甲醇厂吸收塔技术协议122.docx
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甲醇厂吸收塔技术协议122
锅炉新增脱硫塔技术协议
1 总述
1.1建设项目概况
项目名称：
西来峰甲醇厂2×75t/h循环流化床锅炉脱硫增加吸收塔
项目性质：
大气污染环境保护治理项目
项目地点：
内蒙古乌海市海南区西来峰工业园区
1.2设计依据、设计原则、工作范围
1.2.1设计依据
本初步设计方案执行的标准和规范：
HJ/T179-2005《火电厂烟气脱硫工程技术规范（石灰石/石灰--石膏法）》
GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》
GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》
GB13223-2011《火力发电厂大气污染物排放标准》
DL/T5196-2004《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》
HG462-2009《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》
HJ/T288-2006《湿式烟气脱硫除尘装置》
GB3095-2012《环境空气质量标准》
GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》
GB12348-90《工业企业设计卫生标准》
HJ/T75-2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》
GB8978-2002《污水综合排放标准》
DL/5000-2000《火力发电厂设计技术规程》
DL/T5032-94《火力发电厂总图运输设计规程》
DL/T5035-2004《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程》
DL/T5041-2012《火力发电厂厂内通信设计技术规定》
DL/T5121-2000《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》
DL/T5072-2007《火力发电厂保温油漆设计规程》
DLGJ158-2001《火力发电厂钢制平台扶梯设计规定》
GB50017-2014《钢结构设计规范》
GB150-2011《钢制压力容器》
JB/T4700～4707-2000《压力容器法兰》
JB/T4710-2005《钢制塔式容器》
GB50205-2012《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50316-2008《工业金属管道设计规范》
GB50010-2010《混凝土结构设计规范》
DL/T5094-2012《火力发电厂建筑设计规程》
DL5022-2012《火力发电厂土建结构设计技术规定》
GBJ50007-2011《建筑地基基础设计规范》
GB50009-2012《建筑结构荷载规范》
GB50016-2006《建筑设计防火规范》
GB50229－2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》
GB50037-2013《建筑地面设计规范》
《TCP/IP网络通讯协议》
《IEEE802局域网标准》
《DL5000-2000火力发电厂设计技术规程》
《NDGJ16-89火力发电厂热工自动化设计技术规定》
国家及省、市环保有关的规范、标准及要求
《建设项目（工程）竣工验收办法》（国家计委1990年）
《建设项目环境保护竣工验收管理办法》（国家环境保护总局2001年）
以上规范，若有新版本，以最新版本为准。
1.2.2设计原则（不要）
脱硫系统的总体设计原则是确保较高的脱硫效率、较高的可用率，并保证运行安全可靠，对锅炉的运行操作无影响。
为此，采用技术上成熟的工艺，操作上可靠性较高的设备是十分必要的。
烟气脱硫工程的设计原则如下：
（1）采用石灰-石膏湿法脱硫工艺，按照一炉一塔75t/h锅炉烟气量设计。
（2）采用成熟的脱硫技术，尽量简化系统，管理方便。
（3）脱硫方案的设计、设备的选型、系统控制和监测及土建等必须符合国家有关法律法规和相关标准，设计脱硫效率和排放量应满足国家、省、市环保部门的要求，同时考虑满足今后不断趋于严格的SO2排放标准要求。
（4）在满足于“达标排放，运行稳定，维护方便”的基础上因地制宜，合理布局，做到节能降耗，运行费用低，节省投资，工程费用合理、工期短。
（5）、脱硫系统的设备选型选用成熟产品，选用节能、低噪声设备，不允许选用国家《高耗能落后机电设备淘汰目录》中的设备。
（6）脱硫工艺考虑尽可能的节约水资源。
（7）脱硫系统的设计要求根据现场的实际情况，充分考虑现有系统对脱硫系统的影响，在满足工艺要求、合理布局的前提下，尽可能减少对现有系统进行改造，尽可能多对现有系统加以利用。
（8）考虑脱硫系统在运行过程的溢流、冲洗、清扫和事故处理产生的废水收集，这部分水集中收集到循环池内重复利用，不允许外排，基本实现零排放。
（9）、充分考虑脱硫系统设备、管道、附件的结垢、堵塞、磨损和腐蚀。
（10）充分考虑脱硫后的低温烟气对尾部烟道及烟囱的腐蚀问题。
1.2.3工作范围
本工程为神华乌海能源有限责任公司西来峰工业园区项目2×75t/h中温中压循环流化床锅炉烟气脱硫新增工程。
前期工程已建成一台吸收塔及相关配套设施，并投入使用。
目前，两炉一塔配置不能满足两台炉同时运行时对烟气的脱硫需要，按环保要求增加1台脱硫吸收塔及其相关配套设施。
新增脱硫系统采用总承包方式即本工程为交钥匙工程。
（1）供货范围：
吸收塔系统（包括吸收塔本体、塔体保温、塔内件、进出口、防腐等）；浆液循环系统（包括脱硫循环泵、氧化风机及附属管道、阀门、附件及保温等）；烟气系统（包括吸收塔进出口烟道、挡板门、膨胀节、原烟道、净烟道、旁路烟道、土建烟道、烟道防腐、油漆、保温）；工艺水系统（包括管道、阀门、附件及保温等）；电气系统（包括电源柜、配电柜、所有动力电缆及控制缆、电缆桥架、检修箱、就地控制箱、系统照明、防雷接地、设备及穿线管保护接地、防火封堵及与电气系统相关的基础和新建变压器室等土建工程）；仪控系统（包括所有仪表、仪表箱以及现场仪表至控制室的信号缆、安装辅材电缆桥架、穿线管等，另脱硫控制系统的改造等内容），脱硫电源接自新建变压器室。
即设计图上新增部分材料全部由施工单位提供。
（2）安装、调试、试运行：
吸收塔、浆液循环、烟气、工艺水、电气、仪表控制等系统的安装调试和试运行；吸收塔基础、循环泵基础、烟道支架基础、电气改造土建基础、新建变压器室等土建工程；此次所有新建工程中防腐保温由总承包方负责。
（3）施工
本工程的工艺管道、设备、土建及仪控系统的施工、建筑安装主要采用西来峰甲醇厂2×75t/h循环流化床锅炉脱硫二期工程的设计图纸，电气系统的施工、建筑安装由施工单位根据业主提供的相关设计图纸进行施工安装，安装过程中如无法按施工图纸进行时，双方协商解决。
2 工程建设条件及排放标准
2.1工程建设原始资料
2.1.1气象特征
1）极端最高气温
39.4℃
2）极端最低气温
-32.6℃
3）年平均气温
9.7℃
4）最热月平均气温
25.4℃
5）最冷月平均气温
-9.7℃
6）年平均大气压力
892.9hPa
7） 夏季平均大气压力
885.6hPa
8） 冬季平均大气压力
898.4hPa
9） 年平均降水量
162.4mm
10） 日最大降水量
110.6mm
11） 最大积雪深度
9.0cm
12） 热月月平均相对湿度
45%
13） 最冷月月平均相对湿度
51%
14） 全年平均风速
3.5m/s
15） 夏季平均风速
3.6m/s
16） 冬季平均风速
2.2m/s
17） 最大风速
28.0m/s
18） 全年最多风向及其频率
C，17%SE，12%
19） 夏季最多风向及其频率
SE17%
20） 冬季最多风向及其频率
C，26%S，10%
21） 最大冻土深度
178.0cm
22） 基本风压
0.55kN/m2
23） 基本雪压
0.25kN/m2
24） 冬季采暖室外计算温度
-19℃
25） 夏季通风室外计算温度
26℃
26） 冬季空调室外计算温度
-22℃
27） 夏季空调室外计算温度
29.9℃
28） 设计基本地震加速度值
0.20g
29） 土壤标准冻深
1.20m
30） 抗震设防烈度
8度
2.1.2厂区地面高程
厂区地面高程平均为1215.50m。
2.1.3锅炉型式
锅炉型式：
中温中压循环流化床锅炉
2.2煤质及锅炉技术参数
2.2.1设计及校核煤质
煤质分析资料见下表：
项目
符号
单位
设计煤种
校核煤种1
校核煤种2
元
素
分
析
收到基碳
Car
%
32.48
33.104
43.696
收到基氢
Har
%
2.355
2.334
2.784
收到基氧
Oar
%
7.3525
6.982
6.592
收到基氮
Nar
%
0.44
0.446
0.580
收到基全硫
St，ar
%
2
2.62
2.83
工
业
分
析
收到基灰分
Aar
%
51.4625
48.842
39.142
收到基水分
Mar
%
4.7
6.56
6.104
空气干燥基水分
Mad
%
0.885
1.014
0.893
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
39.14
40.274
33.680
收到基低位热值（LHV）
Qnet.ar
MJ/kg
12.195
12.528
16.711
哈氏可磨系数
HGI
灰
熔
点
变形温度
DT
℃
＞1500
＞1500
＞1500
软化温度
ST
℃
＞1500
＞1500
＞1500
流动温度
FT
℃
＞1500
＞1500
＞1500
灰
成
分
二氧化硅
SiO2
%
48.4675
48.4
48.261
三氧化二铝
Al2O3
%
41.04
38.91
40.588
三氧化二铁
Fe2O3
%
3.4275
4.902
2.987
氧化钙
CaO
%
1.445
1.82
1.734
氧化镁
MgO
%
0.5225
0.824
0.823
氧化钾
K2O
%
0.745
0.52
0.503
氧化钠
Na2O
%
0.14
0.116
0.109
三氧化硫
SO3
%
0.985
1.336
1.430
二氧化钛
TiO2
%
1.405
1.372
1.413
五氧化二磷
P2O5
%
0.1
0.088
0.069
其他
—
%
灰
的
比
电
阻
温度30℃时
Ωcm
5.35×1010
击穿电压：
3.8KV
温度60℃时
Ωcm
4.77×1011
击穿电压：
3.8KV
温度90℃时
Ωcm
2.28×1012
击穿电压：
3.8KV
温度120℃时
Ωcm
2.48×1012
击穿电压：
3.8KV
温度150℃时
Ωcm
3.41×1012
击穿电压：
3.8KV
温度180℃时
Ωcm
2.73×1012
击穿电压：
3.8KV
2.2.2.锅炉技术参数
（1）锅炉主要技术参数：
1、制造厂家：
鞍山锅炉厂
2、锅炉型号：
AG-75/3.82-M
3、额定蒸发量：
75t/h
4、锅炉型式：
循环流化床
5、过热蒸汽压力：
3.82Mpa
6、汽包工作压力：
4.25Mpa
7、过热蒸汽温度：
450℃
8、给水温度：
105℃
9、排烟温度：
140℃
10、锅炉烟气量G75=1.65×105m3/h
11、一、二次出口风温：
150℃
12、锅炉热效率：
88.4%
13、燃料颗粒度要求：
≤10mm
14、燃料消耗量：
20265kg/h
15、床温：
850-950℃
（2）除尘器主要技术参数：
设备型号：
LMPC型
设备名称：
脉冲袋式除尘器
设备型式：
脉冲离线清灰
设备技术参数（单台）：
序号
名称
单位
数据
备注
1
除尘器型号
LMPC型
2
除尘器
台
1
3
除尘效率
%
≥99.9
4
室数
个
6
5
额定风量
m2/h
160000
需考虑锅炉110%符合运行工况
6
过滤风速
m/min
0.85
7
滤料
规格
mm
φ130×6000
数量
条
1260
材质
滤料厚度
mm
1.8
滤袋滤料单位重量
g/m2
550
8
滤袋产地
抚顺
9
除尘器第一年设备阻力
Pa
≤1000
10
除尘器第二年设备阻力
Pa
≤1000
11
布袋寿命期末设备阻力
Pa
≤1200
12
处理烟气温度
℃
120—180
13
气体入口含尘浓度
g/Nm3
<38
脱硫粉尘排放浓度46g/Nm3
14
气体出口含尘浓度
mg/Nm3
≤50
15
漏风率
%
≤1
16
脉冲式
规格
3＂
数量
只
84
喷吹压力
MPa
0.4
脉冲宽度
s
0.1
喷吹间隔
s
随工况环境可任意调整
喷吹一次耗气量
0.15
17
清灰方式
离线
18
滤袋允许连续使用温度
℃
120—180
19
滤袋允许最高使用温度
℃
180
20
袋笼规格
mm
φ125×6000
21
袋笼材质
20#
22
袋笼防腐处理工艺
镀锌
23
安装工艺的描述
下部、中部、上部
24
袋笼固定及密封方式
弹簧胀圈式
25
提升阀数量
套
6
26
旁通阀数量
套
1
27
灰斗容积
27
28
灰斗接口尺寸
mm
500×500
29
保温层和保温层材料
mm
100（岩棉）
30
保温层和保温层厚度
mm
100
31
电加热功率
KW
90
32
整体重量
t
112
32
整体重量
t
112
2.3设计指标
序号
参数
单位
设计指标
1
吸收塔入口烟气温度
℃
140
2
吸收塔入口烟气量
（1炉，工况）
m3/h
165100
3
耗煤量（1炉）
kg/h
20265
4
燃煤含硫率St，ar
%
2
5
吸收塔入口SO2浓度
mg/Nm3
6
吸收塔出口SO2浓度
mg/Nm3
＜50
7
脱除SO2量（1炉）
t/h
8
石灰消耗量（80%，1炉）
t/h
9
水耗（1炉）
t/h
10
电耗（1炉）
Kwh/h
11
石膏产量（1炉）
t/h
12
设计脱硫效率
%
97
13
脱硫系统压降
Pa
＜1200
14
系统可用率
%
＞95
15
年运行时间
小时
8000
2.4排放标准
根据本项目所属区域及当地环保部门的要求，执行GB13223-2011《火力发电厂大气污染物排放标准》中规定的三时段排放标准及业主要求。
净化后烟气SO2排放浓度≤50mg/Nm3；含水量≤75mg/Nm3。
如国家或当地环保部门有最新标准出台，则以最新标准中的要求为准。
3 工艺系统设计说明
3.1工艺设计
脱硫系统采用石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺技术，2×75t/h中温中压循环流化床锅炉采用一炉一塔的配置方式，吸收塔处理能力按单台75t/h锅炉的满负荷全烟气脱硫进行设计。
吸收塔按碳钢衬麻石/玻璃鳞片设计。
3.2石灰-石膏法工艺说明
石灰-石膏法脱硫工艺是以石灰浆液为吸收剂与烟气中SO2反应，脱硫产物石膏可直接抛弃，也可综合利用，是目前烟气脱硫工艺中最为成熟、应用最为广泛的脱硫技术之一。
3.2.1化学反应过程
烟气中的SO2在水中具有良好的溶解性，分解为
和
或
，与吸收液中的
反应生成
或
，
极难溶于水，在这种化学推动力的作用下，推动
进一步的溶解，发生链锁式反应，达到脱硫的目的。
其主要反应如下：
消化反应：
吸收反应：
氧化反应：
结晶反应：
3.2.2工艺流程
烟气脱硫系统设计采用高效的石灰-石膏湿法脱硫工艺，整套系统由以下子系统组成：
脱硫剂储存制备系统、SO2吸收循环系统、烟气系统、工艺水和废水处理系统、副产物处理系统、排空系统、管道和阀门系统、杂用气和仪用压缩空气系统等。
3.2.2.1吸收循环系统
（1）系统描述
本工程设计为逆流式喷淋吸收塔，吸收塔为圆柱体，持液槽采用地下循环浆液池，上部主要部分为喷淋洗涤区，布置了5层喷淋，烟气在喷淋区自下而上流过，经脱硫洗涤后经吸收塔顶部排出。
循环泵将循环浆液从循环浆液池送至吸收塔喷淋层，循环浆液池上设置顶进式搅拌器，作用是使浆液保持流动状态，从而使其中的脱硫有效物质保持均匀悬浮状态，保证浆液对SO2的反应、吸收能力。
根据pH值的变化，控制石膏浆液的排出、石灰浆液的添加以及对除雾器清洗装置的控制。
吸收塔内设置5层喷淋装置，并配有足够数量的喷嘴，喷淋装置的上方设置除雾装置和反冲洗装置。
循环泵将循环浆液打入吸收塔上部的喷淋装置，经喷嘴雾化后与烟气中的SO2反应，脱除烟气中的SO2，产物经曝气充氧后生成带结晶水的CaSO4·2H2O，即石膏。
吸收塔顶部布置两层除雾器（见图2），可以分离烟气中绝大部分浆液雾滴，使净烟气中的液滴含量≤75mg/Nm3，烟气夹带出的雾滴经收集后均返回循环持液槽中。
每层除雾器都安装了冲洗水管，通过控制工艺水泵进行冲洗，在去除除雾器表面上的结垢的同时还可以补充因烟气饱和而带走的水份，以维持循环浆液池内要求的液位。
（2）技术要求
石灰浆液通过循环泵从循环浆液池送至塔内喷嘴系统，与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的SO2，在循环浆液池中利用氧化空气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。
石膏浆液排出泵将石膏浆液从循环浆液池送到副产物处理（石膏脱水）系统。
脱硫后的烟气夹带的液滴在吸收塔出口的除雾器中收集，使净烟气的液滴含量不超过75mg/Nm3。
吸收塔和整个浆液循环系统、能适应锅炉负荷的变化，保证脱硫效率及其他各项技术指标达到合同要求。
脱硫系统的设计考虑工艺水Cl-离子浓度最不利情况，吸收塔内浆液最大允许Cl-离子浓度不小于40g/l，材料设计选型按Cl-离子浓度不小于40g/l考虑。
（3）吸收塔设计原则
吸收塔采用喷淋塔。
吸收塔包括吸收塔壳体、喷嘴及所有内部构件、除雾器，塔体内衬麻石（喷淋层以下部分）和3.5~4.mm玻璃鳞片防腐等（喷淋层以上部分）。
塔体在现场通过卷板机等设备制作完成。
吸收塔壳体设计要能承受压力荷载、管道力和力矩、风载和地震载荷，以及承受所有其他加在吸收塔上的荷载。
塔体的设计尽可能避免形成死角，吸收塔底面设计能完全排空浆液，塔底坡度不小于5%，坡向排水口。
吸收塔内配有足够数量的喷嘴。
塔的整体设计方便塔内部件的检修和维护，吸收塔内部的喷淋系统和支撑等尽可能不堆积污物和结垢。
吸收塔支撑梁采用316L不锈钢制作并做防腐
吸收塔烟道入口段能防止烟气倒流和固体物堆积。
吸收塔配备有足够数量和大小合适的人孔门和观察孔，人孔门和观察孔不能有泄漏，而且在附近应设置走道或平台。
在除雾器和喷淋层区域必须装设观察孔。
人孔门的尺寸至少为DN600，应易于开/关，在人孔门上应装有手柄，如果必要，应设置爬梯。
吸收塔的人孔尺寸应满足检修、检查需要。
吸收塔外部根据运行操作、检修、维护、巡检等工作需要合理设置平台、扶梯和栏杆。
吸收塔系统还包括所有必需的就地和远方测量装置，温度、压力、除雾器压差等测点。
吸收塔外加100mm厚岩棉保温层和0.5mm彩色钢板保护层。
（4）内衬与特殊合金材料
吸收塔壳体由12mm碳钢制做，除雾器以下部分内表面衬50mm厚麻石，除雾器以上部分内衬4mm玻璃鳞片的防腐设计。
所有没有进行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和部件、循环浆液出口水封（制作参照前期工程）由耐酸腐蚀不锈钢制作，应满足最大负荷时浆液回流量。
吸收塔内所有的螺栓等连接部件，由耐酸腐蚀合金钢制作，并做防腐。
吸收塔入口向下倾斜不小于10°，保证喷淋浆液不会倒灌，入口烟道内衬3mm厚316L合金钢板。
（5浆液喷淋系统
浆液喷淋系统采用优质FRP玻璃钢管道，每层管道的主管、分管、支管均为法兰连接便于清理更换。
采用陶氏411树脂，结构上有内衬层、结构层及外保护层三部分。
内衬层内表面富树脂层树脂含量95%左右，应采用乙烯基树脂。
内衬层和外保护层均加有耐磨填料，最大降低管件在工作时的磨损，水力学性能优良，保证喷淋管内部不结垢。
管道内表面光滑，内壁绝对粗糙度小于0.0084mm。
所有喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞，喷嘴喷淋浆液时应避免直接喷淋到同层的支撑梁上，喷嘴采用碳化硅材料制作，与玻璃钢管道用法兰连接便于清理更换。
（6）除雾器
除雾器安装在吸收塔上部，除雾器的设计保证其具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果。
除雾器出口烟气湿度不大于75mg/Nm3（干基）。
除雾器材料采用聚丙稀，能承受高速水流冲刷，特别是人工冲洗造成的高速水流冲刷。
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行全面冲洗，不能有未冲洗到的表面，下层向上喷嘴有足够压力冲洗除雾器。
除雾器冲洗用水为工艺水，由系统设置的工艺水泵提供，管道材质要求不锈钢或碳钢衬塑。
（7）吸收塔浆液循环泵
新增浆液循环泵一台，按图施工。
泵入口管道要求不锈钢或碳钢衬塑，并对石膏排出泵预埋管道改造。
新增循环泵管道安装必须满足两塔共用，通过安装在出口管道上的电动蝶阀切换（阀门由施工方负责）。
泵安装时根据现场实际尺寸合理安装并对现有钢制楼梯进行改造。
（8）氧化风机
新增氧化风机采用罗茨风机1台。
氧化风机设置必要的止回阀、安全阀、消音器、隔音罩等。
氧化风机布置在循环浆液池顶板上。
3.2.2.2烟气系统
（1）系统描述
从锅炉引风机后的烟道上引出的烟气通过原烟气烟道进入吸收塔。
在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾后，再通过净烟气烟道接入土建水平烟道，经烟囱排入大气。
在旁路烟道上设置100%旁路挡板门，当脱硫装置的烟气超温或故障停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。
烟气挡板门在最大压差的作用下具有有效的严密性。
烟气挡板门为带密封风的双层档板门。
烟道、挡板和膨胀节等需要包覆保温（100mm厚岩棉）和保护层（0.5mm厚彩钢瓦）。
（3）烟道施工技术要求
烟道最小壁厚≥5mm。
烟道是具有气密性的焊接结构，所有非法兰连接的接口都进行连续焊接。
所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道（包括吸收塔入口挡板门前段烟道、旁路挡板门前烟道），用碳钢制作；吸收塔入口挡板门至吸收塔烟道采用316L不锈钢材质，塔出口至出口烟道挡板门间的烟道采用4.0mm厚的玻璃鳞片树脂防腐。
从旁路档板到土建水平烟道的旁路烟道及塔出口烟道挡板门至土建水平烟道间的烟道采用玻璃鳞片防腐，并能够长时间耐受160℃烟气。
烟道的布置能确保冷凝液的排放，没有水或冷凝液的聚积。
烟道要提供低位点的排水和预防冷凝液的聚积措施。
排水管材质为316L不锈钢材质。
（4）烟气挡板
1）技术要求
烟气挡板采用双层挡板型式。
烟气挡板具有快速开启的功能，从全关到全开的运行时间不大于30秒。
烟气挡板能够在最大的压差下操作
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