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1、长沙电厂2600MW机组脱硫脱硝培训教材目 录第一章 绪论第一节 常规湿法脱硫技术第二节 常规脱硝技术第三节 长沙电厂机组概况第二章 脱硫脱硝的理论基础第一节 NOx、SOx的生成机理第二节 烟气脱硫的理论第三节 烟气脱硝的理论第三章 湿法石灰石/石膏脱硫工艺（WFGD）第一节 WFGD工艺流程第二节 石灰石石膏湿法脱硫工艺的描述第三节 影响WFGD工艺性能的主要因素第四章 WFGD的烟气系统第一节 烟气特性及参数第二节 烟气系统流程第三节 烟气系统的主要设备第五章 WFGD的吸收塔系统第一节 吸收塔系统简介第二节 吸收塔工作原理第三节 吸收塔系统的主要设备第六章 WFGD的吸收剂制备系统第一
2、节 系统简介第二节 石灰石卸料、储存与输运系统第三节 湿磨机第七章 WFGD的石膏脱水系统第一节 石膏脱水系统流程第二节 石膏脱水系统的主要设备第三节 石膏脱水系统的工艺特点第八章 WFGD的公用及辅助系统第一节 排放系统第二节 工艺水、废水排放系统第三节 压缩空气系统第四节 管道和阀门第九章 WFGD的热工控制系统第一节 热工控制系统概述第二节 FGD_DCS第三节 现场仪表及执行机构第四节 模拟量控制系统第五节 顺序控制系统第十章 WFGD工艺的运行、维护与故障处理第一节 WFGD的启动与调试第二节 WFGD的启、停操作第三节 WFGD的保护与联锁第四节 WFGD的故障处理第十一章 脱硝工
3、艺第一节 脱硝工艺概况第二节 脱硝工艺的流程第三节 脱硝工艺的监测、电气与控制附录一 脱硝设备供货清单附录二 DCS供货清单附录二 入口烟气氮氧化物含量变化时脱硝效率修正曲线第一章 绪 论比晓夫吸收塔其实也是一种单回路喷淋塔，之所以把它单独列为一个类别，是因为它比较独特，和常规单回路喷淋塔有较大的不同。其主要特点是它把浆液池分为上下两个区，上部氧化区在低pH值环境下运行，提供了最好的氧化条件，下部为新加入的吸收剂区，pH值较高，有利于吸收反应。比晓夫吸收塔具有双回路喷淋塔分为不同pH值区域的优点，但是其塔的结构比双回路喷淋塔简单，只需一个回路。比晓夫吸收塔另外一个特点是它的脉冲悬浮系统，不需要
4、搅拌器，浆液的搅拌靠脉冲泵，长期关机后可以无障碍启动。1) 液注塔液注塔是三菱公司专利技术，上面介绍的三种吸收塔都属于喷淋塔，而液注塔则是完全不同于喷淋塔的一种吸收塔。喷淋塔是使吸收剂（浆液）自上往下喷淋，喷淋层一般设置多层，而液注塔是从下往上喷射，形成树状的液注，液注在上升与下落过程中重复接触烟气，完成吸收反应，喷射层为单层设置。液注塔的结构比喷淋塔更为简单，特别是在喷淋（喷射）层的设置上，喷淋塔的喷淋层为多层，喷嘴的分布和对喷嘴喷射角度都有严格要求，而液淋塔对喷射层无严格要求，技术上容易实现。2) 填料塔填料塔是主要应用于早期的湿法脱硫装置，由于其结垢和堵塞问题难以解决，目前新上的脱硫装置
5、已很少采用填料塔。3) 鼓泡塔鼓泡塔是千代田化工建设研制开发的湿法脱硫技术，以上介绍的五种吸收塔的脱硫机理是一致的，都是通过烟气与浆液雾滴或液滴顺流或逆流接触进行反应，脱除烟气中的SO2，而鼓泡塔的脱硫机理则完全不同，它是将烟气直接通到浆液中，通过烟气在浆液中鼓起的气泡与浆液进行接触反应。在吸收塔的结构上，鼓泡塔与喷淋塔最显著的区别是不设喷淋层、没有浆液循环泵。但是，鼓泡塔插入浆液中的烟气管有很多根，内部件多，结构较复杂，系统阻力也很大。2.2 各种湿法脱硫技术上面所述六种吸收塔，填料塔、板式塔已经淘汰，而双回路喷淋塔、比晓夫吸收塔、液注塔、鼓泡塔均为某个（或两个）公司独有的专利技术，分别为R
6、esearch-Cottrell和诺尔克尔兹（双回路喷淋塔）、比晓夫（比晓夫吸收塔）、三菱（液注塔）、千代田（鼓泡塔）拥有，其它公司基本上采用单回路喷淋吸收塔。ALSTOM、AE、IHI、BHK(巴布科克日立)、B&W、MASULEX湿法脱硫技术公司均采用单回路喷淋吸收塔，比晓夫公司则使用的是比晓夫吸收塔，EEC为鼓泡塔（千代田将日本国外的技术许可转给了EEC）。其实，比晓夫吸收塔也是一种单回路喷淋塔，采用悬浮脉冲搅拌技术和池分离强制氧化技术。1) 比晓夫单回路喷淋塔和鼓泡塔比较鼓泡塔是一种在脱硫原理上完全不同于其它湿法的脱硫技术，在技术上有独到之处，脱硫效率高、除尘性能好、没有喷淋层与循环泵
7、、吸收塔控制简单是它的优点。鼓泡塔是千代田独自研制开发的湿法脱硫技术，而喷淋塔发展历史较长，又为世界上大多数脱硫公司拥有，所以在技术成熟程度，技术开发能力上鼓泡塔不能与喷淋塔相比。鼓泡塔虽然不需要循环泵，但是阻力大，对脱硫风机出力的要求大，在节约电耗上的优势并不明显。其吸收塔结构复杂、内部件多、体积较大，在成本上与喷淋塔相比并不具备优势。由于鼓泡塔业绩较少，脱硫原理较独特，对于业主，鼓泡塔也许是一个全新的概念，要使业主接受这一概念要比喷淋塔困难得多。所以，鼓泡塔还需作进一步考察，目前不宜作为公司引进湿法脱硫技术的首选。比晓夫吸收塔兼有双回路喷淋塔和单回路喷淋塔的优点，它既有双回路喷淋塔将吸收塔
8、分为不同pH值区域的特点，又有单回路喷淋塔结构简单的优点，另外脉冲悬浮系统也是一个非常独特的优点，使比晓夫公司脱硫系统效率高、故障低、可用率高、维护方便。其它公司使用的均为单回路喷淋塔，吸收塔的结构差异不大，技术上也大同小异，在脱硫市场上都具备丰富的经验，技术上差异不是非常明显。2) 国内脱硫公司采用的技术国内从事湿法脱硫的公司主要有龙源、龙净、远达、三融、上海石川岛、国华荏原等公司，采用国外湿法脱硫技术的公司如下：龙源（德国BBP集团Steinmller公司），龙净 （德国鲁奇集团Bischoff（比晓夫）公司），远达（日本三菱），三融（日本川崎），上海石川岛（日本石川岛），国华荏原（日本荏
9、原）。第二节 常规脱硝技术由于炉内低氮燃烧技术的局限性, 对于燃煤锅炉,采用改进燃烧技术可以达到一定的除NOx 效果,但脱除率一般不超过60%。使得NOx 的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NOX 的排放,必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法3 类。（1） 干法包括选择性非催化还原法( SNCR) 、选择性催化还原法(SCR) 、电子束联合脱硫脱硝法;（2） 半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;（3） 湿法有臭氧氧化吸收法等。就目前而言，干法脱硝占主流地位。其原因是：NOx 与SO2相比，缺乏化学活性，难以被水溶液吸收；NOx 经还原后成为无毒
10、的N2 和O2，脱硝的副产品便于处理；NH3 对烟气中的NO 可选择性吸收，是良好的还原剂。湿法与干法相比，主要缺点是装置复杂且庞大；排水要处理，内衬材料腐蚀，副产品处理较难，电耗大（特别是臭氧法）。2.1 SCR 技术SCR又称选择性催化还原脱硝技术，把2.2 SNCR 技术SNCR又称为选择性非催化还原脱硝技术，还原剂可用NH3或尿素，反应温度为9001100，不使用催化剂，脱硝效率为25%50%，还原剂通常在炉膛内喷射，但需与锅炉厂家配合； 不会导致SO2氧化，NH3逃逸体积分数为1010-61510-6；对空气预热器的影响为不导致SO2 的氧化，造成堵塞或腐蚀的机会为三者最低，没有系统
11、压力损失；燃料对其无影响，此外，它受炉膛内烟气流速及温度分布的影响。2.3 SNCR 与SCR 混合型技术还原剂可使用NH3 或尿素，反应温度前段为9001100，后段为320400，后段加装少量催化剂(成分主要为TiO2，V2O5，WO3) ； 脱硝效率为40%70%； 锅炉负荷不同还原剂喷射位置也不同，通常位于一次过热器或二次过热器后端；SO2氧化较SCR低，NH3逃逸体积分数为510-61010-6；对空气预热器影响为SO2 氧化率较SCR 低，造成堵塞或腐蚀的机会较SCR 低； 催化剂用量较SCR小，产生的压力损失相对较低，燃料的影响与SCR 相同；受锅炉的影响与SNCR 影响相同。通
12、过对以上3种方法的比较，可以看出SCR 脱硝效果比较好，但是工程造价高，SNCR 工程造价低，但是效率不高，所以目前工程多采用效率和造价均中等的SNCR 与SCR 混合型。1 主体工程概况主机组2600MW国产超临界燃煤发电机组的锅炉由东方锅炉厂制造生产，其型式为超临界参数、变压直流、单炉膛形布置、对冲型燃烧一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架悬吊结构锅炉。 设计每台炉配二台三分仓回转式空气预热器和二台四电场电除尘器、锅炉最大连续蒸发量(BMCR) 1903t/h；过热器出口参数25.4MPa(g) 571；汽轮机由东方汽轮机厂制造生产，型式为超临界参数、中间一次再热、单轴三缸
13、四排汽、双背压凝汽式；汽轮机最大连续出力(TMCR) 634.352MW；汽轮机铭牌出力(TRL) 600MW；主汽门进口额定参数24.2MPa(a)/566；采用东方电机厂制造生产的额定功率为600MW、水-氢-氢冷却方式的发电机。2 煤质及参数 本工程燃用山西潞安煤业集团有限公司的平煤和晋城煤业集团有限公司的无烟煤煤质资料见下表：表1.1 长沙电厂工程煤质分析表元素分析收到基碳Car%60.0955.40收到基氢Har2.941.893.592.531.340.951.01.2523.2629.327.788.6表1.2 长沙电厂2600MW机组燃料消耗量注日平均运行小时数按20h考虑年利
14、用小时数按4800h考虑3 炉后设备和脱硫系统入口烟气参数本工程每台锅炉配置两台电气除尘器，除尘效率不低于99.69%。除尘器出口烟气含尘浓度81.9mg/Nm3。每台锅炉配置两台轴流式引风机，两台锅炉合用一座钢筋混凝土砖套筒烟囱其出口直径为8.5m烟囱高度暂定为210.0m。脱硫系统入口烟气参数见下表：表1.3 烟气参数(一台锅炉BMCR工况)本厂采用的脱硫吸收剂为石灰石，其品质为CaO含量大于50%，MgO含量小于3%，粒径按小于20mm。根据计算每年需消耗约3.88万吨石灰石。两台机组共用石灰石耗量见下表：注：日运行小时数按20小时计年利用小时数按4800小时计钙硫比1.03 脱硫效率90%第二章 脱硫脱硝的理论基础第一节 NOx、SOx的生成机理1.1硫氧化物生成机理空气中的硫氧化物主要来源于含硫燃料的燃烧。燃料中的硫，除少量非燃烧性硫(510%)残留在灰分中外，绝大部分都氧化成SO2。不过即使空气过量，也只有0.52%的SO2转化成SO3。煤炭中的可燃硫有两种：有机硫：硫茂、硫醇和二硫化物无机硫：FeS2有机硫构成煤分子的一部分，在煤中均匀分布，而无机硫颗粒尺寸较小，在煤中通常呈独立相弥散分布。低硫煤中主要是有机硫，约为无机硫的8倍；高硫
