湿法脱硫系统培训

大唐长山热电厂1×660MW机组湿法脱硫系统培训教材除灰分场第一课时1、概述我厂1号机组烟气脱硫设备采用的技术，是中国大唐集团科技工程有限公司从奥地利引进的湿法脱硫技术，其特点是吸收塔采用单回路喷淋塔，有效的避免由于塔内部件较多所产生的结垢堵塞问题，在世界上属先进和成熟的技术。2、本工程脱硫岛的设计原则脱硫岛的总体设计原则是确保较高的脱硫效率、较高的可用率，并保证安全可靠，并且对锅炉的运行操作无影响。为此，采用了技术上成熟的工艺，操作上可靠性较高的设备是十分必要的。我厂1号机组在扩建工程中对脱硫工程提出的设计原则如下：(1)脱硫工艺采用湿式石灰石－石膏湿式烟气脱硫技术，吸收塔采用喷淋塔。(2)脱硫装置采用一炉一塔，每套脱硫装置的烟气处理能力为一台锅炉BMCR（指锅炉最大连续蒸发量）工况时的烟气量。脱硫效率设计煤种按不低于95%设计。(3)脱硫系统设置100%烟气旁路，以保证脱硫装置在任何情况下不影响发电机组的安全运行，旁路烟气挡板从0～100%全开的时间不超过25S。(4)石灰石浆液制备系统采用外购石灰石块（粒径不大于20mm），由湿式磨机利用工艺水制成吸收浆液。(5)从热电厂供水系统引接至脱硫工艺水箱，为脱硫工艺系统提供工艺用水。工艺水补水采用主循环冷却水排水。(6)脱硫副产品—石膏脱水后含湿量10%，为综合利用提供条件。(7)脱硫增压风机按配备一台静叶可调轴流风机考虑。(8)事故浆液箱设置1台。(9)脱硫设备年利用小时按5500小时考虑。（10）FGD系统在质保期内的可用率≥95%。（11）FGD装置设计服务寿命为30年。（12）符合我国电力建设的方针政策，贯彻安全、可靠、经济、适用、符合国情的电力建设方针。（13）烟气脱硫工艺技术成熟、先进、经济合理，有运行业绩。（14）严格执行有关降低工程造价的要求，优化设计。（15）脱硫工艺尽可能节约能源和水资源。2.1石灰石—石膏湿法脱硫工艺湿法工艺采用的石灰石脱硫吸收剂，价廉易得。将制备合格的石灰石浆液送入吸收塔，在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2被浆液吸收，与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙,然后在塔浆池内与鼓入的氧化空气进行化学反应，形成反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带有的细小液滴，经烟气加热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收进行再利用。按脱硫副产品---石膏的处置方式划分，一般分抛弃和回收利用两种方法，脱硫石膏处置方式的选择取决于市场对脱硫石膏的需求、脱硫石膏的质量以及是否有足够的堆放场地等因素。抛弃方式，如采用弃置灰场或回填矿坑，另一种是综合利用方式，德国和日本采用较多，主要用作水泥缓凝剂和建筑材料等，石膏的利用率达90%以上。2.2湿法烟气脱硫岛的构成石灰石－石膏湿法脱硫系统（即脱硫岛或称FGD系统）是一个完整的工艺系统，一般分成以下几个分系统：烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、废水处理系统、压缩空气系统等。除以上系统之外，石膏湿法脱硫系统也包括一些电气、控制系统。2.3湿法烟气脱硫岛的主要设备脱硫岛的主要设备一般有挡板门、增压风机、吸收塔及循环泵、氧化风机、石灰石磨机、石灰石给料机、石膏脱水机、石膏排出泵、工艺水泵等。脱硫岛同时配置有电气、热控设备、暖通、消防及火灾报警等辅助系统的设备。2.4脱硫岛的关键控制参数：烟气脱硫系统,作为一个系统,影响其因素是很多的,但在系统设计和运行时,以下因素应重点把握:(1)入口烟气的含灰量。烟气的含灰量过高，将导致系统操作恶化，表现为吸收效率低下（增加石灰石投入量不起大的作用）、皮带机脱水困难等。还需注意的是，由此造成的系统操作恶化，需较长时间纠正。（这样就要求提高电除尘器的除尘率）(2)吸收塔内浆液的pH值。必须控制在指定范围内，过低会导致浆液失去吸收能力；而过高，系统则会产生结垢堵塞的严重后果。pH值主要通过石灰石给料量，进行在线动态调节，以适应锅炉操作波动和工况变化。(3)吸收塔内浆液的密度。必须控制在指定范围内，过低会导致浆液内石膏结晶困难及皮带机脱水困难；而过高，则会使系统磨损增大。(4)吸收塔内浆液的Cl-离子浓度，正常情况下保持在20000ppm，过高，则对材料的材质提出更高的要求，过低，则废水排放量将过大。(5)石灰石的反应活性。一般应采用品位较高的矿石，（提高氧化钙含量）且细度合格。(6)出口烟气的S02含量。必须时刻监视该参数，但出现偏差时，应综合分析锅炉负荷、入口烟气的S02含量、循环泵的工作台数(是否在正在工况下运行)、浆液的pH值等影响因素。3分系统介绍3.1烟气系统3.1.1系统简介从电厂1号锅炉来的原烟气，分别由烟道引至FGD系统。经过原烟气挡板后进入吸收塔进行脱硫反应。在吸收塔内原烟气与石灰石浆液充分接触反应脱除其中的SO2,原烟气温度则降低至饱和温度59左右。脱硫后的净烟经过净烟气烟道、净烟气挡板和烟囱，排放到大气中。为了将FGD系统与锅炉分离开来，避免对主机的影响，在整个烟气系统中共设置有3带电动执行机构的、密封的烟气挡板门,其中1个原烟气挡板(设于FGD入口)、1个净烟气挡板、1个旁路挡板。当脱硫系统正常运行时，旁路挡板关闭，原烟气挡板和净烟气挡板开启，原烟气分别进入FGD装置进行脱硫反应。在要求关闭FGD系统的紧急状态下，旁路挡板自动快速开启，原烟气挡板和净烟气挡板自动关闭。为防止烟气在挡板门中的泄露，设置有密封空气系统。该系统包括2台密封风机、1台电加热器和开启/关闭电动阀，将加热至80℃左右的密封空气导入到关闭的挡板，以防止烟气结露腐蚀挡板门。3.1.2主要设备FGD烟气系统主要设备包括：烟气挡板、密封空气系统、烟气膨胀节等。(1)烟气挡板门整个烟道系统中共设有3个带电动执行机构的、保证零泄露的烟气挡板门,其中1个增压风机进口挡板(设于FGD入口)、1个FGD净烟气挡板(设于FGD出口)、1个FGD旁路烟气挡板。当FGD系统正常运行时，旁路挡板关闭，增压风机进口挡板、FGD净烟气挡板开启。原烟气通过烟道系统进入脱硫系统进行脱硫反应。当FGD系统或锅炉发生事故时，旁路挡板开启，原烟气挡板、净烟气挡板关闭，烟气就不进入FGD装置而直接走旁路进入烟囱排至大气。当1#锅炉发生事故时，其对应的旁路挡板开启，原烟气挡板和净烟气挡板关闭，此炉烟气就不进入其对应的FGD装置而直接走旁路进入烟囱排至大气。所有烟气挡板均采用密封型挡板，具有快速开启/关闭功能。3.2吸收塔系统3.2.1系统简介吸收塔系统是整个FGD的核心部分，脱硫反应在该系统中进行。如何保证高效吸收、防腐、防垢和无故障稳定运行是设计、运行和维护必须重点考虑的问题。我厂采用的是AEE公司的强制氧化喷淋塔，一炉一塔配置。烟气进入吸收塔下部的烟气SO2吸收区，而洗涤浆液通过四个喷淋层的雾化喷嘴，向吸收塔下方成雾罩形状喷射，形成液雾高度叠加的喷淋区,浆液液滴快速下降;均匀上升的烟气与快速下降浆液形成逆向流，烟气中所含的污染气体由于易溶于水，绝大部分因此被清洗入浆液，与浆液中的悬浮石灰石微粒发生化学反应而被脱除。这样通过消耗石灰石作为吸收反应剂，烟气中的SO2，SO3，HCI和HF被洗涤吸收，而且烟气中包含的大部分的固体如灰和烟灰，也大部分被液雾包裹而从烟气中分离进入浆液，同时产生副产品石膏（CaSO42H2O）。此吸收塔中浆液最佳的pH值应选择在5.5到5.7之间。如果pH值超过此值,吸收塔会有结垢问题出现;如果pH值低于此值，浆液的吸收能力下降,最终影响到SO2的脱除率和副产品石膏质量。系统采用模块化设计。吸收塔的下部（称作浆液池）中有洗涤液体，其中含有石灰石浆液。浆液通过吸收塔循环泵循环。另外，浆液还被从塔底部抽取出来排到脱水系统。在浆液池中布置有氧化空气分布系统，氧化空气由2台氧化风机（1用1备）提供，其主要作用是将亚硫酸钙就地氧化成石膏。净烟气出口喷淋管吸收塔反应池除雾器原烟气入口4层喷淋层安装在吸收塔上部烟气区。4台吸收塔循环泵每个泵对应于各自的一层喷淋层，每个喷淋层包括一组喷嘴。喷嘴采用耐磨性能极隹的偏心锥形雾化喷嘴。吸收塔循环泵将浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区。设计工况下，4层喷淋层投入运行，在锅炉低负荷的特殊情况下，吸收塔也可以在2层喷淋层投入运行（最顶一层和最下一层）的情况下运行。塔内喷淋层管道采用玻璃钢增强管道(FRP)，内外有防磨涂层。塔外的浆液循环管道及塔内母管采用法兰联结的碳钢衬胶管。FGD工艺系统中吸收浆液最大氯离子浓度按20000ppm考虑,并以此决定所有与浆液接触的设备和部件的防腐保护除雾器将烟气中夹带的大部分浆液液滴分离出来。烟气出口含雾滴75mg/Nm3。除雾器由一个冲洗程序控制，冲洗方式为脉冲式。当吸收塔浆液池液位较高时，冲洗的脉冲间隔时间就长一些。但为了防止除雾器因烟气带出的浆液液滴产生结垢，最长的间隔时间依据要求的最短冲洗时间来定,而最短的间隔时间依据吸收塔的水位而定，即当水位降到要求的水位时，冲洗间隔时间就缩短，以增加补水量，反之依然，保持塔浆池液位稳定。除雾器的冲洗使用的是工艺水，冲洗有两个目的，一方面是防止除雾器结垢，另一方面是补充因烟气饱和而带走的水份,以维持吸收塔内要求的液位。在吸收塔内下部浆液池中四个搅拌器水平径向布置，其作用是将浆液保持在流动状态，从而使其中的脱硫有效物质(CaCO3固体微粒)也保持在浆液中的均匀悬浮状态,保证浆液对SO2的吸收和反应能力。在吸收塔烟气净化区，烟气冷却下来温度降到饱和温度，并由雾化喷嘴喷淋产生的石膏浆液雾滴以及来自除雾器冲洗的水进行饱和。吸收塔水的损耗（主要为烟气饱和带走的水分）一部分通过加入新鲜的工艺水（通过除雾器的冲洗设备），一部分通过石灰石浆液的加入和循环滤液水补充得以补偿。吸收塔顶部布置有排气门，在正常运行时风门是关闭的。当FGD装置走旁路或当FGD装置停运时，排气门打开。当旁路挡板开启时，原烟气挡板和净烟气挡板关闭，这时开启吸收塔排气风门目的是为了消除在吸收塔氧化风机还在运行时或停运后冷却下来时产生的与大气的压差，降低对塔的损伤。吸收塔浆液池中的pH值通过加入石灰石来控制，最佳pH值在5.5和5.7之间，在吸收塔浆液池中的反应需足够长的时间以使石膏能产生良好的石膏结晶（CaSO42H2O）。氧化风机安装在原烟道下，用以向吸收塔浆池提供足够的氧气和/或空气，以便于石膏的形成（即从亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙），因为烟气中所含的氧极其不足。如果输入的氧化空气不足会导致脱硫效率的降低，并在吸收塔中产生结垢。然而，最佳的空气输入值可节约能量。氧化空气通过喷管（喷管上规则间隔分布有出气孔）分布到吸收塔浆液池中。当处于隔离状态时，可通过开启手动截止阀对喷管进行冲洗。当吸收塔排放时以及当吸收塔停运后重启时都特别要求清洗喷管。氧化风机采用罗茨型风机，1用1备。新鲜的氧化空气通过消音器和空气过滤器进入风机加压，然后再通过压力侧的消音器经过管道输送到吸收塔。为了降低氧化空气的温度（离开空压机的温度高达100℃），需将水喷入到氧化空气管中，通过水分的蒸发吸收热量，使氧化空气降温至40～50℃后进入吸收塔。3.2.2主要设备（1）吸收塔该FGD系统的吸收塔采用空喷淋塔，内有搅拌器、氧化空气分布系统、喷淋层、除雾器。其有关技术参数如下：吸收塔进口烟气量：2512760Nm3/h吸收塔出口烟气量：2681674Nm3/h浆液循环时间：～4.31min吸收塔直径：17.5吸收塔高度：～34.7m(全高)浆液池容积：2886m3（2）浆液循环泵(4台)浆液循环泵为室内布置，其工艺目的在于把吸收塔浆液池内的吸收剂浆液循环送给塔内喷嘴,每台循环浆泵与各自的喷淋层连接，即一台泵配一层喷淋层。（3）氧化风机(2台)氧化风机提供空气，使亚硫酸钙固体颗粒在浆液池中氧化成石膏。氧化风机设计为罗茨型风机，通过电动V-型皮带驱动系统驱动。吸收塔系统配有2台容量100%的氧化风机，在正常情况下，1台运行,另1台备用。第二课时3.3石灰石浆液制备系统3.3.1系统简介本FGD系统采用的脱硫