25t锅炉烟气脱硫脱硝改造技术方案新文档格式.docx
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表1-1烟气参数
项目
单位
数据
烟气量（工况，湿基）
m3/h
74670
烟气温度
℃
170
烟气压力
Pa
-450～-110
SO2浓度（工况，湿基）
mg/Nm3
1512
颗粒物浓度初始浓度
mg/m3
745
NOx初始浓度
400
炉膛内非满负荷时温度
600～700
1.4.3规范标准
国家现行的各专业设计规范和标准；
国家及地方相关法律、法规。
《建设项目（工程）竣工验收办法》
《建设项目环境保护竣工验收管理办法》
表1-2设计所依据的国家现行的各专业设计规范和标准
GB13223-2011
火电厂大气污染物排放标准
GB13271-2014
锅炉大气污染物排放标准
GB8978-1996
污水综合排放标准
GB16297-1996
大气污染物综合排放标准
DL/T621
交流电器装置的接地
DL/T5044
火灾自动报警系统设计规范
DL/T5196-2004
火力发电厂烟气脱硫设计技术规范
1.5、设计改造原则
1）本设计方案提供的除尘脱硫脱硝系统和有关设备及资料和服务等满足技术规范书和有关工业标准要求。
2）本设计按照成熟、可靠、先进、实用的原则，每一项技术和装备的选用要确保操作稳定、可靠、生产低成本的效果。
3）采用先进可靠的工艺技术，确保锅炉烟气脱硫装置能安全、环保、节能稳定地连续生产。
4）工程自动化控制水平遵循成熟、可靠、先进、实用、有利于操作稳定和安全生产、性价比高的原则。
1.6、设计改造内容
本烟气系统改造设计包括以下内容：
新增一套脉冲式布袋除尘设施及其附属设施
工艺系统改造包括增加制浆系统、增加浆液输送系统、循环水池改造、增加曝气装置一套、增加除渣系统一套。
脱硫塔系统改造包括新增脱硫塔一台、新增设脱硫液循环系统、塔前烟气温度调节系统、增加脱硫剂输送系统、工艺水冲洗系统、电气系统的变动、以及管道、保温、防腐等施工、制造、安装、调试等内容。
另外还包括整个处理系统的电气、PLC控制系统等。
脱硝系统为新建系统，主要包括脱硝剂（尿素）制备系统、尿素溶液分配系统及锅炉喷枪系统。
第二章工艺方案部分
2.1除尘系统工艺方案
2.1.1工况说明
本方案改造1台25t/h锅炉的烟气量为75000m3/h。
烟尘初始浓度为745mg/m³
，烟尘出口温度为170℃。
烟尘排放浓度25mg/m³
。
2.2.2工艺选择
根据如上资料及相关数据，并结合经济性、可行性、安全性、除尘效果等多方面因素考虑，经过科学紧密的计算分析，决定采用旋风+锅炉专用LCMD-4600型低压长袋脉冲除尘器对该锅炉进行治理。
LCMD-4600型低压长袋脉冲除尘器的特点：
1、该除尘器采用分室停风脉冲喷吹清灰技术，克服了常规脉冲除尘器和分室反吹除尘器的缺点，清灰能力强，除尘效率高，排放浓度低，漏风率小，能耗少，钢耗少，占地面积少，运行稳定可靠，经济效益好，适用于冶金、建材、水泥、机械、化工、电力、轻工行业的含尘气体的净化与物料的回收。
2、由于采用分室停风脉冲喷吹清灰，喷吹一次就可达到彻底清灰的目的，所以清灰周期延长，降低了清灰能耗，压缩空气耗量可大为降低。
同时，滤袋与脉冲阀的疲劳程度也相应减低，从而成倍地提高滤袋与阀片的寿命。
3、检修换袋可在不停系统风机、系统正常运行条件下分室进行。
滤袋袋口采用弹性胀圈，密封性能好，牢固可靠。
滤袋龙骨采用多角形，减少了袋与龙骨的摩擦，延长了袋的寿命，又便于卸袋。
4、采用上部抽袋方式，换袋时抽出骨架后，脏袋投入箱体下部灰斗，由人孔处取出，改善了换袋操作条件。
5、箱体采用气密性设计，密封性好，检查门用优良的密封材料，漏风率很低。
6、进、出口道布置紧凑，气流阻力小。
7、除尘器设保温装置，防止温度过低烟气结露
2.2.3工艺流程
工艺流程简图
工艺流程说明
1）正常使用流程：
当温度处于140~170℃安全范围时，烟气由锅炉出来经过旋风分离器，把大颗粒粉尘分离出来然后再经过布袋过滤，99%以上的粉尘将被截留在除尘器内，经由灰斗排出，而净化后的气体则由风机抽排从烟囱排入大气。
2）低温/高温保护流程：
测温探头全程监测经过本除尘系统的烟气温度，一旦温度高于系统设计的正常运行值极限220℃，PLC会发出警报并促使布袋除尘器总进出风口阀门关闭，打开旁路阀，烟气直接由旁路排出，以保护布袋，延长其使用寿命。
在温度恢复正常后，旁路阀自动关闭，布袋进出风口阀门自动打开，重新按正常流程工作；
如果温度居高不下，值班人员则需要停止风机工作。
2.2.3主要设备分项表
序号
名称
型号
数量
1
除尘器本体
LCMD-4600
套
2
旋风筒
XL13.5-1
台
3
滤袋
φ160/6000mm
只
384
4
袋笼
φ120/2440
5
电磁脉冲阀
3″淹没阀
6
气缸提升阀及气路系统
φ80/150
7
星形卸料器
YJD26-A
8
卸灰振动器
YZS-250-2
9
脉冲控制柜
PLC带温度控制
10
调压阀
11
本体保温
㎡
110
2.2脱硫系统工艺方案
2.2.2主要技术指标
本方案改造1台25t/h锅炉烟气脱硫的烟气量为75000m3/h。
主要技术经济指标
备注
处理烟气量
75000m3/h
工况
入口SO2浓度
脱硫效率
%
≥99
脱除SO2量
kg/h
113.4
出口SO2浓度
≤100
入口烟气温度
130
出口烟气温度
℃
≤60
出口烟尘浓度
≤25
系统压力损失
1000～1200
镁硫比（Mg/S）
mol/mol
≤1.03
电负荷
kWh
420
12
年利用小时数
h
7200
15
装置负荷适应范围
30~110
16
装置使用寿命
年
17
装置可利用率
95
2.2.2工艺原理
氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了多个项目，台湾的电站95%是用氧化镁法，另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。
镁法脱硫工艺是镁的碱性氧化物与水反应生成氢氧化物，再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应，氧化镁反应生成的亚硫酸镁和硫酸镁，亚硫酸镁氧化后生成硫酸镁。
脱硫过程中发生的主要化学反应有
MgO+H2O=Mg（OH）2
Mg（OH）2+SO2=MgSO3+H2O
MgSO3＋
H2O+SO2=Mg（HSO3）2
MgSO3+1/2O2=MgSO4
氧化镁法脱硫是一种前景较好的脱硫工艺，该工艺较为成熟，原料来源充足，在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨,占全世界的80%左右。
其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%，其次是山东莱州，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃肃北、别盖等地。
因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于各单位的脱硫系统中去。
镁法投资少，运行费用低，脱硫效率高，结构简单，并且能够减少二次锅炉烟气污染。
镁法脱硫相对于钙法的最大优势是不会系统发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脱硫系统能够安全有效的运行，同时镁法pH值控制在6.0～6.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。
同时与较为完整的石灰石石膏法相比，占地面积小，运行性方面费用低，投资额大幅减小，综合经济效益得到很大的提高。
总的来说，镁法脱硫在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保证。
由于镁法脱硫的反应产物是亚硫酸镁和硫酸镁，既可以抛弃，也可进
行综合利用。
一方面我们可以进行强制氧化全部生成硫酸镁，然后再经过
浓缩、提纯生成七水硫酸镁进行出售，另一方面也可以直接煅烧生成纯度
较高二氧化硫气体来制硫酸
一、SO2吸收系统
锅炉产生的烟气，经过空气预热器降温后，首先进入除尘器，去除大部分烟尘后，由引风机经烟道切向进入旋流板塔脱硫装置。
烟气经喷淋除尘、碱液吸收SO2等酸性气体、脱水除雾后，净化烟气引入主烟道，通过烟囱排入大气。
脱硫塔底部废液流入循环废水处理系统。
脱硫塔底部废液首先流入氧化池，通入空气进行曝气氧化，经充分反应后，废水流入平流式多斗沉淀池，经沉淀浓缩、澄清后，脱硫液溢流到清水池，并补充Mg（OH）2浆液调节至适宜pH后，由脱硫液循环泵打入脱硫塔，进行循环利用。
沉淀后的亚硫酸镁和硫酸镁浆液等泥渣由专用泥泵打入高效水力旋流器，脱水后的废渣进入真空皮带脱水机进一步脱水，分离后大量含水率较低的固体残渣进行储存利用，或外运抛弃，脱水系统上清液收集到地坑中，澄清后作为药剂溶解水和滤布冲洗水。
烟气经过引风机由塔底切向进入脱硫塔，与向下喷淋的碱液以逆流方式使气液充分接触（三层喷淋）。
脱硫塔采用内置两层旋流板的方式，增长气液反应时间，提高效率，充分吸收烟气中SO2、SO3、HCl和HF等酸性气
体。
在吸收塔出口处装有两级旋流板（或折流板）除雾器，用来除去烟气在洗涤过程中带出的水雾。
在此过程中，烟气携带的烟尘和其它固体颗粒也被除雾器捕获，两级除雾器都设有水冲洗喷嘴，定时对其进行冲洗，避免除雾器堵塞。
旋流板塔脱硫装置及构成旋流板脱硫塔是一种可广泛应用于中小型燃煤锅炉治理烟气中SO2的设备，利用旋流板的特点，使气液充分逆流接触，比一般的吸收器效果要好，从现场实测看，脱硫率能达90%以上，同时兼有除尘效果，基建投资少，操作较简单，该技术较有效的解决了结垢和腐蚀这两个问题。
因此，本项目选择旋流板脱硫塔作为脱硫主体设备，其主要构件：
1）结构框架及主体：
塔釜段、吸收段、脱水段等；
2）塔内构件：
旋流板、喷淋系统、脱水板及反冲洗系统。
旋流板塔脱硫装置各功能区：
（1）吸收区：
该区包括吸收塔入口及其以上的2层旋流板和3层喷淋，
其主要功能是用于吸收烟气中的酸性污染物及飞灰等物质。
①.塔内配有喷淋层，每组喷淋层由连接支管的母管、制浆液分布管道和喷嘴组成。
②.喷淋管及喷嘴的布置设计均匀，覆盖吸收塔上流区的横截面。
③.
喷淋系统采用一台循环泵供应三层喷淋方式。
（2）除雾区：
该区包括两级除雾器和3层反冲洗系统。
用于分离烟气中
夹带的雾滴，降低对下游设备的腐蚀、减少结垢和降低吸收剂及水
的损耗。
①.离开吸收塔托盘的烟气穿过2层旋流板和3层逆流喷淋层后，再连续经两层除雾器除去所含浆液雾滴，除雾器出口的水滴携带量不大于75mg/Nm³
②.
在一级除雾器的上、下各布置一层清洗喷嘴。
清洗水的喷淋将带走一级除雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒。
烟气经过一级除雾器后，进入二级除雾器。
二级除雾器下部也布置一层清洗喷淋层，烟气穿过二级除雾器，经洗涤和净化的烟气通过出口流出吸收塔，经过烟道排入烟囱。
除雾器采用316L材料制作而成，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，整个脱硫系统补水可通过除雾器反冲洗实现。
（3）
塔釜区：
塔釜主要功能是暂时贮存脱硫液，氧化和结晶反应发生在
吸收塔外的氧化反应池中。
3）旋流板塔脱硫装置的主要参数
吸收塔壳体设计能承受压力、管道推力和力矩、风和地震荷载，以及承受所有其他作用于吸收塔上的荷载。
支撑和加强件能防止塔体倾斜和晃动。
塔内管道、除雾器支架应有足够的强度和刚度。
吸收塔支撑结构的应力根据相应标准，按最大运行荷载设计，设计计算值要求的厚度应加上腐蚀余度。
二、烟道系统
1）
在最大压差的作用下具有100%的严密性。
烟道及其附件烟道根据可能发生的最差运行条件（例如：
温度、压力、流量、污染物含量等）进行设计。
2）
烟道壁厚按6mm设计（按规定考虑了一定的腐蚀余量），烟道内烟气流10～15m/s之间。
3）
所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，用碳钢制作，所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，采用可靠的内衬（鳞片树脂）进行防腐保护。
4）
每台锅炉设置单独的进口系统，并在进口、出口、旁路烟道设置相应的阀门，方便灵活切换烟。
5）各段烟道设计压力及运行温度和最大允许温度如下：
①原烟气烟道（换热前）
设计压力:
1000
Pa
运行温度:
118.5℃～160℃
②原烟气烟道（换热后）
82℃～120℃
③净烟气烟道（吸收塔后换热前）
43.3℃～120℃
④净烟气烟道（换热后）
脱硫塔进口烟道、出口烟道、旁路烟道设优质百叶窗双层密封挡板门，保证锅炉单台炉烟气投入或退出脱硫系统运行的灵活切换。
旁路挡板门的冷烟气侧挡板及轴包覆材料为1.4529，密封片为C276；
吸收塔出口挡板门的挡板及轴包覆材料为1.4529，密封片为C276；
吸收塔入口挡板门的挡板、密封片及轴包覆材料为316L。
挡板门配置完善的密封风系统，FGD系统提供2台100%容量密封风机和一套密封空气电加热装置，全套带有：
底座、挡板、电机、联轴、风道及支架和控制件等。
挡板门的执行器为整体开关、调节型，有DC4～20mA输入、输出，过载保护及限位装置，防护等级为IP65。
烟道上设有膨胀节，并安装压力、温度等用于运行和观察的仪表。
三、循环液供应系统
废水首先进入氧化池，采用罗茨风机进行曝气氧化，经充分反应后，废水流入平流式多斗沉淀池，进行泥水分离，沉淀后的上清液溢流到清水池，加入Mg（OH）2碱液调节至适宜pH，然后由循环泵提升至脱硫塔循环利用（单泵单管制）。
沉淀后的亚硫酸镁和硫酸镁浆液等泥渣由专用泥泵打入高效水力旋流器，脱水后的废渣进入真空皮带脱水机进一步脱水，分离后大量含水率较低的固体残渣进行储存利用，或外运抛弃，脱水系统上清液收集到地坑中作为药剂溶解水和滤袋冲洗水，滤饼冲洗采用工业水。
四、泥渣处理系统
氧化镁法湿式脱硫系统的最终产物为亚硫酸镁、硫酸镁等浆液（固体含量约5％），氧化池、沉淀池、清水池、药剂溶解池、滤液地坑均设有排泥管。
考虑到排泥管的堵塞问题，在排泥管末端设计有水力冲洗系统。
沉淀浓缩后的泥渣由专用泥泵首先打入高效水力旋流器进行一级脱水，底部脱水浆液（固体含量约60％）重力进入真空皮带脱水机进一步脱水，分离后大量含水率较低的固体残渣（固体含量约20％）进行储存利用或外运抛弃，滤饼冲洗采用工业水。
水力旋流分离器的溢流液及滤布冲洗水收集在滤液地坑中，经澄清后可作为药剂溶解水、滤布冲洗水及部分除雾器冲洗水，设两台滤液泵（一用一备），底部泥渣由排泥泵排出。
滤袋冲洗水，滤饼冲洗采用工业水。
五、
脱硫剂制备及供应系统
脱硫剂主要为氧化镁粉，粒径325目，MgO含量为90%，配置氢氧化镁溶液浓度10%。
氧化镁粉设有贮存仓和自动投加装置，粉仓的容量按BMCR工况运行2天（每天按24小时计）的吸收剂耗量设计。
氧化镁粉堆积密度按0.3t/m3设计，药剂贮仓采用Q235内衬防腐结构，设有插板阀、自动调速计量给料机、仓壁振动器、料位计等，氧化镁粉由业主用气力输送送至储仓。
考虑到系统造价及工艺防腐要求，本方案药剂溶解和贮存池（脱硫系统连续运行4h储量）采用钢筋砼结构。
氢氧化镁浆液浓度为10%，药剂溶解采用搅拌器机械搅拌，底部泥渣定期排至沉淀池处理，设置药剂泵，由pH自动控制氢氧化镁浆液的加入。
2.2.3主要设备清单
脱硫系统主要设备清单
规格
一、烟气系统
进口烟道
Q235防腐
进口总烟箱
出口烟道
进口烟气挡板
双百叶
旁路烟气挡板
进口烟道膨胀节
非金属织物
出口烟道膨胀节
旁路烟道膨胀节
脱硫塔主体
φ3.0/14m
除雾器
层
不锈钢316L
旋流板
脱硫喷淋系统
DN50
三、药剂制备及供给系统
氧化镁储存仓
座
插板阀
手动
仓壁振动器
对称布置
仓顶除尘器
料位计
溶解搅拌器
药剂泵
一用一备
四、脱硫循环水处理系统
循环泵
氧化风机
旋流器
组
滤液泵
真空皮带脱水机
反洗水泵
五、电控系统
PLC控制柜
DCS控制系统
进线总柜
温度传感器
压力传感器
液位计
PH计
电缆及桥架
2.3脱硝系统工艺方案
2.3.1脱硝系统入口参数
项目
单位
数据
设计煤种
校核煤种
烟尘浓度
g/Nm3
25.96
36.81
NOX（以NO2计）
Cl（HCl）
F（HF）
2.3.2脱硝装置性能
NOX脱除率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率
在设计煤条件下，对NOX脱除率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率同时进行考核：
脱硝装置在性能考核试验时的NOX脱除率不小于80％，脱硝装置出口NOX含量不大于100（氨的逃逸率不大于5ppm，SO2/SO3转化率小于0.9%。
（含氧量6％）
1）锅炉45%BMCR—100%BMCR负荷。
2）烟气中NOX含量：
400mg/Nm3，（干基，含氧量6％）。
3）脱硝系统入口烟气含尘量不大于24.05g/Nm3（干基，含氧量6％）。
脱硝装置可用率
在质保期内，脱硝整套装置的可用率在最终验收前不低于98%，在燃用校核煤种时，保证脱硝装置安全运行。
系统连续运行温度
在满足NOX脱除率、氨的逃逸率及SO2/SO3转化率的性能保证条件下，保证SNCR系统具有正常运行能力。
最低连续运行烟温850℃。
最高连续运行烟温1150℃。
2.3.3工艺描述
系统模块功能描述
本SNCR脱硝工艺系统由以下几个模块组成：
（1）氨水制备及储存模块
该脱硝装置经过液氨稀释后的氨水作为还原剂，氨水从氨水槽车经氨水卸载泵送至氨水储存罐，然后经循环系统送至锅炉区域的计量模块。
（2）氨水溶液卸载、存储和循环设备
氨水溶解制备系统主要设备有氨水卸载泵，即时及累计计量装置等组成。
氨水溶液循环系统主要设备包括两台多级离心泵（一运一备），过滤器、
用于远程控制和监测循环系统的压力、温度、流量以及浓度的仪表等。
另外还设有一套背压控制阀，背压控制回路用于调节供料泵为计量装置供应尿素所需的稳定流量和压力。
循环管路系统应设置保温，减少温降。
当氨水循环泵停止运行后，要求对整个管路系统进行冲洗。
同时，氨水储罐预留有氨水溶液接口。
在储罐上方安装氨气在线检测及报警装置，并可将检测报警信号传输至DCS。
当检测到的氨气浓度超过设定值时，将自动开启罐区喷淋系统，降低储罐温度并可吸收空气中的氨气。
（3）氨水计量分配模块
喷射区计量模块式一级模块，用于精确计量和独立控制到循环流化床锅炉每个喷射区的反应剂浓度。
该模块采用独立的化学剂流量控制，通过区域压力控制阀与就地PLC控制器的结合，为复杂的应用情况提供所需的高水平的控制。
该模块连接燃烧控制系统、NOx和氧监视器的控制信号，自动调节反应剂流量，对NOx水平、锅炉负荷、燃料或燃烧方式的变化做出响应，打开或关闭喷射区或控制其质量流量。
每一个区子模块可相互独立地运行和控制，该特性允许隔离每个子模块进行维修且不会严重影响工艺性能或总体的NOx还原效果。
喷射区计量模块是一级模块，根据锅炉负荷、燃料、燃烧方式、NOx水
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