1、精编完整版热电厂120万A立方米每小时烟气脱硫工程可研报告(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)热电厂120万Am3/h烟气脱硫工程可行性研究报告1总 论 11.1概述 11.2研究结论 42工艺技术方案 62.1工艺技术方案的选择和确定 62.2孟山都脱硫工艺技术实施方案 103原材料供应和工程主要设备 133.1原材料消耗和来源 133.2主要设备 144电气及控制 154.1电气 154.2控制及仪表 175工程建设条件和方案 215.1工程建设条件 215.2工程建设方案 236环境影响评价 266.1环境现状 266.2环境质量标准及排放标准 266.3建设项目的主要污染
2、源及治理措施 266.4项目建成后达到的环保效益 277劳动保护、安全卫生和消防 287.1劳动保护与安全卫生 287.2消防 298工厂组织、劳动定员及人员培训 318.1工厂组织 318.2生产班制及新增定员 318.3人员来源及培训 319项目实施计划 329.1建设周期 329.2项目实施计划 3210 投资估算及经济评价 3410.1总投资估算 3410.2资金筹措 3510.3经济评价 3511研究结论 371总 论1.1概述1.1.1项目名称、主办单位及法人项目名称:热电厂120万Am3/h烟气脱硫工程主办单位:股份有限公司法人代表:蒋远华1.1.2可行性研究报告的编制依据、原则
3、、范围1.1.2.1编制依据火力发电厂可研报告内容深度规定烟气脱硫部分暂行规定燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策混凝土结构设计规范和1993年局部修订 GBJ10-89 钢结构设计规范 GBJ17-88 建筑地基基础设计规范 GBJ7-89 低压配电装置规范 GBJ54-83 工业及民用通用设备电力装置设计规范 GBJ55-83 1.1.2.2编制原则(1) 对股份有限公司太平洋热电公司燃煤锅炉烟气进行脱硫处理,使之达到国家制定的火电厂大气污染物排放标准。(2) 根据确定的处理规模,结合近期实际废气量和未来增长预测,合理进行处理单元划分。(3) 本装置引进美国孟山都公司动力波烟气脱硫技术(聚氯乙
4、烯装置副产电石渣脱硫技术)和设备。该法用电石渣浆作脱硫的吸收剂,用废渣治理废气,该技术成功解决了喷头的堵塞和设备管道的结垢难题。(4) 严格贯彻国家对环保、消防、劳动安全等规范的要求,对项目排放的“三废”进行妥善处理,做到“三废”达标排放。并做到“三同时”,使环保效益,生产效益和经济效益同步增长。(5) 充分利用股份有限公司现有土地、公用工程、生产、辅助生产和生活设施,节省投资,加快建设进度。1.1.2.3可行性研究报告的范围本可行性研究的范围包括:项目背景、工艺技术方案、原材料供应和项目主要设备、环境影响、劳动安全、工厂组织和定员、项目实施规划、投资估算、财务和经济评价及可行性研究的结论。1
5、.1.3项目背景1.1.3.1企业概况股份有限公司由集团有限责任公司(全国520家重点企业之一)控股,是省85家重点企业和9家技术创新试点企业之一,也是宜昌市委、市政府扶优壮强首家企业。集团前身宜昌地区化工厂是全国小化肥行业最后一批诞生的小合成氨厂,1978年建厂,1981年投产时总资产仅1359万元,经过二十多年的奋斗,集团已发展成总资产30亿元、年销售收入30亿元、年利税额2亿元的大型企业集团,控股一家上市公司(股份有限公司)、拥有一家中外合作经营企业(太平洋热电有限公司)和一家子公司(浠水化工公司),控股楚星化工股份有限公司,托管长阳化工公司,参股昌龙氯碱化工公司。集团已通过ISO900
6、2质量体系认证和省级现代企业制度评审,建立了省级技术开发中心。公司产品涵盖煤化工、磷化工、盐化工、热电4大领域20多个品种,具备年产70万吨合成氨、80万吨尿素(其中大颗粒尿素30万吨)、40万吨碳铵、3.5万吨季戊四醇、5万吨离子膜烧碱、5万吨聚氯乙稀、40万吨磷铵、8万千瓦热电为主导产品的生产能力。公司位于省宜昌市,紧邻长江,有水运码头,东南距焦枝铁路23公里,厂前为318国道,水陆交通十分便利。目前股份有限公司为特大型尿素生产企业之一,在中国排名第二,是亚洲季戊四醇第一大生产企业、综合实力居同行业前列,“”牌为省著名商标,“”牌尿素为国家免检产品。公司主导产品尿素占有省25%的市场,并占
7、有广东、广西一定的市场份额,约占全国尿素市场的2.5%;季戊四醇占有全国33%的市场。目标市场的品牌价值较高,长期以来,产销率和货款回笼率均为100%,公司大颗粒尿素、单季戊四醇、双季戊四醇畅销美国和亚洲市场,年创汇能力超过三千万美元。股份有限公司共有职工1624人,其中大中专以上学历人员占总人数的25%;具有中级以上技术职称的人员占总人数的11%;公司领导班子成员平均年龄36岁,其中博士生1人,其余9人为本科生,8人具有高级技术职称。1.1.3.2项目建设的必要性和可行性本项目属于环保治理,环境保护是我国的基本国策之一,三废治理是全面建设小康社会、改善环境、保护生态的重要内容,作为大气污染物
8、排放的大户,燃煤锅炉自然成为环保部门治理的对象,而且对锅炉烟气除尘脱硫的要求也一年比一年提高,为了实现全国到2005年二氧化硫排放量减少20%的目标,现有大多数锅炉除尘器都必须加装脱硫设备和除尘升级。随着国家经济快速增长和我国加入WTO,环保必须与国际接轨,我国的烟气排放标准会有逐年提高的趋势,为了适应环保的新形势和提高企业形象,该项目的实施也是有必要的。属于“两控区”,锅炉的能力大于65t/h,需按照该标准执行。按建设的时间分类股份有限公司热电装置的锅炉属于第时段,SO2允许最高排放浓度2005年为1200mg/Nm3,2010年为400mg/Nm3,烟尘允许最高排放浓度2005年为200m
9、g/Nm3,2010年为50mg/Nm3,而且标准将越来越严格。目前我厂有75t/h锅炉四台、130t/h锅炉一台,采用静电除尘和水膜除尘,脱硫率为90%,除尘率为98.1%,其SO2平均排放浓度为1342mg/Nm,烟尘平均排放浓度为1025mg/Nm3,已经超过了当前国家火电厂大气污染物排放标准,且环保部门已经对我们提出限期整改。公司热电装置不仅每年为国家提供6亿多度电力供应,创造了巨大的经济效益。而且还为股份有限公司安全、正常生产提供稳定的电力和蒸汽保障。如果因为其烟气中污染物排放超标而停产,将造成不可估量的损失,因此提出对公司热电厂原有烟气脱硫装置进行更新换代是符合时代发展和国家环保要
10、求的,项目的实施就更有必要。本项目与世界著名的美国孟山都公司合作,该公司在国际上有200多家烟气脱硫业绩,其运行情况良好,且积累了丰富的烟气脱硫实践经验。因此该项目引进孟山都关键技术和设备,并与我公司技术部门共同开发研究电石渣烟气脱硫技术,再采用该项技术对公司热电厂烟气脱硫进行改造,达到国家对热电行业的最新环保要求,在技术上是切实可行的。由于本项目是环保治理项目,没有直接的经济效应,但是可以减少热电厂烟尘和的SO2总排放量,将创造巨大的环保效益和社会效益,因此也是可行的。1.2研究结论可行性研究结论如下:一、股份有限公司热电厂120万Am3/h烟气脱硫工程的建设充分依托公司现有水、电等公用设施
11、条件,可节约投资,加快建设速度;该工程的建设对控制企业的污染物排放,进一步加强企业环保意识,将产生积极的促进作用;同时将减少二氧化硫的排污费,节约生产成本。二、工程新增三台静电除尘装置,用于烟气中烟尘的处理。三、工程脱硫引进处于世界领先水平的美国孟山都公司关键技术和设备,可以减少运行费用。四、该工艺采用我厂电石渣作为脱硫剂,利用以废治废,不增加企业的废物排放量。本报告研究结果表明,该工程的实施不仅可以实现巨大的环保、经济效益,同时可以取得一定的社会效益,项目是可行的。2工艺技术方案2.1工艺技术方案的选择和确定目前国内外普遍采用的烟气脱硫技术(FGD)有干法、半干法、湿法。国内技术单位投资大约
12、在250元/KW,引进国外技术投资约在350元/KW。运行成本在0.0170.02元/KWh。根据火电厂大气污染物排放标准的规定,SO2的排放量要小于400mg/Nm3,烟尘的排放量要小于50mg/Nm3,要达到该标准,按现在电厂的烟气情况,脱硫率需达到95%以上,除尘率需达到99.91%以上。2.1.1脱硫工艺技术选择根据本项目烟气脱硫率的要求,我们对目前世界上现有的烟气脱硫技术进行了调查和研究,并根据技术成熟情况进行分类,选择了如下八家公司进行该项目的方案制定:美国孟山都公司、天赐三和环保、杭州理想科技、上海申川环保、北京中联动力、洛阳天誉环保、浙江华特环保、浙江天蓝脱硫除尘有限公司。按脱
13、硫原理分类,天赐三和、浙江天蓝、浙江华特的双碱法脱硫方案都属于钠钙双碱法脱硫工艺;杭州理想的单碱脱硫方案、浙江华特的袋式湿法、静电湿法、单碱法脱硫方案都属于石灰湿法脱硫工艺;北京中联动力的循环流化床脱硫方案属于石灰干法脱硫工艺;上海申川、洛阳天誉的方案都属于氨法脱硫工艺;孟山都的动力波脱硫方案用电石渣作脱硫剂,其工艺技术独特,可以达到以废治废的目的。各技术方案具体如下:(1)钠钙双碱法脱硫工艺该法使用NaOH(或Na2CO3)溶液吸收烟气中的SO2,生成HSO3-、SO32-与SO42-,再用Ca(OH)2再生,反应方程式如下: (1) (2)氧化过程(副反应) (3) (4)再生过程2NaH
14、SO3 + Ca(OH)2 Na2SO3 + CaSO31/2 H2O + 3/2 H2O (5)Na2SO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaSO3 (6)式(5)为第一步反应再生反应,式(6)为再生至pH9以后继续发生的主反应。在钠钙双碱法脱硫工艺中,SO2的脱除主要是发生的是式(1)和式(2)的反应,起脱硫作用的是Na2SO3,NaOH只需少量以补充损失的钠离子。由于在吸收过程中以烧碱、Na2SO3为吸收液,脱硫系统不会出现结垢等问题,从原理上来说比较可行。但该工艺是通过调节pH值来控制结垢,在实际运行中pH计很快结垢,不能准确测量,最终会导致系统结垢。(2)石灰石湿法烟气脱
15、硫工艺该法是用石灰浆吸收烟气中的SO2,反应原理如下:脱硫过程:Ca(OH)2+SO2CaSO31/2H2O+1/2H2OCaSO31/2H2O+1/2H2O+SO2Ca(HSO3)2氧化过程:2CaSO31/2 H2O 2 O2 +3H2O 2 CaSO42 H2OCa(HSO3)2 + 1/2 O2 + H2O CaSO42 H2O + SO2 石灰湿法烟气脱硫工艺较为成熟,脱硫效率较高,但在此过程中生成的CaSO42H2O即石膏比较容易在喷嘴、管道上结垢,堵塞喷嘴和管道,这也是一个世界性的难题。杭州理想的解决结垢堵塞的方法是将脱硫塔设计成接近空塔,防止脱硫塔堵塞;喷嘴设计成在正常生产时可
16、拆卸,定期(3个月)拆卸清堵;在脱硫泵和喷嘴之间采用PPR或内衬胶管来防腐和防止管道结垢,其余部分采用明沟等方式防结垢。同时其采用控制PH值延缓CaSO42H2O在管道中沉淀,并使CaSO42H2O在沉淀池中加速沉淀的方法防止管道结垢堵塞。该工艺理论上可行,但工业化应用业绩很差,达不到我公司要求。(3)石灰干法烟气脱硫工艺石灰干法烟气脱硫工艺的反应原理和湿法相同,不同的是湿法采用石灰浆吸收烟气中的SO2,而干法使用的石灰粉吸收烟气中的SO2。与石灰湿法脱硫工艺相比,石灰干法烟气脱硫虽然解决了喷嘴和管道堵塞问题,但脱硫效率较低,最高只能达到90,而且占地面积比较大,投资和运行费用也很高。(4)氨
17、法脱硫工艺氨法脱硫工艺是以液氨吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸氢铵,亚硫酸氢铵再氧化成硫酸铵,反应原理如下:吸收:SO2H2OxNH3=(NH4)xH2-xSO3 (亚硫酸铵)氧化:(NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (硫铵)氨法脱硫的特点是变废为宝,不产生二次污染,但氨法脱硫目前技术不够成熟,上海申川和洛阳天誉使用的都是华东理工大学的技术,两家提供的业绩也都是天津碱厂,但天津碱厂的装置目前还没有运行。(5)动力波烟气脱硫工艺孟山都的动力波烟气脱硫方案使用聚氯乙烯产生的废渣(电石渣)作脱硫剂,吸收烟气中的SO2,达到以废治废的目的。该技术的关键是喷头,
18、该喷头直径较大,不易堵塞,而且喷出的浆液在塔中形成了一个均匀的泡沫层,增加与烟气的接触面和接触时间,保证了脱硫效率超过95%。同时设置了循环泵出现故障时自动喷淋装置,以防泵出现故障后,塔温较高,破坏塔内的防腐层。为了保证形成的渣浆易于过滤,增加了氧气加入装置,使CaSO3变成CaSO4,容易压滤成干渣。该技术方案结构简单,占地较小,也不易堵塞,在国际上有200多家的业绩,效果也比较好。2.1.2脱硫工艺技术确定1、锅炉参数a锅炉产地:无锡锅炉厂锅炉型号:DG75/5.3-M3锅炉类别:流化床额定蒸发量:75t/h 锅炉出口烟气温度:150蒸汽压力:5.3mpa数量:4台b锅炉产地:无锡锅炉厂锅
19、炉型号:DG130/5.3-M3锅炉类别:流化床额定蒸发量:130t/h 锅炉出口烟气温度:150蒸汽压力:5.3mpa数量:1台2、燃煤额定烟气量:120万Am3/h(标态为80万m3/h)燃煤消耗量:108t/h燃煤含硫量:3.1% 燃煤收到基灰份:44%3、锅炉出口初始浓度SO2浓度:8370mg/Nm3(计算值)烟尘浓度:55000mg/Nm3(测量最高值)4、除尘脱硫要求装置出口SO2浓度:400mg/Nm3装置出口烟尘浓度:50mg/Nm35、其它运行参数林格曼黑度级额定出力时运行阻力:1100Pa左右烟气湿度8%,引风机不带水根据脱硫工艺技术方案、投资和运行成本的综合比较,以及对
20、国内外各公司相应业绩运行情况的考察,结合太平洋热电有限公司4台75t/h锅炉、1台130t/h锅炉及现有聚氯乙烯生产装置的实际情况,孟山都的动力波脱硫除尘一体化设计方案比较适合我公司,不仅可以进行热电厂烟气脱硫,也可以充分利用公司的废渣电石渣,达到废物利用、以废治废的目的。2.2孟山都脱硫工艺技术实施方案2.2.1工艺流程动力波烟气脱硫包括烟气吸收系统、沉降压滤处理系统、吸收液循环系统。来自锅炉含硫、含尘烟气经热电厂静电除尘等装置处理后,在烟气吸收系统的吸收塔中与自下往上喷、形成湍流层的电石渣浆接触,烟气自上向下穿过湍流层的过程中SO2被吸收,生成CaSO3。由于喷射口直径较大,脱硫液流速很快
21、,减少了脱硫过程中生成的CaSO42H2O在喷嘴、管道上结垢,而堵塞喷嘴和管道。吸收过烟气的电石渣浆在吸收塔底与从底部通入的空气接触,渣浆中的CaSO3被氧化变成CaSO4,再进入沉降压滤处理系统。压滤处理系统由浓缩机、压滤机、上清液储槽及相应的渣浆泵组成。吸收系统排污水进入浓缩机,经过浓缩分离,浓稠的浆液经过压滤机的压滤,使水分得到进一步除去,脱水后的副产物用车外运到公司专门的渣场进行堆放处理,过滤下来的水集中到上清液储槽中,通过输送泵重新打到吸收液循环系统循环利用。由压滤处理系统来的清液返回电石渣浆配置槽循环利用,根据PH值的大小补充新鲜电石渣浆,含水烟气经水雾捕集器捕集后进入烟囱排放。工
22、艺流程如附件1所示。2.2.2工艺技术指标公司热电厂锅炉烟气年排放量为120万Am3/h(标态为80万m3/h),温度150,SO2平均初始浓度为6600mg/Nm3,烟尘平均初始浓度为55000mg/Nm3。该项目装置处理能力为120万Am3/h(标态为80万m3/h),烟气脱硫效率可达到95%以上,处理后烟气中SO2含量400mg/Nm3,烟尘含量50mg/Nm3,完全达到国家2010年的环保要求。装置设计锅炉出口烟气中SO2含量8370mg/Nm3(相当于燃料煤中S含量为3.1%),烟尘含量55000mg/Nm3。装置年运行时间为8000小时,处理烟气能力与烟气中SO2含量成反比关系。主
23、要消耗为:电力807kW,水2m3/h,电石渣(干基含量30%)5t/h。主要技术经济指标如表2-1所示:表 2-1 主要技术经济指标序号内容单位参数备注1主要设备动力波吸收塔2规格m3.211.9初步设计,内径高度3处理烟气量Am3/h120万可根据实际煤种作适当的调整4燃煤含硫量%2.1同上5烟道出口温度6脱硫效率%95%7SO2排放浓度mg/m34008烟尘排放浓度mg/m3509正常运行时的脱硫剂电石渣清液PH=121410洗涤塔阻力Pa110011循环水量m3/h7200要尽可能减少供液管道的结垢,也可再加大用水量,具体供液量按要求定12循环水压力MPa0.253原材料供应和工程主要
24、设备3.1原材料消耗和来源3.1.1原材料及公用工程消耗定额表 31 烟气脱硫消耗定额序号名 称单位时耗年耗1电石渣(干基含量30%)t5400002电度8073一次水m32160003.1.2原材料来源目前股份有限公司具有10万吨/年聚氯乙烯生产能力,年产电石渣13万吨,完全能满足本工程热电厂脱硫剂电石渣4万吨/年用量的需求。本工程一次水、电消耗量小。股份有限公司热电厂装机容量为8万千瓦,现有水、电等公用设施完全能满足该烟气脱硫工程的水、电需求。3.1.3循环吸收液水平衡根据孟山都提供的技术方案,脱硫过程中有部分循环水被蒸发,烟气中水含量(wt)610%。根据烟气量的大小和脱硫液气比的要求,
25、共蒸发水量约57.6m3/h。同时除渣还会带出一部分水,据估算,除渣带出的水约为1m3/h。因此,系统需进行适时补水,补水量约为58.6m3/h。公司聚氯乙烯生产装置电石渣压滤后有PH值为1214的电石渣清液,流量为80t/h。由于脱硫系统需进行适时补水,可利用此电石渣清液作为补充水,使用量视系统情况而定。3.2主要设备表 3-2 烟气脱硫主要设备一览表序号名 称数 量备 注国外设备1脱硫塔进气管2DN3.2mh11.9m材料2205合金2逆喷喷头 6材料碳化硅3除雾器1套带喷淋冲洗系统,两层国内设备4静电除尘器3台处理烟气量:19万m3/h(一台);21万m3/h(两台)5脱硫塔 1DN 1
26、0mh 23.6m材料高玻璃钢6搅拌器37脱硫塔循环泵2Q=7200m3/h8脱硫塔出液泵29氧化风机110电石渣浆贮料槽111压滤机2合计214电气及控制4.1电气4.1.1设计内容1.低压电气设备2.供配电3.照明及防雷接地4.1.2供配电4.1.2.1 电源及电压高压电源来自车间高压配电室,电源电压10KV。低压电源来自车间低压配电室,电源电压380/220V,三相四线制。4.1.2.2 配电系统配电形式为放射式供电。4.1.2.3 无功功率补偿由于本设计中脱硫系统、含S废水处理系统的无功功率不大,为了节约投资,故不对无功功率进行补偿。4.1.3高压保护为了保证高压供电系统和高压电机的运
27、行安全,在高压电机控制柜内装设电压保护、短路保护、过负荷保护、零序保护,还采用风机进口阀与风机高压电机联锁,避免风机高压电机重负荷启动。4.1.4 设备选择4.1.4.1 高压设备的选择高压柜采用GG-1A系列,其中柜内真空断路器采用ZN28系列;隔离开关采用GN19系列;继电保护装置采用国产元件。4.1.4.2 低压供电设备的选择配电控制柜采用JK系列,宽深高=8008002200,其中主供电开关采用DZ20Y系列,各用电设备的供电开关采用GV2系列,接触器采用LC1系列,热继电器采用LR2系列。4.1.5 设备安装布置高压柜布置在车间高压配电室内,具体位置现场确定。低压配电柜,PLC控制柜
28、,仪表柜安装在车间控制室内,操作台、照明配电箱安装在车间操作室内,机旁操作箱安装在设备旁,具体位置下阶段设计确定。4.1.6 导线选择及敷设高压电缆采用YJLV-8.7/10KV系列,沿电缆桥架、电缆沟敷设。低压动力电缆采用VLV-0.6/1KV系列,控制电缆采用KVVP-450/750系列,沿电缆桥架,电缆沟和穿钢管敷设。4.1.7 照明控制室、操作室、更衣室内采用荧光灯照明,照度不低于100lx,安装方式为吸顶安装。风机、脱硫塔底部、除尘器及脱硫塔顶部、除沫器采用工厂灯照明,照度不低于150lx,安装方式采用钢管吊装。4.1.8 防雷接地除尘器及脱硫塔属三类防雷建筑物,除尘器与脱硫塔钢柱与
29、基础钢筋相连,风机基础钢筋作为接地极,柱内钢筋作为引下线,其接地系统与车间厂房防雷接地系统相连,接地电阻不大于10欧。电气系统接地应设独立接地装置,采用角钢作接地极,并与车间电气接地系统相连,其接地电阻不大于4欧。正常不带电的电气设备金属外壳均应可靠接地。4.2控制及仪表4.2.1设计内容1.脱硫系统自动控制;2 混合用高温烟气除尘系统自动控制;3 烟气温度检测;4 吸收液PH值检测;4.2.2控制内容4.2.2.1 脱硫塔及混合用高温烟气除尘系统本体电磁阀30个;电动阀12台;4.2.2.3 管道系统风机进风阀3台;主管切断阀3台;4.2.3检测内容1、脱硫塔后烟气温度检测、报警、联锁;2、
30、黑液进入脱硫塔前PH值检测、报警、联锁;3、黑液排出脱硫塔后PH值检测、报警、联锁;4、风机轴温检测、报警;5、电机定子温度巡检。4.2.4系统配置1、本系统采用PLC控制,控制方式有:自动、集中手动和机旁手动。根据以上的控制内容和控制方式,本系统的I/O点如下:2、数字量输入点:100个3、数字量输出点:200个4、模拟量输入点(温度):4个5、模拟量输出点(混风阀调节):1个4.2.5控制系统选择系统采用SIMATIC的S7-300控制,系统特点如下:1、高灵活性;2、高吞吐量,使得更多的程序运行时间更短;3、高电磁兼容性和强抗震动、冲击性,使其具有最高的工业环境适应性;4、运行时每块模板都有正常信息显示,使日常维护更容易;5、方便用户和简易的无风扇设计;6、当控制任务增加时可自由扩展;6、由于大范围的集成功能,使得它的功能非常强大;7、另外,本系统采用一台工控机作为上位机,实现系统的监视、报警。4.2.6系统功能
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