赵电麻石除尘器改造方案及预算

唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算1唐山开滦热电有限责任公司赵各庄电厂3×35t/h沸腾锅炉麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算编制单位：湖南正明环境工程有限公司编制日期：二〇一四年五月唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算2唐山开滦热电有限责任公司赵各庄电厂3×35t/h沸腾锅炉麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算1、概述唐山开滦热电有限责任公司赵各庄电厂3台35t/h沸腾炉，现配有麻石湿式除尘器，为了达到环保排放标准，要求烟尘排放浓度≤100mg/Nm3，SO2排放浓度≤100mg/Nm3，必须对现有除尘器系统进行改造。本方案的改造思路为：一是改造三向收缩的卧式文丘里为长喉口两向收缩低阻高效除尘文丘里装置；二是在文丘里装置增加喷淋层；三是在麻石主塔内增加喷淋层；四是加高麻石主塔，在主塔内增加脱水除雾板；五是改造脱水型俯冲切线过桥；六是加高副塔并改造成为脱水型副塔。通过六级改造，实现烟尘排放浓度≤100mg/Nm3，SO2排放浓度≤100mg/Nm3；并且确保出口烟气不带水；引风机连续运行一个月以上。2、设计依据及要求2.1、基本参数及设计依据锅炉型号DG35/3.82MPa燃烧方式沸腾炉额定蒸发量35t/h燃料烟煤数量3台（2#、3#、4#）运行时间3500小时/年鼓风机全压10500Pa风量54000m3/h引风机型号数量每台炉配1台风量127000m3/h（最大）100000m3/h（工况）全压2800Pa电机型号电压380V功率185kw唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算3设计烟气初始参数烟气流量90000m3/h（工况）100000m3/h（设计）烟温140~150℃SO2初始浓度≤2000mg/Nm3烟尘初始浓度≤20000mg/Nm3林格曼黑度I级测点位置空气预热器出口2#3#麻石除尘器参数主塔高度17米主塔内壁直径Φ2.8米副塔高度17米副塔内壁直径Φ1.8米4#麻石除尘器参数主塔高度14.3米主塔内壁直径Φ2.6米副塔高度14.3米副塔内壁直径Φ1.8米冲灰泵1（循环泵）型号LS125-100-250B流量175m3/h压力0.6MPa功率55KW冲灰泵2（循环泵）型号100KJ-39流量255m3/h压力0.55MPa功率75KW沉淀水池长×宽×深50m×10m×3m容积800m3数量2格2.2脱硫除尘技术要求（1）烟尘排放浓度≤100mg/Nm3；（2）SO2排放浓度≤100mg/Nm3。（3）烟气林格曼黑度：I级。（4）脱硫除尘器系统阻力≤1200Pa。3、技术方案：3.1按照我公司专利技术，将原有三向收缩的卧式文丘里改造为长喉口两向收缩低阻高效除尘文丘里装置；增加喉口烟气流通面积，适当降低烟气阻力。3.2在强烈紊流效应的文丘里装置喉口位置增加喷淋层，高流速烟气将喷淋雾化，使除尘液与烟气烟尘得到充分混合达到较好的除尘效果。唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算43.3在麻石主塔内增加喷淋层，加强喷雾，采用碳化硅涡流喷嘴，无瓶颈，不堵塞，喷雾效果好，大幅度增加雾滴比表面积，提高除尘效率。3.4拆除主塔顶部烟道，将除尘器加高至19米，在主塔内增加两层脱水除雾板、脱水防涡流尖锥装置、锁水勾槽、塔顶锥体中心出烟装置，即实现主塔的四个脱水措施。3.5在主塔顶部和副塔顶部设计混凝土圈梁，安装脱水型俯冲切线过桥，烟气从主塔过来后，通过俯冲切线过桥，以切线方向进入副塔，烟气中的水珠被甩向塔壁，实现离心力脱水；俯冲方式的过桥，使烟气势能转化为动能，降低系统阻力。3.6将副塔加高并改造成为脱水型副塔，副塔进口为俯冲切线过桥、副塔顶设计为螺旋顶（增强脱水离心力）、副塔内壁开锁水沟槽（锁住塔壁水，防止高速旋转的烟气带走粘附在塔壁的水）、副塔底部设计水封溢流装置（并引入引风机冷却水长期冲洗和防冻）、引风机进口烟管伸入副塔内，在烟管口设计挡水堰圈，挡住塔壁水流进入引风机；即实现脱水过桥和脱水副塔的五个脱水措施，加上主塔的四个脱水措施，共实现九个脱水措施，切实做到出口烟气不带水。3.7现有两台除尘循环泵，同时运行三台麻石除尘器时需运行两台泵，这时没有备用泵，所以这次改造时，由甲方负责再增加一台备用泵，循环泵流量300m3/h，扬程45m，电机75kw-4。以上改造方案的实现，即把原麻石除尘器改造成为了SPS型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫装置，内包含七项专利技术，分别为：“双向收缩卧式文丘里脱硫除尘装置专利”、“360度中心旋转布水装置专利”、“双唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算5向喷雾高效脱硫除尘装置专利”、“双循环高效脱硫除尘装置”、“两级湿式高效脱硫除尘装置”、“螺旋倒锥体脱水装置专利”和“圆筒脱水副塔装置专利”，技术含量高。4、方案分析SPS型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫装置4.1SPS型装置的历史SPS型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫装置是根据化工系统旋流塔原理，引入环境工程系统的除尘脱硫装置。我公司1986年申报了第一代旋流塔脱硫除尘器专利。至今二十多年来，不断实验、研究，总结提高、日臻完善，本着做专、做深、做细、做透的钻研精神，取得了有目共睹的进步。今天的SPS型除尘脱硫装置，已是本公司第九代专利产品。4.2SPS型装置的荣誉SPS型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫装置，是国家环境保护认定产品及国家重点环境保护实用技术，通过了ISO9001：2000国际质量体系认证。SPS型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫装置中含六项专利技术：“俯冲式双向收缩文丘里装置专利”、“360度中心旋转布水装置专利”、“双向喷雾高效脱硫除尘装置专利”、“双循环高效脱硫除尘装置”、“螺旋倒锥体脱水装置专利”和“圆筒脱水副塔装置专利”，技术含量高。4.3SPS型装置的工艺流程含有烟尘和SO2之烟气从锅炉出来后，俯冲10度进入双向收缩卧式唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算6文丘里装置，再连二级旋流塔，冲击塔底水封面，旋转上升，绕过芯塔上多层旋流板、导流板与布水装置360o洒布的除尘脱硫液相对接触而除尘脱硫。烟气经除雾板、螺旋倒锥体、锁水沟槽脱水，从主塔中心出烟（过桥烟道内烟气流速为15~18m/s，并且设计为俯冲切线过桥，彻底解决了过桥烟道容易积灰的问题），烟气经过精心设计的脱水副塔具有九级脱水，将水和尘截留副塔底部，辅助起到了进一步除尘脱硫的效果，把住了脱水的关键，达到了脱水之目的。经除尘脱硫后的洁净烟气由引风机送烟囱排空。4.4SPS型装置除尘脱硫的原理解读除尘原理是：多级湿法、喷雾加湿、长喉部紊流凝聚、水浴捕尘、喷淋层雾滴凝结尘粒、旋流板大面积长距离捕集尘粒；脱硫原理是：钠碱脱硫，钙碱苛化，钠碱回收，仅消耗石灰的双碱法脱硫。利用烟气中的氧气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙沉淀。其反应式：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O………………（1）Na2SO3+Ca(OH)2苛化2NaOH+CaSO3……（2）Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O………………（3）CaSO3+1/2O2=CaSO4……………………（4）在循环水中加入钠碱，从理论上讲，钠碱能100%长久循环利用，只消耗石灰，所以运行成本低。利用烟气中的氧气将容易分解的亚硫酸钙强制氧化成稳定的硫酸钙沉淀，不造成二次污染，并且避免了亚硫酸钙过饱和而造成的结垢。PH值对系统的影响：低PH值脱硫液，对SO2吸收能力较差，高PH值脱硫液对SO2吸收唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算7能力较强，亦对SO2有较强的吸收能力，由于烟气中含有大量的CO2，用所制备的脱硫剂溶液洗涤气体时，发生的CO2与脱硫剂的反应导致了脱硫液PH值的降低。当PH值降至7以下时，才发生吸收SO2的吸收反应。当溶液的PH值低于4时，此时几乎不可能继续与SO2起化学反应。此外，高PH会使增加脱硫产物亚硫酸钙、硫酸钙的过饱和度，增加结垢的可能性。因此，将脱硫塔内的脱硫液PH值控制在7左右是最好的。4.5SPS型装置的先进性解读SPS型湿式喷雾旋流高效除尘脱硫装置，是我公司第九代专利产品，内含“俯冲式双向收缩文丘里装置专利”、“360o无障碍中心旋转布水装置”、“螺旋倒锥体脱水装置”、“圆筒脱水副塔”、“双向喷雾高效脱硫除尘装置专利”和“双循环高效脱硫除尘装置”六项实用新型专利，即：a)俯冲式双向收缩文丘里装置专利（专利号ZL02277177.8）b)360o无障碍中心旋转布水装置专利（专利号ZL02223359.8）c)螺旋倒锥体脱水装置专利（专利号ZL02223358.X）d)圆筒脱水副塔装置专利（专利号ZL03226928.5）e)双向喷雾高效脱硫除尘装置专利（专利号ZL201320425933.6）f)双循环高效脱硫除尘装置专利（专利号ZL201320428583.9）SPS型除尘脱硫装置具备了除尘、脱硫、脱水一体化功能，该装置除尘效率大于99.7%，脱硫效率大于90%，脱水效率大于95%。a)俯冲式双向收缩文丘里装置，如图：唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算8351α烟气72684俯冲式文丘里装置1、文丘里支架2、文丘里收缩段3、文丘里喉口4、文丘里扩散段5、文丘里底板6、文丘里盖板7、喷雾总管8、喷雾支管烟气夹带着烟尘、二氧化硫等从锅炉空气预热器出来进入花岗石文丘里进烟装置，结构上改传统的三向收缩、喷咀装烟气中、水平（有时俯4o）进主塔高度2~4m而创新为左右两侧收缩，上底、下底平行，喷咀（管）埋花岗石墙体内，俯冲10~15o，冲击主塔水封面。旋流塔入口顶并有压顶助旋喷雾屏，设计新颖，对消除入口蜗流有效。b)360度无障碍中心旋转布水装置。如图：布水装置132456781、帽罩2、立柱3、托盘4、芯塔5、进水管6、旋流板7、导流板8、塔壁唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算9烟气俯冲进入旋流塔后，绕中心芯柱旋转上升，脱硫液切线进入，360度中心旋转布水装置无任何阻挡，旋转喷洒有力，由旋流板直至塔壁。脱硫塔直径愈大，进水压力愈高，保证脱硫液能均匀、有力到达脱硫塔壁，布满整个旋流塔截面。而原来的旋流塔布水是落在中心盲板上溢流布水，因溢流水无力，脱硫塔直径稍大一些，布水到不了塔壁就从旋流板上全落下去了。本专利布水结构设计了从塔壁到中心的导流板，保证旋转喷洒到塔壁的水能全部导流至塔中心，再由下一层旋流板第二次甩向塔壁，由再下一层导流板再导流至中心，再由下一层旋流板甩至塔壁顺流至塔底水封。气流场科学、合理，阻力小。如此五层板，使布水装置均匀分布脱硫液，可理解为100%的脱硫液经过每一层旋流板、导流板，水气比达最大值。其布水与上升烟气作相对运动，路程长、时间长、大面积接触使烟气中烟尘被捕集，SO2、NOx被吸收吸附和进行化学反应从而被脱除。而一般三层旋流板则三根支管布水，即每层旋流板上只有总水量的1/3，其水量和效率均比本方案要低。本布水装置专利具有独特的创新性。c)螺旋倒锥体锁水脱水装置，如图：32168547脱水装置唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算101.芯柱2.圆形湿式脱硫除尘器器壁3.除雾板4.托盘5.垫石6.螺旋倒锥体7.尖锥8.锁水沟槽在布水装置的上部设一层除雾板导向气流继续旋转产生离心力而脱水，这是旋流板塔的常规结构。本装置的结构是：保留除雾板并在芯柱的顶端，设计了一个花岗石切凿加工而成的螺旋倒锥体，下小上大，烟气流通截面逐渐缩小，流速加快，螺旋凸齿线导流烟气旋转，脱水离心力与旋转速度的平方成正比增加，塔壁上的锁水沟槽将甩到塔壁的水锁住不反弹。螺旋倒锥体上平面，堆砌一个60度尖锥，以消除涡流，气流场科学合理，阻力小、效果好。d)圆筒脱水副塔装置，如图：圆筒脱水副塔61去引风机542α37含尘烟气1、俯冲烟道2、脱水副塔圆筒3、螺旋顶盖板4、出烟管挡水堰5、锁水沟槽6、检查孔7、溢水装置唐山开滦热电赵各庄电厂麻石脱硫除尘器改造技术方案及预算11副塔原本是将烟气从脱硫除尘器顶部向下引入安装在地面砼基础上的引风机入口的垂直烟道，本装置的结构是：将副塔变