垃圾發(fā)電項目垃圾焚燒爐煙氣處理系統(tǒng)工程技術(shù)方案

1、xx市生活垃圾焚燒發(fā)電項目75t/h垃圾焚燒爐煙氣處理系統(tǒng)工程技術(shù)方案目 錄一、技術(shù)說明21、工程概況22、設(shè)計范圍及設(shè)計原則53、本方案煙氣處理系統(tǒng)技術(shù)性能說明64、煙氣處理系統(tǒng)工藝介紹7二、技術(shù)參數(shù)161、脫酸系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)162、脫硫后布袋除塵器技術(shù)參數(shù)173、主要經(jīng)濟指標19三、附件201、垃圾焚燒爐煙氣噴霧干燥半干法脫硫工藝流程簡圖20一、技術(shù)說明1、工程概況xx市生活垃圾焚燒發(fā)電項目擬建廠址位于xx市xx鎮(zhèn)xx村東北約303米處，規(guī)模為日處理生活垃圾350噸+250噸桔桿。本工程一期安裝1臺日處理垃圾350噸+250噸桔桿的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，1臺12mw凝汽式汽輪機。機組年利用小

2、時數(shù)取為7600小時。本工程設(shè)置一條煙氣凈化線，與一條焚燒線相對應(yīng)，以處理焚燒鍋爐煙氣中含有的各種污染物和有害物質(zhì)，經(jīng)處理后系統(tǒng)排放的煙氣成分可達到gb18485-2007，其中二惡英應(yīng)達到歐盟92標準或db11502-2008的標準。煙氣凈化系統(tǒng)有獨立的控制系統(tǒng)，可完全滿足煙氣脫硫自控要求，并預(yù)留與焚燒系統(tǒng)的通訊連鎖接口。本工程為xx市生活垃圾焚燒發(fā)電項目，采用旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫工藝（丹麥尼魯技術(shù)）。1.1煙氣原始參數(shù)單臺鍋爐出口(煙氣凈化塔入口)煙氣的參數(shù)(過量空氣系數(shù)1.6)項目單位設(shè)計燃料劣質(zhì)燃料校核燃料煙氣量m3/h套220000煙氣溫度155煙氣組成co2v%9.61n2v%66.

3、68o2v%6.77h2ov%15.77noxmg/nm3400soxmg/nm32050hclmg/nm3800hg cd pb、cu、as、sbmg/nm32煙氣含塵濃度g/nm345二惡英濃度tegng/nm3101.2氣象水文、地質(zhì)條件xx市忻府區(qū)屬暖溫帶大陸性季風氣候，寒冷干燥，雨雪稀少；春季回暖迅速，干燥多風，并時有寒潮；夏季炎熱，雨量集中；秋季降溫迅速，雨量驟減，天氣涼爽。主要氣候特征如下：年平均氣溫8.7；極端最高氣溫38.8；極端最低氣溫-27.8；主導(dǎo)風向冬季西風、北風，夏季南風；平均風速1.8m/s；最大風速17.2ms；靜風頻率37；年均降雨量462mm；年積雪深度14

4、cm；年均相對濕度59.8；無霜期150160天。本區(qū)地震烈度為7度。1.5鍋爐煙氣出口各項排放參數(shù) （以干基、o2含量11%計）序號污染物名稱單 位db11502-2008北京地方標準1992年歐盟標準國 標gb18485-2001本廠將執(zhí)行的標準1顆粒物(mg/nm3）303080302hcl(mg/nm3）605075503hf(mg/nm3）2-24sox(mg/nm3）2003002602605nox(mg/nm3）250-4004006co(mg/nm3）551001501007toc(mg/nm3）20-208hg及其化合物 (mg/nm3）0.20.10.20.19cd及其化合

5、物(mg/nm3）0.10.10.10.110pb(mg/nm3）1.6-1.61.611其它重金屬(mg/nm3）6-612煙氣黑度林格曼級1-1113 二惡英類(ngteq/nm3)0.10.110.12、設(shè)計范圍及設(shè)計原則2.1本技術(shù)方案包括以下主要內(nèi)容1) 煙氣從脫硫塔入口至布袋除塵器出口。2）飛灰從布袋除塵器卸灰口至灰?guī)煨痘铱凇?） 脫硫除塵輸灰系統(tǒng)所必須的輔助設(shè)施。4） 脫硫除塵輸灰系統(tǒng)必須的控制系統(tǒng)。2.2設(shè)計原則1) 除塵效率99.93%，脫硫效率90%，并有持續(xù)發(fā)展的空間，適應(yīng)國家對粉塵及二氧化硫治理不斷嚴格的要求和削減量。2) 系統(tǒng)運行可靠，除塵脫硫設(shè)施維護可與鍋爐檢修同步

6、統(tǒng)一安排，不影響鍋爐的正常運行。3) 因地制宜、合理布局，減少占地面積，節(jié)省投資。3、本方案煙氣處理系統(tǒng)技術(shù)性能說明3.1 技術(shù)保證保證所提供的脫硫系統(tǒng)達到技術(shù)先進，所有設(shè)備的制造和設(shè)計符合安全可靠、連續(xù)有效運行的要求，設(shè)備的可用率不低于90 %。系統(tǒng)可投運時間不小于7600小時/年。各類指標滿足需方設(shè)計要求。3.2 技術(shù)方案描述1）1臺75t循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)配置一臺直徑為f9m，筒體高度為9m的噴霧干燥脫硫塔和一臺雙列8室低壓脈沖布袋除塵器。2）脫硫劑采用外購消石灰粉。ca/s摩爾比為1.5時，設(shè)計脫硫效率90%，保證脫硫效率90%。外購來的消石灰粉經(jīng)罐車自備的氣力輸送裝置輸送至消石灰

7、貯倉內(nèi)。在鍋爐最大連續(xù)工況下，采用業(yè)主方提供的消石灰粉作為吸收劑，消耗量為546kg/h， 對消石灰粉的要求是其中ca(oh)2不小于80%，200目。3）系統(tǒng)保證鍋爐負荷在50110%最大連續(xù)出力（bmcr）情況下，能正常工作。負荷調(diào)整速度5%10%min，脫硫系統(tǒng)能很好的隨負荷變化進行適應(yīng)性調(diào)節(jié)。當鍋爐低負荷運行時，借助煙氣再循環(huán)系統(tǒng)維持吸收塔正常工作，保證脫硫效果。4） 由于吸收塔內(nèi)部無檢修件，脫硫系統(tǒng)停運時，吸收塔可以直接作為旁路煙道使用。此時吸收塔內(nèi)不再噴水，也沒有消石灰粉噴入，沒有除塵器的固體顆粒再循環(huán)，布袋除塵器的入口含塵濃度等于鍋爐的濃度，可以保證除塵效率的要求。5） 吸收塔內(nèi)

8、噴水后煙氣溫度為100。煙氣露點溫度決定于水露點溫度及其中so3濃度。由于此工藝甚高的脫除so3的特性，吸收塔及其后煙氣露點溫度接近水露點溫度,約為57.9左右。因此噴水后煙溫超過露點溫度20以上，完全避免了腐蝕和結(jié)塊堵塞的可能。6）噴水量根據(jù)煙氣溫度來調(diào)整。計算時系根據(jù)全年平均溫度作為噴入水溫度計算。實際上，冬季和夏季水溫會有所不同。7）系統(tǒng)各處阻力大致如下：吸收塔：900pa；所有連接煙道：300pa；布袋除塵器：1200 pa。整個脫硫除塵裝置在運行時壓力降不超過2500pa。4、煙氣處理系統(tǒng)工藝介紹4.1、工藝原理噴霧干燥法是一種相對較新的fgd技術(shù)，此技術(shù)于70年代初開始在美國和歐洲

9、發(fā)展起來。80年代中后期，該技術(shù)在美國的燃煤電站上得到商業(yè)應(yīng)用。今天，噴霧干燥脫硫工藝商業(yè)應(yīng)用的總?cè)萘恳堰_到15gwe，市場占有量僅列于濕法之后，為第2位。噴霧干燥脫硫工藝相對于濕法工藝而言，其初投資較低，但脫硫劑用量較大，因而常常用于燃用中低硫煤(1.5%)的中小型鍋爐。簡明工藝流程如下：噴霧干燥脫硫技術(shù)是利用噴霧干燥的原理，來達到煙氣脫硫的目的。噴霧干燥脫硫工藝分為5個步驟：（1）吸收劑制備；（2）吸收劑漿液霧化；（3）霧滴與煙氣接觸混合；（4）蒸發(fā)二氧化硫吸收；（5）廢渣排除。其中2、3、4三個步驟均在噴霧吸收塔中進行，其化學(xué)物理過程如下所述。 化學(xué)反應(yīng)過程當霧化的漿液在吸收塔中與煙氣接

10、觸后，吸收劑開始蒸發(fā)，煙氣冷卻并增濕，石灰漿同so2反應(yīng)生成干粉產(chǎn)物。整個反應(yīng)分為氣相、液相和固相三種狀態(tài)反應(yīng)，反應(yīng)步驟及方程式如下：(1) so2被液滴吸收so2(氣)+h2o=h2so3(液)(2) 吸收的so2同溶液的吸收劑反應(yīng)生成亞硫酸鈣ca(oh)2(液)+h2so3(液)=caso3(液)+2h2o(3) 液滴中caso3達到飽和后，即開始結(jié)晶析出caso3（液）= caso3（固）(4) 部分溶液中的caso3與溶于液滴中的氧反應(yīng)，氧化成硫酸鈣caso3（液）+1/2o2(液)=caso4(液)(5) caso4(液)溶解度低，從而結(jié)晶析出caso4(液)= caso4（固）(6

11、) 隨著脫硫過程中溶解的氫氧化鈣消耗，更多的氫氧化鈣固體進一步溶解以維持脫除二氧化硫的反應(yīng)繼續(xù)進行ca(oh)2(固)ca(oh)2(液) 物理過程物理過程系指液滴的蒸發(fā)干燥及煙氣冷卻增濕過程。液滴從蒸發(fā)開始到干燥所需的時間，對吸收塔的設(shè)計和脫硫率都非常重要。影響液滴干燥時間的因素有液滴大小，液滴含水量以及趨進絕熱飽和的溫度值。液滴的干燥大致分為兩個階段：第一階段由于漿料液滴中固體含量不大，基本上屬于液滴表面水的自由蒸發(fā)，蒸發(fā)速度快而相對恒定。隨著水分蒸發(fā)，液滴中固體含量增加，當液滴表面出現(xiàn)顯著固態(tài)物質(zhì)時，便進入第二階段。由于蒸發(fā)表面積變小，水分必須穿過固體物質(zhì)從顆粒內(nèi)部向外擴散，干燥速率降低

12、，液滴溫度升高并接近煙氣溫度，最后由于其中水分蒸發(fā)殆盡形成固態(tài)顆粒而從煙氣中分離。該工藝系統(tǒng)很關(guān)鍵的一個參數(shù)就是脫硫塔出口溫度，一方面要求有足夠低的溫度，以滿足脫硫化學(xué)反應(yīng)的需要，另一方面又要保證高于露點溫度，以防止煙道的腐蝕。因此在煙氣中so2濃度、ca/s比不變的條件下通過調(diào)節(jié)噴霧量控制脫硫塔出口溫度，溫度控制在100。4.2、主要工藝設(shè)備闡述4.2.1、 石灰漿制備系統(tǒng)石灰漿制備系統(tǒng)由消石灰倉、布袋除塵器、定量給料機、漿液槽、漿液泵等組成。該系統(tǒng)主要作用是完成脫酸所需石灰漿液的儲存、制備及輸運等功能。消石灰粉從廠外運來，并通過槽車的氣力輸送至消石灰儲料倉，儲料倉設(shè)計保證可用4天的消石灰儲

13、存量。為防止消石灰輸送過程中到處飛揚，儲料倉頂設(shè)有除塵器收集粉塵。儲倉內(nèi)的消石灰粉末通過定量給料機（可調(diào)速，調(diào)整(caoh)2的供料量）供粉給漿液槽，在漿液槽中加定量水配制成石灰乳液；漿液槽中的漿液由石灰漿計量泵泵送到反應(yīng)塔的噴漿系統(tǒng)，供漿液量由進引風機前的so2監(jiān)測濃度控制。4.2.2、石灰漿噴入系統(tǒng)石灰漿噴入系統(tǒng)主要由計量泵、旋轉(zhuǎn)霧化器、壓縮空氣及管道閥門等組成。高溫尾氣進入反應(yīng)塔后，利用旋轉(zhuǎn)霧化器在反應(yīng)塔內(nèi)增濕霧化，調(diào)整尾氣溫度，同時對尾氣增濕，使石灰霧滴與酸性氣體充分接觸反應(yīng)。噴入的液滴在瞬間蒸發(fā)，煙氣降至反應(yīng)溫度。同時液滴與粉塵碰撞，當外表面水份蒸發(fā)后，表 面出現(xiàn)顯著固態(tài)物質(zhì)，干燥速

14、率下降，液滴溫度逐漸升高并接近煙氣溫度，最后水分蒸發(fā)殆盡，形成固態(tài)顆粒而從煙氣中分離。丹麥尼魯旋轉(zhuǎn)霧化器組件如下圖: 4.2.3、脫酸系統(tǒng)該系統(tǒng)主體設(shè)備為反應(yīng)塔，是該煙氣治理系統(tǒng)中主要的設(shè)備之一。焚燒爐出口含酸性氣體的煙氣進入反應(yīng)塔進行脫酸處理，同時降溫(根據(jù)煙氣出反應(yīng)塔的溫度自動調(diào)節(jié)冷卻水的補給量)。由制漿系統(tǒng)輸送過來的石灰漿液通過塔頂?shù)男D(zhuǎn)霧化噴頭進行霧化，石灰漿液被霧化成粒徑3060m左右的霧滴，這些細小的霧滴與酸性氣體充分接觸， 在一系列的化學(xué)反應(yīng)后去除煙氣中絕大多數(shù)的酸性氣體。反應(yīng)過程中，霧滴吸收煙氣中的熱量不斷蒸發(fā)水分，結(jié)合反應(yīng)塔獨特設(shè)計，塔內(nèi)的高溫煙氣使得漿液霧滴在下降的過程中得

15、到干燥，并在到達塔底前將水分充分蒸發(fā)，形成固體反應(yīng)物從塔底排出。丹麥尼魯噴霧干燥吸收塔如下圖:為避免焚燒爐在開爐、停爐或運行中不正常的工況下排煙溫度過低引起的除塵器布袋結(jié)露現(xiàn)象，在脫酸塔后部設(shè)有ca（oh）2干粉噴入系統(tǒng)。在這些情況下，可以通過向脫酸塔內(nèi)噴入石灰粉的方式達到保護除塵器的作用。這種設(shè)計也使得焚燒爐啟動過程中的低溫排煙階段所產(chǎn)生的煙氣可以通過布袋除塵器（此時不清灰），不必因走旁路直排而造成環(huán)境污染。4.2.4、活性碳噴入系統(tǒng) 由于垃圾焚燒過程中會有二噁英的產(chǎn)生與排放，因此為了更好地去除重金屬及二惡英，通過在進除塵器前的煙氣管道內(nèi)噴入活性碳，用活性碳吸附重金屬及二惡英，保證重金屬及二

16、惡英的排放濃度達到國家排放標準。由于活性碳具有極大的比表面積，因此只要活性碳與煙氣混合均勻且達到足夠的接觸時間就可以達到要求的凈化效率?；钚蕴紘娙霟煹篮螅丛跓煹纼?nèi)開始吸附二噁英、hg等重金屬污染物，但并沒有達到飽和，隨后與煙氣一起進入袋式除塵器中吸附在濾袋表面上，與通過濾袋表面的煙氣充分接觸，最終達到去除煙氣中重金屬及二惡英的目的。4.2.6粉塵收集系統(tǒng)粉塵收集系統(tǒng)主要由脫硫后袋式除塵器組成。袋式除塵器主要用來收集脫酸反應(yīng)及活性碳吸附后尾氣中的固體顆粒，從反應(yīng)塔出來夾帶有飛灰、石灰等顆粒及活性碳顆粒進入袋式除塵器內(nèi)。由于部分未反應(yīng)的石灰顆粒吸附在濾袋表面相當于固定床反應(yīng)器，尾氣中的酸性氣體在

17、濾袋表面完成最后一次脫酸反應(yīng)后排空。4.2.7輸灰系統(tǒng)輸灰系統(tǒng)主要由倉泵等組成。反應(yīng)塔底部排出的粉塵、袋式除塵器收集下來的粉塵通過倉泵輸送到灰?guī)熘校斔湍芰Π磳嶋H灰量的150%設(shè)計。5、熱控設(shè)計脫硫除塵裝置采用三套plc分散控制系統(tǒng)，其基本配置及相關(guān)內(nèi)容見下：5.1plc分散控制系統(tǒng)的基本配置plc分散控制系統(tǒng)選擇：技術(shù)成熟，適合fgd特點的；國家電力行業(yè)容許進網(wǎng)的，至少應(yīng)在國內(nèi)同類電站或fgd系統(tǒng)三年以上類似功能的成功應(yīng)用實績；性能價格比好。本期工程系統(tǒng)硬件基本配置如下：1個操作員站、1個工程師站兼歷史站模擬量輸入接口（ai）： 個模擬量輸出接口（ao）： 個開關(guān)量輸入接口（di）： 個開關(guān)

18、量輸出接口（di）： 個rtd輸入接口: 個具體接口數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場需要待定。5.2 plc分散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5.3設(shè)計原則 重要部件采用冗余設(shè)計 所有信號需電氣隔離 良好的抗干擾措施5.4脫硫系統(tǒng)檢測本期工程的熱工檢測系統(tǒng)由plc中的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)（das）來完成。數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)（das）的基本功能包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、屏幕顯示、參數(shù)越限報警、事件序列、事故追憶、性能與效率計算、打印制表、屏幕拷貝、歷史數(shù)據(jù)存儲等。das系統(tǒng)監(jiān)測的主要參數(shù)有：（1） 除塵脫硫裝置工況及工藝參數(shù)除塵脫硫系統(tǒng)煙氣進出口so2濃度信號除塵脫硫系統(tǒng)煙氣進出口粉塵濃度信號除塵脫硫系統(tǒng)煙氣進出口煙氣溫度信號除塵各

19、種物料流量信號等（2）主要設(shè)備的運行狀態(tài)脫硫塔、布袋除塵器、中低壓風機、水泵、固體物料輸送等（3）煙氣和水回路主要閥門的啟閉狀態(tài)及調(diào)節(jié)閥門的開度信號等（4）電源及其它必要條件的供給狀態(tài) 消石灰系統(tǒng)工作狀態(tài) 低壓變配電系統(tǒng)狀態(tài) 氣力輸送系統(tǒng)工作狀態(tài)等（5）主要的電氣參數(shù)如系統(tǒng)供電系統(tǒng)的電壓、電流及功率信號等5.5自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)本期工程的自動調(diào)節(jié)由plc中的模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)（mcs）完成。主要的調(diào)節(jié)控制項目：sda脫硫塔進出口壓差自動控制sda脫硫塔出口溫度自動控制系統(tǒng)煙氣出口so2濃度自動控制等5.6順序控制輔機的連鎖保護和啟?？刂埔约耙恍┲饕y門的開閉控制由plc中的順序控制系統(tǒng)(scs)來完成，

20、實現(xiàn)功能組或子組級的控制。在除塵脫硫系統(tǒng)運行中包括以下功能組（fgc）sda脫硫塔消石灰供給脫硫灰處置供水系統(tǒng)中、低壓空氣布袋除塵器自動切換系統(tǒng)功能組（acs）主要有煙道系統(tǒng)自動切換和連鎖主、備系統(tǒng)的自動切換和連鎖等順序組控功能組（sgc）主要有：主系統(tǒng)啟、停控制流程消石灰喂料系統(tǒng)啟、?？刂屏鞒?.7報警與保護系統(tǒng)的報警和保護功能由plc中的順序控制系統(tǒng)(scs)來完成，主要有：工藝系統(tǒng)熱工參數(shù)的報警和系統(tǒng)保護主要工藝設(shè)備故障的報警和系統(tǒng)保護主要熱工控制設(shè)備故障的報警和系統(tǒng)保護主要電氣設(shè)備故障的報警和系統(tǒng)保護等5.8常規(guī)儀表和控制設(shè)備常規(guī)儀表和控制設(shè)備包括工藝過程所需的熱電阻、變送器、料位計、

21、電磁流量變送器、就地儀表箱、就地電源箱、電磁閥箱等。二、技術(shù)參數(shù)1、脫酸系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)項目單位數(shù)據(jù)脫酸塔外形尺寸mm99（筒體高度，暫定）塔體材料碳鋼+防腐石灰漿流量kg/hkg/hca/s比1.5脫除氯化氫效率%95脫除二氧化硫效率%90漿液固含量%20ca(oh)2純度%80ca(oh)2消耗量kg/h546耗水量kg/h2730入口煙氣溫度155出口煙氣溫度100出口煙氣水份量% （vol）22.6霧化器數(shù)個1霧化輪磨損件壽命月12煙氣分布器型號dgr-2500霧化器型號f-100吸收塔壓降pa900霧化器電機功率kw702、脫硫后布袋除塵器技術(shù)參數(shù)序號性能和設(shè)計數(shù)據(jù)單位設(shè)計值1除塵器型號xq-lcdm42202設(shè)計處理煙氣量m3/h2200003設(shè)計效率%99.934入口溫度1006出口粉塵濃度mg/nm3507保證效率%99.938設(shè)計負壓pa60009除塵器阻力pa120010除塵器室數(shù)個811過濾面積m