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1、 参考资料 滇东 4 600MW 新建工程烟气脱硫项目设计 毕业论文 目 录 摘要 I ABSTRACTABSTRACT II 第 1 章 绪论 VI 1 1 烟气除尘脱硫的背景 VI 1 2 烟气脱硫的目的及意义 VI 1 3 课题研究的主要容 VII 第 2 章 工程概况 VIII 2 1 电厂概况 VIII 2 2 烟气参数 VIII 2 3 石灰石参数 VIII 2 4 总体设计原则 IX 第 3 章 烟气脱硫工艺的选择 XI 3 1 几种常见的脱硫工艺 XI 3 1 1 石灰石 石膏湿法脱硫工艺 XI 3 1 2 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺 LSD 法 XII 3 1 3 炉喷钙加尾
2、部增湿活化工艺 LIFAC 法 XII 3 1 4 烟气循环流化床脱硫 CFB 工艺 XIII 3 2 脱硫工艺比较 XIV 3 3 脱硫工艺的确定 XIV 3 4 本设计采用的脱硫系统 XV 3 5 石灰石 石膏湿法烟气脱硫工艺系统 XV 3 5 1 烟气系统 XV 3 5 2 SO2吸收系统 XVI 3 5 3 石灰石浆液制备系统 XVI 3 5 4 石膏脱水系统 XVI 3 5 5 供水和排放系统 XVII 第 4 章 物料平衡计算 18 4 1 除尘 脱硫效率的计算 18 4 1 1 除尘效率的计算 18 4 1 2 脱硫效率的计算 18 4 2 吸收剂消耗量的计算 18 4 2 1
3、净烟气中 SO2浓度 18 4 2 2 石灰石消耗量 18 第 5 章 主要设备尺寸 规格的计算 20 5 1 除尘器 20 参考资料 5 1 1 除尘器类型的确定 20 5 1 2 电除尘器的设计计算 22 5 1 3 电除尘器总体尺寸的计算 24 5 1 4 电除尘器零部件设计与计算 26 5 2 烟气系统 27 5 2 1 旁路烟道 27 5 2 2 FGD 入口烟道 27 5 2 3 FGD 出口烟道 27 5 2 4 烟气挡板门 27 5 2 5 烟气换热器 28 5 3 SO2吸收系统 28 5 3 1 吸收塔的选择 28 5 3 2 吸收塔尺寸设计计算 29 5 3 3 吸收塔附
4、属设备的选型 31 5 3 4 吸收塔高度的计算 32 5 3 5 吸收塔附属部件设计 33 5 4 浆液制备系统的设计计算 33 5 4 1 浆液制备系统的选择 33 5 4 2 主要设备的计算 33 5 5 其他系统设备设计选择 35 5 5 1 增压风机 35 5 5 2 搅拌器 36 5 5 3 石膏处置系统 37 5 5 4 废水排放系统和处理系统 37 5 5 5 浆液排放与回收系统 38 5 5 6 工艺水耗量的计算 38 第 6 章 烟囱的设计 40 6 1 烟囱高度 40 6 2 烟囱直径 41 6 3 烟囱抽力 41 7 1 管径的确定 42 7 2 摩擦压力损失 42 7
5、 3 局部阻力损失 43 7 3 设备阻力损失 44 7 4 系统总阻力损失 44 第 8 章 引风机和电动机的选择 45 8 1 标准状态下风机风量的计算 45 8 2 风机风压的计算 45 8 3 电动机功率的计算 46 第 9 章 工艺布置 47 9 1 脱硫装置的平面布置 47 9 2 浆液管道布置要求 47 9 3 设备一览表 48 第 10 章 经济分析 49 参考资料 结论 50 谢辞 51 参考文献 52 参考资料 第 1 章 绪 论 1 1 烟气除尘脱硫的背景 当今世界上电力产量的 60 是利用煤炭资源生产的 我国是世界上少数几个以煤炭 为主要能源的国家之一 其中 SO2 是
6、形成酸雨的主要成分 酸雨不仅严重腐蚀建筑物 而且毁坏大面积的森林和农作物 对生态环境产生严重的影响 1 国家环境保护 十一五 规划 纲要中明确提出 十一五 期间二氧化硫排放量减少 10 的削减目 标 这一重要约束性指标提出后 2006 年火电厂二氧化硫排放总量不但没有减少 反 而由 2005 年的 1300 万吨增长到 1350 万吨 增长了 3 8 2007 年经过采取节能减排 措施 每年二氧化硫排放总量有所减少 但是要完成 十一五 规定的减排任务仍十 分艰巨 近期氮氧化物的减排任务也开始提上日程 这将是推动我国火电厂脱硫脱硝 行业快速发展的动力和要求 2 1 2 烟气脱硫的目的及意义 锅炉
7、燃料中的硫在燃烧过程中与 O2反应生成氧化物 主要是 SO2和 SO3 脱硫工 艺所要脱除的就是锅炉尾气中的有害气体 SO2和 SO3 据联合国环境规划署 1988 年公布的统计资料显示 SO2已成为世界第一大污染物 人类每年向大气排放的 SO2达 1 8 亿吨 3 据统计 1995 年全国二氧化硫排放量 2370 万吨 占世界首位 电力工业的火力发电厂的排放量为 830 万吨 约占 35 到 2000 年 随火电装机容量的增长 如果再不采取有力的控制措施 燃煤电厂排放的二氧化 硫将达到全国总排放量 预计 2730 万吨 的 50 预计在 2010 年燃煤电厂排放的二氧 化硫将增加到占全国总排
8、放量的 65 很显然 要达到国务院提出的要求在 2010 年将 二氧化硫排放量控制在 2000 年的水平 电力工业将成为消减二氧化硫排放量的重点工 业 4 因此本课题主要研究目的为根据设计所给参数对滇东电厂 4x600MW 烟气脱硫除尘 系统进行系统的设计 使该电厂排放烟气中的 SO2及烟尘达到国家排放标准 有效地控 制当地空气污染物 改善空气质量 提高居民生活质量 该课题是具有实际意义和具 有一定必要性的 参考资料 1 3 课题研究的主要容 1 根据设计任务进行资料收集和调研 2 脱硫工艺的选择 石灰石粉制备方式的选择 GGH 设置的选择 增压风机设置的选 择 石膏储运方式的选择 3 净化系
9、统工艺设计计算 包括脱硫除尘系统 吸收剂制备系统 脱硫系统及副产 品系统 4 主要烟气净化装置选择和工艺设计 除尘器 气固输送管道和泵 风机等 5 脱硫系统的设计优化 石膏处理系统 废水排放系统 工艺水系统 压缩空气系统 6 考虑管道腐蚀堵塞问题 并提出合理的解决办法 7 脱硫设施总平面布置的合理性 8 工程概算 技术经济分析 参考资料 第 2 章 工程概况 2 1 电厂概况 滇东发电厂位于省东部 处在滇东高原向黔西高原过渡地带 地理坐标为东经 102 42 105 50 北纬 24 19 27 03 市域东与六盘水 市 黔西南州和广西地区毗邻 南与 红河州接壤 西与交界 北靠地区和地区 滇东
10、电厂一期工程规模为 4 600MW 燃煤机组新建工程 FGD 装置与主体工程同时 设计 同时建设 同时投运 脱硫烟气经过除尘器除尘 脱硫装置布置在烟囱后 2 2 烟气参数 表 2 1 锅炉出口烟气参数 烟气成分 体积流量NM H 3 体积百分比 wet体积百分比 dry H2O g 116 6405 4 N g 2 1 636 862 75 780680 1064 O g 2 132 8406 15006 5011 CO2 g 271 512 12 570013 2875 SO g 2 1 7970 08320 0879 SO g 3 660 00310 0033 NOx g 0 0080 0
11、080 HCl g 630 00310 0031 HF g 550 00270 0027 DUST S 1 TOTAL2 160 000100100 2 3 石灰石参数 参考资料 表 2 2 石灰石分析资料 齐备材 项目单位数据 烧失量wt 41 16 H O 2 wt 0 3 CaO wt 51 98 MgO wt 2 96 SiO2 wt 0 54 Fe 32O wt 0 12 Al 32O wt 0 54 SiO2 wt 1 23 其他微量元素wt 1 71 粒径 mm20 2 4 总体设计原则 1 脱硫装置的设计要保证能快速启停 旁路挡板有快速开启功能 2 FGD 装置性能 能适应锅炉
12、最低稳燃负荷 40 BMCR 工况和 100 BMCR 工况之间的任何负荷 FGD 装置在没有大量的和非常规的操作或准备的情况下 能通过冷或热起动程序投入 运行 在锅炉运行时 FGD 装置和所有辅助设备能投入运行而对锅炉负荷和锅炉运行方式不 产生任何干扰 FGD 装置能够在烟气排放浓度为最小值和最大值之间任何点运行 并确保排放指标不 大于保证值 3 最低停运温度不低于 170 4 整套 FGD 系统及其装置的设置能够满足整个系统在各种工况下自动运行的要求 FGD 装置及其辅助设备的启动 正常运行监控和事故处理应在 FGD 电子设备间实现完全 自动化 参考资料 5 在电源故障时 所有可能造成不可
13、挽回损失的设备 应同由业主提供的保安电源 连接 6 在装置停运期间 各个需要冲洗和排水的设备和系统能实现自动冲洗和排水 在 短期停运或事故中断期间 主要设备和系统的排水和冲洗应能通过 FGD DCS 的远方操 作实现 7 对于容易损耗 磨损或出现故障并因此影响装置运行性能的所有设备设计成易于 更换 检修和维护 8 在设备的冲洗和清扫过程中产生的废水应收集在 FGD 岛的排水坑 然后送至吸收 塔系统中重复利用 9 FGD 装置可用率不小于 99 10 FGD 装置服务寿命为 30 年 参考资料 第 3 章 烟气脱硫工艺的选择 在选择脱硫工艺时 FGD 系统的最重要的参数是工艺所能达到的脱硫效率
14、由于烟 气脱硫系统的投资和今后的运行 维护费用较高 因此如何因地制宜地选择相适应的 脱硫工艺 以降低投资和运行费用是一件非常重要的决策工作 3 1 几种常见的脱硫工艺 3 1 1 石灰石 石膏湿法脱硫工艺 石灰石 石膏湿法烟气脱硫工艺 6 是当今世界各国应用最多和最成熟的湿法工艺 该工艺主要是采用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂 石灰石经破碎磨细成粉 状与水混合搅拌制成吸收浆液 当采用石灰作为吸收剂时 石灰粉经消化处理后加水 搅拌制成吸收浆液 在吸收塔 吸收浆液与烟气接触混合 烟气中的二氧化硫与浆液 中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被吸收脱除 最终产物为石膏 脱硫后 的烟气依次经过
15、除雾器除去雾滴 加热器加热升温后 由增压风机经烟囱排放 脱硫 渣石膏可以综合利用 石灰石 石灰 石膏湿法脱硫主要特点如下 1 脱硫效率高 2 引进早 技术成熟 可靠性高 3 对煤种变化的适应性强 4 系统复杂 占地面积较大 一次性建设投资相对较大 5 吸收剂资源丰富 价格便宜 6 脱硫副产物便于综合利用 7 后期处理复杂 二次污染严重 8 脱硫系统无法快速响应锅炉负荷的变化运行 9 粉尘排放浓度较难满足要求 10 整个系统物料处于浆状 制浆 喷淋系统易结垢 堵塞 工艺复杂 系统 管理 维护费用较高 参考资料 3 1 2 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺 LSD 法 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺 7 是
16、一种在国外有较多应用的烟气脱硫工艺 特别 在欧州应用多 原西德截止 1990 年有 2480MW 容量的燃煤 机组采用喷雾干燥法烟气脱 硫装置 这种工艺相对于传统的石灰石一石膏法来说 具有设备简单 投资较低 占地 而积小等特点 但脱硫率相对较低 针对我国国情而言则具有一定的推广价值 目前 在黄岛电厂进行的中日合作项目高硫煤烟气脱硫试验工程采用的就是这种旋转喷雾烟 气脱硫工艺 旋转喷雾烟气脱硫是利用喷雾干燥的原理 将吸收剂浆液以雾状形式喷入吸收塔 发生化学反应过程中 又不断吸收烟气中的热量使雾料中水份蒸发干燥 最后完成脱 硫后的废渣以干态灰渣形式排出 旋转喷雾法烟气脱硫工艺具有如下特点 1 投资费用较低 2 设备简单 维护量小 3 占地面积较少 4 能耗低 水耗低 运行费用主要是购置生石灰的费用 5 脱硫效率不高 多在 70 90 之间 6 适应性广 技术日趋成熟 3 1 3 炉喷钙加尾部增湿活化工艺 LIFAC 法 炉喷钙加尾部增湿活化器脱硫工艺 7 是在炉喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增 设了增湿段 以提高脱硫效率 该工艺多以石灰石粉为吸收剂 石灰石粉由气力喷入 炉膛 850 115
