脱硫系统培训教材22236.pdf

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1、机组烟气脱硫系统培训教材 1 脱硫系统培训教材 编制；校核；审核：批准：机组烟气脱硫系统培训教材 2 目 录 前 言.5 1 概 述.6 1.1 脱硫岛的基本概念.6 1.1.1 脱硫岛的构成及主要设备.6 1.1.2 脱硫岛的原料和产品.7 1.1.3 脱硫反应原理.7 1.1.4 脱硫岛的设计原则.8 1.1.5 脱硫岛的关键控制参数：.9 1.2 设计的条件.9 1.3 性能指标.11 1.4 工艺流程图.12 1.5 总平面布置图.12 2 分系统介绍.12 2.1 烟气系统.12 2.1.1 系统简介.1 2 2.1.2 主要设备.1 3 2.2 吸收塔系统.17 2.2.1 系统简

2、介.1 7 2.2.2 反应原理.2 0 2.2.3 影响 SO2脱除效率和能耗的参数.2 1 2.2.4 主要设备.2 1 2.3 石灰石浆液制备系统.23 2.3.1 系统简介.2 3 2.3.2 主要设备.2 4 2.4 石膏脱水系统.25 2.4.1 概述.2 5 2.4.2 吸收塔排出泵系统.2 6 2.4.3 石膏一级脱水系统（石膏旋流器）.2 6 2.4.4 石膏二级脱水系统.2 6 2.4.5 废水旋流器.2 7 2.4.6 主要设备.2 7 2.5 工艺水系统.29 2.5.1 概述.2 9 2.5.2 主要设备.2 9 2.6 排放系统.29 2.6.1 概述.2 9 2.

3、6.2 主要设备.3 0 2.7 压缩空气系统.31 机组烟气脱硫系统培训教材 3 2.8 电气系统.31 2.8.1 设计依据.3 1 2.8.2 电气主接线.3 1 2.8.3 电气设备布置与安装.3 2 2.8.4 保护、测量及控制.3 3 2.8.5 直流系统和 UPS系统.3 4 2.8.6 过电压与接地.3 5 2.8.7 照明及检修系统.3 5 2.8.8 电缆防火及阻燃.3 6 2.8.9 通信系统.3 6 2.9 控制系统.36 2.9.1 专业设计依据地技术规程、规范.3 6 2.9.2 烟气脱硫控制方式及控制水平.3 7 2.9.3 脱硫控制系统的结构.3 8 2.9.4

4、 控制系统的可靠性.3 9 2.9.5 热工自动化功能.4 0 2.9.6 脱硫自动化设备选择.4 4 2.9.7 脱硫车间的火灾报警.4 4 2.9.8 电源和气源.4 4 2.9.9 电缆及敷设.4 5 2.9.10 脱硫岛工业电视监视系统.4 5 3 运行组织.45 3.1 正常启动.45 3.1.1 简介.4 5 3.1.2 辅助系统.4 5 3.1.3 吸收塔系统设备状态.4 6 3.1.4 吸收塔在线状态.4 7 3.1.5 氧化风机.4 7 3.1.6 烟气系统.4 7 3.2 正常运行.47 3.2.1 简介.4 7 3.2.2 石灰石浆液供给.4 8 3.2.3 吸收塔排放.

5、4 8 3.2.4 吸收塔液位.4 8 3.2.5 循环泵.4 8 3.2.6 吸收塔搅拌器.4 8 3.2.7 氧化风机.4 8 3.2.8 氧化空气喷水.4 9 3.2.9 除雾器清洗系统.4 9 3.2.10 工艺水泵.4 9 3.2.11 工艺水箱.4 9 3.2.12 滤液.4 9 3.3 正常停机.49 3.3.1 简介.4 9 机组烟气脱硫系统培训教材 4 3.3.2 FGD辅助系统的状态.4 9 3.3.3 吸收塔区域排水坑.5 0 3.3.4 吸收塔区设备状态.5 0 3.3.5 吸收塔停运.5 0 3.3.6 吸收塔排放.5 1 3.4 事故停运.51 3.4.1 简介.5

6、 1 3.4.2 停电时 FGD设备状态.5 2 3.4.3 恢复供电时 FGD设备的状态.5 2 3.4.4 供电恢复时操作员的操作步骤（长时间停电）.5 3 4 调试内容.53 4.1 启动调试范围及项目.53 4.1.1 工艺专业.5 4 4.1.2 电气专业.5 4 4.1.3 热控专业.5 4 4.1.4 化学专业.5 5 4.2 主要调试工作程序.55 4.2.1 分部试运.5 5 4.2.2 整套试运程序.5 7 4.3 FGD 启动调试阶段主要控制节点及原则性调试方案.57 4.3.1 FGD 启动调试阶段主要控制节点.5 8 4.3.2 主要节点调试方案要点.5 8 机组烟气

7、脱硫系统培训教材 5 前 言 本教材所描述的工艺流程及设备参数，主要针对 xxx发电有限公司 xx 机组烟气脱硫工程。根据 xxx发电有限公司与 xxx环保签订的总承包合同的要求，xxx环保组织编写了本培训教材，本培训教材用于对业主方有关技术、操作人员进行烟气脱硫方面的知识培训，以使电厂有关人员对烟气脱硫有比较全面的认识与理解，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 xxx发电有限公司脱硫专家提出宝贵意见，以便共同进步和提高。机组烟气脱硫系统培训教材 6 1 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

8、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。其脱硫副产物石膏的处理一般有抛弃和回收两种方法，这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。湿式工艺的缺点是腐蚀比较严重、设备投资较大、运行费用较高、占地面积较大，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。目前，拥有湿式钙法脱硫技术的公司较多，其反应

9、原理基本类似，主要工艺区别集中在吸收塔结构的不同，例如填料塔、喷淋空塔、鼓泡塔、液柱塔等。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。xxx发电有限公司采用的脱硫技术，是由 xxx环保工程股份有限公司吸取国外成熟经验，通过工程实践和自主研发产生的 OI2-WFGD湿法烟气脱硫技术，其特点是：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，在世界上处于先进水平。1.1 脱硫岛的基本概念 1.1.1 脱硫岛的构成及主要设备 石灰石石膏湿法脱硫系统是一个完整

10、的工艺系统，主要分成以下几个分系统：烟气系统、SO2吸收系统、氧化空气系统、石灰石浆液制备与供应系统、石膏脱水系统、工艺水和冷却水系统、排放系统、服务空气系统等。脱硫岛的主要设备有升压风机、挡板门、烟气换热器（GGH）、吸收塔、浆液循环泵、氧化风机、除雾器、旋流器、真空皮带脱水机、湿式球磨机等。脱硫岛同时配置有电气、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、机组烟气脱硫系统培训教材 7 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

11、化硫（SO2）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：利用石灰石（CaCO3）细粒和水按比例制成的混合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。湿法工艺采用的原料为石灰石。先将石灰石用干式球磨机磨细成粉状，然后直接与水混合搅拌制成吸收浆液；也可先将石灰石用湿式球磨机直接磨细成为吸收浆液；部分湿法工艺采用石灰(CaO)作吸收浆液。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

12、酸钙,然后在塔内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，净烟气排入烟囱。湿法工艺的产品为石膏。系统中的石膏浆液经排出泵打入石膏脱水系统，脱水后回收成品石膏，同时借此维持吸收塔内浆液密度。1.1.3 脱硫反应原理 石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：（1）在脱硫吸收塔内，烟气中的 SO2首先被浆液中的水吸收，形成亚硫酸，并部分电离：SO2 H2O H2SO3 H HSO3 2H SO32（2）与吸收塔浆液中的 CaCO3细颗粒反应生成 CaSO31/2H2O 细颗粒：CaCO3 2H Ca2+H2O CO2 Ca2+SO32-CaSO

13、3 1/2H2O H（3）CaSO3 1/2H2O 被鼓入的空气中的氧氧化，最终生成石膏CaSO42H2O HSO3 1/2 O2 H+SO42-Ca2+SO42-2H2O CaSO42H2O 机组烟气脱硫系统培训教材 8 上述反应中第一步是较关键的一步，即 SO2被浆液中的水吸收。根据 SO2的化学特性，SO2在水中能发生电离反应，易于被水吸收，只要有足够的水，就能将烟气中绝大部分 SO2吸收下来。但随着浆液中 HSO3和 SO32离子数量的增加，浆液的吸收能力不断下降，直至完全消失。因此要保证系统良好的吸收效率，不仅要有充分的浆液量和充分的气液接触面积，还要保证浆液的充分新鲜。上述反应中第

14、二步和第三步其实是更深一步的反应过程，目的就是不断地去掉浆液中的 HSO3和 SO32离子，以保持浆液有充分的吸收能力，以推动第一步反应的持续进行。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。烟

15、气脱硫工程的设计原则如下：(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保证不小于 95，烟气烟囱入口烟温不低于 80。(3)烟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

16、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，平台扶梯的设计满足机组烟气脱硫系统培训教材 9 GB4053.1 GB4053.4 或 火力发 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，CaCO3

17、含量与MgCO3含量之和小于 3%，其水分不大于 10（重量比）。(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的）、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

18、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。(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)出口烟气的温度。必须不小于 80，以保证烟气的排放。(7)出口烟气的 SO2含量。必须时刻监视该参数，但出现偏差时，应综合分析锅炉负荷、入口烟气的 SO2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）吸收剂的参数 项 目 单 位

19、数据 机组烟气脱硫系统培训教材 10 项 目 单 位 数据 CaCO3%9300 MgCO3%0.21 Al2O3%0.54 TiO2%0.01 SiO2%0.53 Fe2O3%0.11 MnO%0.04 K2O%0.02 P2O5%0.003 Na2O%0.015 SO3%0.079 粒径 mm 20 易磨性指数 BWI易磨性等级 （2）工艺水的参数 序号 检测项目 工业水 循环水 1 全固形物(mg/L)162.8 381.4 2 悬浮物(mg/L)4.4 207.5 3 PH 25 7.92 7.78 4 全碱度(mmol/L)1.87 1.81 5 CO32-(mmol/L)6 总硬度

20、(mmol/L)2.12 2.28 7 永久硬度(mmol/L)0.25 0.47 8 腐植酸盐(mmol/L)9 钙(mg/L)35.08 36.23 10 铁(mg/L)0.0073 0.0023 11 钠(mg/L)6.33 7.27 12 镁(mg/L)6.50 6.62 13 钾(mg/L)1.53 1.76 14 硫酸盐(mg/L)23.38 31.16 机组烟气脱硫系统培训教材 11 序号 检测项目 工业水 循环水 15 氯化物(mg/L)10.50 11.0 16 溶解固形物(mg/L)158.40 173.9 17 二氧化硅(mg/L)8.50 8.60 18 电导率(us/

21、cm)1.231 305 19 OH-(mmol/L)0 0 20 HCO3-(mmol/L)114.11 110.45 21 暂时硬度(mmol/L)1.87 1.81 22 负硬度(mmol/L)23 化学耗氧量(mg/L)0.759 3.23 1.3 性能指标（1）烟气参数 烟气参数 序号 指标名称 数值 备注 1 FGD 进口烟气量（Nm3/h,标准湿态）1221514 2 FGD 进口烟气量（Nm3/h,标准干态）1130170 3 FGD 进口 SO2浓度（mg/Nm3,标准干态）2120 4 FGD 出口 SO2浓度（mg/Nm3,标准干态）90 5 FGD 出口含尘浓度（mg/

22、Nm3,干,）66 6 FGD 进口烟气温度（）125 7 FGD 出口烟气温度（）80 8 系统脱硫效率（）95.7 9 系统可用率（）97 10 FGD 使用年限（年）30 11 负荷变化范围（）35100 12 石灰石粒径要求（mm）90%43 m 13 石灰石浆浓度（）30 浆液制备 机组烟气脱硫系统培训教材 12 序号 指标名称 数值 备注 14 吸收塔浆池 Cl 浓度（ppm）20000 运行值 15 故障烟温（）160 旁路运行 16 钙硫比 Ca/S（mol）1.03 （2）石膏品质 项 目 单位 指 标 湿度 wt%90 PH 值 6-8 气味 无 颜色（白度）淡灰白色 1.

23、4 工艺流程图 见图纸部分 1.5 总平面布置图 见图纸部分 2 分系统介绍 2.1 烟气系统 2.1.1 系统简介 一期 xxx炉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机组烟气脱硫系统培训教材 13 的腐蚀，从而保证了升压风机及至的整个 FGD 系统安全长寿命运行。从电厂 xxx 号锅炉来的原烟气，分别由烟道引至本次设计的 FGD 系统。经过两台原烟气挡板后,进入各自的升压风机，升压后进入各自的 GGH。原烟气的热量在 GGH 中被交换，在设计工况下，其温度由 126降至 91，冷却了的原烟气进入吸收

24、塔进行脱硫反应。在吸收塔内原烟气与石灰石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 47.1。脱硫后的净烟气经除雾器，返回 GGH，被加热后，温度升至 80以上后经过净烟气烟道、净烟气挡板和烟囱，排放到大气中。为了将 FGD 系统与锅炉分离开来，在整个烟气系统中共设置带气动执行机构的、保证零泄露的烟气挡板门 6 只，其中 2 只旁路挡板门、2 只原烟道进口挡板门、2 只净烟道出口挡板门。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，原烟气分别通过两个原烟气挡板后进入 FGD 装置进行脱硫反应。在要求关闭 FGD系统的紧急状态下，旁路挡板自动快速开启，原

25、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，烟气挡板门设置有密封空气系统。烟道采用普通钢制烟道。GGH入口前的原烟气段烟道由于烟气温度较高，均无需防腐处理。GGH 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，因此采用玻璃鳞片树脂涂层。GGH 本身静态部件内侧和吸收塔本体及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。2.1.2 主要设备 烟气系统主要设备包括：升压风机、GGH、烟气挡板门、膨胀节等。（1）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的烟气阻力。一期#3、#4 炉各配一台升压风机（共

26、二台），用动叶可调轴流式风机。根椐火力发电厂设计技术规程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。风机使用寿命不小机组烟气脱硫系统培训教材 14 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。升压风机技术参数性能如下(BMCR)：设计流量：1774800m3/h(湿态，每台)设计压头：3400Pa 效率：87.31%材料：壳体：Q235-A 叶轮：15MnV 叶片：15MnV 主轴：42CrM0 电机技

27、术参数性能如下：电机功率：N=2800 kW,6000V，电机型号：YKK800-8 电机冷却方式：空冷 风机和电机总重：5 5 吨 辅助设备：风机配有独立的液压控制油站、润滑油站。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偶、振动测量装置、失速报警装置等。机组烟气脱硫系统培训教材 15 （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最低温度达到 80

28、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 GGH 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、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换热元件上，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，需要通过吹灰器使用压缩

29、空气清洗或用高压水进行定时清洗，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，说明有一定程度的颗粒沉积，需启动高压水泵冲洗。但用高压水泵冲洗只能在运行时进行（在线）冲洗。当 FGD 装置停运时，可用低压水冲洗换热器(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 20mm 厚考登钢板；密封片冷端和热端及冷端和热端旁路采用 316L；换热元件采用脱碳钢镀搪瓷，寿命约 50000 hr。机组烟气脱硫系统培训教材 16 GGH 的技术性能参数如下(设计工况下)：

30、原烟气侧温度（进/出）：126.0/91.0 净烟气侧温度（进/出）：47.1/80 泄露率(原烟气侧向净烟气侧)：1%转子直径：11800mm 加热面积：16200m2 换热元件:涂搪瓷钢，含碳量 0.08%；换热元件厚度 1.2mm(含搪瓷层),搪瓷镀层厚度 0.2mm（单侧）GGH 重量：206 t GGH 各辅助设备技术性能参数如下：高压冲洗水泵：Q=7m3/h,P=10MPa 低泄露风机:Q=36600Nm3/h,P=6000Pa 密封风机:Q=1500Nm3/h,P=8000Pa 吹灰器:全伸缩式 (3)烟气挡板门 本期设置有 6 只挡板门，其中 2 只旁路挡板门、2 只原烟道进口

31、挡板门、2只净烟道出口挡板门。为防止烟气在挡板门中的泄漏，挡板门设置有密封空气系统。当 FGD 系统正常运行时，旁路挡板关闭，原烟气挡板、净烟气挡板开启。原烟气通过烟道系统进入脱硫系统进行脱硫反应。当 FGD 系统或锅炉发生事故时，旁路挡板开启，原烟气挡板、净烟气挡板关闭，烟气就不进入 FGD 装置而直接走旁路进入烟囱排至大气。烟气挡板门采用空气密封双挡板门。与钢烟道和 GGH 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 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 漏 风 率 0 0 0 设计压力 2mbar 2mbar 2mb

32、ar 压 降 50Pa 50Pa 50Pa 机组烟气脱硫系统培训教材 17 开启时间 25s/90o 60s 60s 关闭时间 60s/90o 60s 60s 框 架 净气侧：碳钢衬DIN 1.4529 原气侧：碳钢 碳钢 碳钢衬 DIN 1.4529 轴 35#包覆 DIN 1.4529 35#35#包覆 DIN 1.4529 叶 片 净气侧：碳钢衬DIN 1.4529 原气侧：碳钢 碳钢 碳钢衬 1.4529 密封材料 Alloy C276 316L Alloy C276 烟气挡板配一套密封空气系统,设备有挡板门密封风机。密封气压力至少比烟气压力高 500Pa 以上，风机在设计上考虑有足够

33、的容量和压头。2.2 吸收塔系统 2.2.1 系统简介 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、浆液循环泵和氧化风机等设备。在吸收塔内，烟气中的 SO2被吸收浆液洗涤并与浆液中的CaCO3发生反应，反应生成的亚硫酸钙在吸收塔底部的循环浆池内被氧化风机鼓入的空气强制氧化，最终生成石膏，石膏由石膏排出泵排出，送入石膏处理系统脱水。烟气经过塔顶的二级除雾器，以除去脱硫后烟气夹带的细小液滴，使烟气机组烟气脱硫系统培训教材 18 在含雾量低于 75mg/Nm3（干态）。本工程脱硫装置吸收塔，每台炉按一座逆流式喷淋吸收塔设计，吸收塔为圆柱体，底部为循环浆池，上部主要部分为喷淋洗涤区，布

34、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。吸收塔塔体为钢结构，采用玻璃鳞片树脂内衬，吸收塔直径为 12m，采用 3台离心式浆液循环泵；每塔 2 台罗茨型强制氧化风机，其中 1 台运行，1 台备用。吸收塔顶布置两级除雾器，可以分离烟气中绝大部分浆液雾滴，经收集后烟气夹带出的雾滴均返回吸收塔浆池中。每套除雾器都安装了喷淋水管，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和补充因烟气饱和而带走的水份，以维持吸收塔内要求的液位。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石膏排出泵排出并存入事故浆池中，以便对脱硫塔进行维修。单回路吸收塔中最佳的

35、 pH 值应选择在 5 到 6 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质量。机组烟气脱硫系统培训教材 19 系统采用模块化设计。吸收塔的下部有吸收液，其中含有通过石灰浆液系统输送的石灰石浆液，浆液通过吸收塔循环泵循环。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，其主要作用是将亚硫酸钙就地氧化成石膏。石膏浆液通过石膏排出泵排到脱水系统。三层喷淋层安装在吸收塔上部烟气区。3 台吸浆液循环泵，每台泵对应一层喷淋层。喷嘴采用耐磨性能极佳的钢玉材料螺旋型喷嘴,选用进口

36、产品。浆液循环泵将净化浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液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75mg/Nm3。除雾器的冲洗由程序控制，冲洗方式为脉冲式。当吸收塔浆液池液位较高时，冲洗的脉冲间隔时间就长一些。但为了防止除雾器因烟气带出的浆液液滴产生结垢，最长的间隔时间依据要求的最短冲洗时间来定,而最短的间隔时间依据吸收塔的液位而定，即当液位降到要求的液位时，冲洗间隔时间就越来越短，而冲洗时间越短，液位就越低。除雾器的冲洗使用的是滤液水，冲洗有两个目的，一方面是防止除雾器结垢，另一方面是补充因烟气饱和而带走的水份，以维持

37、吸收塔内要求的液位。在吸收塔内下部浆液池中 4 个搅拌器水平径向布置，作用是使浆液保持流动状态，从而使其中的脱硫有效物质(CaCO3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。在吸收塔烟气净化区，烟气冷却下来温度降到饱和温度，并由来自循环浆液的水蒸汽进行饱和。吸收塔水的损耗（烟气饱和，副产品水分）一部分通过除雾器的冲洗水，一部分通过旋流站返回液得以补偿。吸收塔顶部布置有排气挡板，在正常运行时挡板是关闭的。当 FGD 装置走旁路或当 FGD 装置停运时，当旁路挡板开启时，原烟气挡板和净烟气挡板关闭，机组烟气脱硫系统培训教材 20 排气挡板开启，开启吸收塔排气挡板目

38、的是为了消除在吸收塔氧化风机还在运行时或停运后冷却下来时产生的与大气的压差。2.2.2 反应原理 吸收塔中的 SO2的脱除原理如下：烟气中的 SO2与浆液中碳酸钙发生反应，生成亚硫酸钙：CaCO3+SO2+H2OCaSO3H2O+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膏，化学上称作二水硫酸钙：CaSO3 H2O+SO2+H2O Ca(HSO3)2+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

39、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（3）也有其他的反应，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+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（CaSO42H2O）。氧化风机(1 用 1 备)用以向吸收塔浆池提供足够的氧气，以

40、便于石膏的形成（即从亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙），因为烟气中所含的氧不能满足氧化需要。如果输入的氧化空气不足会导致脱硫效率的降低，并在吸收塔中产生结垢。氧化空气通过喷管分布到吸收塔浆液池中。机组烟气脱硫系统培训教材 21 新鲜的氧化空气通过空气过滤器被吸入，再通过消音器经过管道输送到吸收塔。为了降低氧化空气的温度（离开风机的温度高达 100以上），需将水喷入到氧化空气管中，水蒸发后使氧化空气降温。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设计,并以此决定所有与浆液接触的设备和部件的防腐

41、保护。2.2.3 影响 SO2 脱除效率和能耗的参数 值 SO2 脱除率 能耗 吸收塔循环流量 PH 值 =吸收塔中 CaCO3 =石灰石活性 =烟气流量 SO2 FGD 进口浓度 =烟气中 Cl 含量 =说明：表示升高；：表示下降；=：表示无影响。2.2.4 主要设备（1）吸收塔（2 台）机组烟气脱硫系统培训教材 22 本期 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、除雾器及防腐内衬。设计寿命 30 年。其有关技术参数如下：吸收塔进口烟气量：1611844 m3/h(湿,设计工况)吸收塔出口烟气量：1470829 m3/h(湿,设计工况)Ca/S(mol)：1.

42、03 吸收塔浆池的直径：12 m(内径)吸收塔直径：12 m(内径)浆池高度：12m 吸收塔高度：41.720 m(全高)浆液池容积：1356m3 机组烟气脱硫系统培训教材 23(2)浆液循环泵(3+3 台)浆液循环泵采用单流单级无堵塞卧式离心泵，浆液循环泵泵体原装进口 KSB产品，电动机、齿轮箱和联轴器及底座为国内采购。浆液循环泵室内、外布置。浆液循环泵把吸收塔浆液池内的吸收浆液循环送给喷嘴,每台循环浆泵与各自的喷淋层连接。整体设计寿命 30 年。循环泵的技术参数如下：泵的型式：单流单级无堵塞卧式离心泵，每塔 3 台泵参数如下：流量：3 台泵分别为：5900/5270/5200m3/h 压头

43、：3 台泵分别为：22.5/23.5/25.6 m 功率：3 台泵分别为：560/560/560 kW 6000V (3)氧化风机(2+2 台)氧化风机是提供空气使亚硫酸钙在浆液池中氧化成石膏的设备。氧化风机为罗茨风机，通过电动机、联轴器驱动系统驱动。各吸收塔系统配有 2 台容量 100%的氧化风机，在正常情况下，一用一备。两套机组共四台。其技术参数如下：风量：4800Nm3/h 压头：140 kPa 电机功率：250 KW 6000V 出口温度：100以上 2.3 石灰石浆液制备系统 2.3.1 系统简介 FGD 烟气脱硫系统要求石灰石成品细度为 325 目（相当于 43 m）筛余量小于 1

44、0%考虑。本期 FGD 系统采用的脱硫剂是石灰石块（粒度20mm），故必须经湿式球磨机磨细达粒度要求后方可使用。石灰石浆液制备系统如下：石灰石块（粒度20mm）经电厂自备汽车运输卸入卸料斗，再经挡边带式输送机送入石灰石贮仓。石灰石块通过安装在贮仓下部的皮带称重给料机，将一定量的石灰石送入湿机组烟气脱硫系统培训教材 24 式球磨机的磨头，并与水混和进入湿式球磨机研磨，研磨后的半成品从磨尾出来流入石灰石浆液循环池，石灰石浆液循环池上的石灰石浆液循环泵将石灰石浆液打入石灰石浆液旋流站，石灰石浆液经旋流后，合格的石灰石浆液溢流进入石灰石浆液箱，不合格的石灰石浆液返回湿式球磨机的磨头重新研磨。石灰石浆液

45、循环池、石灰石浆液箱上安装有搅拌器，以防浆液沉淀。石灰石浆液箱中的浆液再经调浆，达设计要求 1250kg/m3(含固量 30)。这样制成的石灰石浆液用石灰石浆液泵打到吸收塔，根据烟气负荷、脱硫塔烟气入口的 SO2浓度和 pH 值来控制喷入吸收塔的浆液量，剩余部分返回制浆。为了防止结块和堵塞,要使浆液不断地流动循环。2.3.2 主要设备 石灰石贮仓 石灰石贮仓为钢筋混凝土结构，用来贮存石灰石块，8000，H=，V=300m3 湿式球磨机 数量：2 规格：2400 x5800 电机功率：380KW 6000V 出力：10t/h,石灰石旋流站 数量：2 容量：65 m3/h 石灰石浆液循环池 数量：

46、2 容量：20 m3 尺寸：3x3m 高 2.5m 2 台搅拌机 机组烟气脱硫系统培训教材 25 石灰石浆液循环泵 数量：4 流量：65m3/h 扬程：32 m 石灰石浆液箱 数量：1 容量：140 m3 尺寸：5.5m 高 6m 1 台搅拌机 石灰石浆液泵 数量：2 流量：48m3/h 扬程：45 m 2.4 石膏脱水系统 2.4.1 概述 在吸收塔浆液池中石膏不断产生。为了使浆液密度保持在计划的运行范围内，需将石膏浆液（1822固体含量）从吸收塔中抽出。浆液通过石膏排出泵泵至石膏旋流器，进行石膏一级脱水，使旋流器底流石膏固体含量 50左右，底流直接送至真空皮带过滤机进一步脱水至含水 10%

47、以下。石膏旋流器大部分溢流液（含 5.45细小固体颗粒）在重力作用下返回吸收塔，小部分溢流液在重力作用下流入废水旋流器，废水旋流器溢流液流入废水箱，废水旋流器底流液流入地沟，最终返回到吸收塔。废水经废水泵输送到灰渣池。石膏脱水系统及废水处理系统的主要子系统有：石膏排出泵系统 石膏旋流器(一级脱水系统)真空皮带过滤机(二级脱水系统)废水旋流器 机组烟气脱硫系统培训教材 26 2.4.2 吸收塔排出泵系统 每座吸收塔 2 台（1 用 1 备）石膏浆液排出泵，露天安装在吸收塔旁。石膏排出泵通过管道将石膏浆液从吸收塔中输送到石膏旋流器。石膏排出泵还可用来将吸收塔浆液排到事故浆液箱中。石膏浆液排出泵为单

48、流单级离心泵。2.4.3 石膏一级脱水系统（石膏旋流器）在吸收塔浆液池中形成的石膏通过石膏排出泵将其输送到石膏旋流器，每台石膏旋流器包含 3 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%50%。石膏旋流器安装在石膏楼上部。石膏浆液进入分配器，被分流到单个的旋流子。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预留出来，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皮带脱水机进行二级脱水，而含固量

49、为 3.1%左右的溢流则进入废水旋流器。2.4.4 石膏二级脱水系统 从一级脱水系统来的旋流器底流,直接进入真空皮带脱水机进行过滤、冲洗，得到主要副产物石膏。每台真空皮带脱水机在设计上考虑 2 台炉在 BMCR 工况燃用设计煤种时 150%的石膏处理量设计，脱水后石膏的品质湿度为10,含 Cl-量100 PPm 考虑。石膏饼送往石膏库存放。机组烟气脱硫系统培训教材 27 2.4.5 废水旋流器 从石膏旋流器出来的少部分溢流液，在重力作用下流入废水旋流器再次进行旋流分离，得到主要含固量为 2.99%的溢流和含固量为 10%的底流。溢流进入废水箱，由废水泵输送到灰渣池。废水旋流器底流液流入地沟，最

50、终返回到吸收塔。2.4.6 主要设备(1)石膏浆液排出泵 数量：2+2 台 流量：59 m3/h 扬程：48/44 m 电机功率：22/18.5kW(2)石膏旋流器 数量：2 台 处理能力：35.78t/h，(含水 80%)入口含固量：20%机组烟气脱硫系统培训教材 28 底流含固量：50%溢流含固量：5.45%(3)真空皮带脱水机 数量：2 台 出力：21.9t/h,（石膏含水 10%）入口石膏含水量：50%输出石膏含水量：10%(4)真空泵 2 台，由真空皮带脱水机厂家配套(5)滤布冲洗水泵 4 台，由真空皮带脱水机厂家配套(6)滤饼冲洗水泵 4 台，由真空皮带脱水机厂家配套 (7)除雾器