1、4X20吨燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术方案油田矿区供暖锅炉4X20t/h（1备）锅炉脱硫工程 技 术 方 案 XXXXXXXXXX设备有限公司二0一七年八月十九日第一章 概 述1.项目概况锅炉运行时将排放一定量的粉尘和SO2，若不经处理直接外排，则会污染周边环境，危害周边居民的身体健康，产生酸雨，破坏生态平衡。为了减少大气污染，保护环境，防止生态破坏，创造清洁适宜的环境，保护人体健康，需对其锅炉尾气进行治理。我公司针对吉林油田矿区供暖锅炉的3台20吨（1备）锅炉烟气进行脱硫的方案设计。根据现场勘查及实际安装位置，设计3台锅炉60t装机量共用一套脱硫器装置。并且对过年第4台备用锅炉的脱硫处理，进行预
2、先合理的设计和管路配接。2.设计依据与设计目的2.1设计依据根据厂方提供的有关技术资料及要求为参考依据，并严格按照所有相关的设计规范与标准，编制本方案：锅炉大气污染物排放标准GB13271-2001；厂方提供的技术文件；国家相关标准与规范。2.2设计参数本工程的设计参数，主要依据厂方提供文件中的具体参数，其具体参数见表2-1。 表2-1 烟气参数序号名称单位单台原始数值设计数值1脱硫器进口烟气量Nm3/h58000m3/h180000m3/h2脱硫器入口烟气温度80-10080-1003燃煤含硫量%1.01.04年运行时间（采暖期按6个月）h430045005烟气含湿量mg/Nm3756消耗燃
3、煤量t/h1.75.17风机出口含尘量mg/Nm330-502.3设计指标设计指标严格按照国家统一标准治理标准和业主的技术文件的要求，设计参数下表2-2。表2-2 设计指标及要求序 号项 目参 数1SO2排放浓度150-200 mg/Nm32烟气含湿量75mg/Nm33排放黑度林格曼黑度小于1级4要求PH值 105要求风机满负荷运行6要求有沉降池20m32.4设计原则认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策，严格遵守国家有关法规、规范和标准。选用先进可靠的脱硫技术工艺，确保脱硫效率高的前提下，强调系统的安全、稳定性能，并减少系统运行费用。充分结合厂方现有的客观条件，因地制宜，制定具有针对性的技术
4、方案。系统设计布置要求实用性强、便于维护、低成本投资、长期运行平稳。设计采用钠钙双碱法脱硫工艺，该方法技术成熟、脱硫效率高、运行安全可靠、操作简便。脱硫净化装置拟采用卧式双层喷淋，脱硫装置的烟气处理能力为锅40%110%BMCR工况时的烟气量；脱硫装置可利用率保证值为不小于90-95%；脱硫设备年利用小时按4500小时考虑；烟气脱硫系统具有应付紧急停机的有效措施；烟气脱硫系统能适应锅炉的起动和停机，并能适应锅炉运行及其负荷的变动；烟气脱硫系统便于日常检查和正常维修、养护及进行年修。2.5设计范围本设计范围包括烟气脱硫系统工艺、系统结构、电气等专业的设计，工程设计范围：从锅炉引风机出口至烟囱进口
5、前水平烟道接口之间的脱硫除尘装置和相应配套的附属设施。施工接点：脱硫系统进口法兰、出口法兰及排灰渣法兰以内部分，由我方施工完成；烟气管路及保温部分由我方设计施工完成；循环池及水泵系统由我方设计，并提出准确参数，贵方采购并施工完成；电气控制系统由我方提出技术要求，贵方采购并施工完成；沉降池由我方设计出图，贵方施工完成；土建部分由我方设计出图，贵方施工完成；2.6 技术标准及规范(1)保护标准GB13271-2001 锅炉大气污染物排放标准GB16297-1996 大气污染物综合排放标准 GB132232003 火电厂大气污染物排放标准GB30951996 环境空气质量标准GB309693 城市区
6、域噪音标准(2)材料GB69988 优质碳素结构钢技术条件GB71185 优质碳素结构钢热轧厚钢板技术条件GB71088 优质碳素结构钢薄钢板和钢带技术条件GB308782 碳钢焊条技术条件(3)设备标准HJ/T286-2006 环境保护产品技术要求 工业锅炉多管旋风除尘器HJ319-2006 环境保护产品技术要求 花岗岩类湿式烟气脱硫除尘装置GB4053.3-2009 固定式钢梯及平台安全要求第3部分:工业防护栏杆机钢平台JB161583 锅炉油漆和包装技术条件GBJ1791 钢结构设计规范(4)安装调试DL503194 电力建设施工及验收技术规范（管道篇）DL500792 电力建设施工及验
7、收技术规范（火力发电厂焊接篇）SDJ27990 电离建设施工及验收技术规范（热工仪表及控制装置篇）GB5020595 钢结构施工及验收技术规范TJ231（一）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范（一）TJ231（四）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范（四）TJ231（五）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范（五）TJ231（六）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范（六）GB5022195 钢结构工程质量检验评定标准GBJ9386 工业自动化仪表工程施工及验收规范GBJ13190 自动化仪表安装工程质量检验评定标准GB856688 计算机控制软件的设计、编程规范GBJ23582
8、 工业管道施工及验收标准GB5025496 电气装置安装工程低压电气施工和验收规范GB50217-94 电力工程电缆设计规范GBJ232-82 电气装置安装工程施工及验收规范PL500094 火力发电厂设计技术规范NDGJ1689 火力发电厂热工自动化设计规定GBJB-86 室外给排水设计规范 第二章 工艺设计说明1、脱硫工艺选择目前国内外脱硫技术应用最广泛的是钠钙双碱法。双碱法是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收SO2，然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生，由于在吸收和吸收液处理中，使用了不同类型的碱，故称为双碱法。钠钙双碱法是以碳酸钠或氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的SO2，然后再用石灰或
9、熟石灰作为第二碱，处理吸收液，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。由于采用钠碱液作为吸收液，不存在结垢和浆料堵塞问题，且钠盐吸收速率比钙盐速率快，所需要的液气比低很多，可以节省动力消耗。并且运行成本低廉。因此，本工程采用钠钙双碱法脱硫工艺。 2、 钠钙双碱法工艺反应原理钠钙双碱法，在启动时以NaOH吸收SO2，吸收液用石灰乳液再生。吸收液再生后,循环使用。循环过程中的主要反应如下:(1)脱硫过程2NaOH+ SO2Na2SO3+H2O (1)Na2SO3+ SO2+H2O2NaHSO3 (2)其中式(1)为启动阶段NaOH溶液吸收SO2的反应；式(1)为吸收液pH值较高时(高于9)溶液吸收SO2
10、的主要反应；式(2)为吸收液pH值较低(低于9)时的主要反应。(2)再生过程(用生石灰)CaO+H2OCa(OH)2 (3)2NaHSO3+Ca(OH)2Na2SO3+CaSO3+2H2O (4)Na2SO3+Ca(OH)22NaOH+CaSO3 (5)如有氧气存在下，还会发生以下反应 式(3)生石灰生成石灰乳的反应；式(4)第1步再生反应；式(5)再生过程在pH 9以后继续发生的主反应.所生成的CaSO3及副产物CaSO4 以半水化合物形式共沉淀.式(3)生石灰生成石灰乳的反应；曝气后继续发生反应：2CaSO3+ O22CaSO4 (6)式（6）反应生成的CaSO4可资源化利用。本工程选择钠
11、钙双碱法为脱硫工艺，以石灰作为主脱硫剂，钠碱为助脱硫剂。由于在吸收过程中以钠碱为吸收液，脱硫系统不会出现结垢等问题，运行安全可靠。且由于钠碱吸收液和二氧化硫反应的速率比钙碱快很多，能在较小的液气比条件下，达到较高的二氧化硫脱除率。3、脱硫除尘工艺由于锅炉烟气中含有一定的粉尘，现场脱硫除尘分为两级，一级为湿法除尘，二级为卧式脱硫净化装置。即总工艺流程设计如下。（1）烟气流程如下:锅炉 湿式除尘器 引风机 高效卧式脱硫净化装置 烟道 烟囱。（2）脱硫副产物流程如下:脱硫装置喷淋沉淀池分离排渣具体如下所述：经湿式除尘器除尘后的烟气靠引风机的动力，进入脱硫净化装置，与布置在脱硫净化器内的一层喷淋装置喷
12、淋，并去除部分SO2，进入脱硫净化器内的烟气受倒流板影响，与脱硫净化器二层喷淋装置大面积喷淋出来的吸收液充分混合接触，由于倒流装置的合理设计，烟气在脱硫净化器内产生气动定向流动，强劲的定向力与冲击力对SO2吸收液激烈搅动，获得最佳的雾化效果，单位面积内的洗涤液表面积增加上千倍，雾化的洗涤液与烟气中的二氧化硫充分混合，达到最理想的接触面积与方式，吸收溶解及反应充分。烟气经多级净化处理达到要求的脱硫效果。在脱除SO2的过程中，烟气经碰撞、拦截、凝聚、粘附、分离等作用，烟气中的粉尘也逐渐被脱除。净化后的烟气至烟囱达标排放。4、本工艺的优点(3)工艺先进，技术指标完全能满足环保要求和厂家要求；(4)采
13、用特制高效、防腐、耐磨陶瓷喷头，喷雾液滴8001200m，具有极大的比表面积，同时又不易引起二次夹带；(5)脱硫效果好，脱硫效率达90%，脱硫净化装置出口浓度不高于150-200mg/m3；(6)投资省、运行费用低，具有良好的经济性；(7)防结垢、防堵性能好，运行稳定，安全性能高；(8)防腐性能好，使用寿命长（主体设备在20年以上）；(9)阻力小，压降低（湿法脱硫系统1000Pa）；(10)操作弹性宽，运行管理方便，系统简便，投资省；(11)可确保风机安全可靠长期运行。 第三章 脱硫净化系统装置1、卧式脱硫净化装置配置型式：卧式喷淋脱硫。数量：共1套。卧式脱硫净化装置材质：外壳体为Q235B,
14、内部用耐火水泥做防腐层处理 。烟气进入方式：烟气由进口横向进入，延长了气体分布路径，不仅有利于气体分布均匀，而且由于气体的翻腾形成了湍流，更有利于气液比的形成。脱硫剂选择：双碱法。2、卧式脱硫净化装置参数（1）、配套锅炉：4X20t/h锅炉,（1台备用)（2）、型号：热水锅炉20t/h；（3）、数量：4台（1台备用)（4）、烟气处理量：180000m3/h；（5）、锅炉出口烟气温度： 180-200（6）、本体阻力：1000pa；（7）、锅炉出口SO2 排放浓度：900mg/Nm3（8）、脱硫净化装置出口SO2 排放浓度：150-200mg/Nm3（9）、脱硫效率：90%；（10）、液气比：1
15、.2L/m（11）、脱硫净化器内烟气流速：3.9 m/s（12）、除雾器出口烟气中雾滴浓度：75mg/m3； （13）、循环水的PH值：7.5-10；（14）、脱硫器重量约60T；（15）、脱硫器外形尺寸：长为6.0m，宽为3.0m；（16）、脱硫器高度：6.0m（17）、安装2层喷淋装置（18）、安装2层除雾板（19）、年运行小时数： 4500 h（20）、使用寿命：20年；3、卧式脱硫净化装置的特点（1）脱硫器外壳体采用Q235B钢板并做保温处理本脱硫器采用Q235B钢板，材质可以不需考虑烟气及脱硫反应物对器壁的腐蚀而造成的运行、维修、管理等问题，从而可以降低运行费、维修费，给管理及维修带
16、来方便。（2）施工防腐设计壳体内壁采用耐火水泥做防腐防水工艺，保证脱硫器耐腐蚀，提升了运行时间。（3）双层脱硫喷淋装置在脱硫器中安装两层喷淋装置，经过喷淋净化的烟气，气流受导向板的导向作用，气液两相充分接触，进行传质反应，即含硫烟气通过喷淋装置时形成烟气与碱性水的接触面积剧增，含硫烟气在前进过程中被碱性水吸收，这样含硫烟气通过两级喷淋，使脱硫器中的碱性水滴、和烟气充分混和，使烟气中残留的尘粒及二氧化硫在冲击碰撞、粘附的循环，烟气中的有害物质含二氧化硫被全部净化，脱硫效率高，烟气在塔内经过两次的喷淋净化，可确保脱硫除尘效率达到技术要求。（4）喷淋布水装置在每层装置上安装一套新型的气液喷淋装置，共
17、2套。它的最大特点是有效保证液体分布均匀，不留死角。喷淋开口度可调节，既便于维护清理，又可达到大流量供水，设备磨损轻、无堵塞，因此故障少，操作维护简单、效率高。喷头选用陶瓷螺旋喷嘴，液体流率范围为5.5-4140升/分，这种结构紧凑的喷嘴有着畅通的流道设计，可以最大程度地减少液体堵塞，使液体在给定尺寸的管道上达到最大的流量。保证喷淋效果，达到脱硫作用。（5）脱硫器内部设置脱水除雾装置烟气经过两级喷淋装置后，经过设于脱硫器上方的脱水除雾装置，为专设的脱水除雾设备，能发挥最大除雾效率，减少了进入烟囱的烟气含湿量，脱硫器出口烟气相对湿度为15%RH30%RH,湿度低，避免了烟气在烟囱里结露的现象，不
18、会对烟囱内壁造成腐蚀，不需对烟囱进行内衬施工改造，这样降低运行管理费用。（6） 脱硫剂利用率高，运行成本低，脱硫效率高直接参与脱硫器内脱硫反应的是溶解度高、反应速度快的NaOH，但其生成物Na2SO3和NaHSO3又通过苛化反应，再生成了NaOH。因此最终消耗的是廉价的石灰。脱硫湿式双碱法是一种低成本、高效率的脱硫方法。在本工艺中，由于消耗的是石灰，与使用价格高出几倍的氧化镁、氨水相比，运行成本大大降低，同时由于直接反生反应的是NaOH，提高了反应速度与效率，大大减少了持液量。合理、科学的脱硫器设计，使得脱硫剂的利用率可到96%。（7）检修设计装置有适当的检修孔、通道。装置的平台、扶梯有栏杆。
19、平台载荷不小于4KN/M2。扶梯载荷不小于2KN/M2。操作平台和爬梯由Q235-A钢板焊制。4、烟气管道及保温根据脱硫系统的烟气连接方式，烟气系统包括脱硫器进出口烟道及所有全部必要的附件。a）系统阻力整个脱硫器烟气系统的总阻力设计1600-2000Pa，一次除尘器阻力800-1000Pa；脱硫器阻力800-1000Pa；烟道阻力200-300Pa。b）烟道脱硫系统中的烟道主要包括两部分：第一部分为脱硫系统进口烟道，即锅炉烟气从一级除尘器后的引风机引出口汇到总脱硫烟道再进入脱硫器之间的烟道，此部分烟道为Q235B钢板,内部不需防腐，外部100mm岩棉保温的烟气烟道。第二部分为脱硫系统出口烟道，
20、即从脱硫器出口至烟囱主烟道间的烟道，该部分为净烟气烟道，采用Q235B钢板内部不需防腐，外部100mm岩棉保温的烟气烟道。脱硫系统所有烟气管道外部作保温处理。烟道外部需采用100mm岩棉保温，湿烟道内部需进行防腐处理。5、循环池及循环泵（型号及参数，贵方购买及施工）本脱硫工程采用双碱法脱硫工艺，脱硫液循环使用，脱硫循环及控制系统采用塔外循环方式，最终满足3台20t/h锅炉脱硫处理需要，主要包括循环泵、外循环沉降池及管道等相关配套设施。（1）循环水量与补充水量烟气脱硫循环水系统的循环水量为100-120m3/h,耗水量很少，一般为烟气蒸发消耗水量，一般按3%计算补充水量为3-4m3/h 。（2）
21、循环沉降池本系统采用塔外循环，脱硫吸收液通过循环泵输送到脱硫器循环管路。（3）循环泵脱硫器2台循环泵， Q=120m/h H=32m N=15kw，一用一备，供给喷淋系统，保证循环系统无故障运行。6、供配电系统（提出详细技术要求，贵方购买及施工）（1）供电系统供电电源采用三相四线制，电压380/220V。供电系统由进线柜、循环泵起动柜、就地控制箱等组成。电源由业主将满足设计负荷的供电电源，引至进线柜的开关上。(2）配电本系统电气设备控制包括手动机旁就地控制。所有在线备用设备在运行设备出现故障后均能通过硬接线方式投运，不影响整个系统的正常工作。所有设备的联锁、联跳、保护跳闸均采用硬接线方式，确保
22、设备安全。电气设备的运行状态在就地控制箱上有信号指示灯指示。配电量表序号货物名称规格型号单位数量合计电量（KW）备注1循环泵250UHB-ZK-120-32,Q=120m3/h,H=32M,N=15Kw台215一用一备2用电量合计15KW7、机械设备表序号设备名称数量单位技术规范产地1卧式脱硫净化装置1套瓦房店新型环保1.1一次喷淋1套10X5t瓦房店新型环保1.2二次喷淋1座10X3t瓦房店新型环保1.3定向导流板2套瓦房店新型环保1.4脱水除雾板2套瓦房店新型环保1.5脱硫七维修爬梯1套碳钢焊接瓦房店新型环保1.6检查门3套碳钢焊接瓦房店新型环保2烟道系统2.1脱硫器进口烟道1套碳钢吉林油
23、田2.2脱硫器出口烟道1套碳钢吉林油田3循环水系统3.1循环泵2台250UHB-ZK-120-32Q=120M3/H H=32m N=15Kw吉林油田3.2循环池PH仪1套吉林油田4电气系统1套4.1电气控制箱1套吉林油田4.2电缆1批阻燃型4.3桥架、线管1批4.4机旁电控箱1个第四章 人员配置及防护措施4.1人员生产管理及配置（1）人员生产管理 脱硫工程建成后，相关操作工在锅炉脱硫除尘系统建设期间对脱硫除尘工艺技术进行了解，掌握设备安装和电器仪表理论学习；在运行期间掌握日常设备的操作及常见问题的解决方法。并应制定严格规范的生产管理制度和定量考核规定，确保系统的安全、稳定、高效运行。（2）人
24、员编制烟气脱硫系统装置建成后，需有人负责全厂脱硫除尘装置的运行、维护和管理工作，脱硫装置的小修、维修、后勤行政事务均由全厂统一管理。 烟气脱硫人员编制为3人，分工见烟气脱硫人员编制表。 脱硫除尘人员编制表序号名称数量备注1系统总负责人1人负责整个系统的日常运行、维护及检修等2监测技术人员1人负责整个系统的监测及记录3操作运转人员1人负责系统的日常运行操作4.2 消防安全和劳动卫生本项目工段属于锅炉烟气处理工段，室外场地，无易燃易爆品，以预防火灾为主，消防设施可用现有设施；烟气脱硫除尘系统的设计符合国家要求的防辐射、防爆、防电伤、防尘、防噪声、防雷击等相关标准。 第五章 环境保护5.1环境保护烟
25、气脱硫除尘工程本身是致力于环境污染的基础设施，但由于污染物相对集中，在处理过程中不加妥善处理，也会对环境产生不良影响，应予以重视，并采取有效措施，防止大气和水污染。本工程环境保护包括两个方面，即在工程建设过程中和建成投产之后均有较好的措施。1、设计原则在本工程设计时遵循以下原则：1.严格执行国家、地方、行业及企业制定的各项有关环保的标准、规定及规范。2.装置设计时采用成熟、可靠地工艺技术流程。3.依靠技术进步采用先进技术、减少三废的排放量。2、环境保护设计执行的主要标准、规范1.建设项目环境保护设计规定（87）国环字002号文；2.污水综合排放标准，GB8978-1996;3.大气污染综合排放
26、标准GB16297-1996;4.工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85;5.火电厂大气污染排放标准，GB13223-2003；6.环境空气质量标准GB3095-1996；3、 主要污染状况及治理措施1.灰尘脱硫剂的进料、输送均采用管道，且脱硫剂储料仓、搅拌罐均采用密封，消除飞灰的污染。2.废水项目实施后，脱硫装置无废水的排放，脱硫净化除尘用水均流进循环池循环利用。3.废气本项目本身是废气治理装置，烟气经脱硫后，其二氧化硫的排放浓度及排放量将达到国家及地方标准。4.废渣项目所产生的废渣为沉淀池底的灰渣及石膏，可用抓斗移出，外运做为建筑底料之用。二次利用，无污染。 第六章 效益评估1、运行费用
27、估算运行费用主要有：电费、水费、人工费、药剂费等。 （按4500小时/年计算）(1)电耗电费的支出项目为脱硫液循环泵等的耗电，初步估计值见电流表3-4用电量为20kw。按电费0.52元/kWh，年运行4500小时计。电费共4.68万元。电源采用380V,50HZ交流电。(2)水费及人工费系统需定期补充水，补充水量按3%100m3/h4500h =13500吨，水价按3.0元/吨，计年水费：4.05万元/年。本脱硫系统由于运行、维护管理简便，安排人进行日常管理、维护，本脱硫系统设操作定员3人，年工资3.0万元/人，共需人工费9.0万元/年。(3)脱硫剂费用所用煤的含硫量按1%时运行成本估算为，可
28、燃硫的转换率为85%来计，脱硫率为95%来计，3台锅炉耗煤量为9t/h计算：a.锅炉二氧化硫生成量为：90.0185%2=153Kg/hb. 二氧化硫脱除量：脱硫效率按90%设计，每小时二氧化硫脱除量为137.7Kg/hc.脱硫剂费根据SO2脱除量、化学反应式、钙硫比（1.05），脱硫剂采用95%的粉状石灰，5%的片状火碱。每年按180天计算。药剂用量和费用初步估算表（24h)项 目用量单价年药剂费用CaHO35(元/h)300(元/吨)15.12万元NaHO6(元/h)3000(元/吨)2.6万元(4)运行费合计4.68+4.05+9.0+15.12+2.6=35.45万元该脱硫系统全年(按4500小时计)总运行费用为35.45万元。第七章 主要技术经济指标序号项 目指 标备注1处理烟气量58000Nm3/h(单台)设计参数按180000m3/h2烟尘浓度50-80mg/Nm3以下4SO2排放放浓度150-200mg/m35系统阻力2000Pa6机组年运行时间4500h7可利用率95%8脱硫塔主体设备使用寿命20年9脱硫系统出口烟气温度5510循环液气比1.2表7-1 主要技术经济指标汇总表第八章 售后服务本公司对承接的“三废”治理工程，本着以先进的技术设计和优良的质量为原则。对所承接的治理工程，作如下承诺：(12)保证技术、工艺设计的先进性、可行性和合理性。
