大唐南京电厂一期工程（2×660MW机组）FGD脱硫装置培训教材·
序号 指标名称 数值 6.46 17 石灰石粉年消耗（×10t/a） 9.52 18 石膏产量（t/h） 20.42 30.58 11.231 19 石膏年产量（×10t/a） 16.82 44备注 设计煤种含硫0.8％，年运行时间5500h计 校核煤种含硫1.2％，年运行时间5500h计 设计煤种含硫0.8％ 校核煤种含硫1.2％ 设计煤种含硫0.8％，年运行时间5500h计 校核煤种含硫1.2％，年运行时间5500h计 3 FGD系统组成及工艺描述
3.1 概述
烟气脱硫装置包括下列各工艺分项系统：烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂制备系统、石膏处置系统、排空系统、公用工程系统 、废水处理系统。详见总工艺流程框图。
原烟气 净烟气 石灰石粉 工艺水 烟气系统 石灰石浆液 石膏浆液 石膏处置 石膏 吸收剂 制备系统 SO 2 吸收系统 系统 外运 滤液水 滤液水 废水 废水处理 氧化空气 浆液循环 净水外排 系统 总工艺流程框图
3.2 分系统工艺描述 3.2.1 烟气系统 3.2.1.1 系统简介
烟气系统采用增压风机与引风机合二为一的方案，引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，并同时避免引风机可能受到的低温烟气的腐蚀，从而保证了FGD系统安全长期运行。
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从电厂#1锅炉来的原烟气，经并联的两台引风机进入FGD系统。两路烟气分别经各自的引风机出口挡板门后汇合进入吸收塔。出塔净烟气经过净烟道进入烟囱后排放到大气中。每台引风机的出口设置了引风机出口挡板门（配置电动执行机构）用来切断烟气。（#2炉烟气系统流程同#1炉）。
烟道均采用普通钢制烟道。引风机出口挡板门后的原烟气烟道、吸收塔后净烟气烟道采用玻璃鳞片树脂涂层。烟气系统工艺流程图详见SYHB-TL153S-J0301-02～03。 3.2.1.2 主要设备及工作原理简介
烟气系统主要设备包括：烟气挡板门、膨胀节等。
引风机出口设置挡板门为引风机的检修和锅炉的低负荷运行带来方便。当锅炉低负荷运行、只运行一台引风机或者一台引风机故障需要检修时，可将停运的一台引风机进、出口的挡板门关闭，以便方便风机检修。为隔断热烟气，为防止挡板门烟气的泄漏，设置了挡板门密封风系统。在一台引风机停运检修时，开启挡板门密封风机和电加热器向引风机出口挡板门的双层挡板之间注入密封风；当两台引风机都运行时，挡板门密封风机和电加热器停运。
引风机出口挡板门为单轴双挡板，有100%的气密性。全开、全关时间≤30秒。 每炉的2台烟气挡板门配一套密封空气系统, 包括1台挡板门密封风机和一台电加热器。密封气压力至少比烟气压力高 0.5kPa，风机在设计上考虑有足够的容量和压头。
烟气挡板门外形示意图
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3.2.2 事故喷淋系统 3.2.2.1 系统设计简介
在烟气事故情况下，为保护塔内件，吸收塔入口烟道增设事故喷淋系统。在吸收塔入口温度高于160°C、吸收塔出口温度异常过高、循环泵全停时，事故喷淋系统自动启动对高温烟气进行冷却。烟气事故喷淋系统设置在吸收塔入口烟道上，配置有高位事故喷淋水罐、事故喷淋管道、事故喷淋喷嘴、气动控制阀及压力表等。事故喷淋水罐的补水来自除雾器冲洗水泵和脱硫区的消防水，在除雾器冲洗水泵补水不能满足要求时，采用消防水补水，以保证事故喷淋水罐保持正常的水位。
事故喷淋的喷嘴布置在吸收塔的入口烟道内，事故喷淋系统设置两级冷却，每级冷却系统40个喷嘴，每塔（两级冷却）80个喷嘴。喷嘴的布置能够保证喷嘴喷射出的水能覆盖整个烟道的截面，避免了烟气的短路导致吸收塔入口的烟气温度超温。同时为了避免烟气中的飞灰引起喷嘴的堵塞问题，从氧化风机管道引接一路氧化空气对事故喷淋喷嘴进行定期喷吹。
3.2.2.2 主要设备及工作过程
进入FGD 的烟气超过160 ℃、吸收塔出口温度异常过高、循环泵全停时，自动开启事故烟气喷淋系统。当事故发生时，首先由布置在高位的水罐作为缓冲水源立即进入事故喷淋系统，提供事故冷却所需的喷淋水，实现所需的冷却效果以保证塔内设备的正常、稳定运行；在除雾器冲洗水泵正常运行时，通过控制事故喷淋系统阀门的开关，实现除雾器冲洗水泵与喷淋系统的第一级冷却系统连通，负责其喷淋供水，高位水罐与喷淋系统的第二级冷却系统连通，负责其喷淋供水。当事故喷淋系统长时间不运行时，应定期开启氧化空气喷吹的手动阀门对事故喷淋喷嘴进行喷吹，保证喷嘴的畅通，每天吹扫一次。 3.2.3 SO2吸收系统 3.2.3.1 系统简介
SO2吸收系统是FGD装置的核心部分，采用传统的单回路逆流喷淋空塔工艺，按一炉一塔的方案配置设备。
SO2吸收系统主要由吸收塔本体、浆液循环系统、氧化空气系统、除雾器等四部分组成。吸收塔本体的布局根据具体功能划分，上部为喷淋洗涤区和烟气除雾区，下部浆液池为氧化区。塔体上部喷淋洗涤区设置四层喷淋层，三运一备，浆液池中的浆液通过循环浆液泵送到喷淋层喷嘴，循环浆液在喷淋区自上而下喷淋，烟气从下向上与喷淋而下的循环
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浆液逆流接触进行脱硫反应，烟气中的SO2被循环浆液洗涤并与循环浆液中的CaCO3发生反应生成亚硫酸钙，通过烟气中的氧气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。剩余亚硫酸钙在吸收塔底部浆液池内被氧化风机鼓入的空气强制氧化生成石膏，石膏浆液浓度大约20％wt，由石膏浆液排出泵排出并送入石膏脱水系统脱水。烟气
3经过两级除雾器除去脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟气液滴含量低于75mg/ Nm（干态）
从吸收塔顶部排出。
SO2吸收系统工艺流程图详见SYHB-TL153S-J0301-04～09。 3.2.3.2 主要设备及工作原理简介
（1）吸收塔
吸收塔为逆流式喷淋圆柱变径塔，上部直径为16m，下部浆液池直径为17.4m，塔高42.2m，底部浆液池容积2020m3，上部为喷淋洗涤区和烟气除雾区。在吸收塔顶部设置了自动排气蝶阀，在正常运行时排气蝶阀是关闭的。当FGD装置停运时，排气蝶阀自动开启。
吸收塔内下部浆液池中水平径向布置有4台侧进式搅拌器、氧化空气喷嘴。设置搅拌器的目的是使浆液保持混流状态，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,以保证浆液对SO2的吸收和反应能力及不会因为固体悬浮物沉淀而堵塞设备及管道；另一作用有助于氧化空气充分扩散，每根氧化空气管的出口都非常靠近搅拌器，有利于空气被迅速送至高度湍流的浆液区，从而使得空气和浆液得以充分混合，空气通过浆液的剪切力使浆液产生很细的气泡而增大了接触面积，进而实现了亚硫酸钙的高氧化率。
浆液池中的浆液通过循环浆液泵送到喷淋层喷嘴，每台吸收塔循环泵对应于各自的一层喷淋层，共设置四台浆液循环泵和四层喷淋层，设计工况下三运一备；喷淋主管采用耐磨耐腐的碳钢双面衬胶管道，喷淋支管采用FRP管，浆液循环管采用碳钢管衬胶；喷嘴采用耐磨性能极佳的SiC材质中空锥切线型喷嘴，喷出的空心圆锥环形雾沫,使气液接触效率高，能达到较高的吸收性能。
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吸收塔搅拌器安装位置示意图
吸收塔内氧化空气分布示意图
在吸收区，原烟气进入吸收塔，塔自上而下喷淋的浆液中的水被迅速蒸发，使烟气中的水蒸汽处于饱和状态，吸收塔浆液中水的损耗通过除雾器冲洗水来补充。吸收塔通过改变除雾器冲洗水控制程序来保证水的加入量以维持塔的正常液位。
当脱硫系统出现事故停机需要检修吸收塔时，吸收塔内的浆液由石膏浆液排出泵排出并存入事故浆液罐中，以便对吸收塔进行维修。
当系统停车时，为了避免烟气和喷淋液在入口气液接触区形成沉淀堆积，可打开吸收塔入口烟道的检查孔，用工艺水冲洗吸收塔入口部分的底部。
原烟气经主体引风机增压后经吸收塔入口烟道进入吸收塔，新鲜石灰石浆液补充到吸收塔下部浆液池内，用浆液循环泵将浆池内浆液送至吸收塔上部喷淋层，气液两相充分接触，烟气中SO2被脱除，在吸收塔内主要有传质、传热工艺过程，其反应机理如下：
在吸收区烟气中的SO2与浆液中碳酸钙发生反应，生成亚硫酸钙：
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