鍋爐煙氣脫硫超低排放改造技術(shù)的應(yīng)用

柳培浩

（河南龍宇煤化工有限公司，河南永城 476600）

現(xiàn)有的裝置1#、2#、3#鍋爐煙氣脫硫裝置按“一爐一塔”配置方式，采用熟石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝，現(xiàn)有的脫硫裝置控制方式和水平均采用PLC控制系統(tǒng)，I/O點數(shù)為840點，CPU采用西門子S7-400板卡，I/O板卡采用S7-300系列板卡，CPU及電源供電實現(xiàn)硬件冗余設(shè)計；現(xiàn)有電氣系統(tǒng)并入脫硫PLC控制。脫硫工藝及其輔助系統(tǒng)和單體設(shè)備的啟/停控制、正常運行的監(jiān)視和調(diào)整以及異常與事故工況的處理通過PLC來完成，任何就地操作手段只用于PLC故障或就地巡檢人員發(fā)現(xiàn)事故時的緊急操作手段。

1 脫硫工藝改造參數(shù)設(shè)置

1.1 脫硫工藝流程簡述

河南龍宇煤化工有限公司3*130t/h鍋爐超低排放改造工程裝置（以下簡稱FGD）采用豫能菲達公司的石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝，配有吸收塔系統(tǒng)，脫硫漿液循環(huán)系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)、石灰漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、電氣及儀表控制系統(tǒng)等。其中FGD控制系統(tǒng)采用PLC控制。包括石灰漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)（單個吸收塔）、SO2吸收系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等，脫硫島的吸收系統(tǒng)采用一爐一塔的模式，吸收塔采用噴淋塔，塔底部漿罐的石灰漿液通過循環(huán)泵送至噴淋層，經(jīng)噴嘴霧化成微滴，與煙氣中的SO2接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣，落入漿罐中繼續(xù)被氧化成硫酸鈣（石膏），結(jié)晶到一定濃度的石膏漿液通過石膏排出泵送至石膏脫水系統(tǒng)。

吸收系統(tǒng)包括3個吸收塔（每個吸收塔含3級除霧器、4層噴淋層及噴嘴、氧化空氣管、3臺側(cè)進攪拌器、4臺漿液循環(huán)泵、2臺吸收塔石膏漿液泵（1用1備））、2臺氧化風(fēng)機（1用1備），及相應(yīng)的管道閥門等。又可按照其功能分為吸收塔、漿液再循環(huán)、氧化空氣3個子系統(tǒng)。

鍋爐煙氣脫硫工藝是在吸收塔內(nèi)采用漿液洗滌流動的煙氣，實現(xiàn)SO2、SO3、HF、HCl等酸性組分含量的有效降低。吸收塔漿液成本主要包括新鮮石灰石和石灰石漿混合漿液，用于吸收SO2、SO3的漿液回到吸收塔漿液池內(nèi)。

1.2 脫硫塔改造參數(shù)設(shè)置

脫硫塔改造參數(shù)設(shè)置如表1所示。

表1 脫硫塔改造參數(shù)設(shè)置

2 脫硫工藝改造基本設(shè)計原則

1）脫硫工藝采用石灰（熟）-石膏濕法脫硫工藝技術(shù)。新建脫硫系統(tǒng)均能在脫硫操作臺上完成現(xiàn)場設(shè)備的啟停、水泵的切換、石灰石漿液的自動補給、石膏的脫水及管道的沖洗等。所有經(jīng)常動作及較大管道的閥門采用電動（或氣動）閥門。脫硫塔的液位、密度及pH均能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，使整個脫硫系統(tǒng)能實現(xiàn)對目標SO2值的自動控制。

2）綜合考慮未來鍋爐燃用煤質(zhì)，保證脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定性運行，本次脫硫改造煤質(zhì)按硫分為1.0%設(shè)計，實現(xiàn)出口SO2排放濃度＜35mg/m3（標態(tài)、干基、6% O2），系統(tǒng)的設(shè)計脫硫效率＞98%，脫硫塔可用率＞98%。

3）脫硫塔處理后的凈煙氣經(jīng)吸收塔內(nèi)高效除塵除霧器吸收后，煙氣中粉塵小于5mg/m3。

4）采購成品熟石灰粉（Ca（OH）2含量85%，顆粒度325目），用專用密封罐車（載重量40～60t）運至石灰粉倉附近，以氣力輸送方式卸入石灰粉倉，再通過給料設(shè)備送至石灰漿液箱制成石灰漿液，石灰漿液由石灰漿液泵送至吸收塔。校核并利用現(xiàn)有1#、2#、3#鍋爐煙氣脫硫石灰漿液制備系統(tǒng)，對原石灰漿液泵管道系統(tǒng)做相應(yīng)的改造。石灰漿液系統(tǒng)需實現(xiàn)對吸收塔pH、出口SO2的自動調(diào)節(jié)。

5）脫硫副產(chǎn)物石膏經(jīng)一、二級脫水后達到含水率小于10%，采用汽車外運。校核并利用現(xiàn)有1#、2#、3#鍋爐煙氣脫硫石膏脫水系統(tǒng)。根據(jù)超凈排放脫硫塔運行情況對原石膏脫水管道、設(shè)備進行改造。

6）為了滿足不同時停爐實現(xiàn)改造的要求，并實現(xiàn)脫硫脫硝同操作站同界面操作監(jiān)控脫硫運行的目的。本工程取消1#、2#、3#爐脫硫原有的1套PLC系統(tǒng)，新增1套浙江中控技術(shù)股份有限公司ECS-700，并融入現(xiàn)有5#、6#鍋爐的浙江中控技術(shù)股份有限公司ECS-100系統(tǒng)。

3 項目實施主要注意事項

3.1 設(shè)備安裝部分

（1）本工程附屬設(shè)備安裝圖是根據(jù)廠家資料進行設(shè)計的，在設(shè)備基礎(chǔ)施工前必須與設(shè)備核對無誤后方可進行基礎(chǔ)澆灌。

（2）在設(shè)備安裝中，凡是設(shè)備與基礎(chǔ)為地腳螺栓連接的，安裝時應(yīng)將設(shè)備先就位，并采用墊鐵或螺栓固定，然后再進行二次澆灌和抹面。新建配電樓各層樓板設(shè)計荷載見圖紙設(shè)計說明，在設(shè)備運送時要注意各層樓板設(shè)計荷載。當(dāng)設(shè)備荷載超過設(shè)計荷載時，施工單位必須采取有效措施以防止超載。檢修起吊設(shè)施安裝后應(yīng)在設(shè)備上標注最大起重量的標志。

3.2 煙道安裝部分

（1）安裝時注意核對實際到貨的零部件尺寸，若實際到貨的零部件尺寸與設(shè)計圖紙有較大變動，施工時請及時與設(shè)計方配合。

（2）保溫?zé)煹郎涎a償器設(shè)置的保溫罩殼，安裝時注意保溫罩殼均為可拆卸式結(jié)構(gòu)，不妨礙補償器的膨脹。

（3）對吸收塔出口凈煙道必須按圖紙標示坡度施工。對于防腐煙道上的焊接件應(yīng)在防腐前焊接，防腐后不得焊接。只有在外部加固肋上有保護的情況下允許焊接。

3.3 管道安裝部分

（1）對于各機泵的冷卻水和密封沖洗水，圖紙中未畫出詳圖，僅列出了材料。施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體情況就近自冷卻和密封沖洗水總管上引接。安裝時應(yīng)注意管道布置整齊，不擠占通道，閥門布置在便于操作處。所有生根在土建支墩上的支架，在二次灌漿前安裝單位應(yīng)配合土建施工單位調(diào)整好墊板的標高，找平并將墊板與基礎(chǔ)預(yù)留鋼筋焊牢，然后對支架的支墩再進行二次灌漿。在進口閥門的安裝過程中，應(yīng)注意核對閥門尺寸及規(guī)格。如有不符，閥門的連接件如法蘭、螺栓、螺母和墊片都要相應(yīng)修改。對泵進出口配對法蘭，螺栓孔尺寸及外徑應(yīng)按圖加工，在安裝過程中，應(yīng)注意與泵的進出口法蘭進行核對。

（2）設(shè)備或管道的所有放水放氣管道，均用管道引至漏斗，使排水有組織地排至地溝。在整體布置中，機務(wù)專業(yè)與熱控、電氣專業(yè)進行了共同協(xié)商，以避免管道、設(shè)備與電纜托架之間的碰撞，因此在施工中應(yīng)按圖施工，特別是電纜托架不要搶占管道布置空間和走道，以免發(fā)生交錯碰撞問題。對于脫硫綜合樓各樓層開的孔洞，待管道安裝完畢后應(yīng)將剩余孔洞用鋼板蓋嚴實。

（3）對于漿液水平管道上的蝶閥，其手柄和執(zhí)行機構(gòu)盡量水平安裝。并且應(yīng)使閥板下部的開啟方向與介質(zhì)流向一致。對其他介質(zhì)管道上的閥門，其手柄和執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)盡量朝上安裝，其次是水平安裝，應(yīng)避免朝下安裝。對于支吊架所使用的螺紋吊桿，標準長度（1m和2m）的螺紋吊桿可以在工廠內(nèi)加工，其余長度的螺紋吊桿應(yīng)根據(jù)安裝實際情況進行現(xiàn)場加工。

4 結(jié)束語

通過對上述1#、2#、3#鍋爐脫硫的改造和施工，可達到市環(huán)保部門要求的允許排放標準，實現(xiàn)了煙氣的達標排放，確保企業(yè)正常有序的生產(chǎn)發(fā)展，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。