大唐安陽電廠煙氣脫硫工程培訓(2×300MW)

1、PAGE 大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期（2300MW）煙氣脫硫工程濕法脫硫系統(tǒng)培訓教材大唐環(huán)境科技工程有限公司二六年九月審定： 宋紅兵 段傳和校審： 宋家全 編制： 孟立新 陸生寬 李廣林 鞏偉國 大唐環(huán)境科技工程有限公司Datang Environmental Technologies & Engineering Co.,Ltd.大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期（2300MW）機組煙氣脫硫濕法脫硫系統(tǒng)培訓教材- HYPERLINK l _Toc145663859 前 言 PAGEREF _Toc145663859 h 1 HYPERLINK l _Toc145663860 1 概述 PAGERE

2、F _Toc145663860 h 2 HYPERLINK l _Toc145663861 1.1 脫硫島的基本技術及概念 PAGEREF _Toc145663861 h 2 HYPERLINK l _Toc145663862 1.1.1 石灰石石膏濕法脫硫工藝 PAGEREF _Toc145663862 h 3 HYPERLINK l _Toc145663863 1.1.2 噴霧干燥法脫硫工藝 PAGEREF _Toc145663863 h 4 HYPERLINK l _Toc145663864 1.1.3 爐內噴鈣加尾部增活化器脫硫工藝（LIFAC） PAGEREF _Toc1456638

3、64 h 5 HYPERLINK l _Toc145663865 1.1.4 循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝（CFB） PAGEREF _Toc145663865 h 6 HYPERLINK l _Toc145663866 1.1.5海水脫硫工藝 PAGEREF _Toc145663866 h 6 HYPERLINK l _Toc145663867 1.1.6 電子束照射煙氣脫硫工藝 PAGEREF _Toc145663867 h 6 HYPERLINK l _Toc145663868 1.1.7 氨法脫硫工藝 PAGEREF _Toc145663868 h 7 HYPERLINK l _Toc145

4、663869 1.1.8 濕法煙氣脫硫島的原料 PAGEREF _Toc145663869 h 8 HYPERLINK l _Toc145663870 1.1.9 濕法煙氣脫硫島的反應原理 PAGEREF _Toc145663870 h 9 HYPERLINK l _Toc145663871 1.1.10 濕法煙氣脫硫島的構成 PAGEREF _Toc145663871 h 10 HYPERLINK l _Toc145663872 1.1.11 濕法煙氣脫硫島的主要設備 PAGEREF _Toc145663872 h 10 HYPERLINK l _Toc145663873 1.1.12 本工

5、程脫硫島的設計原則 PAGEREF _Toc145663873 h 10 HYPERLINK l _Toc145663874 1.1.13 本工程脫硫島的關鍵控制參數(shù)： PAGEREF _Toc145663874 h 11 HYPERLINK l _Toc145663875 1.2 設計的條件 PAGEREF _Toc145663875 h 12 HYPERLINK l _Toc145663876 1.2.1 吸收劑的參數(shù) PAGEREF _Toc145663876 h 12 HYPERLINK l _Toc145663877 1.2.2 工藝水的參數(shù) PAGEREF _Toc14566387

6、7 h 12 HYPERLINK l _Toc145663878 1.2.3 FGD煙氣參數(shù) PAGEREF _Toc145663878 h 13 HYPERLINK l _Toc145663879 1.3 FGD基本性能數(shù)據(jù)表 PAGEREF _Toc145663879 h 14 HYPERLINK l _Toc145663880 1.3.1 石膏品質 PAGEREF _Toc145663880 h 15 HYPERLINK l _Toc145663881 1.4 吸收塔外形尺寸圖 PAGEREF _Toc145663881 h 17 HYPERLINK l _Toc145663882 1.

7、4.1 10號爐吸收塔 PAGEREF _Toc145663882 h 17 HYPERLINK l _Toc145663883 1.4.2 9號爐吸收塔 PAGEREF _Toc145663883 h 18 HYPERLINK l _Toc145663884 1.5 工藝流程圖 PAGEREF _Toc145663884 h 19 HYPERLINK l _Toc145663885 1.6 總平面布置圖 PAGEREF _Toc145663885 h 20 HYPERLINK l _Toc145663886 1.7 三維模型圖 PAGEREF _Toc145663886 h 21 HYPER

8、LINK l _Toc145663887 1.8 KKS編碼系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663887 h 23 HYPERLINK l _Toc145663888 1.8.1 KKS 應用范圍 PAGEREF _Toc145663888 h 23 HYPERLINK l _Toc145663889 1.8.2 KKS編碼格式. PAGEREF _Toc145663889 h 23 HYPERLINK l _Toc145663890 1.8.3 計數(shù)方向 PAGEREF _Toc145663890 h 24 HYPERLINK l _Toc145663891 1.8.4 功能類型 PAG

9、EREF _Toc145663891 h 24 HYPERLINK l _Toc145663892 1.8.5 儀器分類 PAGEREF _Toc145663892 h 25 HYPERLINK l _Toc145663893 1.8.6 設備編號 PAGEREF _Toc145663893 h 27 HYPERLINK l _Toc145663894 1.8.7 測量點代號 PAGEREF _Toc145663894 h 28 HYPERLINK l _Toc145663895 1.8.8 管道系統(tǒng)進出箭頭 PAGEREF _Toc145663895 h 29 HYPERLINK l _To

10、c145663896 2 分系統(tǒng)介紹 PAGEREF _Toc145663896 h 30 HYPERLINK l _Toc145663897 2.1 石灰石制漿系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663897 h 30 HYPERLINK l _Toc145663898 2.1.1 系統(tǒng)描述 PAGEREF _Toc145663898 h 30 HYPERLINK l _Toc145663899 2.1.2 主要設備 PAGEREF _Toc145663899 h 30 HYPERLINK l _Toc145663900 2.2 煙氣系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663900 h 31

11、 HYPERLINK l _Toc145663901 2.2.1 系統(tǒng)描述 PAGEREF _Toc145663901 h 31 HYPERLINK l _Toc145663902 2.2.2 主要設備 PAGEREF _Toc145663902 h 31 HYPERLINK l _Toc145663903 2.3 吸收塔系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663903 h 34 HYPERLINK l _Toc145663904 2.4 漿液排空系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663904 h 40 HYPERLINK l _Toc145663905 2.5 石膏脫水系統(tǒng) PAGEREF

12、 _Toc145663905 h 40 HYPERLINK l _Toc145663906 2.6 工藝水系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663906 h 43 HYPERLINK l _Toc145663907 2.7 壓縮空氣系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663907 h 43 HYPERLINK l _Toc145663908 2.8 電氣系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663908 h 43 HYPERLINK l _Toc145663909 2.8.1設計依據(jù) PAGEREF _Toc145663909 h 44 HYPERLINK l _Toc145663910 2.

13、8.2電氣主接線 PAGEREF _Toc145663910 h 44 HYPERLINK l _Toc145663911 2.8.3電氣設備的選型和布置 PAGEREF _Toc145663911 h 45 HYPERLINK l _Toc145663912 2.8.4 UPS系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663912 h 46 HYPERLINK l _Toc145663913 2.8.5直流系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663913 h 46 HYPERLINK l _Toc145663914 2.8.6二次線、繼電保護及自動裝置 PAGEREF _Toc145663914

14、h 47 HYPERLINK l _Toc145663915 2.8.7防雷、接地系統(tǒng)及安全滑線 PAGEREF _Toc145663915 h 49 HYPERLINK l _Toc145663916 2.8.8照明及檢修系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663916 h 49 HYPERLINK l _Toc145663917 2.8.9電纜及消防設施 PAGEREF _Toc145663917 h 49 HYPERLINK l _Toc145663918 2.8.10 通信系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663918 h 50 HYPERLINK l _Toc145663919 2

15、.9 脫硫島熱工系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663919 h 50 HYPERLINK l _Toc145663920 2.9.1 脫硫島熱工系統(tǒng)的組成 PAGEREF _Toc145663920 h 50 HYPERLINK l _Toc145663921 2.9.2 就地儀表檢測系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663921 h 50 HYPERLINK l _Toc145663922 2.9.3 分散控制系統(tǒng)（DCS） PAGEREF _Toc145663922 h 50 HYPERLINK l _Toc145663923 2.9.4其他輔助系統(tǒng) PAGEREF _Toc145

16、663923 h 50 HYPERLINK l _Toc145663924 2.9.5 脫硫島熱工系統(tǒng)設計的依據(jù)和規(guī)范 PAGEREF _Toc145663924 h 50 HYPERLINK l _Toc145663925 2.9.6 脫硫控制系統(tǒng)的控制方式和控制水平 PAGEREF _Toc145663925 h 52 HYPERLINK l _Toc145663926 2.9.7 脫硫分散控制系統(tǒng)的結構 PAGEREF _Toc145663926 h 54 HYPERLINK l _Toc145663927 2.9.8 分散控制系統(tǒng)（DCS）功能 PAGEREF _Toc14566392

17、7 h 57 HYPERLINK l _Toc145663928 2.9.9 就地儀表設備介紹 PAGEREF _Toc145663928 h 63 HYPERLINK l _Toc145663929 2.9.10 煙氣在線測量 PAGEREF _Toc145663929 h 67 HYPERLINK l _Toc145663930 2.9.11 其他輔助系統(tǒng)介紹 PAGEREF _Toc145663930 h 72 HYPERLINK l _Toc145663931 2.10 廢水排放系統(tǒng) PAGEREF _Toc145663931 h 73 HYPERLINK l _Toc14566393

18、2 2.11 防腐 PAGEREF _Toc145663932 h 73 HYPERLINK l _Toc145663933 2.11.1 煙道鱗片防腐 PAGEREF _Toc145663933 h 73 HYPERLINK l _Toc145663934 2.11.2 防腐工程的設計 PAGEREF _Toc145663934 h 73 HYPERLINK l _Toc145663935 2.11.3各防腐區(qū)防腐方案 PAGEREF _Toc145663935 h 81 HYPERLINK l _Toc145663936 2.12 FGD系統(tǒng)物料平衡 PAGEREF _Toc1456639

19、36 h 83PAGE 86第 頁 前 言中國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤在一次能源中占75，其中84以上是通過燃燒方法利用的。煤燃燒所釋放出來的含二氧化硫（SO2）的廢氣，一直是大氣污染最主要的根源，是地球上酸雨的罪魁禍首。根據(jù)測算，中國SO2的排放量在1995年就已接近或超過美國，成為世界SO2的第一排放大國。解決環(huán)境保護面臨的巨大壓力已是刻不容緩。隨著國內社會經濟的發(fā)展、科技的進步，人民們生活水平的日益改善，社會對環(huán)境的重視達到了空前的高度。在國家能源環(huán)保政策的鼓勵下，我國電廠將逐漸擺脫了僅有汽機島和鍋爐島，而無脫硫島的歷史。煙氣脫硫島成為了電廠建設的不可或缺的組成部分。這就對我國的

20、電力事業(yè)的發(fā)展包括設計、運行和維護等提出了新的要求。本教材所描述的工藝流程及設備參數(shù)，主要針對大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期（2300MW）煙氣脫硫工程，即一爐一塔的濕法煙氣脫硫。根據(jù)大唐安陽發(fā)電有限責任公司與大唐環(huán)境科技工程有限公司簽訂的大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期（2300MW）煙氣脫硫工程總承包合同的要求，大唐環(huán)境組織編寫了這本培訓教材，用于對業(yè)主方有關技術人員進行培訓，以便使電廠有關人員對電廠煙氣脫硫有個比較全面的、系統(tǒng)的認識，保證煙氣脫硫系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定而高效的運行，進而保證電廠整體系統(tǒng)的安全、高效的運行。 本手冊僅供大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期2X300MW機組煙氣脫硫系統(tǒng)培訓使用，

21、屬于我公司技術保密資料，不得向第三方泄露本手冊及部分手冊內容。1 概述目前，各國投入實用的成熟的煙氣脫硫（FGD）技術不下幾十種，主要分為濕法、干法、半干法等幾大類，其中濕式鈣法（石灰石石膏）是目前世界上技術最成熟、實用業(yè)績最多、運行狀態(tài)最穩(wěn)定的脫硫工藝，應用此類工藝的機組容量約占電站脫硫裝機總容量的85%以上，應用的單機容量超過1000MW。濕式工藝的缺點是需要充分考慮防腐問題，設備一次性投資較大、運行費用較高，對占地和供水要求大，宜用于大中型電廠或含硫量高的小型電廠；干法、半干法的優(yōu)點是投資小和占地少，但效率一般低于濕法，對小型電廠和或含硫量較低的中型電廠較為適合。擁有濕式鈣法脫硫技術的公

22、司較多，其反應原理相同，主要工藝區(qū)別集中在吸收塔結構的不同上，例如填料塔（現(xiàn)已不使用）、液柱塔、鼓泡塔和噴淋塔，其中噴淋塔應用的最為廣泛，不同的公司其噴淋塔內部結構也有區(qū)別，形成各自的技術的特點，如塔內設置金屬托盤、漿池采用擾動泵攪拌等。各種類型的吸收塔各有特點，均有較多成功的業(yè)績，噴淋塔采用噴嘴霧化，煙氣與吸收劑霧滴對流接觸，既可保證充分吸收，又無塔內結垢堵塞之憂，故最為常見。大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期煙氣脫硫工程采用的技術，是大唐環(huán)境科技工程有限公司從奧地利AE&E公司引進的濕法脫硫技術，其特點是吸收塔采用單回路噴淋塔，有效的避免由于塔內件較多所產生的結垢堵塞問題，在世界上屬先進和成熟的

23、技術。1.1 脫硫島的基本技術及概念目前，世界上燃煤電廠脫硫工藝方法很多，這些方法的應用主要取決于鍋爐容量和調峰要求、燃燒設備的類型、燃料的種類和含硫量的多少、脫硫率、脫硫劑的供應條件及電廠的地理位置、副產品的利用等因素。 按脫硫工藝在生產中所處的部位不同可分為：燃燒前脫硫（如：原煤洗選脫硫）、爐內燃燒脫硫（如：循環(huán)流化床鍋爐和爐內噴鈣）、燃燒后脫硫即煙氣脫硫（如：海水脫硫、石灰石石膏濕法、電子束脫硫等），其中燃燒后的煙氣脫硫是目前世界上控制SO2污染所用的主要手段。表1 煙氣脫硫法分類分類脫硫劑可利用副生成物排放副產品濕法石灰石-石膏法石灰石石膏蘇打-芒硝法苛性鈉硫酸鈉蘇打回收法苛性鈉亞硫酸

24、鈉NH3-硫氨法氨硫酸銨Al-石膏法硫酸鋁氫氧化鎂氫氧化鎂硫酸鎂海水脫硫海水硫酸鎂硫酸鎂入海水中半干法煙道噴入法石灰亞硫酸鈣等吸收塔噴入法石灰亞硫酸鈣等電子束法氨硫酸銨、硝酸銨干法活性碳吸附法活性碳硫酸/硫磺爐內噴入法石灰石亞硫酸鋁等上述脫硫工藝中，有的技術較為成熟，已達到工業(yè)應用的水平，有的尚處于試驗研究階段，現(xiàn)將目前較為廣泛的幾種脫硫工藝原理、特點及其應用狀況介紹如下：1.1.1 石灰石石膏濕法脫硫工藝 石灰石石膏濕法脫硫工藝采用價廉物美的石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石經破碎磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿劑，也可以將石灰石直接濕磨成石灰石漿液制成吸收漿劑。在吸收塔內，吸收漿劑與煙氣接觸混合

25、，煙氣中的SO2與漿劑中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應，最終反應主要副產物為石膏。脫硫后的煙氣經除霧器除去帶出的細小液滴，排入煙囪（有的裝置加裝GGH換熱器加熱升溫），脫硫石膏漿經脫水裝置脫水后回收。由于吸收劑漿液的大量循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。該工藝適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫，脫硫效率可達到95%以上。石灰石石膏濕法脫硫工藝脫硫過程的主要化學反應為：在脫硫吸收塔內煙氣中的SO2首先被漿液中的水吸收與漿液中的CaCO3反應生成CaSO3，CaSO3被鼓入的空氣中的O2氧化生成CaSO4，CaSO4在吸收塔漿池中結晶生成石膏CaSO4.2H2O。 石灰石石膏濕法脫硫已成為世

26、界商業(yè)FGD的主導。奧地利AE&E公司、德國的魯奇能源環(huán)保公司、Steimuller公司、日本的三菱重工、川崎公司、美國的B&W公司等多家公司開發(fā)研究這種工藝，應用脫硫工藝的機組占電站脫硫裝機總容量的85%以上，應用的最大單機容量已超過1000MW。按脫硫副產品石膏的處置方式劃分，一般分拋棄和回收利用兩種方法，脫硫石膏處置方式的選擇取決于市場對脫硫石膏的需求、脫硫石膏的質量以及是否有足夠的堆放場地等因素。拋棄方式，如采用棄置灰場或回填礦坑，以美國為主要代表，拋棄量占據(jù)86%；另一種是綜合利用方式，德國和日本采用較多，主要用作水泥緩凝劑和建筑材料等，石膏的利用率達90%以上。目前，石灰石石膏濕法

27、脫硫工藝在朝向吸收系統(tǒng)大型化、簡化設備（如將除塵、脫硫和氧化均置于塔內進行，）節(jié)省投資，高效節(jié)能的方向發(fā)展，例如強化氧化裝置，使氧化利用率從1520%提高到4050%，在FGD工藝中引入計算機模擬流場分布等，可以根據(jù)不同的負荷控制吸收循環(huán)漿液等參數(shù)，達到最佳的脫硫效果。1.1.2 噴霧干燥法脫硫工藝噴霧干燥法脫硫工藝是以石灰為脫硫吸收劑，石灰經消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳經由泵打入塔內的霧化裝置，在吸收塔內，被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的SO2發(fā)生化學反應最終生成CaSO3.1/2H2O和CaSO42H2O混合物煙氣中的SO2被脫除，與此同時，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發(fā)

28、而干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應產物及未被利用的吸收劑以干燥的顆粒形式隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收集下來，脫硫后的煙氣經除塵排放大氣。為了提高脫硫吸收劑的利用率，一般將部分脫硫灰加入制漿系統(tǒng)進行再循環(huán)利用。噴霧干燥法脫硫工藝有兩種不同的霧化形式可選擇：一是旋轉噴霧輪霧化，另一種是氣液兩相流霧化。噴霧干燥法脫硫工藝脫硫的化學反應原理為： SO2 + H2O H2SO3 Ca（OH）2+ H2SO3 CaSO3 + H2O CaSO3 （液） CaSO3（固） （部分）CaSO3 （液）+ 1/2 O2 CaSO4 CaSO4 （液） CaSO4（固）噴霧干燥法脫硫工藝具有技術比較成熟、工藝

29、流程較為簡單、系統(tǒng)可靠性高等特點，脫硫效率可達到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家應用較為廣泛，其應用的最大單機容量為520MW，機組燃煤含硫量為1.5%，在歐洲主要應用在小型電廠焚燒垃圾裝置，脫硫灰渣可用作制磚、筑路，大多為拋棄至灰場或回填舊礦坑。1984年，我國在四川內江白馬電廠建成了第一套噴霧半干法煙氣脫硫小型試驗裝置，處理煙氣量為3400Nm3/h，機組燃煤含硫量為3.5%,試驗結果表明，對于高硫煙煤在鈣硫比為1.21.6時，脫硫效率可達到7080%。1986年國家環(huán)保局將旋轉噴霧半干法煙氣脫硫技術列入國家“七五”環(huán)保重點科技攻關項目，1990年1月，在白馬電廠建成了一套中型試驗裝

30、置，處理處理煙氣量為70000Nm3/h，進口SO2濃度為3000ppm，經連續(xù)運轉考核，當鈣硫比為1.4時，脫硫效率可達到80%以上。1.1.3 爐內噴鈣加尾部增活化器脫硫工藝（LIFAC）爐內噴鈣加尾部增活化器脫硫工藝是在爐內噴鈣脫硫工藝的基礎上在鍋爐尾部增設了增濕段，以提高脫硫效率。該工藝多以石灰石粉為吸收劑，石灰石粉由氣力噴入爐膛8501150溫度區(qū)，石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣。由于反應在氣固兩相之間進行，受到傳質過程的影響，反應速度較慢，吸收劑利用率較低，在尾部增濕活化反應器內，增濕水以霧狀噴入，與未反應的氧化鈣接觸生成氫氧化鈣，而與煙氣

31、中的SO2反應，當鈣硫比控制在2.5及以上，系統(tǒng)脫硫率可達到6580%。由于增濕水的加入煙氣溫度下降，一般控制出口煙氣溫度高于露點溫度1015，增濕水由于煙溫加熱被迅速蒸發(fā)，未反應的吸收劑，反應產物呈干燥態(tài)隨煙氣排出，被除塵器收集下來。脫硫過程的主要化學為：第一階段 爐內脫硫： CaCO3 CaO + CO2 S + O2 SO2 SO2 + CaO CaSO3 第二階段 增濕活化脫硫： CaO + H2O Ca(OH)2 SO2 + H2O H2SO3 Ca(OH)2 + H2SO3 CaSO3 + 2H2O 該工藝在芬蘭、美國、加拿大、法國等國家得到應用，采用這一脫硫技術的最大單機容量已達

32、300MW，我國已在南京下關電廠、浙江錢清電廠采用了芬蘭富騰（Fortum）公司的這種脫硫技術。1.1.4 循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝（CFB） 循環(huán)流化床鍋爐是一種爐內燃燒脫硫工藝，以石灰石為脫硫吸收劑，燃燒煤和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入，一次風從布風板下送入，二次風從燃燒室中部送入，石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳氣流使燃料、石灰石顆粒在燃燒室內強烈擾動形成流化床，燃煤煙氣中的SO2與石灰接觸發(fā)生化學反應被脫除。為了提高吸收劑的利用率，將未反應的氧化鈣、脫硫產物及飛灰送回燃燒室參與循環(huán)利用，鈣硫比在2左右時，脫硫率可達90%以上，由于燃燒溫度控制在850左右，循環(huán)流化床鍋爐還可有效的控制氮氧化

33、物的生成。 循環(huán)流化床鍋爐脫硫過程主要化學反應如下，反應后的產物為硫酸鋁與灰的混合物： CaCO3 CaO + CO2 SO2 + CaO + 1/2O2 CaSO3 近幾年，循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝在國內外發(fā)展較快，已投運的單臺循環(huán)流化床鍋爐蒸發(fā)量440t/h，已在河北石家莊熱電廠投運,國內引進300MW級循環(huán)流化床示范工程正在四川建設中。1.1.5海水脫硫工藝 海水脫硫工藝是利用海水的堿度達到脫除煙氣中SO2的目的的一種脫硫方法。在脫硫吸收塔內，大量海水噴淋洗滌進入吸收塔內的煙氣，煙氣中的SO2被海水吸收除去，凈化后的煙氣經除霧器除霧、經煙氣加熱器(如有)加熱后排放，海水吸收SO2與海水中的

34、Mg(OH)2反應生成MgSO3,再經曝氣池曝氣處理，MgSO3被氧化成MgSO4后排入大海。 海水脫硫的主要原理為：第一步： 海水吸收和反應（塔內） SO2 + H2O H2SO3Mg(OH)2 + H2SO3 MgSO3 + 2H2O第二步： 曝氣（曝氣池） MgSO3 + 1/2O2 MgSO4 從海水脫硫的原理可以看出，海水脫硫工藝十分簡單，但是，海水脫硫工藝首先使用于海邊、用海水作冷卻水、海水的擴散條件好、燃用低硫煤的電廠，由于受地理條件的限制，海水脫硫工藝在電廠煙氣脫硫中的所占比例較小，目前，世界上許多國家如印度、西班牙等相繼安裝了海水脫硫裝置，在我國深圳西部電廠安裝的一臺300M

35、W機組的海水脫硫裝置，作為試驗示范項目現(xiàn)已投入運行。1.1.6 電子束照射煙氣脫硫工藝 電子束照射煙氣脫硫（簡稱EBA）技術是一種物理與化學相結合的新技術，此工藝是利用電子加速器產生的等離子體氧化煙氣中的90%的SO2和80%NOx，并加入NH3反應，生成（NH4）2SO4和NH4NO3，來實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝的目的，同時生成的副產品可以作肥料。其工藝流程是從鍋爐引風機出口引出煙氣，進入冷卻塔降溫、去塵后，進入反應器脫硫。在反應器中，噴入軟化水吸收反應產生的熱量，同時噴入氨氣。在反應器中，反應物被電子加速產生的高能電子速輻照，發(fā)生脫硫脫硝反應，反應器出口煙氣溫度約為60，隨后經電除塵器將脫硫副產品

36、與煙氣分離，脫硫后煙氣經脫硫增壓風機送入煙囪排放。電子束干法脫硫工藝原理如下：在輻射場中，被加速的電子與分子/離子發(fā)生非彈性碰撞， 或者分子/離子間的碰撞，生成活性集團氧化性物質： O2 ，H2O +e OH, H, H2O, O -1 e活性集團與氣態(tài)污染物發(fā)生反應：對于NOx NO + O NO2 NO2 + OH HNO3 對于SO2 SO2 + OH HSO3 SO2 + O SO3 HSO3 + OH H2SO4 C與加入的氨氣反應生成溶膠微粒，荷電被捕集 HNO3 + NH3 NH4NO3 H2SO4 + 2NH3 （NH4）2SO4 事實上，除了上述一些反應過程外，還存在亞硫酸銨

37、或硫酸氫銨等氣溶微粒的形成，以及這些微粒在輻射場中進一步氧化成硫酸銨的反應過程。 1995年，在四川成都熱電廠建造了每小時處理300000Nm3煙氣量的電子束干法脫硫工業(yè)試驗示范裝置，1997年5月建成，全套裝置投運后通過國家鑒定；2001年在杭州協(xié)聯(lián)熱電有限公司建成一套電子束脫硫裝置,處理煙氣量為305400Nm3。1.1.7 氨法脫硫工藝 氨法脫硫原理是利用氨水吸收煙氣中的SO2，生成的硫酸銨可用來制作化肥。 具體原理如下： SO2 + 2NH3 H2O （NH4）2SO3 + H2O SO2 + (NH4)2SO3 + H2O 2NH4HSO3 NH4HSO3 + NH3 H2O （NH

38、4）2SO3 + H2O 2NH4HSO3 + O2 + 2NH3 H2O 2（NH4）2SO4 + H2O HCl + NH3 H2O NH4Cl + H2O 使用NH3吸收煙氣中的SO2始于70年代的美國，但是由于在吸收過程中，氨蒸氣泄露到煙氣中，產生細小的（NH4）2SO3、（NH4）2SO3和NH4Cl微粒，形成可視的、難以除去的煙霧，目前美國、德國已初步解決了這一問題，生產的化肥也能滿足化肥規(guī)范的標準，該工藝技術受到吸收劑來源和脫硫副產品（液態(tài)硫酸銨）處理的限制，需要在附近有大型氨合成工廠和化肥廠結合在一起。 在實際工程中,脫硫工藝方案的確定是根據(jù)鍋爐容量、調峰要求、燃煤硫份、二氧化

39、硫控制規(guī)劃、環(huán)境要求的脫硫效率、脫硫工藝的成熟程度、脫硫劑供應條件、脫硫副產品、脫硫灰、飛灰的綜合利用條件、廢水、廢渣排放條件及廠址、布置條件等因素，經綜合技術經濟比較后確定。對于大唐安陽發(fā)電有限責任公司，采用石灰石石膏濕法，該工藝技術成熟、運行可靠、脫硫效率高（95%）、燃煤的含硫量適應范圍廣，該工藝流程選擇性也比較靈活，副產品脫硫石膏可以綜合利用，如果暫時不能綜合利用，可選擇單獨堆放方式，以備將來具備條件時利用。以下將按濕法煙氣脫硫方案進行說明介紹。1.1.8 濕法煙氣脫硫島的原料石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝是指，利用石灰石（CaCO3）制備成2530%含固量的石灰石漿液作為吸收劑，與煙氣中

40、的二氧化硫（SO2）反應脫除SO2，以降低SO2的排放，同時產生可以綜合利用的石膏（見參考流程圖和平面布置圖）。 石灰石-石膏濕法脫硫工藝吸收劑的供應有幾個方案：一是購買石灰石，在廠內或廠外建立制粉車間，利用干磨磨制石灰粉，二是在市場直接購買制漿所需的石灰石粉，在廠內配置漿液,三是購買石灰石，在廠內建立濕磨制漿車間制漿。各個工程可以根據(jù)實際情況做出合理的方案選擇.通常，石灰石-石膏濕法脫硫工藝對吸收劑的要求為：CaCO3 含量 90%細度要求 250目 90通過酸不溶物 1%鐵鋁氧化物 1%濕法脫硫工藝的主要副產品為石膏。系統(tǒng)中的石膏漿液經排出泵抽出,送到石膏脫水系統(tǒng)，脫水后回收成品石膏，同時

41、借此維持吸收塔內漿液密度。1.1.9 濕法煙氣脫硫島的反應原理濕法工藝采用的石灰石脫硫吸收劑，價廉易得。將制備合格的石灰石漿液送入吸收塔，在吸收塔內，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2被漿液吸收，與漿液中的碳酸鈣反應生成亞硫酸鈣,然后在塔漿池內與鼓入的氧化空氣進行化學反應，形成反應產物為石膏。脫硫后的煙氣經除霧器除去帶有的細小液滴，經煙氣加熱器加熱升溫后排入煙囪。石灰石/石膏濕法脫硫工藝脫硫過程的主要化學反應為：（1）在脫硫吸收塔內，煙氣中的S02首先被漿液中的水吸收，形成弱酸：SO2 H2O H2SO3 H HSO3 2H SO32（2）與吸收塔漿液中的CaCO3細顆粒反應生成CaSO3

42、細顆粒：CaCO3 2H Ca2+ H2O CO2 Ca2+ SO32- CaSO3 HSO3被鼓入的氧化空氣中的O2氧化，最終生成石膏晶體CaSO42H2OHSO3 1/2 O2 H+ SO42-Ca2+ SO42- 2H2O CaSO42H2O 上述反應中第一步是較關鍵的一步，即S02被漿液中的水吸收。根據(jù)S02的化學特性，S02在水中能發(fā)生電離反應，易于被水吸收，只要有足夠的水，就能將煙氣中絕大部分S02吸收下來。但隨著漿液中HSO3和SO32離子數(shù)量的增加，漿液的吸收能力不斷下降，直至完全消失。因此要保證系統(tǒng)良好的吸收效率，不光要有充分的漿液量和充分的氣液接觸面積，還要保證漿液的不斷的

43、更新。上述反應中第二和三步其實是更深一步的反應過程，目的就是在于不斷地去掉漿液中的HSO3和SO32離子，以保持漿液有充分的吸收能力，以推動第一步反應的持續(xù)進行。1.1.10 濕法煙氣脫硫島的構成石灰石石膏濕法脫硫系統(tǒng)（即脫硫島或稱FGD系統(tǒng)）是一個完整的工藝系統(tǒng)，一般分成以下幾個分系統(tǒng)：煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等，各系統(tǒng)的具體情況將在后續(xù)章節(jié)詳細說明,下圖是典型的煙氣系統(tǒng)圖：（本工程無氣-氣熱交換器GGH）除以上系統(tǒng)之外，石膏濕法脫硫系統(tǒng)也包括一些電氣、控制系統(tǒng),對于其中電廠常規(guī)的系統(tǒng)如照明、給排水等不在本教材敘述范圍。1.1.11 濕

44、法煙氣脫硫島的主要設備脫硫島的主要設備一般有擋板門、增壓風機、吸收塔及循環(huán)泵、石灰石給料（粉倉）機、石膏旋流站、真空皮帶脫水機、石膏排出泵、工藝水泵等。脫硫島同時配置有電氣、熱控設備、暖通、消防及火災報警等輔助系統(tǒng)的設備。1.1.12 本工程脫硫島的設計原則脫硫島的總體設計原則是確保較高的脫硫效率、較高的可用率，并保證安全可靠，對鍋爐島的運行操作無影響。為此，采用技術上成熟的工藝，操作上可靠性較高的設備是十分必要的。大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期2300MW煙氣脫硫工程業(yè)主方提出的工藝設計原則如下：（一）脫硫工藝采用濕式石灰石石膏濕法。（二）脫硫裝置采用一爐一塔，每套脫硫裝置的煙氣處理能力為每臺

45、鍋爐100%BMCR工況時的煙氣量，其脫硫效率按不小于95%設計（設計煤質和校核煤質）。（三） 煙氣系統(tǒng)不采用GGH煙氣加熱系統(tǒng)。（四）石膏脫水系統(tǒng)、事故漿液系統(tǒng)和工藝水冷卻水等系統(tǒng)設置為公用系統(tǒng)。（五） 石灰石粉制漿系統(tǒng)采用干粉混工藝水制漿方式。（六） 脫硫副產品石膏脫水后含濕量不大于10%，石膏含量大于90%（干基），按綜合利用考慮。（七）脫硫設備年利用小時按5000小時考慮。（八） FGD裝置移交生產后第一年可用率不小于98%。（九） FGD裝置服務壽命為30年。1.1.13 本工程脫硫島的關鍵控制參數(shù)：煙氣脫硫系統(tǒng),作為一個系統(tǒng),影響其因素是很多的,但在系統(tǒng)設計和運行時,以下因素應重點

46、把握:入口煙氣的含灰量。煙氣的含灰量過高，將導致系統(tǒng)操作惡化，表現(xiàn)為吸收效率低下（增加石灰石投入量不起大的作用）、皮帶機脫水困難等。還需注意的是，由此造成的系統(tǒng)操作惡化，需較長時間糾正。吸收塔內漿液的pH值。必須控制在指定范圍內，過低會導致漿液失去吸收能力；而過高，系統(tǒng)則會產生結垢堵塞的嚴重后果。pH值主要通過石灰石給料量，進行在線動態(tài)調節(jié)，以適應鍋爐操作波動和工況變化。吸收塔內漿液的密度。必須控制在指定范圍內，過低會導致漿液內石膏結晶困難及皮帶機脫水困難；而過高，則會使系統(tǒng)磨損增大。吸收塔內漿液的Cl-離子濃度，宜保持在20000ppm，過高，則對材料的材質提出更高的要求，過低，則廢水排放量

47、將過大。石灰石的反應活性。一般應采用品位較高的礦石，且細度合格。出口煙氣的S02含量。必須時刻監(jiān)視該參數(shù)，但出現(xiàn)偏差時，應綜合分析鍋爐負荷、入口煙氣的S02含量、循環(huán)泵的工作臺數(shù)、漿液的pH值等影響因素。 1.2 設計的條件1.2.1 吸收劑的參數(shù)項 目單 位數(shù) 據(jù)備 注CaCO3wt%90.36MgOwt%0.71Fe2O3wt%0.31Al2O3wt%0.58SiO2wt%0.81CaOwt%50.04TiO2wt%0.03MnO%0.014K2O%0.06Na2O%0.02SO3%0.06粒徑mm250目90%通過1.2.2 工藝水的參數(shù)脫硫用水根據(jù)水質要求的不同分為兩路：一路是設備冷卻

48、水系統(tǒng)，取自電廠工業(yè)水系統(tǒng)，另一路是工藝水系統(tǒng)，取自電廠循環(huán)水。序號檢測項目工業(yè)水循環(huán)水1全固形物(mg/L)347.80615.602懸浮物(mg/L)5.0020.803PH 258.108.684全堿度(mmol/L)3.906.465CO32-(mmol/L)0.050.486總硬度(mmol/L)5.588.877永久硬度(mmol/L)1.682.418腐植酸鹽(mmol/L)009鈣(mg/L)76.95126.9110鐵(mg/L)0.0560.3311鈉(mg/L)14.6025.5012鎂(mg/L)21.1431.8813鉀(mg/L)3.526.2614硫酸鹽(mg/L

49、)61.31111.4515氯化物(mg/L)17.5031.5016溶解固形物(mg/L)342.00594.8017二氧化硅(mg/L)10.2010.4018電導率(us/cm)19OH-(mmol/L)0020HCO3-(mmol/L)3.906.4621暫時硬度(mmol/L)3.906.4622負硬度(mmol/L)0023化學耗氧量(mg/L)4.806.241.2.3 FGD煙氣參數(shù)FGD入口煙氣參數(shù)表（設計煤質）1FGD入口煙氣數(shù)據(jù)煙氣量(標態(tài)，濕基，6%O2)Nm3/h1169100煙氣量(標態(tài)，干基，6%O2)Nm3/h1107200引風機出口煙溫130FGD工藝設計煙溫

50、130最低煙溫110最高煙溫1602FGD入口處煙氣成份N2vol - % ,干79.75CO2vol - % ,干12.74O2vol - % ,干7.42SO2vol - % ,干0.08H2Ovol - % ,濕5.03鍋爐BMCR工況煙氣中污染物成分(標準狀態(tài)，干基，6%O2)項 目單位設計煤種校核煤種SO2mg/Nm321631922SO3mg/Nm3100100Cl(HCl)mg/Nm38080F(HF)mg/Nm32525煙塵濃度(引風機出口)mg/Nm32002001.3 FGD基本性能數(shù)據(jù)表序號項 目 名 稱單 位數(shù) 據(jù)1.1一般數(shù)據(jù)總壓損(含塵運行)吸收塔(包括除霧器)Pa

51、1000全部煙道Pa9號爐FGD：110810號爐FGD：1219化學計量比CaCO3/去除的SO2mol/mol1.03SO2脫除率%95液氣比L/Nm311.9煙道內襯長時間抗熱溫度/時間/min160/長期FGD裝置可用率%981.2消耗品（所列數(shù)據(jù)為9號，10號爐和石膏脫水系統(tǒng)所需）石灰石(規(guī)定品質)t/h8.15工藝水(廠用循環(huán)水)m3/h150（包含設備冷卻水回用）電耗(所有連續(xù)運行設備軸功率)kW6227壓縮空氣（雜用）m3/h10（間斷）壓縮空氣（儀用）m3/h7設備冷卻水量m3/h15冷卻水入口溫度301.3FGD出口污染物濃度(6%O2，標態(tài)，干基)SO2 mg/Nm311

52、2SO3mg/Nm349HCl以Cl表示mg/Nm35HF以F表示mg/Nm310煙塵mg/Nm376除霧器出口液滴含量mg/Nm375最小液滴尺寸(對應于液滴測量方法：沖擊測量法)m201.4系統(tǒng)脫硫效率（） 951.5系統(tǒng)可用率（） 951.6FGD使用年限（年）301.7負荷變化范圍（）45100 BMCR1.8石灰石粉粒徑要求-250目90通過1.9石灰石漿濃度（）30 2.0吸收塔漿池Cl濃度（ppm）20000運行值40000選材設計值1.3.1 石膏品質名 稱單 位數(shù) 量CaSO42H2O質量-%干90 濕度%10 pH值/6-8 氣味/無 平均粒徑um3040pH值68Cl(水

53、溶性)% HTF20-HTF30 .1.8.2.3 分級水平 2分級水平2由二個字母符號和三個數(shù)字符號組成。最初二個字母符號用于設備分類，后邊的三個數(shù)字符號用于設備編號。這個分級水平名稱是用于設備代碼。編碼指定字母作為設備類型用于系統(tǒng)分類，設備編號是指機械設備，電氣、控制和儀表設備編號。例如AP001 意味1號泵.這個數(shù)字不需要連續(xù).1.8.3 計數(shù)方向主方向 從西到東次方向 從南到北從底部到頂端旋轉方向 從北方起始，順時針方向1.8.4 功能類型1.8.4.1功能類型 HT: 煙氣化學處理系統(tǒng)包括殘留物去除、吸收過程HTA 煙氣管道系統(tǒng)HTB 煙氣側熱交換器，煙氣加熱器HTC 煙氣風機系統(tǒng)H

54、TD 吸收塔，煙氣凈化系統(tǒng)HTF 吸收回路HTG 氧化系統(tǒng)包含供給系統(tǒng)HTJ 吸收劑供給系統(tǒng)包括儲存系統(tǒng)HTK 吸收劑準備和分配系統(tǒng)HTL 固體卸料包括脫水和回水的管道系統(tǒng)。不包括濃縮和固體脫水系統(tǒng)HTM 濃縮和固體脫水系統(tǒng)|HTN 固體干燥和壓縮系統(tǒng)HTP 石膏轉移，儲藏和運載系統(tǒng)HTQ FGD水供應和處理系統(tǒng)HTT 排水系統(tǒng)HTW 密封液供應系統(tǒng)HTY 控制和保護儀器1.8.4.2功能類型 QE: 固定式空氣供給QE 固定式空氣供給QEA 空氣產生和分配系統(tǒng)1.8.4.3功能類型 SC: 固定式壓縮空氣供給SC 固定式壓縮空氣供應SCA 壓縮空氣生成系統(tǒng)SCB 壓縮空氣分配系統(tǒng)1.8.5

55、儀器分類1.8.5.1 機械設備AAA 閥門，擋板等。包括執(zhí)行器和手動 AB 隔離部件，空氣連鎖AC 熱交換器，傳熱表面AE 旋轉、推動、起重和回轉傳動裝置。（包括機械手）AF 連續(xù)輸送機和給料機。（包括電梯）AG 發(fā)電機AH 加熱、冷卻和空調AJ 尺寸分割設備only as part of processAK 壓縮和包裝設備，only as part of processAM 混合器，攪拌器AN 壓縮機和風機AP 泵 AT 清潔，干燥, 過濾和分離設備AX 電廠維護的檢測和監(jiān)視設備1.8.5.2 機械設備 BBB 儲存設備（罐）BE 用于吊裝和維修的支架BF 地基BN 射流泵，噴射器，注射器

56、BP 流動的節(jié)流器，限流器和節(jié)流孔。 (不包括測量孔口)BQ 吊架，支撐、臺架、 管道穿透BR 管子，管道和斜道BS 消音器BT 煙氣的催化轉化器組件BU 絕緣，防護層1.8.5.3 直接測量回路C CD 密度CE 電氣變量（例如電流，電壓、功率和電頻）CF 流量，速率 CG 距離，長度，位置，旋轉方向CH 手動輸入（作為手動感應器）（例如著火檢測器）CK 時間CL 水平 (也作為分界線)CM 水份，濕度CP 壓力CQ 質量特性（成分分析, 除了密度、濕度和粘度的物質特性）CS 速度，頻率 (機械的)，加速度CT 溫度CU 組合件和其它變量CV 粘度CW 重量，質量CY 震動，膨脹1.8.5.

57、4 閉環(huán)控制回路DDD 密度DE 電氣變量（例如電流，電壓、功率和電頻）DF 流量，速率DG 距離，長度，位置，旋轉方向DH 手動輸入（作為手動感應器）（例如著火檢測器）DK 時間DL 水平 (也作為分界線)DM 水份，濕度DP 壓力DQ 質量特性（成分分析, 除了密度、濕度和粘度的物質特性）DS 速度，頻率 (機械的)，加速度DT 溫度DU 組合件和其它變量DV 粘度DW 重量，質量DY 震動和膨脹1.8.6 設備編號1.8.6.1 總則設備編號是指機械設備，電氣、控制和儀表設備編號。例如AP001 意味1號泵.這個數(shù)字不需要連續(xù).1.8.6.2 閥門編號AA001 - AA099 控制閥，

58、減壓閥AA101 - AA199 遙控閥和附件 (電磁閥，氣動執(zhí)行器)AA201 - AA299 未分配AA301 - AA399 安全閥和附件，防爆膜AA401 - AA499 取樣管閥AA501 - AA599 手動停止閥和附件AA601 - AA699 手動排水、卸料，通氣和通風閥和附件AA701 - AA799 止回檢查元件和止回閥AA801 - AA899 蒸氣疏水閥AA901 - AA999 用于測量的主截止閥1.8.6.3 測量回路編號001 - 099 遠端模擬測量設備101 - 199 二進位轉換器201 - 299 未分配301 - 399 未分配401 - 499 接受和

59、檢驗測點501 - 599 就地測量點901 - 999 聯(lián)合測量回路1.8.7 測量點代號為了細分不同的測量設備，需要用三個符號作為代號1.8.7.1 到控制室信號1.8.7.2 到就地控制設備信號1.8.7.3 就地測量信號1.8.7.4 測量點KKS縮寫列表A 報警C 控制.D 差分F 流量G 限定值H 高度I 指示器.L 水平.L 低點P 壓力Q 質量R 記錄S 開關T 溫度W 重量Y 自由空間Z 保護1.8.8 管道系統(tǒng)進出箭頭每個 P&I 圖只為一個功能類型設計。例如和吸收塔直接連接的石灰石漿液控制閥僅在P&I圖“石灰石漿液系統(tǒng)”中與石灰石漿液罐一起表示。而在P&I圖“吸收塔-氧化

60、、除霧”中只用一個進入箭頭來表示管道系統(tǒng)的連接。為了不在同時看了五個圖表后才能得到所有信息，建立個管道系統(tǒng)的進出指示系統(tǒng)是必須的。所有帶箭頭的流體進、出表示包含以下信息：P&I 圖中的箭頭表示流體從何處來（進入箭頭），從何種設備和管道系統(tǒng)走（流出箭頭）。數(shù)字表示流體的流進流出系統(tǒng)所在的P&I圖號。例如在石灰石漿液系統(tǒng)圖中 吸收塔 3D 321 表示流出箭頭。在吸收塔圖中石灰石漿液系統(tǒng)335表示流入箭頭。大唐環(huán)境科技工程有限公司Datang Environmental Technologies & Engineering Co.,Ltd.大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期（2300MW）機組煙氣脫硫濕