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(CaCO3)粉。烟气系统按一炉一塔配置,吸收塔采用单回路逆流喷淋空塔,在吸收塔内烟气中的SO2与石灰石浆液反应后生成二水硫酸钙及亚硫酸钙,亚硫酸钙在吸收塔内被氧化空气强制氧化为石膏。生成的石膏浆液经石膏旋流器和真空皮带脱水机两级脱水处理后成为固体石膏,可作为副产品外售。
本工程的最大特点是采用的不带旁路的脱硫系统,脱硫装置为主体是不可分割的一部分,脱硫装置必须和主体同步运行。脱硫增压风机和主体的引风机合二为一,烟气系统配置简单。同时由于取消了烟气旁路,在事故情况下的应急处理就显得尤为重要。在烟气系统事故或脱硫设备故障时如何保护好吸收塔内部件并尽可能减少对主机的影响,是本脱硫装置在设计和运行过程中需要重点关注的问题。 1.3 工艺系统主要设计原则
(1)脱硫工艺采用石灰石—石膏湿法全烟气脱硫,不设GGH,不设置旁路。 (2)脱硫装置采用一炉一塔配置,每套脱硫装置的烟气处理能力按BMCR工况设计。脱硫系统取消增压风机,脱硫增压风机与主体引风机合二为一。
(3)脱硫烟气系统采用无烟气旁路设计,100%的烟气进行脱硫。 (4)脱硫装置能与锅炉的启、停、运行和负荷变化相匹配。
(5)烟气脱硫装置和辅助设施能适应锅炉最低稳燃负荷(30%BMCR)工况和100%BMCR工况之间任何负荷工况下运行。
(4)吸收剂制备工艺采用外购合格石灰石粉制备浆液的方案。
(5)石膏处置系统采用石膏旋流器与真空带式过滤机的两级脱水方案,副产品石膏在脱水后含湿量<10%,为综合利用提供条件。
(6)设置脱硫废水处理系统,废水通过处理后,其水质达到国家污水综合排放标准(GB8987)的要求,达标后排放供电厂综合利用。主体的废水也排至脱硫的澄清池,废水经脱水达标后综合利用。
(7)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。
(9)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)。装置任何高于85dB(A)的设备,均采取措施将噪声控制在低于85dB(A)的水平。
2 主要设计数据及性能指标
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2.1 主要设计基础数据
2.1.1 烟气脱硫装置工艺物料平衡示意框图
未处理原烟气 石灰石粉 副产品石膏 工艺水 FGD 装置 废水 工业水
处理后净烟气
从工艺物料平衡示意框图可以看出:工艺设计基础数据首先必需提供未处理的烟气条件及要求经处理后的烟气达到的排放指标;供应的石灰石粉品质、工业水、工艺水的各项指标;通过工艺物料平衡计算得到石灰石粉、工艺水、工业水的消耗量,需要排出的废水量,副产品石膏的生成量。 2.1.2 石灰石粉
本工程脱硫剂采用外购石灰石成品粉,自配成石灰石浆液作为吸收剂。石灰石粉粒度要求≥90%通过325目筛网。
石灰石成分分析表
成分 含量(%) CaCO3 90.34~95 CaO 55.6 SiO2 0.38 MgO 0.01 SO3 0.56 2.1.3 烟气成份
脱硫装置入口烟气参数 项 目 RO2 O2 N2 H2O FGD入口湿烟气量(BMCR)
单位 Vol% Vol% Vol% Vol% Nm3/s 4
锅炉BMCR工况 设计煤种 13.68 4.44 74.01 7.87 562 校核煤种 13.14 4.44 74.48 7.93 562.61
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项 目 FGD入口烟气温度(BMCR) 锅炉排烟温度 FGD负荷范围 FGD年利用小时数
单位 ℃ ℃ % h 锅炉BMCR工况 设计煤种 112 121 30~100 5500 校核煤种 125 128 30~100 5500 2.1.4 烟气中污染物成分(干基,实际含氧)
项目 SO2 SO3 Cl(HCl) F(HF) 烟尘浓度(引风机出口) 烟气含氧量百分比 2.1.5 供水水源及水质
分析项目 K+(估) Na+ Ca2+ Mg2+ Fe3+ Cl- SO42- HCO3- PH 闭式循环冷却水分析资料
分析项目 K+(估) Na+ Ca2+ Mg2+ Fe3+ Cl- SO42- HCO3- PH 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 数据(平均) 2 8 35 7.5 0.05 10 32.5 110 6.5 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 数据(平均) 8 32 140 30 0.2 40 130 440 6.5 单位 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 % 设计煤种 1758.76 <15 ≤50 ≤25 <50 4.8 校核煤种 2633.55 <15 ≤50 ≤25 <150 4.79 5
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2.1.6 压缩空气
仪用压缩空气参数:0.6~0.8 MPa;5 Nm3/min。 2.1.7 电气和I&C
脱硫岛不设6KV配电装置,脱硫岛6KV单元负荷及公用负荷分别接自主厂房6kV 段配电装置。
低压PC采用单母线分段接线,设380/220V脱硫A、B段,由两台1250低压干式变低压侧供电。采用的电压等级:AC 6kV、380/220V,50Hz和DC 110V。
整套脱硫控制系统将由完成脱硫监视控制的分散控制系统以及根据工业设备控制水平和控制要求设置的少数就地控制仪表盘及其它辅助自控装置所构成。
分散控制系统DCS由操作员站、工程师站、冗余配置的数据高速公路及控制器等所组成。系统共配置3台操作员站、1台工程师站。其中2台脱硫操作员站安装在单元机组集控室,实现脱硫与单元机组的集中监控;其中1台脱硫操作员站和工程师站安装在灰煤楼集控室,作为调试和后备工作站。 2.2 烟气脱硫装置设计主要性能指标
烟气脱硫装置能在锅炉BMCR工况下进烟温度在160℃以下安全连续运行。烟气脱硫装置内的防腐材料在短期烟气温度达到180℃时,将能短期运行(不少于5分钟),当超过180℃达20分钟以上时,FGD发出主机停炉信号。
烟气脱硫装置保证能在规定的锅炉负荷内、规定的烟气温度和石灰石粉质量条件下,连续稳定地提供质量合格的石膏产品。 2.2.1 性能保证值
FGD性能保证值如下:
2.2.1.1 SO2脱除率及脱硫装置出口SO2浓度
FGD装置在验收试验期间(在设计条件下连续运行7天),SO2脱除率不小于95%,脱硫装置出口SO2浓度不超过 87.4 mg/Nm3(设计值含硫量0.8% )。当脱硫装置进口SO2浓度超过设计值50%时,SO2脱除率不小于95%,脱硫装置出口SO2浓度不超过_ 131__mg/Nm3,脱硫装置可安全运行。 2.2.1.2 石膏品质
自由水分低于10%
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CaSO4﹒2H2O 含量高于90%
CaCO3+MgCO3 <3%(以无游离水分的石膏作为基准)
CaSO3﹒1/2H2O 含量低于0.5%(以无游离水分的石膏作为基准) 溶解于石膏中的Cl-含量低于0.01% Wt(以无游离水分的石膏作为基准) 溶解于石膏中的F-含量低于0.01% Wt(以无游离水分的石膏作为基准) 溶解于石膏中的MgO含量低于0.021% Wt(以无游离水分的石膏作为基准) 溶解于石膏中的K2O含量低于0.07% Wt(以无游离水分的石膏作为基准) 溶解于石膏中的Na2O含量低于0.035% Wt(以无游离水分的石膏作为基准) 2.2.1.3脱硫废水处理装水质满足GB8987的排放标准。 2.2.2 FGD系统的性能指标(单台炉)
序号 1 指标名称 FGD进口烟气量(Nm3/h,湿,实际氧) FGD进口烟气量(Nm/h,干,实际氧) FGD进口SO2浓度(mg/Nm,干,实际氧) FGD出口SO2浓度(mg/Nm3,干,实际氧) FGD进口含尘浓度(mg/Nm3,干,实际氧) FGD进口烟气温度(℃) FGD出口烟气温度(℃) 系统脱硫效率(%) 系统可用率(%) FGD服务寿命(年) 负荷变化范围(%) 石灰石粒径要求(um) 石灰石浆液浓度(%) 吸收塔浆池Cl浓度(ppm) 故障烟温(℃) 钙硫比Ca/S(mol) 石灰石粉消耗(t/h) 33数值 2040067 1875664 1758.76 87.39 21.37 112 50 ≥95 ≥99 30 30~100% ≤44 30 ≤20000 >180 ≤1.03 11.75 17.3 7
备注 设计煤种含硫0.8% 设计煤种含硫0.8% 设计煤种含硫0.8% 设计煤种含硫0.8% 100%BMCR工况 100%BMCR工况设计煤种 90% 运行值 延时20分钟,发送停机信号 设计煤种含硫0.8% 校核煤种含硫1.2%
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16