40吨锅炉脱硫脱硝除尘超低排放技术方案(共82页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上能源热力有限公司40T/h燃煤锅炉超低排放技术方案 盐城市天澄环保设备有限公司二0一五年三月专心-专注-专业目 录5第一章 总 论1.1项目概况热力有限公司新建40T/h燃煤锅炉一台,本锅炉为单锅筒横向自然循环室燃炉;锅炉采用旋流煤粉燃烧器,煤粉来自区域集中制粉系统。在尾部垂直烟道中放置了二级钢管式省煤器及一级空气预热器,烟气通过后烟箱进入省煤器,由引风机抽引通过烟道至烟囱排向大气。根据企业发展需求和环保部门的要求对现有的烟气处理设施进行升级改造,本工程拟设计采用一套先进的烟气治理工艺,设计安装一套处理装置对烟气中所含粉尘、二氧化硫、氮氧化合物进行处理,达到现行超低排
2、放标准。要求改造后不改变锅炉原有结构、不改变现行的锅炉操作方式、无需占用大量的场地,占地面积小、除尘、脱SO2、NOX成本低、改造资金投入小、设施简单等。盐城天澄环保工程技术研究所依据业主提供的技术参数,结合公司多个燃煤锅炉尾气除尘脱硫脱硝工程经验,采用行业先进技术,确定该技术方案。1.2设计方案简介1.2.1工况条件锅炉型号燃煤量煤含硫量烟气NOx浓度烟气SO2浓度烟尘含量XG-30/5.3-M4.54t/h1.2%500mg/ m2000mg/ m12000mg/ m(1)40t/h燃煤锅炉1台。(2)运行时间:7200h。(3)引风机:Nm3/h。(4)锅炉出口、烟气温度:150。1.2
3、.2设计方案除尘器采用FSMC布袋除尘器,脱硝采用SNCR+SCR的脱硝工艺技术,脱硫采用石灰石/石膏法(一塔双循环),后期采用湿式静电除尘器的处理方式。超低排放技术具有:工艺简单、系统投资低、运行费用低、脱硫除尘效率高等优点。本项目的实施可大大削减污染物的排放,无二次污染,完全满足超低排放需求,对改善周围大气环境质量,起到十分重要的作用。1.3设计参数1.3.1系统入口烟气参数:(1)烟尘排放浓度:12000mg/nm(2)SO2排放浓度:2000mg/nm。(3)NOx排放浓度: 500mg/nm1.3.2要求系统最终排放烟气参数(1)烟尘排放浓度:5mg/nm(2)SO2排放浓度:35m
4、g/ nm(3)NOx排放浓度:50mg/ nm1.3.3 本设计烟尘、SO2 、NOX的排放浓度符合GB13271-2014的排放标准,并达到山东省关于加快推进燃煤机组(锅炉)超低排放的指导意见,要求完成超低排放改造任务的排放标准,满足当地环保部门的要求,这不仅有利于改善了当地的人居环境,而且对公司今后的发展具有重要意义。1.4设计主导思想1)以“坚持科学发展观,可持续发展”为主线,坚持工业污染控制与清洁生产、产业结构调整相结合,淘汰落后生产工艺,全面整治排污企业,提升生产装备和污染治理装备水平,切实改善厂区环境质量,提高职工生活质量为原则。(2)用科学的态度,本着“节能减排、循环利用”的理
5、念,全面论证处理工艺,选择技术可靠、成熟的处理工艺路线,从理论上论证可行性、在实施过程中确保可操作性。(3)该方案设计投资低、运行成本低,处理效率高,无二次污染。(4)严格控制燃煤锅炉大气污染物排放量,采用最先进的技术和措施满足达标排放要求.第二章 编制依据、设计原则、设计范围、设计标准2.1编制依据2.1.1符合建设方提供的基础资料及要求。2.1.2符合国家相关标准、规范的要求大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)。锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014)。火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2003)。锅炉烟尘测试方法(GB5468-91)。低压配电设计规范(G
6、B5005495);供配电系统设计规范(GB50052-95);通用用电设备配电设计规范(GB5005593);机械设备焊接标准(JB47082000);工业管道工程施工及验收规范(GBJ235-82)。机械设备安装工程施工及验收规范(TJ231-78);气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸(GB985);漆装前钢料表面锈蚀等级和除锈等级(GB 8923-1988);机械密封试验方法(GB/T14211);固定式工业钢平台(GB4053.493);工业企业照明设计规范(GB5003492);低压配电设计规范(GB5005495);供配电系统设计规范(GB50052-95);通用
7、用电设备配电设计规范(GB5005593);机械设备焊接标准(JB47082000);工业管道工程施工及验收规范(GBJ235-82)。机械设备安装工程施工及验收规范(TJ231-78);气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸(GB985);漆装前钢料表面锈蚀等级和除锈等级(GB 8923-1988);机械密封试验方法(GB/T14211);2.2设计原则(1)处理工艺、构筑物(建筑物)、主要设备、设计标准和数据等,最大限度地满足国家及地方相关标准及规范,同时满足实际使用的需要,严格执行国家有关法规、标准及规定。(2)处理工艺满足系统运行需求,运行费用较低。系统选用先进进水、高质
8、量设备,确保系统的安全稳定达标运行,取得最大的环保效益和经济效益。(3)技术上先进、合理、高效。 (4)总体设计要求实用、美观,平面布置和建、构筑物与厂区其它建筑和环境协调一致;整个系统设计充分考虑设备噪声、处理药剂等可能造成的二次污染。(5)保障锅炉正常运行:脱硫脱硝系统工作时不影响锅炉的正常运行,并保证在设计条件下,确保烟气中NOX、SO2和粉尘达标排放;处理装置使用寿命长、操作维护简单,布置合理、占地面积小;处理设施有较高的耐冲击负荷能力。2.3.工程接口及供货范围(一)工程范围1、锅炉的烟气脱硫、脱硝系统和除尘系统的全部设计、设备及材料供货、安装、调试、试运行、土建设计(不包括土建施工
9、)、不包括烟囱CEMS 在线监测(环保局要求第三方安装、运营)。工程为EPC交钥匙工程。2、除由业主已经明确的供货设备及材料外,所有工程范围内的设备及主辅材料均由施工方供货。3、乙方负责业主供货设备及材料到场后的交接保管、运输和吊装等。4、乙方负责承包工程的单机试车、联合试车、试运行和移交工作。(二)双方工作分界面的确定1、设备基础土建工程(不含管道支架):由乙方提供设计施工图,甲方负责建设,完成后,甲方、乙方、土建单位共同按乙方提供的技术参数和验收要求进行交接验收;2、电力电源:乙方负责提供所需电力电压等级、功率、回路数、上口开关容量等参数,经甲方确认后,由甲方负责主供电力电缆供应购,并负责
10、敷设到烟气治理系统总配电柜。3、循环水、自来水:乙方负责列明所需水的需求量、需求地点,数量、管径等技术要求,由甲方确认后,甲方负责敷设主管道到位(或双方协商解决)。4、压缩空气:甲方可以提供0.5 Mp压力以下压缩空气。5、还原剂(氨水):甲方负责购买。6、除以上所述和土建基础外,其他均由乙方设计、采购、施工。7、烟气治理系统的单机调试、联动调试、带负荷调试均由乙方负责,提前10天向建设单位提出书面申请,经批准后按要求实施。8、本工程总体上属于交钥匙工程。2.4设计主要参数2.4.1锅炉参数(单台)序号参 数单位参数指标备注1锅炉出口烟气量m3/h工况2锅炉出口烟气温度350省煤器后3处理前烟
11、气中NOx浓度mg/Nm35004处理前烟气中SO2浓度mg/Nm320005处理前烟气中含尘浓度g/Nm3206设计脱硝效率%90%7设计除尘效率%99.99%8设计脱硫效率%97.5%9处理后烟气中NOx浓度mg/Nm35010处理后烟气中粉尘浓度mg/Nm31011处理后烟气中SO2浓度mg/Nm33515系统总阻力Pa325016氨逃逸量ppm52.4.2技术指标(1)烟尘排放浓度:5mg/m3(2)SO2排放浓度:35mg/m3。(3)NOx排放浓度: 50mg/Nm3第三章 工艺流程选择3.1除尘工艺3.1.1 FSMC型低压脉冲袋式除尘器FSMC离线低压分室脉冲袋式除尘器,是运用
12、负压操作、低压脉冲、长袋的大型除尘器,该型除尘器集大型反吹、高压气箱脉冲和低压管喷脉冲各类除尘器优点于一身,具有结构紧凑、双重除尘、清灰效果好、运行稳定可靠、滤袋寿命长等特点。布袋除尘器结构示意图(仅供参考)3.1.2工作原理 含尘气体进入除尘器进风箱后,回折进入中箱体下部,首先碰到截挡装置,使大部分粗颗粒粉尘直接落入灰斗,起到予收尘作用;气流进入滤袋室,在系统负压作用下,含尘气体穿过内部装有支撑骨架的滤袋时,粉尘被截留在滤袋外表面,干净清洁气体穿过滤袋后进入净气箱并通过出风阀汇入排气总管,通过风机排入烟囱进入大气;滤袋上的粉尘积聚到设备阻力上限时,清灰控制装置便发出指令,逐渐轮流打开第一室的
13、脉冲阀,向滤袋内喷入0.2-0.6MPa干燥的压缩空气,使滤袋急速鼓胀以抖落外表的粉尘,落入灰斗,第一室清灰完毕,粉尘落入灰斗,再按顺序进行其它各室的清灰并按第一室的程序轮流进行。3.1.3 除尘器的构造除尘器主要由本体、保护系统、压缩空气系统(包括油水分离器、管路)、控制系统(包括仪器仪表、低压控制柜、现场操作柜)等组成。A设备本体1) 结构框架及箱体结构框架用于支撑除尘器本体、灰斗及输灰设备等。2) 滤袋、骨架和花板滤灰系统由滤袋和骨架组成;花板用于支撑滤袋组件和分隔过滤室(含尘段)及净气室,并作为除尘器滤袋组件的检修平台;滤袋组件从花板装入。3) 进气系统包括进风导流总管、导流板、进风口
14、调节阀。4) 排气系统包括由排气管道等组成的除尘器净化气体排放系统。5) 卸灰系统装置于除尘器灰斗上的泄灰器、料位计等组成了除尘器的卸灰系统。6) 平台、栏杆、爬梯及手(气)动阀门的检修平台。7) 除尘器顶部防雨棚用于保护电磁脉冲阀。B 保护系统:包括旁路系统。C 压缩空气系统:包括压缩空气管道、安全阀、压力表、空气过滤器。D 控制系统:包括仪器仪表、控制柜、现场操作柜、检修电源箱、照明电源箱等。(1)布袋对布袋除尘器来讲,布袋是其核心部件。它的质量及使用寿命直接影响到设备的除尘效率和运行成本。综合各种因素考虑,这次我们选用的滤料:PPS而且经过PTFE浸渍处理;它的正常耐温可达220,瞬间最
15、高温度达260。滤袋正常使用寿命不小于2年运行小时。滤袋底部采用三层包边缝制无毛边裸露,底部采用加强环布,布袋合理剪裁,尽量减少拼缝。拼接处,重叠搭接宽度不小于10mm,提高袋底强度和抗冲刷能力。同时滤袋底部距离进风口的水平距离、设备进风导流系统的设计与滤料的使用寿命有着极大的关系。在设计生产时充分考虑这些内容,保证除尘器正常运行。布袋参考图滤袋上端采用了弹簧涨圈形式,密封性能好、安装可靠性高,换袋快捷。仅需12人就能通过机顶便掀式顶盖进行换袋操作。滤袋的装入和取出均在净气室进行,无须进入除尘器过滤室。滤袋采用1606000mm标准规格,材质采用PPS滤料或PTFE浸渍混纺,滤料选用德国BWF
16、进口产品,由无锡必达福环境技术有限公司进行加工或厦门三维丝,由用户确定(2)骨架骨架材料采用20碳钢,使用骨架生产线一次成型,保证骨架的直线度和扭曲度,同时经过镀锌处理,镀层牢固、耐磨、耐腐,避免了除尘器工作一段时间后骨架表面锈蚀与滤袋黏结,保证了换袋顺利,同时减少了换袋同时减少了换袋过程中对滤袋的损坏,并满足抗腐蚀和抗高温的要求。镀锌处理,保证了袋笼的耐腐蚀性。骨架的纵筋和反撑环分布均匀,并有足够的强度和刚度,防止损坏和变形,顶部加装“”型冷冲压短管,用于保证骨架的垂直及保护滤袋口在喷吹时的安全。骨架施焊后焊点均匀牢固、光滑、挺直、无毛刺,并且有足够的强度,不允许有脱焊、虚焊和漏焊现象。骨架
17、框架的表面光滑,无毛刺,(3)清灰系统清灰系统设计合理,脉冲阀动作灵活可靠;在清灰时由控制中心发出脉冲信号给电磁脉冲阀,通过喷吹管喷出压缩空气,使滤袋径向变形抖落灰尘。清灰用的喷吹管采用无缝管,借助校直机进行直线度校正。喷吹短管(又称喷嘴)与喷吹管的焊接采用工装模具,二氧化碳保护焊接,减少变形,保证喷吹短管间的形位公差。喷吹管借助支架固定在上箱体中,并设置定位销,方便每次拆装后的准确复位,为了保证脉冲气流量进入第一个滤袋和最后一个滤袋的差别在合理范围以内,同一条喷管上的孔径可能会不同。喷吹孔直径将是确定脉冲喷吹系统的清灰压力和气流量的最主要参数。(附参考图)清灰系统设置空压机、气包、过滤器(除
18、油,水,尘)保证供气的压力、气量和品质,清灰力度和清灰气量能满足各种运行工况下的清灰需求。气包有足够容量,满足喷吹气量。要求在脉冲喷吹后气包内压力降不超过原来储存压力的30%。气包的进气管口径尽量选大,满足补气速度。阀门安装在气包的上部,避免气包内的油污、水分经过脉冲阀喷吹进滤袋,每个气包底部都带有手动油污排水阀,周期性的把容器内渣滓杂质向外排出。气包在加工生产后,用压缩气连续喷吹清洗内部焊渣,然后才安装阀门。在设备出厂前,对清灰系统等主要部件进行预组装,以保证质量。清灰系统能够实现在线清灰,清灰力度和清灰气量能满足各种运行工况下的清灰需求;清灰功能的实现是通过控制中心利用定时或手动功能控制启
19、动脉冲喷吹阀喷吹,使滤袋径向变形,抖落灰尘。(4)花板花板厚度5mm,除尘器花板采用数控冲压方法加工花板孔,保证了花板及花板孔的形位公差要求,并清理各孔的锋利边角和毛刺,孔径公差满足国家标准,形成良好的密封,花盘孔中心偏差1mm。焊接加强筋板时,筋板布置合理。(附参考图)花板表面平整光洁,无挠曲、凹凸不平等缺陷,花板平面度偏差不大于1,对角线长度误差3,内孔加工表面粗糟度为Ra=3.2。滤袋与花板的配合合理,滤袋安装后严密、牢固不掉袋、拆装方便。除尘器的花板作为除尘器净气室和过滤室的分隔,用于悬挂滤袋除尘器组件,同时作为除尘器滤袋组件的检修平台。设计合理的除尘器上箱体结构为工人以花板作为操作平
20、台进行除尘器检修、维护创造了条件。除尘器的性能指标:排放浓度:颗粒物小于20 mg/m3处理烟气温度:160滤袋材质:PPS,耐160高温,使用寿命2年除尘器漏风率:2%除尘器耐压:-6000 Pa控制系统:采用PLC可编程控制系统,实现画面显示。在线清灰离线检修;预制程序,分区域喷吹清灰和卸灰,除尘器机旁设有机旁操作箱,实现机旁、电气室和中控室的自动化运行和控制;清灰控制采用时间、压差、两种控制方式。(附参考图)整体保温: 100mm岩棉,0.5mm压型钢板3.1.4 除尘器技术参数设备名称:低压脉冲袋式除尘器FSMC-2500,参数如下序号项目单位参数1除尘器进口烟气量m3/h2除尘器进口
21、烟气温度 120-1603出口烟尘浓度mg/Nm3204仓室数个65滤袋数量条8406过滤面积m225007过滤速度m/min0.88滤袋规格mm16060009滤袋材质PPS/PPS+PTFE10滤袋厂家厦门三维丝11脉冲阀规格寸312脉冲阀数量个6013脉冲阀品牌ASOC14设备本体阻力Pa120015喷吹气源压力MPa0.40.616气源品质无水无油压缩空气17耗气量M3/阀次0.18-0.2518布袋除尘器灰斗数个619灰斗接口尺寸mm40040020保温层岩棉mm10021保护层彩钢板mm=0.53.1.5 FSMC型低压脉冲袋式除尘器的特点(1)清灰效果好,除尘效率高,可达99.9
22、%以上,出口排放确保20mg/Nm3以下。(2)滤袋布置合理,滤袋间设有合理的空气通道,滤袋过滤负荷均匀,滤袋寿命长,一般可达1.5-2年以上。3.2脱硫工艺原理3.2.1湿法烟气脱硫原理脱硫原理包括物理吸收、化学吸收两个方面,而化学吸收主要利用SO2、碱性溶液的化学特性来相互作用,SO2属酸性氧化物,可用碱性物质吸收,生成盐类。如用钠基化合物吸收,可生成溶解度很高Na2SO3H2O,用钙基化合物吸收,可生成溶解度很低的CaSO31/2H2O,通过氧化可生成 CaSO42H2O;SO2在水中有中等的溶解度,溶于水后生成H2SO3,可氧化成稳定的H2SO4;在与强氧化剂接触或催化剂及氧存在时,S
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