盐湖制盐热电厂脱硫除尘改造项目可行性研究报告.docx

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盐湖制盐热电厂脱硫除尘改造项目可行性研究报告

盐湖制盐热电厂脱硫除尘改造项目

可行性研究报告

第一章总论

1.1概述

1）项目名称、主办单位、企业性质、法人、建设地点及投资

项目名称：

某盐湖制盐有限责任公司热电厂脱硫除尘改造项目。

主办单位：

某盐湖制盐有限责任公司。

企业性质：

有限责任公司。

法人：

建设地点：

乌鲁木齐达坂城区某盐湖制盐有限责任公司。

项目投资及资金来源：

本项目总投资为449.4万元。

其中：

建设投资为437.4万元。

总投资全部为企业自筹。

2）可行性研究报告编制单位、证书等级

可研报告编制单位：

内蒙古轻化工业设计院有限责任公司

证书等级：

甲级

证书编号：

工咨甲

3）编制依据

（1）某盐湖制盐有限责任公司与内蒙古轻化工业设计院有限责任公司签订的合同书；

（2）化计发（1997）426号文《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）》；

（3）建设单位提供的有关项目建设的基础资料和数据；

（4）《中华人民共和国环境保护法》的有关文件；

（5）《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2003；

（6）《空气质量标准》（GB3095-1996）及2000年对《空气质量标准》

（GB3095-1996）的修改单。

（7）《火力发电厂大气污染物排放标准》（GBl3223-2003）中第Ⅲ时段标准。

4）编制原则

（1）工艺技术方案选择的技术成熟可靠为前提，积极采用新技术、新工艺、新装备、新材料，做到先进可靠、经济合理。

（2）充分依托项目建设地区现有的公用和辅助设施，以节约建设资金，提高经济效益；

（3）编制过程中坚持“客观、科学、可靠”的原则，对项目的建设规模、工艺技术方案、经济效益、社会效益、环境效益和各种风险等进行充分调查和论证，真实、全面地反映项目的有利和不利因素。

（4）根据厂址条件，对项目所需水、电、蒸汽、人力、资金、原辅材料来源及质量进行测算与落实。

（5）严格按照国家及地方有关环境保护、劳动卫生及安全消防法规标准规范进行设计，坚持生产设施与环保设施“三同时”的原则，采用各种设施在实现节能降耗的同时减少或消除环境污染，达到环保要求。

5）研究范围

本项目可行性研究报告的研究范围针对某盐湖制盐有限责任公司热电厂脱硫除尘改造项目装置及相应的辅助生产设施及配套的公用工程设施。

（1）改造项目装置：

热电厂锅炉脱硫除尘改造装置。

（2）配套公用工程、辅助设施和服务设施包括：

总图运输、土建、供排水、供电、电信、消防、外管网。

主要依托原有公用工程、辅助设施和服务设施。

针对上述内容，本项目可行性研究重点从市场、工程技术和经济上的可行性、合理性进行分析论证，其主要内容有：

（1）确定产品方案及建设规模；

（2）确定工艺技术方案、设备方案、工程方案；

（3）落实原辅材料、燃料及动力供应方案；

（4）对公用工程及辅助设施进行方案设计；

（5）提出环境保护、劳动安全卫生及消防措施；

（6）制定项目实施进度计划；

（7）对项目投入资金进行估算，并制定筹资计划；

（8）对项目进行财务评价，并作出结论。

6）承办单位概况

某盐湖制盐有限责任公司生产基地位于乌鲁木齐东郊盐湖，行政区隶属于乌鲁木齐市达坂城区，西距乌鲁木齐市区约72km，东距达坂城镇约12km，312国道、吐乌大高等级公路及兰新铁路沿矿区而过，交通便利。

公司前身是1958年成立的达坂城盐场（后变更为某盐湖化工厂），2000年进行了自救式改制，于8月成立某盐湖制盐有限责任公司，2006年6月盐湖化工厂进行政策性破产，2009年11月某化工（集团）有限责任公司整体收购和重组盐湖制盐有限责任公司和盐湖化工厂。

公司现有员工891人，其中工程技术人员有107人，大中专毕业生240人。

公司是自治区综合型盐化工企业，现主要生产元明粉、盐、洗涤用品等三大系列产品，元明粉年生产能力17万吨；精制盐年生产能力3万吨；洗涤用品年生产能力3万吨；并拥有自备热电厂一座，自产和自用蒸汽和电，使用2台YG-35/3.82-M型号的35t/h循环硫化床锅炉，配置2台3000kW汽轮发电机组，额定蒸汽70t/h，额定发电6000kw/h。

7）脱硫除尘现状及改造的必要性

（1）脱硫除尘现状

热电厂于1998年建成后一直担负盐湖片区全部生产、生活热电负荷。

原建设规模为两台35吨/h循环硫化床锅炉并配置2套多管除尘系统，除尘系统为多管旋风除尘器和高位灰仓系统，烟囱高为70m。

除尘器效率低，烟尘排放不能达标，SO2排放也不达标，同时随着公司对旅游项目开发的力度加大及新项目的建设，对环境保护要求不断提高，热电厂的除尘设施已经不能满足公司发展的要求；影响了厂区的生产、生活环境质量，还对湖区卤水质量有一定的影响。

因此热电厂脱硫除尘设施的改造工程是势在必行的。

（2）改造的必要性

脱硫除尘的改造是贯彻落实国家和省市政府主要污染物总量减排的工作要求。

完成技术改造后，烟尘和二氧化硫均达到国家一类区排放标准，按现有运行负荷83%计算，烟尘年减排量1794吨，二氧化硫年减排量50.5吨。

1.2研究结论

通过市场分析、技术方案论证、技术经济分析，初步结论如下：

1）某盐湖制盐有限责任公司热电厂脱硫除尘改造项目，符合国家的产业政策及地区发展规划。

2）公用工程配套合理，能满足工程要求，环保、节能设施完善。

3）本工程原料来源可靠，交通运输及供水、供电、供汽有保障，具备改造的条件。

4）环境保护、劳动安全、职业卫生、消防、抗震等设计严格执行国家和当地的有关法规、标准和规范。

5）某盐湖制盐有限责任公司热电厂脱硫除尘改造项目完成后，烟尘和二氧化硫均可达到国家一类区排放标准。

6）投资及社会效益

（1）工程投资及资金来源

本项目总投资为449.4万元（报批）。

其中：

其中建设投资为437.4万元，流动资金为12.0万元。

总投资全部为企业自筹。

（2）社会效益分析

某盐湖制盐有限责任公司热电厂脱硫除尘改造项目后，每年可削减SO2排放量50.5吨，每年可削减烟尘排放量1794吨，

通过上述研究结论可以看出，本热电厂脱硫除尘改造项目符合国家产业政策，工艺装备先进，技术成熟可靠，经济合理，具备改造条件，并且项目建成后将具有较好的经济效益，良好的社会效益和环境效益，因此，建设是可行的。

1.3主要技术经济指标

主要技术经济指标表

序号

项目名称

单位

数量

备注

一

生产规模

处理气量：

万m3/小时

16.4

2套,每套8.2

二

减排量

1）

烟尘减排量

吨/年

1794

2）

二氧化硫减排量

吨/年

50.5

三

年操作时数

热电厂脱硫除尘改造

小时

8640

四

主要原材料、物料需用量

1

氢氧化钠

吨/年

63.13

2

石灰

吨/年

55.23

五

公用动力消耗量

新增设备装机容量

kW

184

年增耗电量

万kW·h

373.99

总数

六

运输量

万吨/年

85.18

1

运入量

吨/年

118.36

2

运出量

吨/年

116.8

七

全厂定员

热电厂脱硫除尘改造

人

6

八

新增建筑面积

m2

90

九

项目总投资

万元

449.4

1

固定资产投资

万元

437.4

2

流动资金

万元

12.0

1.4存在的主要问题和建议

1）为了加快本工程的实施，应按有关规定尽快进行环保、安全评价工作及其它相关的前期工作；

2）尽快落实项目的有关支持文件，以加快项目前期工作的进度。

第二章建设规模

3.1建设规模确定的原则和理由

1）建设规模的确定注意体现规模效益和综合利用效益。

2）从实际出发、实事求是、结合企业现有内部与外部条件。

根据原有2台35T/h循环流化床锅炉，新上2套8.2万m3的袋式除尘器代替现有的多管除尘器，并增设脱硫装置。

3.2建设规模

烟尘处理量：

16.4万m3/年。

这样既符合国家的产业政策，又能使投资单位充分利用资金，获得较大的效益。

第三章工艺技术方案

3.1工程方案的比较

目前，世界上燃煤或燃油电站所采用的烟气脱硫工艺多种多样，达数百种之多。

在这些脱硫工艺中，有的技术较为成熟，已经达到商业化应用的水平，有的尚处于研究阶段。

目前应用较为广泛的烟气脱硫工艺主要有8种，其性能比较见下表：

脱硫工艺比较表

序号

项目

技术成熟程度

适用煤种

机组容量

脱硫率

吸收剂

副产物

废水

市场占有率

国内应用

工程造价

运行维护工作量

1

石灰石-石膏工艺

成熟

不限

200MW及以上

95%以上

石灰石

石膏

有

高，约90%

珞璜、夏港、重庆、太一等

较高

较大

2

喷雾干燥工艺

成熟

中低硫煤

300MW及以下

75～85%

石灰

亚硫酸钙

无

一般，5～8%

黄岛、白马

中等

中等

3

炉内喷钙尾部增湿

成熟

中低硫煤

300MW及以下

75～80%

石灰石

亚硫酸钙

无

少

下关、钱清

较低

中等

4

烟气循环流化床

成熟

中低硫煤

100-300MW

90%以上

石灰

亚硫酸钙

无

较少

小龙潭、恒运

中等

中等

5

海水脱硫

成熟

低硫煤

不限

90%以上

海水

较少

深圳西部

中等

较少

6

电子束法

工业试验

中高硫煤

不限

90%

液氨

硫铵/硝铵

无

少

成都

较高

较大

7

氨水洗涤脱硫工艺

成熟

不限

不限

95%以上

液氨

硫铵

少

无

高

较大

8

双碱法

成熟

不限

300MW及以下

95%以上

石灰/钠碱/电石渣等

硫酸钙等

无

中小型机组最高

中等

较少

从表中可以看出，石灰石-石膏湿法、烟气循环流化床、海水脱硫、电子束、双碱法和氨水洗涤等6种工艺均可以达到90%以上的高脱硫效率。

其中，石灰石-石膏湿法脱硫工艺是当今世界主导脱硫工艺，约占全部烟气脱硫装置的90%以上，其特点是技术最为成熟，系统可靠性高，脱硫效率高，吸收剂来源广泛，适用于各种煤种，尤其适用于大容量机组，应用的最大单机容量已达1000MW；烟气循环流化床工艺通常适用于中小机组和老机组改造，目前单机最大容量为300MW，但需要使用高活性的石灰，吸收剂不易获得；而电子束法目前尚不成熟；海水脱硫工艺仅适用于沿海地区的电厂；氨水洗涤法受吸收剂来源限制，且系统复杂，投资很高。

双碱法在中小型机组中应用最高，脱硫率可达95%以上，因此本项目选用双碱法脱硫工艺。

3.2工艺特点及工艺流程

3.2.1双碱法脱硫工艺特点

钙钠双碱法脱硫工艺，简称双碱法。

该法主要是脱除气体中的SO2气体。

适用于锅炉烟气、焦炉气、锅炉生产废气等的脱硫。

工艺特点：

钙钠双碱法是先用钠碱性吸收液进行烟气脱硫，然后再用石灰粉再生脱硫液，由于整个反应过程是液气相之间进行，避免了系统结垢问题，而且吸收速率高，液气比低，吸收剂利用率高，投资费用省，运行成本低。

l）以NaOH（Na2CO3）脱硫，脱硫液中主要为NaOH（Na2CO3）水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞，便于设备运行和维护。

2）钠基吸收液对SO2反应速度快，故有较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般≥90％。

3）脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体，避免塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了运行成本。

4）以空塔喷淋为脱硫塔结构，运行可靠性高，事故发生率小，塔阻力低，△P≤600Pa。

3.2.2工艺流程

烟气经除尘换热降温至≤200℃，经烟道从塔底进入脱硫塔。

在脱硫塔内布置若于层数十支喷嘴，喷出细微液滴雾化均布于脱硫塔溶积内，烟气与喷淋脱硫液进行充分汽液混合接触，使烟气中SO2被脱硫液充分吸收、反应，达到脱除SO2的目的。

经脱硫洗涤后的净烟气经塔顶除雾器脱水，经脱硫塔上部进入烟肉排入大气。

脱硫循环液经塔内气液接触除SO2后，经塔底管道流入沉淀池在此将灰尘沉淀下来，清液经上部溢进入反应再生池，在池内与石灰乳液制备槽引来的石灰乳进行再生反应，再生液流入泵前循环槽补入Na2CO3，由泵打入脱硫塔顶脱除SO2循环使用。

其中再生产出的CaSO3及烟气中过剩氧生成的CaSO4于沉淀池中沉淀分离。

3.2.2工艺优势

1）烟气系统来自锻钢烟气经烟道引风机直接进入脱硫塔。

脱硫塔以空塔喷淋结构。

设计空速小（4.0m/s），塔压力降小（≤600Pa），脱硫集中除尘、脱硫、排烟气于一体，烟气升至塔顶进入烟肉排入大气。

脱硫塔制作完毕喷砂处理后，环氧树脂防腐6遍，塔内部件主要是喷嘴和防雾器，均为304不锈钢材质。

当脱硫泵出现故障时，脱硫暂停反应，烟气可通过烟囱排入大气。

2）脱硫塔SO2吸收系统

烟气进入脱硫塔向上升起与向下喷淋的脱硫塔以逆流式洗涤，气液充分接触吸收SO2。

脱硫塔采用喷嘴式空塔喷淋，由于喷嘴的雾化作用，分裂成无数小直径的液滴，其总表而积增大数千倍，使气液得以充分接触，气液相接触而积越大，两相传质热反应，效率越高。

因此化工生产中诸多单元操作中多采用喷淋塔结构，起到高效、节能、造价低等优点。

脱硫塔内碱液雾化吸收SO2及粉尘，生成Na2SO3,同时消耗了NaOH和Na2CO3。

脱硫液排出塔外进入再生池与Ca（OH）2反应，再生出钠离子并补入Na2CO3（或NaOH），经循环脱硫泵打入脱硫循环吸收SO2。

在脱硫塔顶部装有除雾器，经除雾器折流板碰冲作用，烟气携带的烟尘和其他水滴、固体颗粒被除雾器捕获分离。

除雾器设置定期冲洗装置，防止除雾器堵塞。

3）脱硫产物处理脱硫产物最终是石膏浆，具体为CaSO3、CaSO4还有部分被氧化的Na2SO4及粉尘。

有潜水泥浆泵从沉淀池排出处理好，经自然蒸发晾干。

由于石膏浆中含有固体杂质，影响石膏的质量，所以一般以抛弃法为好。

排出沉淀池浆液可经水力旋流器，稠厚器增浓提固后，再排至渣场处理。

4）关于二次污染的解决

以钠钙双碱法烟气脱硫可解决单一钠碱脱硫的代次污染问题。

钠钙双碱法是以纳碱吸收SO2，其产物用石灰乳再生出钠碱继续使用，因钠钙双碱法能节省碱耗，又杜绝二次污染问题。

有少量的Na2SO4不能够再生被带入石膏浆液中，经固液分离，分离的固体残渣进行回收堆放再做他用。

溶液流回再生池继续使用，因此不会产生气次污染。

5）方案的特点以NaOH（Na2CO3）脱硫，脱硫液中主要为加NaOH（Na2CO3）水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞，便于设备运行和维护。

钠基吸收液对SO2反应速度快，故有较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般≥90％。

脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了运行成本。

以空塔喷淋为脱硫塔结构，运行可靠性高，事故发生率小，塔阻力低，△P≤600Pa。

3.3主要设备的选择

循环浆液泵是脱硫系统最大的电耗设备，一般占整个脱硫系统电耗的50%左右。

应对吸收塔进行必要的优化设计，选取合适的设计参数、并选用高效率循环泵，达到减少运行电耗的目的。

脱硫主系统主要的设备见表。

脱硫除尘工艺系统主要设备清单

序号

设备名称

规格或型号

数量

单机功率

（kW）

备注

两炉一塔方案

一

除尘器本体部分

1

除尘器本体

处理风量：

8.2万m3/h；

过滤面积：

1380m2

1台

2

滤袋

Φ130×5400

1254个

3

袋笼

与滤袋配套

1254个

4

空气压缩机

1.1m3/min

2台

7.5kW

5

储气罐

2m3

2台

二

脱硫部分

1

增压风机

280kW，静叶可调轴流风机。

2台

已有

2

GGH（回转再生式气气换热器）

回转式，漏风率小于0.5%

1套

3

循环浆液泵

3台

37kW

4

吸收塔系统

1套

5

吸收塔搅拌器

侧入式

2台

7.5kW

1用1备

6

浆液排出泵

2台

3kW

7

螺旋输送机

1台

4kW

8

搅拌器（储存系统）

1台

1.1kW

9

振动器

1台

0.5kW

10

供碱泵

2台

1.5kW

11

脱硫剂制备系统

1套

12

脱硫渣处理系统

1套

13

地埋罐输料泵

1台

2.2kW

14

搅拌器（脱硫渣处理系统）

1台

3kW

15

除污器冲洗泵

2台

7.5kW

3.4自控技术方案

3.4.1自控水平

根据本项目工艺生产过程的需要，在控制上采用了集中和就地相结合的控制方案。

即由工艺专业提出条件，重要的工艺参数主要采用DCS集中控制，在集控室进行指示、报警、联锁、控制等操作。

采用集散控制系统（DCS），既可以实现对全装置的数据采集、集中控制、显示报警和信息处理等功能，又可以对装置进行先进控制和优化控制，通过实施智能先进专家控制系统，提高装置的操作和管理水平及生产处理能力，保证产品的质量优良。

集中控制（DCS）设计具备以下基本功能：

1）生产过程工艺参数的集中监视。

2）工艺参数的自动控制。

3）过程参数超限报警。

4）重要环节的联锁保护。

5）中央调度室设有工厂管理网络连接接口，最终实现管、控、营销一体化。

一些特殊的工序和成套设备，采用PLC控制和联锁。

现场变送器采用智能变送器。

采用智能变送器，既可以提高测量的准确性；又可以利用手操器或操作站，对其进行远程调校，使得仪表维护工作更加快捷，能够更好的满足生产需要。

现代仪表与控制系统的发展以其可靠、精确、方便使得企业在生产过程中得到保证。

3.4.2标准和规范

仪表设计和安装采用以下主要标准：

《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》HG/T20505-2000

《自动化仪表选型规定》HG/T20507-2000

《控制室设计规定》HG/T20508-2000

《仪表供电设计规定》HG/T20509-2000

《仪表供气设计规定》HG/T20510-2000

《信号报警、安全联锁系统设计规定》HG/T20511-2000

《仪表配管、配线设计规定》HG/T20512-2000

《仪表系统接地设计规定》HG/T20513-2000

《仪表及管线拌热和绝热保温设计规定》HG/T20514-2000

《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20573-95

《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002

3.4.3仪表设计准则

1）测量单位和刻度

测量单位采用S.I单位，如下表：

测量参数

单位

刻度

备注

流量

液体

m3/h

Direct

气体

Nm3/h

Direct

蒸汽

kg/h.rt/h

Direct

温度

℃

Direct

压力

表压

kPa.MPa

Direct

真空

-kPa

Direct

绝压

kPa.abs

Direct

液位

M.rmm%

Direct%

2）仪表信号

除温度检测元件和特殊测量仪表外，所有进出控制室的标准信号为4~20mADC。

除非对气动信号提出更高的压力要求，调节阀、就地控制器采用20~100KPa的标准气动信号。

装置内一般电子仪表采用4～20mA+HART信号。

3）仪表材质和防护

所有与工艺介质接触的仪表材质，均应能满足工艺介质的要求，并且不低于仪表所在管道或设备的材质。

仪表外壳均应满足抗碱腐蚀的要求。

现场一次仪表根据现场情况分别采用防腐型、防水型。

根据工艺介质情况，仪表材质选用了不锈钢及钢衬F46、钢喷涂PTFE等非金属材料，以满足抗腐蚀性能的要求。

所有现场安装的仪表是全天候型的，防护等级至少为IP54，可以满足现场使用环境和气候条件，并符合相应防护等级的要求。

4）仪表供货与成套

所有现场仪表都应成套组装成整体提供。

每一个现场仪表都设有永久性的不锈钢铭牌。

随机器设备成套的仪表也应符合本规定的要求，并应与所在装置中的仪表水平相一致。

5）仪表供电

仪表的控制系统电源应是双回路自动切换的独立供电回路，电压等级为380VAC，三相，50Hz。

控制系统和现场仪表由不间断电源（UPS）供电，在外部电源故障期间，UPS提供后备电源（电池组），其容量是能使控制系统和仪表正常工作至少30分钟时间。

UPS电源质量：

交流电源：

220V±5%

频率：

50±0.5Hz

波形失真率：

<5%

充电电源瞬间断时间≤3ms

电压瞬间跌落：

小于10%

6）工厂的计量

厂级计量仪表系统的精度为：

±0.5%

贸易计量仪表系统精度为：

±0.2%

7）控制室

控制室由机柜室、操作室和其它辅助间组成。

控制室一般要求如下：

室内采用有温度和湿度调节的空调，无腐蚀性气体；

室内设有火灾报警和消防设备；

吊顶、墙面、门采用吸音防火材料；

地面采用抗静电活动地板；

室内照度500~700LX，并设有事故照明。

3.4.4仪表安装

1）仪表过程接口

仪表

附件

备注

温度

1-½″法兰或M27×2（M）

压力

压力表

M20×1.5（M）

膜片式压力表

1″或2″法兰

压力开关

MFD

压力、差压变送器

½″NPT（F）

带远传压力差变送器

2″或3″法兰

流量

½″NPT或接焊法兰

液位

雷达液位计

2″、4″或6″法兰

伺服式液位计

2″法兰

法兰式液位变送器

3″法兰

2）仪表选型

仪表选型以安全可靠、性能先进为原则，大部分仪表以国产为主。

关键仪表引进。

（1）集散控制系统

①DCS控制功能

Ø接受来自现场的信号

Ø提供到现场的信号

Ø完成常规的PID调节

Ø进行简单计算如：

加减乘除、高低限选择等。

Ø生成报警

Ø顺序控制

Ø某些先进的控制如：

前馈、超前、滞后、非线性控制等。

②DCS显示功能

Ø动态模拟流程图显示

Ø总貌画面显示

Ø组画面显示

Ø报警主画面显示

Ø报警显示

Ø趋势画面显示

③报表打印功能：

可生成：

班报表、日报表、月报表。

④DCS配置要求

ØDCS应设置上位机网络接口

Ø控制回路和重要检测点的I/O卡冗余

Ø控制器、电源系统及通讯总线冗余

Ø卡点数的备用量为I/O设计数量的20%

Ø卡槽位备用空间为10%

Ø系统设置所需的机柜和接线端子柜

⑤DCS系统总点数

AI（4-20mA输入）30个

AO（4-20mA输出）10个

TC（热电偶输入）20个

RTD