嵩屿电厂二期工程烟气脱硫技术简介

嵩屿电厂二期工程烟气脱硫技术简介一、海水脱硫工艺海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气的二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气。烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。吸收二氧化硫后的海水与大量未参与脱硫的海水混合后，经曝气池曝气处理，使其中的SO2-3被氧化成为稳定的SO2-4，并使海水的pH值与COD调整达到排放标准后排入大海。海水恢复系统的作用是将吸SO2后含有HSO4和CO2的酸性海水，经过曝气，降低CO2的浓度和COD，提高PH值和DO值海水FGD的工艺过程：一、烟气系统整个脱硫岛的烟气系统主要有以下设备：原烟气挡板、净烟气挡板、烟气旁路挡板、烟道、增压风机、GGH和相应的辅助设备。见图2-1。图1-1海水FGD流程示意图电除尘器增压风机引风机烟气旁路挡板吸收塔增压海水泵烟尘凝汽器来循环水排向大海曝气风机曝气池氧化风机烟气换热器除雾器原烟气挡板净烟气挡板喷淋装置（一）原烟气挡板每台锅炉的两台引风机出口的汇合烟道增加一个烟气旁路挡板，在旁路挡板之前引接一路烟道进入脱硫岛，并装设了一个原烟气挡板。出脱硫岛的烟道与旁路挡板之后的烟道连接，其间装设一个净烟气挡板。（二）增压风机在脱硫岛的烟气系统中，总烟气阻力约为3200Pa，所以设有增压风机。每台锅炉设一台增压风机，没有备用。每台增压风机配有两台冷却风机（三）GGHA引风机烟气旁路挡板去混合池氧化风机原烟气挡板吸收塔MMMMMMGGHPTPTPT循环水来B引风机净烟气挡板增压风机挡板密封风机空气密封风机低泄漏风机高压冲洗水泵复用水来冲洗水来E烟气采样烟气采样去烟囱增压泵PTMMMM图2-1烟气系统图除雾器吹灰压缩气来理论和实践证明，吸收塔的烟气温度越低，SO2吸收率越高（见图2-4），所以烟气进入吸收塔前必须降温，一般降至80℃左右。80℃的烟气在吸收塔与海水混合后，温度降至40℃左右，大大低于露点温度，容易结露造成烟道及烟囱腐蚀；低温烟气不利于烟气扩散，而且也造成烟囱大量冒白烟。所以在烟气排出吸收塔后需要加热。加热的方法有多种：蒸汽加热、电加热或天然气加热、油加热等，这些方法效果好，但运行成本高，不被大型电厂采用。所以在烟气系统中设置了GGH。GGH的结构形式为回转式，与锅炉的回转式空气预热器十分相似（四）吸收塔吸收塔是脱硫系统中烟气系统与海水系统汇集的设备，也是脱硫工艺中化学反应的主要设备。华夏电力公司嵩屿电厂使用的吸收塔为空塔，在吸收塔出口段设置了除雾器。除雾器的结构形式多种多样，工作原理都是利用烟气折向通过曲折的挡板，流线多次偏转，液滴则由于惯性而撞在挡板上被捕集下来。（五）其它附属设备1、高压清洗泵每台GGH配有一台柱塞式压力可调高压清洗泵，P=10.5MPa，Q=20.0m3/h，电机功率37kW，电压380V。高压清洗泵用于GGH退出时传热元件的清洗。高压清洗泵配有蓄能器，以稳定水压。2、挡板密封风机每台脱硫岛配有2台离心式挡板密封风机（一台运行，一台备用），P=5.0kPa，电机功率15kW，电压380V。挡板密封风机用于烟气挡板的密封。在挡板密封风出口，设有180kW的空气加热器来加热密封风。3、空气密封风机每台脱琉岛配有2台离心式空气密封风机（一台运行，一台备用），P=4.2kPa，Q=1950Nm3/h，电机功率5.5kW，电压380V。空气密封风机用于GGH吹灰器的密封，以减少外界空气漏入GGH。图2-4烟气温度与脱硫效率关系曲线4、低泄漏风机每台脱琉岛配有2台离心式低泄漏风机（一台运行，一台备用），P=5.1kPa，Q=40680Nm3/h，电机功率132kW，电压380V。低泄漏风机的作用是在GGH传热元件的原烟气与净烟气之间形成风帘，以减少原烟气漏入净烟气。5、空压机每两台GGH分别共用一台螺杆式空气压缩机，Q=13m3/h，P=1.3MPa，电机功率90kW，电压6kV。空压机的作用是为GGH吹灰提供气源。二、海水系统整个脱硫岛的海水系统主要有以下设备：海水增压泵、喷淋装置、海水泵池、混合池等。见图2-8。（一）海水增压泵海水增压泵布置在曝气池附近，每台脱硫岛设3台泵，它们将约三分之一的循环水排水总量提升压力，输送到吸收塔内的五层喷淋层喷嘴。#1泵提供压力海水给最上层喷嘴，#2泵提供压力海水给从上往下数第2、3层喷嘴，#3泵提供压力海水给最下面两层喷嘴。（二）海水喷淋层吸收塔设有五层喷淋层，每层喷淋层布置44个德国MuntersEuroform公司制造的空心锥形碳化硅喷嘴。喷淋层的作用是将海水增压泵提供海水雾化成颗粒细小、均匀的水雾。水雾与烟气均匀、充分混合，五层喷淋层的喷嘴错开布置，以达到海水与烟气均匀、充分混合，保证脱硫效率。（三）泵池海水泵池的作用是为海水增压泵提供恒定压力的海水，海水泵池的水源来自汽机循环水，其规格为L×B×H=17.1m×13.5m×9.1m，总容积V=2100m3，有效容积为V=1524m3。（四）混合池混合池的作用是接纳经过初步曝气的洗涤烟气后的海水，与新鲜的海水进行混合。其规格为L×B×H=17.1m×8.0m×5.9m，有效容积V=862m3，水力停留MMMMMMM虹吸井配水井曝气风机泵池混合池排水池排向大海凝汽器来循环水曝气池海水池放水去GGH烟气吸收塔M图2-8海水系统和海水恢复系统图除雾器MMM#1增压泵#2增压泵#3增压泵海水旁路GGH来烟气时间：HRT=1.15min。（五）海水旁路海水旁路的作用是：当海水泵池、混合池或曝气池需要退出运行时，将所有循环水直接引入大海。海水旁路设有两台电动闸门，以控制当海水泵池、混合池和曝气池投退。三、海水恢复系统海水恢复系统由海水池、氧化风机、曝气池、曝气风机组成。海水恢复系统的作用是：将预曝气后的海水进行充分曝气，使海水的pH、DO、COD达到标准后排入大海。（一）海水池海水池布置在吸收塔下部，直径13m、深5m。其作用是接纳洗涤烟气后的海水，为海水恢复品质进行氧化提供空间。海水池设有氧化空气管道、阻流板、溢流水管、检修排水管等设备。为减轻曝气池曝气负荷，提高海水水质恢复能力，在吸收塔海水池设置氧化空气系统，向吸收塔海水池鼓入空气。空气通过罗茨风机将压力提升至50kPa，送入开有等距离开孔的氧化空气管道，对海水池中的酸性海水进行预先曝气，将部分亚硫酸氢根离子氧化成硫酸氢根离子。φ150mm空气供应管布置于吸收塔海水池中，塔内氧化空气管采用FRP材料，塔外氧化空气管材料采用CS。氧化空气系统采取防倒灌措施。海水池设有阻流板，其作用是防止海水洗涤烟气后未经氧化而直接排出。溢流水管设在海水池的上部，规格为1000mm×300mm。溢流水管也是吸收塔的排水管，因设在海水池的上部，可以保持海水池水位能稳定在5m高度。海水池下部设有φ250mm排水管，与混合池连接。排水管的作用是检修时，可以排尽海水池的存水。（二）曝气池曝气池是海水水质恢复系统中的核心构筑物和关键工艺环节。通过鼓风曝气系统的曝气和吹脱作用，增加海水中的溶解氧，提高海水的pH值，氧化海水中的还原性物质，全面提升海水水质指标，达到水质恢复的最终目的。由于对曝气后的海水品质要求较高，所以曝气池的面积较大且曝气深度较深，曝气池设三条曝气水道，曝气水道设计尺寸（L×B×H=88.7m×5.3m×2.6m），海水在曝气池停留时间较长（约6min）。海水洗涤烟气吸收SO2后，经过海水池内的预先曝气，流经混合池与新鲜海水混合，再进入曝气池。曝气后的海水经曝气池溢流堰上流至排水沟排至海。曝气池溢流堰底部布置了一个φ200mm的孔，其作用是：曝气池停止运行后，溢流堰前后的海水压力差较大，可以自行将曝气池内的水排尽，方便检查、检修。曝气管布置在曝气池的底部，材质均为GRP。空气经过曝气风机提升压力至34kPa，从风机出口的φ600mm、φ500mm、φ400mm总风管，进入φ200mm的支风管，再从支风管的喷口出，对海水进行曝气。（三）氧化风机氧化风机的作用是为海水池的预先曝气提供压力空气。氧化风机为罗茨风机，设备规范：流量Q=5000Nm3/h、压升P=57000Pa，电机功率N=1320kW、电压380V、转速1480r/min。每台炉设有两台氧化风机，一台运行，一台备用。（四）曝气风机曝气风机的作用是为曝气池的曝气提供压力空气。曝气风机为单级离心式风机，设备规范：流量Q=40000Nm3/h、压升P=3450Pa，电机功率N=600kW、电压6000V。每台炉设有三台曝气风机，根据海水恢复的具体情况投入两台或三台。四、热工控制FGD提供的增压风机控制，其控制策略包括了两个部分：1、增压风机进口压力控制，FGD正常运行时，控制增压风机进口压力在合适的范围，同时满足锅炉炉膛压力的需要。流程为：增压风机进口压力实际测量值（三或二重冗余变送器）与工作压力设定值的偏差，经过PID调节作用控制增压风机电动入口导叶开度，实现控制增压风机进口压力目的。同时锅炉负荷函数和引风机动叶开度信号经过大选后，作为增压风机电动入口导叶开度的前馈信号。2、主要联锁保护内容（一）自动解列整个脱硫系统的项目：当解列脱硫装置运行时，将打开烟气旁路档板，停止脱硫增压风机，关闭脱硫烟气进出门。当脱硫系统出现下述任一情况时，自动解列整个脱硫系统：1、增压风机跳闸；2、脱硫系统主电源消失；3、锅炉MFT，海水循环水泵停；4、烟气旁路档板差压高报警或低报警且旁路档板及脱硫出入口门未打开；5、脱硫塔进口烟气大于180℃。