1、第一章，概述1.1 工程背景1.2 工程概況西安西聯熱電現有4臺150t/h循環流化床鍋爐投入使用，根據環保要 求，需要配套建設相應的脫硫除塵設施， 將排放煙氣中的二氧化硫濃 度控制在150mg/ m3以下。煙塵排放濃度： 50mg/Nrfi。第二章，設計依據2.1 設計標準工業鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術標準? HJ462-202212?中華人民共和國環境保護法?3?中華人民共和國大氣染污防治法?4?大氣污染物綜合排放標準?5?火電廠大氣污染排放標準? 6?鍋爐大氣污染物排放標準? 7?環境空氣質量標準? 8?工業企業廠界噪聲標準? 9?污水綜合排放標準? 10?建筑給排水設計標準?198

2、9年 1 2月26日通過2004 年 4 月 29 通過GB16297-1996GB13223-2003GB13271-2001GB3095-2022GB12348-90GB8978-1996GB50015-200311?建筑地基根底設計標準?GB50007-200212?混凝土結構設計標準?GB50010-200213?花崗巖類濕式煙氣脫硫除塵裝置?HJT319-200614?花崗巖建材檢驗標準?JC204-205-199615?脫硫除塵專用建材檢驗標準?GB/T4100.1-199916?濕式煙氣脫硫除塵裝置技術要求?HJ/T288-200617?壓力容器技術管理規定? YB9070 92

3、18?鋼制壓力容器? GBl50982.2 設計原那么1貫徹執行國家經濟建設和新、改、擴建工程的一系列方針政策 和標準，在工程設計中貫徹切合實際、技術先進、經濟合理、平安閑 用原那么，確保排放煙氣達標并最大限度地提高工程的經濟效益。2選用先進可靠的脫硫技術工藝，確保脫硫效率高的前提下，強 調系統的平安、穩定性能，并減少系統運行費用。3充分結合廠方現有的客觀條件，因地制宜，制定具有針對性的 技術方案。4系統平面布置要求緊湊、合理、美觀，實現功能分區，方便運 行管理。5操作簡單、維護方便、可靠性高、噪音小、運行穩定，無二次 污染。2.3設計范圍本設計范圍包括煙氣脫硫系統工藝、 系統結構、電氣等專業

4、的設 計，工程設計范圍：從鍋爐出口至煙囪進口前水平煙道接口之間的脫 硫裝置和相應配套的附屬設施。包括：1脫硫劑制備系統2煙氣系統3SO2吸收系統4石膏脫水處理系統5工藝水系統6電氣控制系統2.4設計參數原始參數：1鍋爐原始參數設備名稱參數名稱單位參數鍋爐型式循環流化床鍋爐過熱器蒸發量(BMCR)t/h150過熱器出口蒸汽壓力(BMCR)MPa1.27過熱器出口蒸汽溫度(BMCR)C295再熱器進口溫度(BMCR)C860再熱器出口溫度(BMCR)C962鍋爐排煙溫度(BMCR)C146設備名稱參數名稱單位參數鍋爐實際耗煤量BMCRt/h22.7除塵器數量每臺爐1型式布袋除塵效率%99%引風機出

5、口灰塵濃度實際工況mg/Nrn引風機型式及配置引風機臺數每爐臺2風量m/h156732風壓Pa7115電動機功率kW500煙囪高度m150煙囪出口內徑m4.2材質鋼筋混凝土2煤質資料序號名稱符號單位設計校核1碳Car%50.602氫Qar%3氧Oar%3.164氮Nar%0.755硫Sar%2.506灰分Aar%31.877水分Mar%8發熱量Qn et,ar,pKcal/kg159209揮發份Vdaf%13.082.4.2 排放標準除塵 +脫硫總除塵效率： 98%除塵脫硫后粉塵排放濃度： 50mg/ Nm3脫硫效率：?9 6%脫硫后SO排放濃度：w 150mg/ Nrm裝置可用率：?98%凈

6、煙氣排放溫度：50 C；第三章，工藝選擇及說明3.1 脫硫技術現狀煤炭脫硫一般分為燃燒前的煤炭洗選脫硫； 燃燒中摻燒石灰石脫 硫以及燃燒后的煙氣脫硫技術， 目前國內外應用最廣泛的方法是煙氣 脫硫。煙氣脫硫技術FGD主要利用各種堿性的吸收劑或吸附劑捕集 煙氣中的二氧化硫， 將之轉化為較為穩定且易機械別離的硫的化合物 或單質硫，從而到達脫硫的目的。 FGD 的方法按脫硫劑和脫硫產物 含水量的多少可分為兩類：濕法，即采用液體吸收劑如水或堿性溶 液或漿液等洗滌以除去二氧化硫。干法，用粉狀或粒狀吸收劑、 吸附劑或催化劑以除去二氧化硫。 按脫硫產物是否回用可分為回收法 和拋棄法。按照吸收二氧化硫后吸收劑的

7、處理方式可分為再生法和非 再生法拋棄法。國外煙氣脫硫研究始于 1850年，經過多年的開展，至今為止， 世界上已有2500多套FGD裝置，總能力已達200, 000MW以電廠 的發電能力計，處理煙氣量700Mm3/h，一年可脫二氧化硫近10Mt， 這些裝置的 90%在美國、日本和德國盡管各國開發的 FGD 方法很多，但真正進行工業應用的方法僅 是有限的十幾種。其中濕式洗滌法 含拋棄法及石膏法 占總裝置數的 73.4%，噴霧枯燥法占總裝置數的 17.7%，其它方法占 9.3%。美國的 FGD 系統中，拋棄法占大多數。在濕法中，石灰 /石灰石法占 90%以 上。可見，濕式石灰 /石灰石法在當今 FG

8、D 系統中占主導地位。盡管各國在 FGD 方面都取得了很大的進步，但運行費用相當驚 人，而且各種方法均有其局限性，因此，至今許多研究者仍在不斷研 究開發更先進、更經濟的 FGD 技術。目前工業化的主要技術有：1，濕式石灰 /石灰石石膏法 該法用石灰或石灰石的漿液吸收 煙氣中的S02,生成半水亞硫酸鈣或再氧化成石膏。其技術成熟程度 高，脫硫效率穩定，達 90%以上，是目前國內外的主要方法。2，噴霧枯燥法 該法是采用石灰乳作為吸收劑噴入脫硫塔內， 經脫硫及枯燥后為粉狀脫硫渣排出，屬半干法脫硫，脫硫效率 85%左 右，投資比濕式石灰石 - 石膏法低，但脫硫效率不高。目前主要應用 在美國。3，爐內噴鈣

9、增濕活化脫硫法 該法是一種將粉狀鈣質脫硫劑 石灰石直接噴入燃燒鍋爐爐膛的脫硫技術， 適用于中、低硫煤鍋爐， 脫硫效率約 85%。4，吸收再生法 主要有氨法、氧化鎂法、雙堿法。脫硫效率可 達 95%左右，技術較成熟。 氨法：氨法采用氨水作為SO2的吸收劑，SO2與NH3反響 可產生亞硫酸氨、亞硫酸氨與鼓入空氣中的氧氣反響而生成硫酸氨。 氨法主要特點是脫硫效率高， 副產物可作為農業肥料， 但該肥料屬酸 性肥料，長期使用易造成土壤板結，在農業上的應用受到限制。 該 法脫硫劑氨水的來源，運輸，儲存和使用要求均較為繁雜，操作管理 要求高。否那么，會造成氨的揮發，污染大氣。該方法適合有廢氨水的 煙氣脫硫。

10、 鎂法：氫氧化鎂或氧化鎂與 SO2 反響得到亞硫酸鎂與硫酸 鎂，它們通過煅燒可重新分解出氧化鎂，使吸收劑得到再生，同時可 回收較純潔的 SO2 氣體，脫硫劑可循環使用。由于氧化鎂活性比石 灰水高，脫硫效率也較石灰法稍高。 它的缺點是氧化鎂回收過程需結 晶、別離、蒸發、煅燒等工序， 工藝較復雜； 但假設直接采用拋棄法， 大量可溶性鎂鹽會進入水體導致二次污染， 總體運行費用也較高。 另 外該系統的管路易結垢， 特別是當水質硬度較高時管路結晶堵塞更加 嚴重。 一般適用于氧化鎂產地及沿海地區。 雙堿法：鈉鈣雙堿法Na2CO3/ Ca(0H)2結合石灰法和 鈉堿法優點， 利用鈉鹽易溶于水反響活性高的特點

11、， 在吸收塔內部采 用鈉堿吸收SO2,吸收后的脫硫液在再生槽內利用較廉價的石灰進行 再生，從而使得鈉離子循環吸收利用。 該工藝綜合石灰法與鈉堿法的 特點，解決了石灰法的塔內易結垢的問題， 又具備鈉堿法吸收效率高 的優點。與氧化鎂法相比， 鈣鹽不具污染性，因此不產生廢渣二次污 染。適合于小煙氣量脫硫。我國廢氣脫硫技術早在 1950 年就在硫酸工業和有色冶金工業中 進行，對電廠鍋爐燃燒產生煙氣二氧化硫的脫除技術在二十世紀 70 年代開始起步并在國家“六五至“九五期間有了長足的進步。先 后有 60 多個高校、科研和生產單位對多種脫硫工藝進行了試驗研究。盡管我國對 FGD 系統的研究開始得很早，涉及的

12、面也很寬，但 大局部技術只停留在小試或中試階段， 遠未到達大面積工業化應用的 程度。而投入巨資引進的示范工程雖然設備先進、運行穩定，但投資 巨大，運行費用也相當高。 因此加快對國外先進技術的消化吸收，使 其國產化、低本錢化，是當前重要而艱巨的任務。3.2 濕式石灰石膏法石灰一石膏法用石灰或石灰石的漿液吸收煙氣中的SO2,生成半水亞硫酸鈣再氧化成石膏， 是目前國內外的主要方法。 具有以下優勢： 1適用于燃料范圍大，脫硫效率高。該工藝脫硫率高達95%以上，脫硫后的煙氣不但SO濃度很低,而且煙氣含塵量也大大減少。大 機組采用濕法脫硫工藝,SO2去除量大,有利于地區和電廠實行總量控 制。2技術成熟，運

13、行可靠性好。在世界脫硫市場上占有的份額達 85%以上。適用范圍廣，不受燃煤含硫量與機組容量的限制，單塔處 理煙氣量大，可達每小時3 106m3，所以對高硫煤、大機組的煙氣脫 硫更有特殊的意義。3對煤種變化的適應性強 。該工藝適用于任何含硫量的煤種 的煙氣脫硫 , 無論是含硫量大于 3%的高硫煤 , 還是含硫量低于 1%的低 硫煤。4緊湊的吸收塔設計吸收塔集吸收、氧化、結晶于一體 ， 節約投資和空間。5吸收劑消耗接近化學理論計算值并且吸收劑的資源豐富 , 價 格廉價作為該工藝吸收劑的石灰石在我國分布很廣 ,資源豐富,品位也很好 , 碳酸鈣含量多在 90%以上, 優者可達 95%以上。在脫硫工藝的

14、各種吸收 劑中 , 石灰石價格最廉價 , 破碎磨細較簡單 , 鈣利用率較高。 6脫硫副產物石膏可作為水泥緩凝劑或加工成建材產品。不僅可以增加電廠效益、降低運行費用，而且可以減少脫硫副產物處置 費用，延長灰場使用年限。7技術進步快。近年來國外對工藝進行了深入的研究與不斷改良,如吸收裝置由原來的冷卻、吸收、氧化三塔合為一塔，塔內流速 大幅度提高，噴嘴性能進一步改善等。通過技術進步和創新，可望使該 工藝占地面積較大、造價較高的問題逐步得到解決。石灰石石灰石膏濕法脫硫是目前世界上技術最為成熟、應用最多的脫硫工藝，特別在美國、德國和日本，應用該工藝的機組容量約占電站脫硫裝機 總容量的80%以上,應用的單

15、機容量已達1000MV及以上。因此，本工程采用濕式石灰一石膏法。3.3工藝流程濕式石灰一石膏法工藝流程如下所示:掃灰或就越出訂迖柜III0范亞垃於耳黨曾1 + 1O石灰-石膏法煙氣脫硫工藝的反響機理為： 在脫硫吸收塔內煙氣中SO2首先被漿液中的水吸收與漿液中的CaO反響生成 CaSO,CaSO被鼓入氧化空氣中的O氧化最終生成石膏晶體 CaSO 2H2O。其 主要化學反響式為：吸收過程：SO2 (g) SO2 (l)+H 2OH +HSO3-H +SO32-溶解過程：CaO+H2O=Ca(OH)2Ca (OH)2 Cs?+2OH-氧化：HSO3-+1/2O2 HSO42- H+SO42-結晶：C

16、a2+SO32-+1/2H2OCaSO3 1/2出0 (s)Ca2+SO42-+2H2S CaSO4 2H2O (s)煙氣從煙道引出后經增壓風機增壓，進入GGH因氣冷卻器冷卻后 從下部進入吸收塔。與上面噴淋下來的的石灰漿液逆向接觸，吸收煙氣中的SO2。潔凈煙氣從吸收塔頂部經過兩級除霧后排出脫硫塔，再 經GGH煙氣加熱器加熱后經煙道排出。在吸收塔內漿液吸收SO2后生 成亞硫酸鈣并沉降下來，在強制鼓風氧化作用下亞硫酸鈣生成硫酸鈣 晶體，然后通過石膏排出泵輸送到水力旋流器，經旋流別離濃縮、 真空脫水后生成石膏回收利用。旋流器上層清夜輸送到濾液池， 濾液 大局部用泵送回脫硫系統循環使用，當漿液經過屢次

17、循環利用后富集 重金屬元素和Cl-等時，再用泵將漿液輸送到污水處理系統進行處理。3.4 石灰石一石膏濕法脫硫工藝系統描述濕式石灰煙氣脫硫工藝流程，主要由石灰漿液制備系統、SO2吸 收，氧化系統、煙氣系統和石膏脫水系統組成。 1石灰漿液制備與供應系統石灰制備系統是將從市場直接購進粒度 250 目、純度 85%以 上符合要求的石灰粉由罐車運到脫硫塔附近的料倉內存儲， 然后計 量落入石灰乳制漿攪拌罐中，加水進行攪拌，配置成質量分數為 10%-15%的石灰漿液，然后進入石灰漿液配送箱，設置 2 臺石灰漿液 輸送泵， 配有一條石灰漿液輸送管。 每條輸送管上分支出一條再循環 管，回到石灰漿液箱，以防止漿液

18、在管道內沉淀。脫硫所需要的石灰漿液量由鍋爐煙氣量、SO濃度負荷，Ca/S比和排出漿液的PH來聯合控制。需要制備的石灰漿液投加量由石灰漿液箱的液位和漿液的濃度 進行聯合控制， 其中漿液的濃度由漿液的密度控制 設置有漿液密度 儀。2煙氣系統原煙氣通過煙道經增壓風機進入吸收塔，在吸收塔中脫除SO2后，通過煙道經煙囪排放。系統由煙道、 旁路擋板門、 入口擋板門、 出口擋板門、 增壓風機， 膨脹節等等組成。1煙道根據溫度、 壓力、流量、污染物含量等最不利條件進行煙道設計。煙道最小鋼板厚度6mm煙道內最大流速小于等于15m/s。煙道采用Q235+玻璃鱗片防腐。2煙氣擋板門煙道系統中共設有 3 個帶氣動或電

19、動執行機構的、 保證零泄露的 煙氣擋板門 1 個原煙氣擋板門、 1 個凈煙氣擋板門、 1 個旁路擋板門 。 當脫硫系統正常運行時，旁路擋板門關閉，原煙氣擋板門、凈煙氣擋 板門開啟，煙氣經原煙道和新增的煙氣擋板門， 再進入脫硫系統進行 脫硫反響，脫硫后的凈煙氣經凈煙道、凈煙氣擋板門后進入主體煙道 后排放；當脫硫系統或鍋爐發生事故時，旁路擋板門開啟，原煙氣擋 板門及凈煙氣擋板門關閉，煙氣不經過脫硫裝置而直接從旁路煙道進 入煙囪后排入大氣。與鋼制煙道的防腐措施不同，煙氣擋板門主要靠正確選用金屬材 料來保證。3吸收氧化系統石灰漿液通過循環泵從吸收塔漿池送至塔內噴嘴系統， 與煙氣接 觸發生化學反響吸收煙

20、氣中的 SO?,在吸收塔循環漿池中利用氧化空 氣將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。石膏排出泵將石膏漿液從吸收塔送到石 膏脫水系統。的噴淋空塔。脫硫塔由塔筒體、吸收器、除霧器、沖洗系統等組成。按其功能自下而上可分為三個主要的功能區：1氧化結晶區，該 區即為吸收塔漿液池區， 主要功能是石灰石溶解、 亞硫酸鈣的氧化和 石膏結晶； 2吸收區，該區包括吸收塔入口及其以上的 1 層托盤 和 3 層噴淋層。其主要功能是用于吸收煙氣中的酸性污染物及飛灰等 物質； 3除霧區，該區包括兩級除霧器，用于別離煙氣中夾帶的 霧滴，降低對下游設備的腐蝕、減少結垢和降低吸收劑及水的損耗。噴淋層設在吸收塔的中上部， 吸收塔漿液循環泵對

21、應各自的噴淋 層。每個噴淋層都是由一系列噴嘴組成， 其作用是將循環漿液進行細 化噴霧。一個噴淋層包括母管和支管，母管的側向支管成對排列，噴 嘴就布置在其中。 噴嘴的這種布置安排可使吸收塔斷面上實現均勻的 噴淋效果。吸收塔循環泵將塔內的漿液循環打入噴淋層，為防止塔內沉淀物 吸入泵體造成泵的堵塞或損壞及噴嘴的堵塞， 循環泵前都裝有網格狀 不銹鋼濾網塔內 。單臺循環泵故障時， FGD 系統可正常進行，假 設全部循環泵均停運， FGD 系統將保護停運，煙氣走旁路。氧化空氣系統是吸收系統內的一個重要局部， 氧化空氣的功能是 保證吸收塔反響池內生成石膏。 氧化空氣由塔外的羅茨風機提供。吸收系統還包括除霧器

22、及其沖洗設備， 吸收塔內最上面的噴淋層 上部設有二級除霧器， 它主要用于別離由煙氣攜帶的液滴， 采用阻燃 聚丙烯材料制成。 每級除霧器都安裝了噴淋水管， 通過控制程序進行 脈沖沖洗，用以去除除霧器外表上的結垢和補充因煙氣飽和而帶走的 水分，以維持吸收塔內要求的液位。4石膏脫水系統 石膏脫水系統由水力旋流器、 真空皮帶脫水機、 真空泵、濾液箱、 廢水箱、石膏倉等組成。1石膏旋流器 吸收塔的含固為 10%石膏漿液通過石膏排出泵送入石膏水力旋流 站，在真空旋流的作用下，將石膏漿液濃縮至 50%含固量左右，然后 排入真空皮帶脫水機。2石膏脫水機濃縮后的石膏漿液既進入真空皮帶脫水機。 50%含固量的石膏

23、漿 液經脫水處理后外表含水率不大于 10，由皮帶輸送機送入石膏儲 存間存放待運，可供綜合利用。石膏旋流站出來的溢流漿液進入濾液箱后一局部返回吸收塔循 環使用，一局部進入泵送至廢水處理區域。 石膏旋流站濃縮后的石膏 漿液全部送到真空皮帶機進行脫水運行。為控制脫硫石膏中 Cl- ，F- 等成份的含量，確保石膏品質，在石 膏脫水過程中用工業水對石膏及濾餅濾布進行沖洗， 石膏過濾水收集 在濾液箱中，然后用泵送到吸收塔。 5 供水系統從業主供水系統接至脫硫系統的水源， 提供脫硫系統工業和工藝 水的需要。工藝水系統設有工藝水箱， 配 2 臺工藝水泵，主要用于制漿加水，同時也用作清洗除霧器、輸送管道和設備的

24、沖洗水。6電氣系統整個鍋爐煙氣脫硫處理的配電裝置，包括現場控制柜、配電柜， 相應的動力電纜、控制電纜、信號電纜和現場電纜，具體的數量根據 各自的系統配套；整個鍋爐煙氣脫硫處理系統的自動化控制設備，包括 PLG現場 控制柜、儀表等，保證鍋爐煙氣脫硫處理系統平安、可靠運行所需要 的一切保護措施。第四章，建構筑物，設備選型4.1脫硫裝置的主要設備材料本工程設計采用兩爐一塔，共設脫硫塔2座。每個脫硫塔的處理煙氣量為340000 mP/h脫硫裝置的主要設備見表3所示表3脫硫系統主要設備一覽表系統名稱設備名稱規格型號材質數量備注石灰漿液制備與供應系統石灰料倉12X8X6m有效咼度5m碳鋼1倉頂除塵器布袋除

25、塵，處理氣量：Q=100m3/h1石灰給料機處理量：2T/H1石灰乳制漿攪拌罐40m3有效深度3.5m取4X 4碳鋼+玻璃鱗片防腐1石灰漿液池100m3有效深度5m取5X 5碳鋼+玻璃鱗片防腐1石灰漿液泵流量35 m3/h揚程20m42用2備漿液密度儀1漿液液位計1PH計1煙氣系統煙道包括原煙氣煙道14m,凈 煙氣煙道100n,旁路擋板 門至煙囪入口之間的煙道200m米用碳鋼+玻璃鱗片防腐擋板門電動擋板，規格2m x 2m3增壓風機Q=200m3/h1吸收氧化系統脫硫塔形式為噴淋塔，規格 場000X 32000,氧化結晶 區高度15m,有效容積 750m3。噴淋吸收區共三 層，每層3m,除霧區

26、共兩 層，每層2m o米用碳鋼+玻璃鱗片防腐2兩爐一塔吸收塔攪拌器2氧化風機Q=40 m3/min42用2備漿液循環泵Q=2500m3/h, H=30m86用2備石膏排出泵流量120 m3/h揚程20m42用2備石膏脫水系統水力旋流器處理能力200 m3/h,按含固量10%計算真空皮帶脫水機石膏產量25t/h，皮帶面積220m2濾布、驅動 減速箱、變 頻器、糾偏 裝置、關鍵 儀表等進 口，包括系 統內的全部 閥門、平臺 扶梯等。真空泵濾液箱100m3 有效深度4m取8X 5米用碳鋼+玻璃鱗片防腐濾液泵Q=40m3/h, H=30m廢水箱石膏倉事故池1000 m3, 20m X 10nX 5m米

27、用碳鋼+玻璃鱗片防腐事故漿液泵Q=100m3/h供水系統工藝水箱40 m3,有效深度3.5m取4X 4工藝水泵離心泵，Q=30m3/h ,H=45m電氣系統總電源柜電機控制柜現場控制箱檢修電源箱DCS空制系統第五章，投資估算脫硫工程投資包括：吸收劑制備系統，煙氣系統，吸收氧化系統, 石膏脫水系統以及相應配套的輔助生產工程、 公用工程工程等工程費 用、工程建設其它費用、鋪底流動資金。工程造價人民幣萬元大寫：。合同總價，涵蓋了承包方為履行本合同規定的義務所需的全部費 用，包括設計、非標制作設備米購、建筑、安裝、調試試運、技 術資料等和與本合同有關的費用，具體明細如下：1設計總費用為人民幣 萬元。設

28、計總費用包括工程設計費、技術效勞費、技術資料、設計聯絡、技術支持等費用。2合同設備價格為人民幣 萬元。合同設備價格包括，與合同設備有關的設備、各類箱罐、工藝管道閥門配件購置、運輸、非標加工件材料費等。3合同電器儀表價格為人民幣 萬元。電器儀表價格包括工程各種規格電纜、配電箱盤、電器、儀表控 制系統、電纜橋架現場安裝運輸、和設備包裝費。4 合同施工建筑工程費價格為人民幣 萬元。 建筑工程價格，包括工程規定范圍內所有相關工程建筑費用。5 合同安裝工程費價格為人民幣 萬元。 安裝工程價格包括所承包范圍內相關安裝費人工費、耗材費、大 型施工機械使用費、施工措施費、非標件加工件等各項的費用。6 合同防腐、保溫工程費； 萬元。 防腐、保溫工程費包括合同內外漏箱灌、 系統工藝管道的保溫、