外高桥培训讲义-脱硫

上海外高桥第三发电厂2×1000MW机组烟气脱硫工程培训教材1本教材为上海外高桥电厂三期脱硫项目编制目录1.工艺系统描述2.电气系统描述3.控制系统描述4.调试与运行5.维护1.工艺系统描述1.1.1吸收过程吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SO3及HCl、HF被吸收。SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。为了维持吸收液恒定的pH值并减少石灰石耗量，石灰石被连续加入吸收塔，同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快石灰石在浆液中的均布和溶解。上海外高桥第三发电厂2×1000MW机组烟气脱硫工程培训教材21.1.2反应原理强制氧化系统的化学过程描述如下：（1）吸收反应烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下：SO2＋H2O→H2SO3H2SO3⇋H＋＋HSO3－（2）氧化反应一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化，反应如下：HSO3－＋1/2O2→HSO4－HSO4－⇋H＋＋SO42－（3）中和反应吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反应如下：Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·2H2O＋CO2↑2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑（4）其他污染物烟气中的其他污染物如SO3、Cl、F和尘都被循环浆液吸收和捕集。SO3、HCl和HF与悬浮液中的石灰石按以下反应式发生反应：SO3＋H2O→2H＋＋SO42－CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2+H2OCaCO3+2HF==CaF2+CO2+H2O1.2.1SO2吸收系统吸收塔采用川崎公司先进的逆流喷雾塔。烟气由一侧进气口进入吸收塔的上升区，在吸收塔内部设有烟气隔板，烟气在上升区与雾状浆液逆流接触，处理后的烟气在吸收塔顶部翻转向下，从位于吸收塔烟气入口同一水平位置的烟气出口排至除雾器。川崎逆流喷雾塔具有如下特点：上海外高桥第三发电厂2×1000MW机组烟气脱硫工程培训教材3•吸收塔的构造为内部设隔板、排烟气顶部反转，出口内包藏型的简洁吸收塔；•采用川崎螺旋状喷嘴，所喷出的三重环状液膜气液接触效率高，能达到高效吸收性能和高除尘性能；•通过烟气流速的最适中化和布置合理的导向叶片，达到低阻力、节能的效果；•吸收塔出口部具有的除水滴作用可降低除雾器负荷，确保除雾器出口水滴达标；•出口除雾器的布置高度底、便于运行维护、检修、保养；•吸收塔内部只布置有喷嘴，构造简单且没有结垢堵塞；•通过控制泵运行台数，可以针对负荷的变化达到经济运行；•低压喷嘴需要泵的动力小，为节能型，•单个喷嘴的喷雾量大，需要布置的数量少；•喷嘴材质为陶瓷，耐腐蚀、耐磨损，具有30年以上的使用寿命。吸收塔塔体材料为碳钢内衬1.6mm厚的1.4529合金。吸收塔烟气入口段为镍基合金C22/C276，厚度不小于6mm，长度不小于2m。吸收塔内上流区烟气流速达到4.0m/s，下流区烟气流速为10m/s。在上流区配有3组喷淋层，每组喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成。喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔上流区的横截面。喷淋系统采用单元制设计，每个喷淋层配一台与之相连接的吸收塔浆液循环泵。每台吸收塔配三台浆液循环泵。运行的浆液循环泵数量根据锅炉负荷的变化和对吸收浆液流量的要求来确定，在达到要求的吸收效率的前提下，可选择最经济的泵运行模式以节省能耗。吸收了SO2的再循环浆液落入吸收塔反应池。吸收塔反应池装有6台搅拌机。氧化风机将氧化空气鼓入反应池。氧化空气分布系统采用喷管式，氧化空气被分布管注入到搅拌机桨叶的压力侧，被搅拌机产生的压力和剪切力分散为细小的气泡并均布于浆液中。一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧气氧化，其余部分的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化。吸收剂（石灰石）浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内循环。上海外高桥第三发电厂2×1000MW机组烟气脱硫工程培训教材4吸收塔排放泵连续地把吸收浆液从吸收塔送到石膏脱水系统。通过排浆控制阀控制排出浆液流量，维持循环浆液浓度在大约21wt％。脱硫后的烟气通过除雾器来减少携带的水滴，除雾器出口的水滴携带量不大于50mg/Nm3。两级除雾器安装在吸收塔的出口烟道上，除雾器由聚丙烯材料制作，型式为z型，两级除雾器均用工艺水冲洗。冲洗过程通过程序控制自动完成。吸收塔入口烟道侧板和底板装有工艺水冲洗系统，冲洗自动周期进行。冲洗的目的是为了避免喷嘴喷出的石膏浆液带入入口烟道后干燥粘结。1.2.2烟气系统从锅炉来的热烟气经分别经两台动调增压风机增压后，合并进入吸收塔，向上流动穿过喷淋层，在此烟气被冷却到饱和温度，烟气中的SO2被石灰石浆液吸收。除去SOX及其它污染物的烟气通过烟囱排放至大气。系统还按锅炉50%BMCR工况下的烟气参数设置了增压风机旁路，使锅炉在50%以下负荷运行时，停运增压风机，利用锅炉引风机的剩余压头来克服FGD烟气系统的阻力，降低运行费用。烟道上设有挡板系统，以便于FGD系统正常运行和事故时旁路运行。每套FGD装置的挡板系统包括两台FGD进口（增压风机入口）原烟气挡板，两台增压风机出口原烟气挡板，一台FGD出口净烟气挡板和一台旁路烟气挡板，以及一台增压风机旁路挡板，挡板为双（单）轴双百叶窗式。在正常运行时，增压风机进出口挡板、FGD出口挡板开启，旁路挡板、增压风机旁路挡板关闭。在50％负荷状态运行时，开启增压风机旁路挡板，关闭增压风机进出口挡板。在故障情况下，当温度达到180℃时，开启烟气旁路挡板门，关闭FGD进出口挡板，烟气通过旁路烟道绕过FGD系统直接排至烟囱。所有挡板均配有密封系统，以保证“零”泄露。密封空气由密封空气站提供。挡板密封风系统每炉两套，高、低压密封系统各一套，每套系统各设至两台100%容量的密封空气风机（一运一备）和一台两级电加热器。烟道包括必要的烟气通道、冲洗和排放漏斗、膨胀节、法兰、导流板、垫片/螺栓材料以及附件。在BMCR工况下，烟道内任意位置的烟气流速不大于15m/s。烟道留有适当的取样接口、试验接口和人孔。对于每台锅炉，配置2台增压风机（BUF），布置于吸收塔上游的干烟区。增上海外高桥第三发电厂2×1000MW机组烟气脱硫工程培训教材5压风机为动叶可调轴流风机，包括电机、控制油系统、润滑油系统和密封空气装置。可变的叶片间距控制其制流量及压力。1.2.3石膏脱水系统石膏浆液由吸收塔排出泵从吸收塔输送到石膏脱水系统。石膏浆液浓度大约为21wt％。石膏脱水系统为公用，按4台1000MW机组容量考虑，共两套，二期、三期各一套，本次一起建成，系统包括以下设备：带搅拌器的石膏浆液缓冲箱2套石膏旋流站给料泵4台石膏旋流站4套真空皮带脱水机4台真空泵4台滤液接收箱4个滤布冲洗水箱2个滤布冲洗水泵4个滤饼冲洗水箱2个滤饼冲洗水泵4个带搅拌器的滤液箱2个滤液泵4台带搅拌器的废水旋流站给料箱2个废水旋流站给料泵4台废水旋流站2套废水箱2个废水泵4台石膏库铲车2台单梁抓斗起重机2台（1）石膏旋流站由四台脱硫塔石膏排出泵送来的石膏浆液进入石膏浆液缓冲箱，再用旋流站进料泵输送到安装在石膏脱水车间顶部的石膏旋流站。浆液浓缩到浓度大约55％的底流浆液自流到真空皮带脱水机，上溢浆液经废上海外高桥第三发电厂2×1000MW机组烟气脱硫工程培训教材6水旋流站给料箱送至废水旋流站。废水旋流站的溢流经废水缓冲箱再用废水泵送至废水处理系统，底流进入滤液箱。（2）真空皮带脱水机本期真空皮带脱水机和真空系统为并列的四套系列，每套脱水系统的容量为2×1000MW机组石膏产量的75％。石膏旋流站底流浆液自流输送到真空皮带脱水机，由真空皮带脱水机脱水到含90％固形物和10％水分，石膏经冲洗降低其中的Cl－浓度。滤液经滤液接收箱进入滤液箱。皮带脱水机翻卸的脱水石膏，直接送入石膏库，石膏库满足四台机组在校核煤种BMCR工况下脱水石膏3天的贮量。石膏库内的石膏通过单梁抓斗进行汽车装卸工作。室外设置微机电子汽车衡，尽量采用无基坑式，考虑50吨自卸载汽车。辅助区工艺水箱来水作为密封水供给真空泵，然后收集到滤布冲洗水箱，用于冲洗滤布。滤布冲洗水再收集后至石膏饼冲洗水箱冲洗石膏滤饼。来自缓冲箱和滤布冲洗水箱的溢流以及废水旋流站的底流自流到滤液箱，然后由滤液泵输送到石灰石制浆系统和吸收塔。1.2.4石灰石制备系统石灰石制备系统为二期、三期共用，按四台1000MW机组容量考虑，本次一次建成。由石灰石接收存储系统、石灰石磨制系统、石灰石粉气力输送系统、石灰石浆液制备系统组成：（1）石灰石接收存储系统石灰石接收存储系统由下列设备组成：·汽车衡·振动给料机·石灰石仓·石灰石仓仓顶除尘器·石灰石称重皮带输送机·石灰石斗式提升机石灰石块经石灰石称重皮带输送机、石灰船运至电厂出灰码头的石灰石（粒径为3~10mm），经码头卸船，除铁(除去石灰石中的铁块)，将石灰石卸至石灰石皮带机(B=1200mm)，皮带直接将石灰石送至石灰石筒仓。由于采用3000t驳船运输，上海外高桥第三发电厂2×1000MW机组烟气脱硫工程培训教材7在厂内磨制区设置了2座石灰石筒仓，每座筒仓储量为2500t，石灰石仓的直径为14m，容量2250m3，约为四台机组（4×1000MW）BMCR工况下运行7天的石灰石供给量，采用钢筋混凝土结构，锥斗内衬高分子材料板（UHMW－PE）。运至厂内的石灰石通过犁式卸料器及皮带机头部卸料，将石灰石分别卸至2个石灰石筒仓，仓顶部设有布袋除尘器及压力真空释放阀，并设有雷达式连续料位计及高、低料位开关。筒仓锥斗设有空气炮用于防堵。每座石灰石仓底部设二个出口，均设有隔绝插板门，其中一个出口向石灰石称重皮带机喂料供本期磨制石灰石用；另一个出口供一期磨制系统，出口通过振动给料机，供石灰石装车用。石灰石仓供料给2台石灰石称重式皮带给料机。每台石灰石称重式皮带给料机的容量为4台机组BMCR工况的100％容量。称重式给料机根据要求将石灰石供给干式磨机进行研磨。石灰石块通过提升机送至立式磨机入口。（2）石灰石磨制系统石灰石磨制系统由下列设备组成：·立式干磨（选粉机、液压油站、油站电加热器、润滑油站、高压润滑油泵、低压润滑油泵、·气箱脉冲收尘器·螺旋输粉机·气力提升系统·循环风机·蒸汽加热器·疏水泵·疏水扩容器·辅助区石灰石主粉仓·辅助区石灰石主粉仓仓顶除尘器（除尘离心风机）·辅助区石灰石主粉仓流化风机·辅助区石灰石主粉仓流化风机加热器·辅助区石灰石主粉仓干灰散装机石灰石磨制楼内设2条制粉生产线。每条生产线的生产能力均能满足2×1000MW机组BMCR工况下燃用校核煤种时，脱硫用石灰石的耗量:42t/h。石灰石上海外高桥第三发电厂2×1000MW机组烟气脱硫工程培训教材8仓内的石灰石通过布置于石灰石仓底部的称重皮带给料机及斗提机送至石灰石干式立磨，磨机进料粒度为3~10mm，出料粒度为325目（10％筛余），出力为42t/h，能满足4台炉(4×1000MW)BMCR工况下，燃用校核煤种时石灰石的需求量。每台磨机均配有蒸汽加热系统用于加热石灰石磨机的进气，使磨机在进料含水量不大于10%的情况下，都能保证出力，蒸汽参数为:300℃，1MPa，蒸汽量约为11t/h。蒸汽疏水通过疏水扩容器喷水冷却后由疏水泵送入辅助区工艺水箱。磨机配有旋转分离器，以保证磨机的出料粒度。从旋转分离器排出的符合粒度要求的石灰石粉由布袋除尘器收集，石灰石粉靠重力落入布置于布袋除尘器下方的螺旋输送机，由螺旋输送机出口落入石灰石粉仓贮存。磨制系统设有循环风机，形成闭式循环。每条生产线1台。在石灰石磨制楼外对应2条制粉生产线设有2座直径为14m，贮量为1000m3／座的辅助区石灰石主粉仓。石灰石主粉仓顶部均设有布袋除尘器及压力真空释放阀，每个粉仓