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FGD机组烟气脱硫工程系统培训教材.doc

上传人:暖洋洋 文档编号:1605506 上传时间:2018-08-10 格式:DOC 页数:65 大小:7.58MB
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1、江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材1文件编号:SYHB-TL036-TRAIN-001江苏阚山发电有限公司2600MW 机组烟气脱硫工程脱硫系统培训教材江苏苏源环保工程股份有限公司编制江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材2目 录前 言 .11概 述 .21.1 脱硫岛的基本概念 .21.1.1 脱硫岛的构成 21.1.2 脱硫岛的原料和产品 31.1.3 脱硫反应原理 31.1.4 脱硫岛的设计原则 41.1.5 脱硫岛的关键控制参数: 51.2 设计的条件 .61.2.1 FGD入口烟气参数 61.3 性能指标 .71.4 FGD 主要技术经济指标 81.5 工艺流程图 .

2、91.6 总平面布置图 .92分系统介绍 .92.1 烟气系统 .92.1.1 系统简介 92.1.2 主要设备 .102.2 吸收塔系统 .162.2.1 系统介绍 .162.2.2 影响 SO2脱除效率的参数和能耗关系 .192.2.3 主要设备 .202.3 吸收剂制备系统 .222.4 石灰石浆液制备系统 .222.4.1 系统说明 .222.4.2 石灰石消耗量(按 2600MW计) 222.4.3 主要设备选型 .错误!未定义书签。2.5 石膏脱水系统 .232.5.1 概述 .232.5.2 吸收塔石膏排出泵系统 .232.5.3 石膏一级脱水系统 .232.5.4 石膏二级脱水

3、系统 .242.5.5 废水旋流站 .242.5.6 主要设备 .252.5.7 石膏贮存 .272.6 工艺水及冷却水系统 .272.6.1 概述 .272.7 排放系统 .282.7.1 概述 .282.7.2 事故浆液箱 .29江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材32.7.3 事故浆液泵 .292.7.4 吸收塔排水池 .292.7.5 吸收塔排水泵 .292.7.6主要设备 .292.8 仪表压缩空气系统 .302.9 杂用压缩空气系统 .303 电气系统 .303.1 设计依据 .303.2 电气主接线 .303.3 电气设备布置与安装 .313.4 控制、保护及测量 .32

4、3.5 直流系统和 UPS 系统 .323.6 过电压与接地 .333.7 照明及检修系统 .333.8 电缆防火及阻燃 .333.9 通信系统 .344. 控制系统 .344.1 专业设计依据地技术规程规范 .344.2 烟气脱硫控制方式及控制水平 .354.2.1 控制方式及水平 .354.2.2 脱硫控制室及电子设备间的布置 .354.3 脱硫控制系统的结构 .364.4 控制系统的可靠性 .374.4.1 可靠性措施 .374.4.2 DCS的可靠性指标 .374.4.3 DCS系统裕量 .384.5 热工自动化功能 .384.5.1 分散控制系统(DCS)功能 384.5.2 信号报

5、警系统 .424.6 脱硫自动化设备选择 .424.7 脱硫车间的火灾报警 .424.8 电源和气源 .424.9 电缆及敷设 .435运行组织 .435.1 正常启动 .435.1.1 简介 .435.1.2 辅助系统 .435.1.3 吸收塔系统设备状态 .445.1.4 吸收塔在线状态 .455.1.5 氧化风机 .455.1.6 烟气系统 .455.2 正常运行 .46江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材45.2.1 简介 .465.2.2 石灰石浆液供给 .465.2.3 吸收塔排放 .465.2.4 吸收塔液位 .465.2.5 循环泵 .465.2.6 吸收塔搅拌器 .4

6、65.2.7 氧化风机 .465.2.8 氧化空气喷水 .475.2.9 除雾器清洗系统 .475.2.10 工艺水泵 475.2.11工艺水箱 475.2.12 滤液 475.3 正常停机 .475.3.1 简介 .475.3.2 FGD辅助系统的状态 .485.3.3 吸收塔区域排水坑 .485.3.4 吸收塔区设备状态 .485.3.5 吸收塔停运 .485.3.6 吸收塔排放 .495.4 事故停运 .495.4.1 简介 .495.4.2 停电时 FGD设备状态 .505.4.3 恢复供电时 FGD设备的状态 .505.4.4 供电恢复时操作员的操作步骤(长时间停电) .516调试内

7、容 .516.1 启动调试范围及项目 .516.1.1 工艺专业 .526.1.2 电气专业 .526.1.3 热控专业 .526.1.4 化学专业 .536.2 主要调试工作程序 .536.2.1 分部试运 .536.2.2 整套试运程序 .556.3 FGD 启动调试阶段主要控制节点及原则性调试方案 556.3.1 FGD 启动调试阶段主要控制节点 .566.3.2 主要节点调试方案要点 .56附件:图纸江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材1前 言中国是以煤炭为主要能源的国家,煤在一次能源中占 75,相当于年耗煤超过 1.3G吨,其中 84以上是通过燃烧方法利用的。煤燃烧所释放出来

8、的含二氧化硫(SO 2)的废气,一直是大气污染的主要根源,是造成酸雨的主要原因。据测算,中国 SO2的排放量在 1995年就接近或超过美国,成为世界 SO2的第一排放大国。解决环境保护问题已刻不容缓。随着国内社会经济的发展、科技的进步,人民们生活水平的日益改善,社会和政府对环境的重视达到前所未有的高度。在国家能源环保政策的鼓励下,我国电厂逐渐摆脱仅有汽机岛和锅炉岛,而无脱硫岛的历史。脱硫岛成为电厂建设不可或缺的组成部分。这对我国的电力事业的发展包括设计、运行和维护等提出了新的要求。本教材所描述的工艺流程及设备参数,主要针对江苏阚山发电有限公司2600MW机组烟气脱硫工程。根据总承包合同的要求,

9、苏源环保组织编写了本培训教材,用于对业主有关技术人员进行培训,以使电厂有关人员对烟气脱硫有比较全面的认识,保证烟气脱硫系统的安全、稳定和高效运行,进而保证电厂整体系统的安全、高效运行。由于时间仓促,错误难免,真诚希望有关各方提出宝贵意见,以共同进步和提高。江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材21概 述目前,全世界投入实用且成熟的烟气脱硫(FGD)技术不下几十种,主要分为湿法、干法、半干法等几大类,其中湿式钙法(石灰石石膏法)是当前世界上技术最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工艺,应用此类工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的 85%,应用的单机容量已超过 1000MW。其脱硫副

10、产物石膏的处理一般有抛弃和回收两种方法,主要取决于市场对脱硫石膏的需求、石膏质量以及是否有足够的堆放场地等因素。湿式工艺的缺点是需要充分考虑防腐问题,设备投资较大,运行费用较高,对占地和供水要求大,宜用于大中型机组或含硫量高的小型机组;干法、半干法的优点是投资和占地较省,但效率一般低于湿法,对小型机组或含硫量较低的中型机组较为适合。拥有湿式钙法脱硫技术的公司较多,其反应原理基本类似,主要工艺区别集中在吸收塔结构的不同上,例如重庆珞璜电厂采用填料塔、广东瑞明电厂采用单回路喷淋空塔,有的电厂采用双回路喷淋塔、鼓泡塔等。填料塔由于结垢堵塞问题,已较少使用。各种类型的吸收塔各有特点,均有成功的业绩,其

11、中喷淋空塔采用雾化喷嘴,烟气与吸收剂雾滴接触,既可保证充分吸收,又无塔内结垢堵塞之忧,故使用最为广泛。江苏阚山发电有限公司 2600MW机组烟气脱硫工程采用湿法脱硫工艺,江苏苏源环保工程股份有限公司进行总承包,其技术特点是:采用石灰石石膏湿法脱硫工艺,吸收塔采用单回路喷淋空塔,石膏浆液经真空过滤成副产品石膏,该技术在世界上处于先进水平。1.1 脱硫岛的基本概念1.1.1 脱硫岛的构成石灰石石膏湿法脱硫系统(即脱硫岛或称 FGD系统)是一个完整的工艺系统,一般分成以下几个分系统:烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、排放系统、压缩空气系统等。脱硫岛的主要设备一般有升

12、压(增压)风机、烟气换热器(GGH) 、吸收塔及循环泵、氧化风机、除雾器、旋流器、石膏脱水机、湿式球磨机等。脱硫岛同江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材3时配置有电气、热控设备及 DCS、消防及火灾报警等辅助系统。除以上系统之外,石灰石石膏湿法脱硫系统也包括一些电厂常规的如照明、给排水等系统,对于这些电厂常规系统,不在本教材叙述范围之内。1.1.2 脱硫岛的原料和产品电厂烟气脱硫是指:将电厂锅炉排出至烟囱前的含二氧化硫(SO 2)的烟气,通过合理的工艺流程和可靠的设备,进行净化处理,除去其中绝大部分 SO2,然后再排入大气环境中。石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺(湿法工艺)是指:利用湿式球磨

13、机将石灰石(CaCO 3)块磨制成 30浆液作为湿式反应吸收剂,与烟气中的 SO2反应,降低烟气中 SO2的含量,以减少其污染性,同时产生可以综合利用的石膏(见参考流程图和平面布置图) 。 湿法工艺采用的石灰石脱硫吸收剂,价廉易得。可用石灰石料湿磨制浆或用吸收剂粉状石灰石直接与水混合搅拌制成吸收浆液;部分湿法工艺采用石灰(CaO)作吸收剂,吸收能力和吸收速度更强。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的 SO2溶于水,与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙,然后在塔底与鼓入的氧化空气发生化学反应,最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去夹带的细小液滴,经烟气换热器加热升温后排入烟囱。石灰石石

14、膏湿法工艺的唯一产品为石膏。系统中的石膏浆液经排出泵抽出打入石膏脱水系统,脱水后回收成品石膏,同时借此维持吸收塔内浆液密度。由于吸收浆的循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。该工艺适用于任何含硫的煤种的烟气脱硫,脱硫效率较高。1.1.3 脱硫反应原理吸收塔中的 SO2脱除原理如下:烟气中的 SO2与浆液中的碳酸钙发生反应,生成亚硫酸钙:CaCO3+SO2+H2O CaSO3H2O+H2O+CO2 (1)通过烟气中的氧和亚硫酸氢根的中间过渡反应,部分的亚硫酸钙转化成石江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材4膏,化学上称作二水硫酸钙:CaSO3 H2O + SO2 + H2O Ca(HSO3)2

15、 + H2O (2)Ca(HSO3) 2 +O2 +2H2O CaSO4 2 H2O + SO2 + H2O (3)吸收塔浆液池中剩余的亚硫酸钙通过由氧化风机鼓入的空气发生氧化反应,生成硫酸钙。在该反应过程中直接的氧化是次要的,而主要是通过亚硫酸氢根与氧气的反应完成:Ca(HSO3) 2 +O2 +2H2O CaSO4 2 H2O + SO2 + H2O (4)当然,由于在原烟气含有其它成分,在吸收过程中,也会有其他的反应,如:三氧化硫,氯化氢和氢氟酸与碳酸钙的反应,反应生成石膏和氯化钙和/或氟化钙化合物:CaCO3 + SO3 + 2 H2O CaSO42 H2O+CO2 (5)CaCO3

16、+ 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 (6)CaCO3 + 2HF CaF2+H2O+CO2 (7) 吸收塔浆液池中的 PH值通过加入石灰石浆液来控制,在吸收塔浆液池中的反应需足够长的时间以使石膏能产生良好的石膏结晶 (CaSO 42H2O) 。单回路吸收塔中最佳的 PH值应选择在 5.6到 5.8之间。如果 PH值超过此值, 吸收塔会有结垢问题出现;如果 PH值低于此值,浆液的吸收能力下降, 最终影响到 SO2的脱除率和副产品石膏的质量。1.1.4 脱硫岛的设计原则1998年 4月国家环保总局印发了贯彻国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题批复的行动方案和酸雨控制区和二

17、氧化硫污染控制区二氧化硫污染综合防治规划编制大纲 。脱硫岛的建设必须首先符合国家的能源环保政策,具体操作上应通过有关环境管理部门的环境评价。脱硫岛的总体设计原则是确保较高的脱硫效率、较高的可用率,并保证安全可靠,对锅炉岛的运行操作无影响。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。江苏阚山发电有限公司 2600MW机组烟气脱硫工程的设计原则如下:江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材5(1) 脱硫岛采用石灰石石膏湿法烟气脱硫系统,对全部烟气进行脱硫。(2) 在锅炉燃用设计煤质 BMCR工况下处理全烟气量时的脱硫效率为 95以上,烟气烟囱入口烟温不低于 80。(3) 烟

18、气脱硫系统的使用寿命不低于主体机组的寿命(30 年) 。(4) FGD装置投入商业运行烟气脱硫系统的利用率将超过锅炉电除尘运行时间的 98,为保证电厂可靠、稳定运行,脱硫岛停运不影响电厂的正常运行。(5) 对于烟气脱硫系统中的设备、管道、烟风道、箱罐或贮槽等,考虑防腐和防磨措施。烟风道的设计符合火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程(DL/T 5121-2000)的规定,汽水管道符合火力发电厂汽水管道设计技术规定(DL/T50541996)和火力发电厂汽水管道应力计算技术规定 (SDGJ690)中的要求。对于低温烟道的结构采用能保证有效的防腐形式。(6) 所有在需要维护和检修的地方均设置平台和扶梯

19、,平台扶梯的设计满足 GB4053.1GB4053.4 或火电厂钢制平台扶梯设计技术规定 DLGJ158-2001中的要求。(7) 烟气脱硫设备所产生的噪声控制在低于 85dB(A)的水平(距产生噪声设备 1米处测量) 。在烟气脱硫装置控制室内的噪声水平低于 60dB(A) 。(8) 烟气脱硫系统产生的石膏中, Cl-含量小于 100 ppm ,CaCO 3含量小于 3%,其水分不大于 10(重量比) 。石膏品质将能满足用于生产石膏板或用作生产水泥填加料(掺合物)的要求。(9) 贯彻电力建设“安全可靠、经济实用、符合国情”的指导方针,严格执行设计合同的要求,精心设计,充分优化方案,使建造方案经

20、济合理、可用率高,并在保证技术指标的前提下努力降低工程造价。1.1.5 脱硫岛的关键控制参数:(1) 入口烟气的含尘量。烟气的含尘量过高,将导致系统操作恶化,表现为吸收效率低下(增加石灰石投入量作用不大) 、皮带机脱水困难等。还需注意的是,由此造成的系统操作恶化,需较长时间纠正。(2) 吸收塔内浆液的 PH值。必须控制在指定范围内,过低会导致浆液失去吸收能力;而过高,系统则会产生结垢堵塞的严重后果。PH 值主要通过石灰石给料量,进行在线动态调节,以适应锅炉操作波动和工况变化。江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材6(3) 吸收塔内浆液的密度。必须控制在指定范围内,过低会导致浆液内石膏结晶

21、困难及皮带机脱水困难;而过高,则会使系统磨损增大。(4) 吸收塔内浆液的 Cl-离子浓度,宜保持在 20000ppm以下。(5) 石灰石的反应活性。一般应采用含 CaO品位较高的矿石,且细度合格。(6) 在设计工况下,出口烟气的温度不小于 80,以保证烟气的排放。 (7) 出口烟气的 S02含量。必须时刻监视该参数,出现偏差时,应综合分析锅炉负荷、入口烟气的 S02含量、循环泵的工作台数、浆液的 PH值等影响因素。1.2 设计的条件1.2.1 FGD入口烟气参数1.2.2吸收剂的参数1.2.3 工 艺 水1.2.4 石 膏 品 质湿度 10纯度 质量 90PH 值 68颜色(白度) 质量 淡灰

22、白色气味 无平均粒径 40mMgO(水溶性) 质量 0.05Na 2O(水溶性) 质量 0.02K 2O 质量 0.06Cl(水溶性) 质量 0.01CaSO 3 12H2O(以 SO2表示) 质量 0.5江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材7(可氧化有机物)烟灰(以 C表示) 质量 0.004CaCO 3* 质量-%,干 31.3 性能指标序号 指标名称 数值 备注1 FGD进口烟气量(Nm 3/h,湿,6%O 2) 21943147FGD进口烟气量(Nm 3/h,干,6%O 2) 218069322 FGD进口 SO2浓度(mg/Nm 3,干, 6%O 2) 29153 FGD出口

23、 SO2浓度(mg/Nm 3,干, %O 2) 151 保证值4 FGD出口含尘浓度(mg/Nm 3,干,%O 2) 1005 FGD进口烟气温度() 1196 FGD出口烟气温度() 80 BMCR工况下7 系统脱硫效率() 958 系统可用率() 959 FGD使用年限(年) 3010 负荷变化范围() 3510011 石灰石粒径要求(mm) 2012 石灰石浆液浓度() 30江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材8序号 指标名称 数值 备注13 吸收塔浆池 Cl浓度(ppm) 20000 运行值14 故障烟温() 160 旁路运行15 钙硫比 Ca/S(mol) 1.0316 运行

24、人员(人班) 51.4 FGD 主要技术经济指标序号 项目名称 单位 数 量 备 注一 年操作时间 小时 7500二 装置利用率 % 95三 装置脱硫率 % 95四 Ca/S比 mol 比 1.03五 石灰石 t/a 134550 #1、#2 炉六 公用动力消耗m3/h 150 正常1 工艺水m3/h 180 最大2 仪表空气 m3/min 2m3/h 100 正常3 冷却循环水m3/h 120 最大4 压缩空气 Nm3/min 43 间断江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材9七 三废排放1 废气 Nm3/h(湿)2862724(每塔)其中 SO2:146mg/Nm32 废水 t/h

25、14.23八 副产品石膏 t/h 30.89 #1、#2 两炉九 运输量1 运入量 t/a 134550 #1、#2 炉2 运出量 T/a 231675 #1、#2 炉十 装置定员 人 5 每班十一 脱硫占地面积 M2 105501.5 工艺流程图见图纸部分1.6 总平面布置图见图纸部分江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材102分系统介绍2.1 烟气系统2.1.1 系统简介整个烟气系统采用将升压风机布置在吸收塔上游烟气侧运行的方案, 以保证整个 FGD 系统均为正压操作, 并同时避免升压风机可能受到的低温烟气的腐蚀, 从而保证了升压风机及至的整个 FGD 系统安全长期运行。从电厂#1

26、锅炉来的原烟气, 由烟道引至 FGD 系统。经过一台原烟气挡板后进入升压风机,经升压后进入烟气换热器 GGH。原烟气的热量在 GGH 中被交换而降温。在设计工况下, 其温度由 120降至 85,冷却了的原烟气进入吸收塔进行脱硫反应。在吸收塔内原烟气与塔顶喷淋下来的石膏与石灰石混合浆液充分接触反应脱除其中的 SO2, 原烟气温度进一步降低至饱和温度 46。脱硫后的净烟气经塔顶二级除雾器除雾后,出塔经净烟道返回 GGH 被加热至 80以上,经过净烟气烟道、净烟气挡板和烟囱,排放到大气中。#2 炉烟气系统流程与#1 炉相同。为了将 FGD 系统与锅炉分离开来,在整个烟气系统中两塔共设置有 6 个带气

27、动执行机构的、保证零泄露的烟气挡板门, 其中 2 个原烟气挡板(设于 FGD 入口)、2 个净烟气挡板( 设于 FGD 出口)、2 个旁路挡板(设于主体水平烟道上) 。当脱硫系统正常运行时,旁路挡板关闭,原烟气挡板和净烟气挡板开启,原烟气原烟气挡板后进入 FGD 装置进行脱硫反应。在要求关闭 FGD 系统的紧急状态下,旁路挡板快速开启,原烟气挡板和净烟气挡板自动关闭。为防止烟气在挡板门中的泄露,原烟气挡板设置有密封空气系统。该系统包括密封风机和开启/关闭电动阀,将密封空气导入到关闭的挡板,以防止烟气泄漏。烟道均采用普通钢制烟道, GGH 入口前的原烟气段烟道由于烟气温度较高,无需防腐处理。GG

28、H 出口后的原烟气烟道由于烟气温度已降至 100以下, 接近酸露点, 因此考虑采用玻璃鳞片树脂涂层。GGH 本身静态部件内侧和吸收塔出口后的全部净烟气烟道, 也基于同样原因, 主要采用玻璃鳞片树脂涂层。江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材112.1.2 主要设备烟气系统主要设备包括:升压风机、GGH、烟气挡板、膨胀节等。(1)FGD 升压风机升压风机为烟气提供压头,使烟气能克服整个 FGD 系统从进口分界到烟囱之间烟气系统的阻力。FGD 系统 3、4 号锅炉各配一台升压风机,采用动叶可调轴流风机。该种轴流风机即使在流量仅有设计负荷值 35%情况, 仍能保证较高的效率。根椐火力发电厂设计

29、技术规程DL5000-2000, 设计上将风机的压力富裕系数选为 1.2,流量富裕系数选为 1.1,并加 10温度裕量。风机使用寿命不小于30 年。升压风机由于避免了受到低温烟气的腐蚀, 设计和制造上主要考虑叶片合理的材质,以防止叶片磨损, 以保证长寿命运行。并且在结构上,考虑叶轮和叶片的检修和更换的方便性。FGD 升压风机(二台)的技术参数性能如下:风机型号:API-45/22G设计流量:892m 3/s,设计压头:4200 Pa(T.B)效率: 86.99%材料选择:壳 体:Q235-A叶 片:GGG40,叶片数量:22主 轴:35CrMo电机型号:YKK1000-10电机功率:4700k

30、W电机冷却方式:空空冷风机配有独立的液压控制装置、润滑油站、6kV 高压电机。采用高品质液压缸, 使液压动叶控制得到充分保证, 升压风机配备必要的仪表和控制,主要是监控主轴温度的热电阻、振动测量装置、失速报警装置等。江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材12升压风机总装图(2)烟气换热器(GGH)GGH 选用回转再生式烟气换热器,涂搪瓷换热元件选用先进波形和高传热系数产品, 以减小 GGH 总重和节约业主方未来更换换热元件的费用。GGH 利用锅炉出来的原烟气来加热经脱硫之后的净烟气,使净烟气在烟囱进口的温度达到80以上, 大于酸露点温度后排放至烟囱。GGH 转子采用中心驱动方式。每台 G

31、GH 设两台电动驱动装置,一台主驱动,一台备用, 电机均采用空气冷却形式。如果主驱动退出工作,辅助驱动自动切换,防止转子停转。GGH 的设计能适应在厂用电失电的情况下,转子停转而不发生损坏、变形。GGH 的整体使用寿命(壳体,转子及仓格 , 驱动装置)不低于 30 年。GGH 采取主轴垂直布置, 即气流方向为原烟气向上(去吸收塔),净烟气向下(去烟囱排放 )。因为原烟气中含有一定浓度的飞灰,飞灰可能会沉积在装置的内侧,随着时间的推移,热传递的效率可能会降低。为防止 GGH 传热面间的沉积结垢而影响传热效率, 增大阻力和漏风率, 减小寿命,需要通过两台吹灰器使用压缩空气清洗或用高压水进行定时清洗

32、,每台吹灰器配有一根可伸缩的喷枪。视烟气中飞灰含量情况, 决定每班或每隔数小时冲洗一次 GGH,或当压降超过给定最大值时,说明有一定程度的石膏颗粒沉积, 需启动高压水泵冲洗。但用高压水泵冲洗只能在 GGH 运行时进行在线冲洗。当 FGD 装置停运时,可用低压水冲洗江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材13换热器(离线冲洗) 。GGH 的防腐主要有以下措施: 对接触烟气的静态部件采取玻璃鳞片树脂涂层保护, 对转子格仓, 箱条等回转部件采用厚板考登钢 1520mm 厚板;密封片采用高级不锈钢 AVESTA 254; 换热元件采用脱碳钢镀搪瓷,寿命约为 2 个大修周期。GGH 的技术性能参数如

33、下(设计工况下):原烟气侧温度(进/出): 120/85 净烟气侧温度(进/出): 46.8/80 泄露率(原烟气侧向净烟气侧): 1%转子直径: 约 16180mm加热面积: 31870 m2换热元件: 脱碳钢镀搪瓷钢片厚度 0.75mm, 搪瓷镀层厚度 0.4mmGGH 各辅助设备技术性能参数如下:高压冲洗水泵: Q=13m3/h , P=10MPa密封风机: Q=1500m3/h , P=8000Pa低泄漏密封风机:Q=70000m 3/h , P=6200Pa吹灰器: 全伸缩式,采用压缩空气吹扫,用量 56.4kg/min,压力 0.5Mpa(g)。(3) 烟气挡板门烟道系统中共设有

34、23 个带气动执行机构的、保证零泄露的烟气挡板门, 其中 21 个原烟气入口挡板(设于 FGD 入口)、21 个净烟气出口挡板(设于 FGD出口) 、 21 个旁路挡板(设于主体水平烟道上) 。原烟气挡板门和净烟气挡板门采用单轴双挡板,旁路挡板采用带两个执行机构的双挡板。每炉的 3 台烟气挡板门配一套密封空气系统, 包括 2 台密封空气风机(一运一备) ,阻止挡板前后烟气的泄漏。密封气压力至少比烟气压力高 2kPa,风机在设计上考虑有足够的容量和压头。江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材14烟气换热器总装图 江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材15旁路挡板门总装图与钢烟道和 G

35、GH 不同, 挡板门的防腐措施, 主要靠正确选用金属材料来保证。其主要部件的材质详见下表:表 3-1 烟气挡板门主要设计参数和材质表旁路挡板 原烟气挡板 净烟气挡板江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材16设计压力 6mbar 6mbar 6mbar压 降 50Pa 50Pa 50Pa开启时间 最快 20s /90o 60s 60s关闭时间 60s/90o 60s 60s框 架 衬 1.4529 碳钢 衬 DIN 1.4529轴 35#衬 DIN 1.4529 45# 35#衬 DIN 1.4529叶 片 原气侧 Q235A碳钢衬 1.4529Q235 碳钢衬 1.4529密封材料 C2

36、76 316L C2762.2 吸收塔系统2.2.1 系统介绍SO2吸收系统是烟气脱硫系统的核心,主要包括吸收塔、除雾器、循环浆泵和氧化风机等设备。在吸收塔系统的设计中,如何保证高效吸收、防腐、防垢和无故障稳定运行是必须重点考虑的问题。在吸收塔内,由 GGH来的原烟气由下往上,与塔上部喷淋下来的大量石膏浆液充分进行逆流吸收反应,原烟气中的 SO2与石膏浆液中所含的石灰石进行充分反应,SO 2被吸收下来,生成亚硫酸钙。用氧化风机向吸收塔底部的的石膏浆液中鼓入空气,并用 4台侧向式搅拌浆不停搅拌,将亚硫酸钙强制氧化生成石膏颗粒,由石膏排浆泵排出吸收塔送入石膏脱水系统。经吸收后的净烟气经过塔顶的两级

37、除雾器,除去脱硫后烟气带出的细小液滴,使烟气在含液滴量低于 100mg/ Nm3(干态)下进入烟气换热器。在吸收塔内的反应过程中,烟气中所含的有害杂质如飞灰、SO 3、HCl 和 HF等大部分也得到去除。系统采用模块化设计。三层喷淋层安装在吸收塔上部烟气区,3 台吸收塔循环泵每台泵对应于各自的一层 喷淋层。喷嘴采用耐磨性能极佳的 SiC材料螺旋型喷嘴, 选用进口产品。吸收塔循环泵将净化浆液输送到喷嘴,通过喷嘴将浆液江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材17细密地喷淋到烟气区。经处理过的脱硫烟气连续通过两级除雾器,使得烟气中夹带的大部分浆液液滴分离出来,保证了烟气出口含雾滴 100mg/N

38、m3。除雾器的冲洗由程序控制,以防止除雾器因烟气带出的浆液液滴产生结垢。吸收塔的下部浆液池中含有石灰石浆液制备系统输送来的石灰石浆液,浆液通过吸收塔循环泵循环。为了将浆液池中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙,由于烟气中所含的氧不能满足氧化需要,因而需向浆液池中补入空气。如果输入的氧化空气不足会导致脱硫效率的降低,并使石膏在吸收塔中产生结块。然而,最佳的空气输入值可节约能量。因此在浆液池中布置有氧化空气分布系统,氧化空气由 2台氧化风机(1 用 1备)提供。氧化空气通过喷管(喷管上规则间隔分布有出气孔)均匀地分布到吸收塔浆液池中,以便于石膏的形成(即将亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙) 。在氧化风机进口,新鲜的

39、空气通过消音器和空气过滤器吸入,经过氧化风机压缩后再通过消音器和管道输送到吸收塔。为了降低氧化空气的温度(离开氧化风机的空气温度100) ,需将水喷入到氧化空气管中,水蒸发后使氧化空气降温。两台氧化风机安装在综合楼底层。在吸收塔内下部浆液池中布置 4个侧向搅拌器,作用是使氧化空气混合均匀和使浆液保持流动状态,从而亚硫酸钙充分氧化生成石膏,并使其中的脱硫有效物质(CaCO 3固体微粒)也保持在浆液中的均匀悬浮状态, 保证浆液对 SO2的吸收和反应能力。吸收塔侧进式搅拌器示意图江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材18吸收塔搅拌器的搅拌效果图片在吸收塔内的烟气吸收区,烟气冷却下来,温度降到饱

40、和温度,并被喷淋的循环浆液中的水蒸汽饱和。 吸收塔中水的损耗(烟气饱和带走的水分、副产品石膏中含水所产生的水耗)一部分通过加入新鲜的工艺水,一部分通过石膏滤液得以补充。塔内喷淋层采用 FRP管,浆液循环管道采用法兰连接的碳钢衬胶管,氧化空气管道采用无缝钢管。FGD 工艺系统中吸收浆液最大氯离子浓度按 20000ppm考虑, 并以此决定所有与浆液接触的设备和部件的防腐保护。吸收塔喷淋层图片江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材19烟 气 流 向N16N2N4N1 N5N379108N12N14N5N1325050250250201520除雾器安装示意图吸收塔顶部布置有排气电动阀门,在正常运

41、行时挡板是关闭的。当烟气全部走旁路或当 FGD装置停运时,排气电动阀门开启。当旁路挡板开启时,原烟气挡板和净烟气挡板关闭,这时开启吸收塔排气阀门,目的是为了排净塔内和 FGD的烟道里残余的烟气以便于检修。在脱硫系统解列或出现事故停机需要检修时,吸收塔内的吸收浆液由排浆泵排出,进入事故浆液箱中临时贮存,以便对吸收塔进行维修。2.2.2 影响 SO2脱除效率的参数和能耗关系影响吸收塔 SO2脱除效率的因素较多,主要有吸收塔浆液循环量、浆液的PH值、吸收剂石灰石的活性、烟气中 SO2的含量等。在 FGD的实际运行过程中,需严格控制好这些参数,才能获得较高的 SO2脱除率,保证装置连续正常运行。表 1

42、 影响 SO2脱除效率的参数和能耗关系参 数 数 值 SO2 脱除效率 能 耗吸收塔浆液循环量 PH值 江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材20吸收塔浆液中 CaCO3 石灰石活性 烟气流量 FGD 进口 SO2浓度 烟气中 Cl 含量 2.2.3 主要设备(1)吸收塔本工程吸收塔按一座逆流式喷淋吸收塔设计。吸收塔为圆柱体,下部循环浆池直径为 15米,浆液高度 12米。吸收塔上部直径为 15米,为喷淋洗涤区,布置了三层喷嘴。烟气在喷淋区自下而上流过,经洗涤脱硫后经吸收塔顶部排出吸收塔。吸收塔体为钢结构。为防止烟气及石膏浆液的腐蚀,塔体内侧采用玻璃鳞片环氧树脂内衬。采用 3台离心式浆液循

43、环泵。吸收塔上部布置有两级除雾器,可以分离烟气中大部分浆液雾滴,经收集后的雾滴依靠重力回到吸收塔浆池中。每套除雾器都安装了用于冲洗的喷淋管,通过控制程序进行脉冲冲洗,用以去除除雾器表面上的结垢。FGD系统的吸收塔采用空喷淋塔,内有搅拌器、氧化空气分布系统、喷淋层、除雾器及玻璃鳞片防腐内衬。其有关技术参数如下:吸收塔(2 台):吸收塔进口烟气量: 2646808m 3/h (湿, 设计工况)吸收塔出口烟气量: 2454013 m 3/h (湿, 设计工况)浆液循环时间: 4 .25min液气比: 14.7l/m 3Ca/S(mol): 1.03吸收塔浆池的直径: 16 m(内径)吸收塔直径: 1

44、5.2 m(内径)浆液池高度: 12.7m吸收塔高度: 约 40.8 m(全高)浆液池容积: 2550 m 3江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材21吸收塔总装图(2) 浆液循环泵(3 台)浆液循环泵采用无堵塞离心叶轮机械密封泵,浆液循环泵的泵体和减速机进口,电动机及底座为国内采购。循环泵的技术参数如下:吸收塔浆液循环泵技术参数如下:泵的型式: 离心式流量: 8900/8900/8600 m 3/h扬程: 3 台泵分别为 24.2 / 26.7 / 29.2 m电机功率: 3 台泵分别为 900 / 1000/1000 kW(3) 氧化风机(每塔各 2台,一运一备)氧化风机为双级高压罗

45、茨风机,通过电动机驱动。每个吸收塔系统配有 2台容量 100%的氧化风机,在正常情况下,一台运行一台备用。设计风量: 6200Nm 3/h设计升压 137kPa功率: 315kW氧化风机安装图江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材222.3 吸收剂制备系统2.4 石灰石浆液制备系统2.4.1 系统说明2.4.2 石灰石消耗量(按 2600MW计)表 3-3 吸收剂石灰石的消耗量煤 质 小时耗量(t/h) 日耗量(t/24h) 年耗量(t/7500h)设计煤质(含硫量 1.2%) 17.94 430.56 134550校核煤质(含硫量 1.7%) 24.87 596.88 186525(6

46、)石灰石料仓石灰石料仓为钢筋混凝土结构,用来贮存石灰石,容量为 1620t。设备的性能参数如下:数量: 1料仓容量: 1620 m 3料仓尺寸: 10m ,H=27m(7)石灰石浆液箱数量: 1直径: 10m高度: 6.8m有效容积: 500m 31台搅拌机(碳钢衬胶)(8)石灰石浆液泵(4 台)数量: 2流量: 75 m3/h扬程: 50 m石灰石湿式球磨机安装图江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材232.5 石膏脱水系统2.5.1 概述在吸收塔中,随着 SO2不断被吸收下来,浆液池中的石膏密度越来越高。为了使浆液密度保持在设计的运行范围内,需将石膏浆液(12到 20固体含量)从吸收

47、塔中抽出。浆液通过吸收塔石膏排出泵至旋流站,进行石膏一级脱水。旋流器底流石膏固体含量为 50左右,底流直接送至真空带式过滤机进一步脱水至含水 10%。溢流含 35的细小固体微粒在重力作用下流入滤液箱,最终返回到吸收塔。石膏旋流器的溢流,被输送到废水旋流站进一步分离处理。本工程的石膏脱水系统按 2600MW+2300MW机组设计。石膏脱水系统的主要子系统有:吸收塔排出泵系统石膏旋流站(一级脱水系统)真空皮带过滤机(二级脱水系统)废水旋流站2.5.2 吸收塔石膏排出泵系统每座吸收塔配置 2台石膏浆液排出泵(1 用 1备) ,就近安装在吸收塔旁。吸收塔石膏排出泵通过管道将石膏浆液从吸收塔中输送到石膏

48、旋流器。吸收塔石膏排出泵还可用来将吸收塔浆液池排空到事故浆液箱中,能在 15小时内排空吸收塔内的浆液。2.5.3 石膏一级脱水系统在吸收塔浆液池中形成的石膏通过吸收塔石膏排出泵将其输送到石膏旋流站,石膏旋流站包含多个石膏旋流子,将石膏浆液通过离心旋流而脱水分离,使石膏水分含量从 80%降为 40%到 50%。旋流站安装在石膏楼顶楼。在石膏旋流站,石膏浆液进入分配器,被分流到单个的旋流子。根据吸收塔浆液液位控制去旋流子的阀门从而控制石膏的处理量。旋流器利用离心力加速沉淀,作用力使浆液流在旋流器进口切向上被分离,使浆液形成环形运行。粗颗粒被抛向旋流器的环状面,细颗粒留在中心,通过没入式管澄清的液体从上部溢江苏阚山 2600MW 机组脱硫工程培训教材24流出来,浓厚的浆液从底部流走,而石膏浆液较稀的部分进入溢流。 含粗石膏微粒的浓缩的旋流器底流被直接流入真空带式过滤机进行二级脱水, 而含固量为3%到 5%左右的溢流则进入废水旋流站,进行进一步的处理。2.5.4 石膏二级脱水系统从一级脱水系统来的两台旋流站来的底流进

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