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1、黑龙江省逊克蓝天热电有限责任公司锅炉烟气脱硫项目Xxxxxxxxxx二一二年七月 哈尔滨目 录一、项目背景1二、项目概况1三、设计依据2四、电厂燃烧系统简介2五、脱硫工艺简介4六、脱硫工程设计方案及特点4七、循环流化床锅炉脱硫原理5八、本次脱硫系统主要设备9九、脱硫率、耗量及运行费用10十、环保监测13十一、项目进度安排14十二、投资及资金筹措15十三、结论及建议15一、项目背景国务院日前印发的发展改革委会同有关部门制定的节能减排综合性工作方案，明确了中国实现节能减排的目标任务和总体要求。方案指出，至2010年底，中国万元国内生产总值能耗将由2005年的1.22吨标准煤下降到1吨标准煤以下，降
2、低20左右；单位工业增加值用水量降低30。“十一五”期间，中国主要污染物排放总量减少10，到2010年，二氧化硫排放量由2005年的2549万吨减少到2295万吨，化学需氧量（COD）由1414万吨减少到1273万吨；全国主要城市污水处理率不低于70，工业固体废物综合利用率达到60以上。方案指出，要把节能减排作为调整经济结构、转变增长方式的突破口和重要方向，作为宏观调控的重要目标，动员全社会力量，扎实做好节能降耗和污染减排工作，确保实现节能减排约束性指标，推动经济社会又好又快发展。为响应国家“节能减排”的要求，本项目实施脱硫减排。二、项目概况项目名称：黑龙江省逊克蓝天热电有限责任公司锅炉烟气脱
3、硫项目项目性质：环保、节能工程企业名称：逊克蓝天热电有限公司法人代表：王军 营业范围：供热项目建设地点：黑龙江省逊克县边疆镇逊克蓝天热电有限责任公司原厂区热源规模：5台29MW循环流化床热水锅炉，热源厂总容量145MW。逊克县蓝天热电有限责任公司2005年6月由逊克县热力公司改制而来，是逊克县招商引资企业，公司地址位于逊克县边疆镇东套子开发区，占地5.5万平方米，注册资本800万元，现有职工101人，其中工程技术工人28人，占全厂员工28%，其中具有高、中级技术职称工程人员13人，占全厂员工12.7%。随着逊克县城市规模的不断扩大，蓝天热电公司所带的热负荷也随之增长，热收入越来越多，企业发展前
4、景良好。三、设计依据1、锅炉大气污染物排放标准GB13271-20012、环境空气质量标准GB3095-19963、锅炉房设计规范GB50041-20084、中华人民共和国环境保护法，1989年12月26日5、中华人民共和国环境影响评价法，2002年10月28日6、国务院 国函19985号国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制有关问题的批复，1998年1月12日四、电厂燃烧系统简介（一）主设备型号、参数及主要技术规范：项 目单 位参 数备 注型号5台QXF29-1.6/130/70-AII热功率MW29锅炉供水温度130锅炉回水温度70设计压力Mpa1.6排烟温度150锅炉效率%88（二）燃烧
5、系统锅炉所用燃料从干煤棚经破碎机破碎后利用输煤皮带送至主厂房原煤仓中。每台原煤仓下为2台计量式全封闭胶带给煤机，将燃煤输送至锅炉进煤处，送入锅炉燃烧。锅炉通风方式采用鼓风机从锅炉前室鼓入燃烧室。烟气经省煤器、空气预热器后进入静电除尘器除尘后，由引风机吸出，经烟道排至100m高烟囱排入大气。锅炉要求燃料粒径小于10mm，进厂原煤须经过破碎，保证锅炉燃煤粒径的要求。锅炉燃烧系统设备1、鼓风机：5台AGX75-5A 14D ,Q68599m3/h , H=9867Pa电动机：250kW 380V2、静电除尘器：5台处理烟气量Qm3/h，除尘效率大于99.7%3、引风机：5台QAY-1 18D Q=m
6、3/h H=4563Pa电动机：200kW 380V4、煤斗：5台V100m35、螺旋给煤机：10台N=7.5kW6、烟囱H=100m =3.5m五、脱硫工艺简介根据环保要求并结合本次需要脱硫的锅炉燃烧特点，具体改造方案为增设干法脱硫系统，脱硫方式为炉内喷钙+尾部增湿。即利用喷粉设备向锅炉炉膛内喷入一定量的石灰石细粉同时在锅炉电除尘器前增设尾部增湿活化器塔，使石灰石细粉与炉膛内的炉料进行充分的反应以达到脱硫目的，炉内喷钙脱硫，其脱硫率可达45%，在活化塔内电除尘器送过来的细灰中含有大量的炉膛中未反应的氧化钙与喷入的增湿水雾及二氧化硫及氧气快速反应形成硫酸钙，综合脱硫率可达80%以上。六、脱硫工
7、程设计方案及特点1、脱硫工程设计方案1）锅炉尾部电除尘前设增湿塔；2）循环流化锅炉加装炉内喷钙脱硫设施；3）炉内喷钙采用PLC控制随锅炉给煤量的变化自动调节喷钙量；4）锅炉尾部增湿采用PLC控制随锅炉排烟温度变化自动调节喷水量以增湿塔的排烟烟温不低于露点温度。2、本次脱硫系统设计特点1）投资成本低:一级输送，设备少，耗气小，投资降低，便于优化布置；2)可靠性高: 由于设备减少，系统出故障的几率减小，维护量小；3)给料均匀、连续、提高了输送可靠性；4)系统出力调节方便、调节范围大: 通过称重模块可清楚知道系统出力，通过变频电机无级调速，调整系统出力；5)处理应急能力强，设计过程中考虑150%的短
8、时间使用能力，满足燃料变化时的环保要求需要。6)本方案解决了以往脱硫设备采用空气加热设备石灰石吸潮堵塞问题，采用气力松动和局部弯头配风结合防止储存仓体以及管道沉积问题。7)采用局部弯头和喷嘴的特殊设计避免了局部磨损问题，保证了系统的可靠和使用寿命。七、循环流化床锅炉脱硫原理1、干法脱硫原理循环流化床锅炉作为一种燃烧技术，已经有三十年的发展历史，由于循环流化锅炉具有能够燃烧劣质燃料，适用煤种范围广，燃烧效率高，灰渣可以综合利用，低温燃烧可以有效降低 NOx和SO2的生成，同时可以通过在炉内添加石灰石满足炉内脱硫要求，迅速发展。a、脱硫基本原理做为燃煤锅炉，硫的氧化物的来源主要是煤种的硫份产生的，
9、煤中的的硫主要以两种形式出现一种是有机硫、一种是无机硫，而两种硫在800以上的温度下，都会分解和燃烧产生SO2进而产生其他硫的产物。这些SO2对环境污染产生重大影响，随着环保要求的提高，脱硫成了刻不容缓的要求。脱硫剂主要根据价格低廉、取材方便，使用效率高，制备、运输、输送方便的原则进行选取。目前我国具备这些条件的主要有石灰石和白云石比较广泛，并得到大量的应用。石灰石的主要成分是CaCO3,白云石的主要成分是MgCO3+CaCO3，做为矿物质可以通过直接买入成品颗粒添加到炉膛实现脱硫效果。其反应原理是：炉内煅烧CaCO3=CaO+CO2MgCO3=MgO+CO2SO2盐化CaCO3+SO2+0.
10、5O2=CaSO4MgO+SO2+0.5O2=MgSO4通过上述反应可以实现硫化物的固化，达到脱硫效果的目的。b、影响脱硫效率的因素钙硫比钙硫比是指固硫剂用量中的钙的摩尔数与配用原煤所含硫的摩尔数的比值，记着Ca/S。钙硫比越大，脱硫效率越高，由于石灰石或白云石煅烧过程中需要吸收热量，锅炉的效率明显降低，同时运行费用越大，根据环保要求，选用合理的钙硫比是比较关键的。实验表明：当Ca/S2.8后脱硫效率的增加趋势变缓，一般情况下，不要大于2.5。烟气温度温度太高产生的固化物容易逆向反应，影响脱硫效率，当温度过低煅烧效率有所降低，不利于石灰石的利用，一般烟气温度为850-900之间为脱硫效率最佳温
11、度区域。石灰石等脱硫剂粒度的影响试验表明，粒度越小，相应的脱硫剂表面积越大，脱硫效率越高，并且脱硫剂粒度太大由于其重度较大，可能引起燃烧室底部沉积，影响流化床锅炉的运行。粒度太细成本增加，并且一次性飞出，不易形成循环利用。一般建议采取粒度1.5以下的粒径。炉膛运行压力的影响压力高的情况下，CO2分压力大，固硫剂不易煅烧，常压情况下，煅烧温度在770左右，当压力增加时，煅烧温度也有所增加，不利于脱硫效率的提高。脱硫剂本身特性脱硫剂的空隙率越高，对脱硫效率增加有利，相对密实的石灰石品种由于空隙率较低，脱硫效果也越差。干法脱硫系统设计由于本项目的燃料内含硫量较低，本系统设计按照干法脱硫方式设计，干法
12、脱硫的优点：投资少，运行可靠，运行费用低设备故障率低，不产生二次污染，调节方便。2、尾部增湿塔脱硫原理在安装于锅炉与除尘器之间的增湿活化器中完成，在活化器内，炉膛中未反应的CaO与喷入的水（或灰浆中的水）反应生成Ca(OH)2，SO2与生成的新鲜Ca(OH)2快速反应生成亚硫酸钙CaSO3，然后又部分的被氧化为硫酸钙CaSO4，即CaO+H2O-Ca(OH)2Ca(OH)2+ SO2-CaSO3+ H2OCaSO3+ SO2-CaSO4由于烟气自身较高温度的蒸发作用，该过程的反应产物呈干粉状态，大部分CaSO3、CaSO4和未反应的CaO、Ca(OH)2与飞灰一起随烟气进入电除尘器被捕集，其余
13、部分从活化器的底部分离出来，与电除尘器捕集物中的一部分再循环返回到活化器中，石灰石粉可以充分利用，以提高脱硫剂的利用率。活化器是整个系统的心脏，烟气进过加水增湿活化和干灰再循环，可使系统总脱硫率达到80%以上。a、设计原理本设计不需要对锅炉做大的改动，因此设备投资较低，只需在循环流化床锅炉的给煤二次风喷口处喷入石灰石达到添加固硫剂就可以实现炉内脱硫。b、脱硫系统及组成石灰石系统主要有罗茨风机、星星卸料阀、储料罐、增湿活化器塔、回料管、布袋除尘器、储料罐加热设备、螺旋输料机、出料阀、送料喷射器、空气压缩机、输料主管、配风管、分点配风支管、喷嘴、控制柜、控制仪表等组成。c、设备特点本次设计采用单级
14、料仓连续输送生石灰系统虽较两级料仓生石灰输送系统有所简化，投资较省，但气源和发送方式的选择性较大。可以根据循环流化床锅炉的具体情况和系统设计特点，如各种风（一次、二次、高压流化、播煤等风）的压力流量、各风与炉膛接口的标高、数量等进行优化设计，定出最佳方案。 d、设计特点 料仓：在料仓内壁上增加设计高压热风气化板。 螺旋计量给料装置（自控旋转给料阀）：增加防漏风措施。 喷射式供料器：在管道正压运行时能维持吸料口微负压。 防冻设计：对粉仓、设备、管道都设计保温层。石灰石粉仓系统的加热器能保证在气候极端潮湿的情况下，脱硫剂粉不发生结块，以防止堵料。e、增湿塔优化设计增湿塔采用除尘器直流式回灰方式，回
15、灰量约占总灰量20%。 增湿塔采用喷水、喷灰分步进行减少了因烟温过低对除尘器及烟筒的影响。增湿塔喷水、喷灰采自动控制在保证脱硫效率的同时控制烟温。增湿塔加大直径，烟气速度保持在5/s以下，这样可以降低增湿塔总的阻力，以确保不更换引风机的情况下满足锅炉正常运行。增湿塔控制烟气出口温度保持在65以上高于该SO2浓度下结露温度，可以避免烟气带水对静电除尘器及排灰设施的影响。八、本次脱硫系统主要设备锅炉脱硫设备一览表序号设备名称型号单位数量备注1脱硫剂贮罐50m3台12螺旋给料机台23各类阀门台304布袋除尘器件15空气压缩机台26送料喷射器台27罗茨风机台58空气加热器套29输送管路50套510行星
16、卸料阀个511局部放沉积配风管323.5套512喷嘴个913设备安装套114电缆米8015电缆米8016控制电缆1.0mm2米18017电缆桥架15080米9018就地电控柜套519控制系统PLC套520就地控制箱台521变频器台1022压力变送器台523加热器控制柜台124控制电缆控制柜至设备之间电缆套125增湿活化器塔526DJS控制系统5九、脱硫率、耗量及运行费用根据建设单位提供的煤质资料，燃料供应主要来自黑河市宋集屯煤矿、三吉屯等矿的混煤，燃煤煤质分析如下：煤质分析项 目单 位数 量碳Car30.6氢Har3.66氮Nar0.59氧Oar8.66硫Sar0.53水分War26.88灰分
17、Aar29.08合计100可燃基挥发分Vdaf53.94分析基水分10.95收到基低位发热量Qner.arkJ/kg（kcal/kg）10927.5（2614）本次可研以设计煤种煤质分析为计算依据。热源厂运行时在循环流化床锅炉内进行喷钙+尾部增湿，实现炉内及炉外相结合的脱硫目的。石灰石由巴彦黑山灰石矿供应，石灰石成分分析如下：成分灼失量SiO2Fe2O3Al2 O3CaOMgO含量41435200.880.3250.41.77燃料耗量单位时间锅炉负荷小时最大耗量日耗最大量年最大耗量煤、石灰石（t）煤、石灰石（t）煤、石灰石（104t）529MW56.20（1.636）1124.0（32.72）
18、15.36（0.4473）注：日耗燃料按20小时计，年耗燃料按2734小时计，括号内数据为石灰石量。热源厂锅炉运行排烟中污染大气的主要有害成份是二氧化硫等。锅炉投产运行后，将排出一些污染物，对大气、水源及周围环境带来一定程度的影响。因此，必须对锅炉房的二氧化硫进行综合治理，减少污染物的排放量，避免二次污染，保护环境。锅炉房排烟中污染大气的主要有害成份是烟尘和二氧化硫。对上述污染物的排放量，必须采取有效的措施，使污染物的排放量尽可能减少，并使之尽量扩散开，使其一次排放浓度和落地浓度低于锅炉大气污染物排放标准和环境空气质量标准规定的城市级标准。降低烟尘污染的主要措施之一是为锅炉配备高效率的除尘器。
19、本工程采用静电除尘器，除尘效率可达99.6%以上；本项目采用炉内进行喷钙+尾部增湿脱硫系统，脱硫率可达85%；降低烟尘污染的主要措施之二是设置烟囱，本项目的烟囱高度为100米，烟囱上口径为3.5米。锅炉房的烟尘排放及扩散情况见下表。 锅炉烟尘排放情况汇总表 序号名 称符号单位数值数值来源1燃料灰份Ay29.08已知2燃料硫份Sy0.53已知3燃料低位发热值Q dwykJ/kg10927.5已知4单台炉计算煤耗Bjt/h11.24计算5全厂锅炉总煤耗Bjt/h56.20计算6锅炉满负荷运行小时数nh2734计算7脱硫前总排SO2量MSO2kg/h476.6计算8除尘器脱硫率SO285已知9脱硫后
20、总排SO2 量MSO2kg/h71.49计算10排烟温度tP150已知11锅炉出烟气二氧化硫排放浓度CSO2mg/Nm3733.8计算12烟囱出口二氧化硫排放浓度CSO2mg/Nm3110.1计算13年二氧化硫总排放量CSO2吨195.5计算14年二氧化硫减排量CSO2吨1108计算根据燃料耗量计算结果可知，本项目年耗石灰石4473吨，石灰石粉出厂价格约120元/吨，运费30元/吨，故到厂价格150元/吨，年石灰石粉费用约为67.1万元。年脱硫耗水量约1200吨/年，水的价格按3元/吨计算，则年税费为0.36万元。年运行费用总计约67.5万元。十、环保监测在引风机进口风道处取样，设YX-CEM
21、S烟尘尾气排入监测系统，可随时监测尾部烟气中含尘浓度和含SO2的浓度，并根据监测情况采取适当的措施，使尾部烟气排放控制在规定的排放范围内。YX-CEMS系统是新一代烟气连续监测系统，运用了世界先进的技术：采用激光透射法或后向散射法测量烟尘浓度；采用热管完全抽取采样、非分散红外吸收法测量烟气中污染物的浓度，包括烟尘、SO2、NOx、CO、CO2等多种烟气成分；用皮托管、压力传感器、温度传感器、湿度分析仪、氧化锆氧量分析仪等来测量烟气参数；用工控机、PLC及宇星科技独立开发的软件系统来采集并处理数据、进行实时监控，生成图表、报表，控制系统操作。YX-CEMS型产品符合中华人民共和国环境保护标准（H
22、J/T75-2001火电厂烟气排放连续监测技术规范、HJ/T76-2001固定污染源排放烟气连续监测系统技术条件及监测方法）并通过了国家环保局监测中心认证合格。逊克蓝天热电有限责任公司所安装的烟气在线连续监测数据通过无线传输到黑河市环保局。十一、项目进度安排根据逊克蓝天热电有限责任公司项目建设推进领导小组的安排意见及本项目的具体工期要求，预期在2012年8月初开始建设，到2012年11月竣工投产，具体安排见下表。 年度 工作内容2012年7月8月9月10月11月可行性研究报告编制可行性研究报告报批施工图设计施工安装竣工验收十二、投资及资金筹措本工程建设总投资为520万元，投资估算详情见投资估算表。本项目建设投资全部由企业自筹。十三、结论及建议本工程的环保措施比较健全，本期工程从选的环保设备和设施来看，污染物可达标排放，故从环保角度来看该项目是可行的。在设计和施工中要严格按环保标准执行，认真落实各项环保措施。