脱硫设备选型

7.设备选型计7.1设备选型依据1）FGD系统设备参数的设计应依照100%BMCR工况下FGD入口处的烟气条件，烟气条件如下所示(示例)：a.烟气量（湿）1,256,682m3N/h(干）1,193,075m3N/hb.烟气温度131℃c.SO2浓度1,761ppm（干）流量2,101m3N/hd.脱硫效率95％e．灰尘浓度180.5mg/m3N（干）流量215.4kg/h2)根据以上设计条件进行物料平衡计算(略)3）原则上，电机额定功率要根据设计的轴功率进行选择，并考虑裕量，具体裕量值如下表所示。设计轴功率电机裕量≦5.5KW50%5.5~19KW25%19~55KW15%55~1000KW10%≧1000KW5%7.2增压风机1风机数量：1套×2台炉＝2套2风机型式：静叶轴流可调式3设计条件：烟气条件：风机入口处烟气流量1,256,682m3N/h风机入口处烟气压力-0.24kPaG(-24mmAq)风机入口处烟气温度131℃1)烟气量增压风机烟气流量min/950,35601245.8930332,1015.27313115.27368225613m＋，，（大气压：8,930.5mmAq）增压风机烟气设计流量（10％裕量）min/700,39545,391.1950,353m2)烟气压力锅炉荷载100％BMCR风机入口处温度131℃a.每段烟道的压力损失干净状态污染状态烟道（FGD入口处～增压风机）24mmAq24mmAq烟道（增压风机～GGH未处理侧）32mmAq32mmAqGGH（未处理侧）55mmAq72mmAq烟道（GGH未处理侧～吸收塔）6mmAq6mmAq吸收塔162mmAq162mmAq除雾器20mmAq26mmAq烟道（除雾器～GGH处理侧）1mmAq1mmAqGGH处理侧50mmAq65mmAq烟道（GGH处理侧～FGD出口处）22mmAq22mmAq总计372mmAq410mmAq旁路挡板控制20mmAq20mmAq压差增压风机压力392mmAq430mmAqb.增压风机的设计压力增压风机的设计压力是基于初始干净状态下所需压力值，并考虑20％裕量。392×1.2=470mmAq(4.62kPaG)c.压力平衡100%BMCR工况下的压力平衡如下所示。（略）d.增压风机入口和出口压力入口压力－24mmAq(-0.24kPaG)出口压力干净状态368mmAq(3.61kPaG)污染状态406mmAq(3.98kPaG)设计压力446mmAq(4.37kPaG)4．电机功率计算1）根据绝热空气动力学理论计算为：1612011kkPsPdQsPskkLadQs：入口流量＝39,700m3/min入口压力＝－24mmAq大气压＝8930.5mmAqPs:入口总压力＝8930.5－24＝8906.5mmAq出口压力＝446mmAqk:比热比（Cp/Cv）=1.4kWLad299315.89065.93766120397005.890614.14.14.114.12)轴功率（Ls）tLadLs/ηt：总压力效率＝0.852(供应商提供数据)Ls：2993/0.852＝3513KW3)电机额定功率设备供应商提供值为4000Kw（裕量：13.8％）7.3GGH(略)7.4吸收塔1吸收塔数量：1套×2units=2套2类型：管道内置型喷淋塔3作用：烟气中的SO2由吸收塔内的浆液吸收并去除。为使烟气和浆液充分接触，合理设计吸收塔内喷嘴的位置。4设计条件1）烟气条件：吸收塔进出口烟气设计条件基于锅炉100％BMCR工况。进口出口备注烟气量m3N/h(W)m3N/h(D)m3/h(W)1,259,9821,196,3331,950,0901,333,9951,208,1501,761,594大气压：8930.5mmAq温度℃100．245．4SO2浓度ppm（D）1756.2≤88.0静压值mmAq进口/出口平均值：194（1.90kPaG）灰尘浓度mg/m3N(D)(实际O2)180≤273)SO2脱硫率：≧95％（保证值）4)钙硫率：≤1.035)通过吸收塔的烟气流速：4.3m/s(烟气上升段)11.0m./s（烟气下降段）6)L/G：16.1l/m3N7)浆池停留时间浆液循环时间：≧2.5min排浆时间：≧16.5h浆池停留时间基于KHI公司经验值，该时间可以确保浆池内充分的石膏产品和晶体成长。5吸收塔尺寸确定：1）喷淋区截面面积及尺寸：根据吸收塔出口实际烟气流量和上升和下降段烟气流速，喷淋区域截面面积如下所示：228.158/36001/0.1114.3m/s1m3/h(W)5947611mhssm，，由此，喷淋区域直径“D”为Φ14.2002）吸收塔浆液循环量根据吸收塔出口烟气量和液气比，浆液循环量计算如下所示：hmWhNmNmm/477,21)(/995,333,1/101.1633333hmhm/600,213/7200333）喷淋区域高度和喷淋层数：喷淋层数目：3层；喷淋区域高度：2.0m×3层＝6.0m4）浆池体积：a.浆液循环量：7200m3/h×3/unit=21,600m3/h·units因此，当浆液停留时间≧2.5分钟时，所需的浆池体积如下所示：21,600m3/h·units×2.5min/60min/h=900m3b.100％BMCR工况下排浆量：78.43t/h浆液浓度：1.275t/m3因此，当浆液停留时间≧16.5小时时，所需的浆池体积如下所示：78.43t/h/1.275t/m3×16.5h=1015m36）吸收塔浆池体积确定有效浆池体积为（π/4）×(14.2m)2×6.5=1029m31015m3（考虑排浆量）900m3（考虑循环量）因此，尺寸满足以上条件。6．已确定的参数1）尺寸（mm）吸收塔14200Φ×24500H上段5000H喷淋区6000H喷淋区～进口烟道500H进口烟道5000H反应池8000H7．喷淋塔喷嘴布置的确定MAGER/URS/10MAR03喷淋空塔中的喷淋覆盖密集的喷淋覆盖对性能很重要:差的喷淋覆盖好的喷淋覆盖36个喷嘴72个喷嘴8.吸收塔流场分布的验证7.5除雾器1数量：1套×2units=2套2类型：V型3级数：2级/套4作用：除去吸收塔出口烟气中的水滴含量，以防GGH结垢并减少烟囱出烟口灰尘量。5设计条件(1)烟气条件除雾器进出口烟气条件基于锅炉100%BMCR工况进行设计。除雾器进口除雾器出口烟气量m3N/h(W)m3N/h(D)m3/h(W)133399512081501777512----------------------------1781451温度℃45.4--------------烟气压力mmAq113(1.11kPaG)93(0.91kPaG)雾滴含量g/m3N(D)30≤0.075(2)雾滴去除率：99.75%为达到除雾器出口烟气雾滴含量小于75mg/Nm3（干态），除雾器的雾滴去除率需要达到99.75%以上。(2)除雾器内烟气流速：6.9m/sa.重散布速度大直径的雾滴颗粒可以通过除雾器元件惯性作用产生颗粒间碰撞从而去除雾滴。（平均颗粒直径大小为100～200μm）。因此，烟气流速越高，雾滴去除率越高。但是，被去除的雾滴会重新散布，而降低雾滴去除效率。这就是雾滴重散布速度的概念。b．通过除雾器的烟气流速为了使除雾器的雾滴去除率达到99.75%以上，根据吸收塔出口端（即除雾器入口端）雾滴颗粒直径的实际分布状况，直径大于17μm的雾滴颗粒必须100％完全去除。如果采用DH2130和DH2125型元件结合的除雾器（两者分别是供应商的供货类型），下表示意出烟气流速和可去除的最小雾滴颗粒直径值之间的关系。从表可看出，除雾器内通过的烟气流速为6.3m/s时，直径大于17μm雾滴可完全去除。6．规划的相关尺寸：1）所需截面面积除雾器规划截面面积可根据实际通过除雾器的烟气流量、烟气流速值（5.0m/s）采用以下公式计算确定：1777512m3/h/(5.0m/s×3600s/h)=98.8m2除雾器外型直径尺寸需考虑烟气非流通部分的截面面积（除雾元件等）来确定。7．确定参数1）外侧尺寸（mm）外侧尺寸可根据装在除雾器两端烟道的接口形状和除雾器元件的布置进行确定：14200W×7000H=99.4m27.6吸收塔浆液循环泵1数量：运行：3套×2units=6套备用：1套×2units=2套（库内存放，不含电机）2类型：卧式单吸离心泵3作用：吸收塔石膏浆液循环同时提供石膏浆液至喷嘴。4设计条件1)喷淋量喷淋量根据吸收塔出口烟气量（湿基）和L/G计算为：16.1×10-3m3/m3N×1333995m3N/h=21477m3/h2)每套单个泵的容量：21477m3/h/3=7159m3/h-7200m3/h3)顶部高3rd2nd1st顶部13m11m9m压损1m1m1m喷淋压力3m3m3m顶部17m15m13m5电机功率1）泵输出轴功率P(KW)GPQHp3.16其中δ：浆液密度＝1275t/m3H：扬程＝17m，15m，13mQ：流量＝7200m3/hηP：泵效率＝88％ηG：机械传动效率＝98％（第三层）功率：KWP49298.08860/72000.1712753.16（第二层）功率：KWP43498.08860/72000.1512753.16（第一层）功率：KWP37698.08860/72000.1312753.162)电机参数：电机裕量：10％以上（电机由制造，选用电机额定功率需考虑标准值10％以上裕量。）额定功率：（第三级）功率：630KW（第二级）功率：500KW（第一级）功率：450KW7.7氧化风机1数量：运行：2套×2units=4套备用：1套×2units=2套2类型：3作用：将用于氧化吸收塔浆液的空气提供给装在吸收塔内的氧化空气管道。4设计条件1）空气流量根据KHI经验，吸收塔喷淋区域的氧化率为60％。因此，浆池内的氧化量为：S=(1196333×1756.2-1208150×88)×10-6×(1-0.6)/22.41=35.6kg.mol/h所需浆池中的氧化速度S=35.6kg.mol/h通氧效率ηo2＝30％所需空气流量QreqhNmQreq/633230.021.0241.226.353(根据经验)考虑溶解盐12.1％，则空气流量为：6332×2.0526＝12997m3N/h-13000m3N/h每个风机的空气流量为13000/2＝6500m3N/h2）空气压力上部液体压力5.5m×1275=7013mmAq氧化空气嘴吸收塔内压力296mmAq喷嘴和管道内的压损500mmAq排气消声器压损550mmAq8359mmAq裕量5％×1.05=8777mmAq8800mmAq3)设备压损进口处压损：100mmAq（消声器和滤网）5．电机功率计算1）绝热空气动力学理论值（Lad）)(161201)1()1(1kwPsPdQsPskknLadknkmin)/(6011033215.27315.2733mPsTsQQsQ：空气流量＝6500m3N/hTs：抽气温度＝34.7oCPs：抽气压力＝8930.5－100＝8830.5mmAqPd：排气压力＝8800＋8930.5＝17730.5mmAqn：中间冷却层数目＝级数l＝0k：比热比（Cp/Cv）＝1.4min)/(9.1426015.88301033215.2737.3415.27365003mQs)(15915.88305.1773061209.1425.883014.14.14.114.1kwLad2）输出轴功率（LR）LR=L