/h，折算到满负荷为74.55kg/h。
实测原烟气SO2平均浓度折算到空气系数1.8为1129mg/Nm3。
按《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范（HJ462-2009）》提出的计算方法测算燃煤含硫量（Sar）高至0.85%时的SO2质量流量：
Mso2=
=2×
0.85×
6503×
（1-0.05）×
0.085=86.12kg/h
式中：
Mso2－烟气中的SO2质量流量，kg/h；
K－燃料燃烧中硫的转化率（层燃炉取0.80～0.85）；
Bg－锅炉额定负荷时的燃煤量，kg/h（按锅炉设计参数和煤质参数计算）；
q4－锅炉机械未完全燃烧的热损失，％；
Sar－燃料的收到基硫份，％。
燃煤低位发热量16730KJ/kg、收到基全硫0.85%、锅炉运行空气系数1.8时的烟气SO2浓度为1427mg/Nm3，质量流量86.12kg/h。
3.5烟气含尘水平
据2011年2月21日~23日鞍钢测试队检测，胡家庙子锅炉烟气含尘情况如表1-4所示：
表1-4实测锅炉烟尘浓度
烟尘浓度，mg/Nm3
净化效率，%
1号炉
315
48.33
2号炉
303
37.74
表中烟尘浓度是折算到空气系数1.8的浓度，为除尘器出口数值；
除尘器存在严重漏风现象。
3.6关于引风机
每台锅炉各装一台鞍山双利风机厂生产的Y4-73-14B型离心引风机。
该风机电机功率185kW，转速1450r/min，风量135000m3/h，全压3669Pa。
现有除尘器阻损实测约1000Pa，锅炉阻损按设计2200Pa，新上烟气脱硫系统阻损≤800Pa，有≤330Pa的风压缺口。
解决上述问题有两个可选方案：
方案一：
再上三台与原风机风量相等的风机、设置三条进风烟道、并分别安装隔离挡板门。
方案二：
现有风机保留电机，更换本体或更换叶轮，增强风压。
经与风机原厂工程技术人员数次探讨，此方案可行（风机全压提高500Pa，风量保持100000m3/h以上）。
方案一除了经济性较差以外，还受到现场空间的限制。
本设计选择方案二。
3.7关于烟囱
目前三台锅炉共用一座砖砌烟囱。
该烟囱按标准图集00G211（四）之60/2.5-0.5-250建造，出口内径2.5m。
该烟囱高度60m，环评要求60m以上。
业主方要求烟囱高度达到65m。
该烟囱内壁没有做防腐层，不能作为脱硫烟囱使用。
该烟囱已发生纵向裂纹。
如果对该烟囱进行加高和防腐改造，锅炉房需停产50天以上，矿山的生产不能允许。
当然，对该烟囱进行加高，违反相关建设标准规范，也是不能允许的。
并且，还可能因裂缝发生安全性事故，造成难以估量的损失。
此前脱硫方案审查会议认为原裂纹烟囱既不能为脱硫所用，还是安全隐患，须将其拆除。
因此，本工程将拆除该烟囱，并按环评要求新建一座65m高钢筋混凝土烟囱，按强腐蚀工况设计烟囱内衬和防腐层。
4主要设计原则
FGD装置满足以下总的要求：
·
采用先进、成熟、可靠的技术，造价经济、方案合理，便于运行维护。
脱硫装置与锅炉机组对接顺畅，负荷调整时有良好的适应性，在工况条件下能稳定地连续运行，并有高的可利用率。
所有的设备和材料是新的
观察、监视、维护简单，能确保人员和设备安全
节省能源、水和原材料
运行人员数量少，运行费用低
装置的服务寿命为30年
脱硫系统具有下列运行特性：
FGD装置不仅能适应锅炉最低稳燃负荷工况和100%BMCR工况之间的任何负荷，而且还能适应冬、夏季三、双、单台锅炉运行的变化。
FGD装置和所有辅助设备投入运行时对锅炉负荷和锅炉运行方式没有干扰。
FGD装置能在最大和最小污染物浓度之间的任何值下运行，并确保脱硫效率。
FGD装置的排放不超国家标准限值。
FGD装置能适应锅炉的启动、停机。
脱硫岛在设计上留有足够的通道，包括施工、检修需要的吊、运通道。
脱硫岛设备、管道及仪表能够在冬季低温环境条件下正常运行、备用、检修而不发生冻结。
FGD装置和设备噪声水平满足强制性国家标准：
《工业企业厂界噪声标准》Ⅲ类标准（GB12348）和《工业企业设计卫生标准》（GBZ1）。
5安全与防火要求
5.1有害材料
涉及到自燃、燃油、气体和化学药品等的处置和贮存，供方采取所有必需的措施，并相应地提供装置、设备等其它设施，以确保安全运行。
5.2防火及消防措施
除非另外指定或需方同意，以下设计原则视为最基本的防火消防要求：
—电缆和管线穿墙原料为不可燃材料。
—电缆管的布置避免被燃油、润滑油或其它可燃性液体淹没的危险。
—装置和设备的布置不形成难以检查和清洗的死角和坑，以防其中聚集可燃性物质。
—提供采用非可燃材料的墙面和屋面及其它土建部分的所有记录和资料。
6质量控制
本工程在设计、施工过程中，将树立“重过程，创优质”的管理理念，认真贯彻“精心设计，科学管理，优质施工，用户满意”的质量目标，项目部组织配备各专业技术人员，做到各关键工序有监督，关键项目有作业指导书，严格执行“三检制”，采用标准化检测手段和方法控制工程质量，重视原材料、半成品的检测和施工过程的监督、控制，建成业主满意的工程。
6.1工程质量管理的组织机构与职责
设立公司、工程项目经理部、质量工程师的责任管理序列，在设计、采购、施工、调试的各个阶段做到没有责任空档。
项目部须接受业主和监理对工程质量的指导和监督。
6.2质量体系文件
依据GB/T19001-2000idtISO9001-2000标准，项目程序文件顺序如下：
第一层次公司《质量、职业健康安全和环境管理手册》
第二层次公司《质量管理体系程序文件》
第三层次项目管理制度
第四层次项目其它质量文件包括文件、资料、月报、纪要等
6.3施工准备阶段的质量管理：
根据施工图和现场实际情况，项目部编制切实可行的施工组织专业设计、施工方案及作业指导书，编制三级网络施工计划、确定施工及检验方法。
（2）编制单位工程、分部工程、分项工程的质量目标。
（3）编审单位工程、分部、分项工程质量评定计划，确定质量检验试验计划。
（4）确定本工程的重要工序质量控制点并进行特殊控制，形成完善的质量控制系统和质量保证体系。
（5）组织图纸会审及设计、施工技术交底。
（6）编审计量、测量方案，定期检查、复核测量控制点、线。
（7）制定质量通病预防措施
（8）调查、考证设备、原材料及半成品分包商的资质业绩、质量保证状况。
优化选择设备、半成品及原材料分包商。
（9）施工机械设备质量满足使用要求。
（10）施工准备工作完备，审查单位工程开工报告，把好开工关。
6.4施工阶段的质量管理
（1）严格执行部颁、国家、厂家的技术标准、规范及文件、国内现行规程规范、验评标准、施工图及设计更改文件；
厂家提供的设备图纸和技术说明书；
合同及附件质量要求或有关会议的技术决定。
（2）工程开工前，各专业应根据本分包商承担的施工范围，按单位工程、分部工程、分项工程编制“工程项目划分表”和各阶段验收点,按各项目检验标准进行检验。
（3）确保工程使用合格的原材料，凡钢材、焊条、有色金属、保温等主要材料、半成品、仪器仪表，在采购时必须索取合格证。
对主要材料还应具备材质证明或材质试验报告，否则不得采购。
入库前对上述材料必须按规程作现场抽检、复验试验，合金元件及合金材料必须作光谱检验。
当抽样不合格时不得放行使用。
（4）特殊工种：
参与本工程施工的质检、试验人员，无损探伤、计量、电气热工试验、化水分析、金属监督、起重、焊接等人员均应持证上岗，并参加现场组织的上岗培训，使用合格的专业人员，确保工作质量。
（5）对调配到本工程的机械设备、测量、检验及试验设备、仪器仪表、衡器具等均应定期检查、保养和维修，并确保在有效使用期内，使之具有良好的技术状态。
（6）对运用到本工程的新技术、新工艺、新材料和新设备必须是成熟和安全可靠的并已经过有关权威部门鉴定认证的，否则不得用于本工程。
在使用前将对施工人员进行技术交底和技术培训，培训合格后方可上岗作业。
（7）强化检查监督，提高施工工艺，为本工程达标投产创造条件。
（8）烟道保温外表平整，搭接缝、花纹整齐美观，特别是管道弯头做到整齐、美观、圆滑、扣接牢固。
（9）电缆槽管、支架安装排列整齐，接线排列一致、整齐美观、固定牢固，挂牌齐全，字迹清晰，盘柜安装稳定可靠，防火阻燃符合设计要求。
（10）仪表管及取样管接口位置恰当、管道排列整齐、走向合理、固定牢固、挂牌齐全。
仪表盘柜安装整齐，固定牢固；
盘内接线整齐美观，标志清晰。
（11）设备、管道编号、名称准确清晰，介质流向标志清楚。
油漆表面色调一致，无脱落、皱痕、漆粒及明显的刷痕等缺陷。
设备见本色，电源、仪表控制柜内外干净整洁。
（12）施工过程监督到位；
成品保护应有措施，督促施工单位施工人员提高设备保护意识。
（13）重要施工项目、重要辅机试运和单系统试运，均编制施工方案或《作业指导书》，经相关人员批准，向施工人员作详细技术交底后实施。
做到凡事有章可循，有据可查。
（14）工程质量检查验收均执行施工队自检、施工分包商复检、项目部质检工程师验收的三级检查制度，重要工序以及隐蔽工程按规定提前书面通知监理公司及需方代表共同检查验收并评定其质量等级。
（15）严格工序控制。
对施工现场而言，凡是施工项目，做到上道工序不合格，不得移交下道工序施工；
未经检查验收合格的隐蔽工程，不得隐蔽；
保证工序质量稳定受控。
（16）加强职工队伍素质培训教育，项目部将督促施工分包商对钢架、辅机、管道安装工、电工、起架工、焊接、防腐保温、调整试验人员等技术工种要分期分批进行培训，保证施工人员具有较高的技术水平。
（17）项目部各专业管理工程师在监理工程师的指导下对现场施工质量进行巡视、监督、检查、指导。
严格施工过程控制，使施工人员严格按程序、按规程规范、按各种技术要求施工，对发现的各种质量问题及时消除在施工过程中。
（18）编制调试大纲、分解调试质量目标，严格调试质量标准和调试工作程序。
严格调试使用的仪器、仪表检定、标识并使其在有效期内，确保一次元器件检查和校验测试数据真实、准确。
（19）工程质量管理和施工质量控制，均应事事有章可循，事事有据可查，事事有人负责，事事有人监督，使质量管理体系有效运行，工程质量才能得到有效控制和提高。
6.5竣工阶段的质量管理
（1）保证资料准确、齐全、工整，质量验收文件核查签证完善。
（2）单位工程评定在监理方、甲方代表及质检站的共同参与下进行，以保证工程评定的正确性和权威性。
（3）对工程质量进行阶段审核并建立完善的档案备查。
（4）签发工程质量保修证书，确保承包合同在保修阶段的正常履行。
（5）工程竣工验收后30天内，全部竣工资料应整理齐全并移交需方。
6.6使用阶段的质量管理
（1）在本脱硫工程完成竣工验收，项目部撤离现场，项目部将按照质量程序文件规定，定期进行工程服务回访，对工程质量问题进行调查分析，配合使用单位进一步改进工程质量，使本工程始终处于业主满意状态。
（2）按合同及国家有关规定，在保修期内，由于乙方原因造成的质量问题，项目部将协调有关责任单位负责无偿保修。
第二章FGD结构型式和技术性能
1FGD型式
1.1本工程采用镁法湿式烟气脱硫脱硫装置。
镁法湿式脱硫工艺为国家环保部推荐的污染防治最佳可行技术之一。
镁法烟气脱硫比之钙法具有脱硫剂耗用量少、脱硫剂利用率高、设备不易积垢堵塞、设备小型化、可减轻设备腐蚀、脱硫废渣不形成有害的二次污染等优点。
该技术使用的氧化镁脱硫剂在项目所在地区资源丰富、得天独厚。
该技术在鞍钢发电厂等单位的烟气脱硫工程中已得到成功运用、长期运行，稳定可靠、效果显著。
本公司具有十年以上的烟气脱硫工程设计、建设、运营经验，在镁法湿式烟气脱硫领域拥有独到的专有技术（KnowHow）。
1.2本工程为一般工业锅炉烟气脱硫，规模、场地、投资各方面均不可能设置烟气换热降温系统（GGH）。
由于工程建设场地狭小，浆液制备、储存、降温受到限制，本装置通过强化雾化质量来控制浆液循环量以提高脱硫系统运行的经济性。
居于上述两方面的考虑以及HJ462的要求，在脱硫塔前设置了前置反应器和浆液处理仓。
2FGD布局原则
采用简捷、有效的工艺路线。
系统布置紧凑，功能对接合理。
节约用地，工程量小，运行费用低；
方便施工，有利维护检修。
原料料仓和储罐紧邻道路，装卸方便。
浆液循环泵（房）紧邻吸收塔布置。
脱硫岛的排水方式与厂区主体工程相统一。
符合环境保护、劳动安全和工业卫生要求。
3FGD技术性能
3.1装置基本结构的设计使用寿命为30年。
3.2可用率与适用性
装置可用率不小于98%。
装置主循环泵分为3台，适应锅炉单台、双台、三台运行的不同工况。
3.3烟气净化指标
按鞍山市环保局“鞍环审字【2011】16号”关于鞍钢集团##业有限责任公司选厂改造工程环境影响报告书的批复的要求，本装置烟气净化指标为：
二氧化硫排放达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级标准。
按鞍钢环保部门的要求，本装置烟气净化验收考核指标为：
在烟气入口二氧化硫浓度≤2000mg/m3，脱硫效率达到85%，出口烟气二氧化硫浓度不超过400mg/m3。
本锅炉房一年中实际运行制度为：
一台7个月、二台3个月、三台2个月。
3.4关于SO2排放标准的说明：
3.4.1现行国标：
GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》
此标准对二氧化硫排放的名目为“其它含硫化合物使用”。
其中二级标准SO2最高允许排放浓度为550mg/m3、高65m排气筒最高允许排放速率为66kg/h。
但此标准并不适用于锅炉烟气。
在我国现有的国家大气污染物排放标准体系中，按照综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行的原则，工业锅炉执行GB13271《锅炉大气污染物排放标准》、电站锅炉执行GB13223《火电厂大气污染物排放标准》。
3.4.2现行国标：
GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》：
全部区域燃煤工业锅炉Ⅱ时段二氧化硫最高允许排放浓度900mg/m3。
3.4.3上海地标（较新）：
DB31/387-2007《锅炉大气污染物排放标准》：
分区：
内环线以内、风景名胜区、自然保护区为A区，其余为B区。
A区：
SO2禁排；
B区：
SO2最高允许排放浓度400mg/m3。
3.4.4广东地标（新）：
DB44/765-2010《锅炉大气污染物排放标准》：
珠三角经济区、环保重点城市建成区为A区，其余为B区。
2013年1月1日起：
SO2最高允许排放浓度A区300mg/m3、B区400mg/m3。
目前除了北京、上海、广东外其它省区没有此项地方标准。
辽宁省是否会出台此标准不详；
即使出台，当不会严于上海、广东的要求。
3.4.5新版国标
通常，国家标准的要求低于地方标准和行业标准的要求，预测近期内可能出台的新版GB13271《锅炉大气污染物排放标准》，非城市建成区和非重点保护区的SO2最高允许排放浓度应不会低于400mg/m3。
国家标准的修订间隔期一般不会短于5年。
再过数年，如果国家和地方有了进一步的SO2减排要求，本脱硫塔已预留了增加喷淋层的空间，可以通过增加脱硫液喷淋量来予以满足。
在脱硫塔内加装预先制造的喷淋层，36小时内即可完成。
第三章脱硫工艺
1工艺技术
镁法湿式烟气脱硫原理：
氧化镁与水反应生成氢氧化镁，再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应，反应生成亚硫酸镁和硫酸镁，亚硫酸镁氧化后也生成硫酸镁。
其主要化学反应过程如下：
MgO熟化反应：
MgO+H2O→Mg（OH）2
吸收塔内SO2气体和少量SO3气体与Mg（OH）2的吸收反应：
Mg（OH）2+SO2+2H2O→MgSO3•3H2O↓
Mg（OH）2+SO2+5H2O→MgSO3•6H2O↓
Mg（OH）2+SO3+6H2O→MgSO4•7H2O
循环浆液中的MgSO3在酸性条件下与SO2进一步反应：
SO2+MgSO3•3H2O→Mg（HSO3）2+2H2O
SO2+MgSO3•6H2O→Mg（HSO3）2+5H2O
浆液中的Mg（OH）2又与Mg（HSO3）2反应：
Mg（OH）2+Mg（HSO3）2+4H2O→2MgSO3•6H2O↓
Mg（OH）2+Mg（HSO3）2+H2O→2MgSO3•3H2O↓
氧化反应（亚硫酸镁氧化成硫酸镁）：
MgSO3+O2→MgSO4
因此，脱硫反应的直接副产物是三水和六水的亚硫酸镁，由于烟气中存在氧气（O2），在一定条件下MgSO3将氧化成MgSO4。
MgSO4主要以七水形态存在。
2工艺参数
2.1脱硫装置工程学要求
脱硫反应为气固、气液相反应。
脱硫装置（FGD）须提供脱硫反应必不可少的动力学和热力学条件。
脱硫剂的投入量须与烟气中硫氧化物的物质量相当且能得到有效的利用，脱硫剂与硫氧化物须高度分散、充分接触并持续足够时间，反应物须处于适宜的温度条件下，否则气态硫氧化物的吸收反应无从谈起。
脱硫液泵送循环量按国家标准规范要求和长期脱硫工程实践经验确定。
2.2氧化镁脱硫剂
本脱硫装置采用轻烧（500~600℃）氧化镁作脱硫剂，MgO纯度≥85％，粒度：
95％＞200目；
酸不溶物＜3%。
2.3装置设计液气比为2.5L/m3。
脱硫液喷淋循环量：
680m3/h。
2.4工艺水
表3-1工艺水质量要求
名称
数值
悬浮物总量
g/dm3
≤5
机械杂质粒径
mm
≤0.3
Cl-
mg/dm3
≤25
pH值
≥6.5
表3-2工艺水数量要求
机组
消耗量，t/h
设计供水能力，t/h
35t/h锅炉系统
3~5
≥5
3脱硫工艺系统
3.1工艺配置
三炉一塔配置。
3.2脱硫塔及反应吸收系统
脱硫塔按照国家环境标准《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范（HJ462-2009）》设计。
在脱硫塔前设置前置反应器，对烟气进行活化处理。
前置反应器本体采用022Cr19Ni10不锈钢制造。
脱硫塔筒身和内部构件区分不同部位分别采用022Cr19Ni10不锈钢、Q295NH（GB/T4171-2008）耐候结构钢（或JNS320）、Q235B碳素钢制造，内衬乙烯基酯树脂玻璃鳞片复合防腐涂层。
在脱硫塔吸收段设有烟气整流装置；
整流装置负载金属酞菁脱硫催化剂。
该催化剂能降低二氧化硫吸收反应的活化能，加快反应速率。
该催化剂的实际功效可有两种表述：
（1）相同的液气比（浆液循环喷淋量），催化反应可以提高脱硫效率5%；
（2）维持相同的脱硫效率，催化反应可以减少浆液循环喷淋量10%，意味着用电量的节省。
吸收塔内设有3层主喷淋系统。
脱硫塔上部设置两层除雾器，第一层平装，第二层为屋脊式。
除雾器设置喷洗系统。
浆液喷淋管符合《湿法烟气脱硫装置专用设备喷淋管（JBT10991-2010）》的要求。
脱硫喷嘴符合《碳化硅特种制品反应烧结碳化硅 脱硫喷嘴（JBT10988-2010）》的要求。
除雾器符合《湿法烟气脱硫装置专用设备除雾器（JBT1
升级会员 