山西某發(fā)電有限責任公司4×300MW機組技改煙氣脫硫島工程可行性研究報告_第1頁
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山西 XX 發(fā)電有限責任公司 4300MW 機組技改煙氣脫硫 島 工程 可行性研究報告 山東 XX環(huán)保工程有限公司 2006 年 04 月 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 1 目 錄 1、 概 述 . 1 1.1 項目概況 . 1 1.2 研究范圍 . 1 1.3 主要技術(shù)原則 . 1 2、 建設(shè)的必要性 . 2 2.1 國家環(huán)保政策的需要 . 2 2.2 國家 SO2總量控制政策 . 2 3、 電廠概況 . 3 3.1 廠址 . 3 4、 脫硫工程建設(shè)條件 . 9 4.1 吸收劑的供應(yīng) . 9 4.2 脫硫副產(chǎn)物處置及綜合利用條件 . 9 4.3 脫硫場地 . 10 4.4 水、電、汽、氣供應(yīng)條件 . 10 5、 脫硫工藝方案選擇 . 11 5.1 設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù) . 11 5.2 脫硫工藝簡介 . 11 5.3 國內(nèi)外脫硫裝置的生產(chǎn)制造能力 . 13 5.4 脫硫工藝的選擇 . 13 6、 脫硫工程設(shè)想 . 14 6.1 工藝部分 . 14 6.2 電氣部分 . 22 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 2 6.3 熱控部分 . 26 6.4 土建部分 . 28 7、 環(huán)境保護 . 31 7.1 評價范圍及評價標準 . 31 7.2 工程環(huán)保概況及污染防治對策 . 32 7.3 環(huán)境影響分析 . 35 7.4 排放估算及效益分析 . 37 7.5 結(jié)論 . 40 8、 節(jié)約和合理利用能源 . 40 9、 勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生 . 41 9.1 勞動安全 . 41 9.2 勞動保護 . 41 9.3 勞動安全衛(wèi)生監(jiān)測 . 41 10、 生產(chǎn)管理與人員編制 . 42 10.1 生產(chǎn)管理 . 42 10.2 人員編制 . 42 11、 項目實施及輪廓進度 . 42 11.1 項目實施條件 . 42 11.2 項目實施辦法 . 42 11.3 項目實施輪廓進度 . 43 12、 投資估算及經(jīng)濟評價 . 43 12.1 投資估算 . 43 12.2 投資估算表 . 45 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 3 12.3 經(jīng)濟評價 . 49 13、 結(jié)論 . 51 13.1 主要結(jié)論意見 . 51 13.2 主要技術(shù)經(jīng)濟指標 . 51 14、 附件及附圖 . 52 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 1 1、 概 述 1.1 項目概況 1.1.1 可研報告 委托單位 : 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 。 1.1.2 編制依據(jù) 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 提供的如下資料: 1) 山西 XX 發(fā)電有限責任公司脫硫工程可行性研究委托書 2) 廠界環(huán)境空氣質(zhì)量測試報告 3) 山西 XX 發(fā)電有限責任公司煙氣污染物排放測試報告 4) 山西 XX 發(fā)電有限責任公司排水水質(zhì)測試報告 5) 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 對編寫報告的要求 6) 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 脫硫工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1.1.3 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 企業(yè)概況 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 一期工程 由 4臺國產(chǎn) 300MW燃煤凝汽式汽輪發(fā)動機組組成 ,鍋爐采用 “W”型火焰鍋爐 。工程總 投資 54.9 億元,其中環(huán)保提資 2.6 億元,占工程總投資的 4.47%。該公司于 1984 年開始籌建, 1993 年底開工建設(shè), 1999 年 11月 4臺機組全部竣工并投入運行。 1.2 研究范圍 1) 脫硫工程的建設(shè)條件; 2) 煙氣脫硫工藝方案; 3) 脫硫吸收劑的來源及供應(yīng); 4) 脫硫 副產(chǎn)物 的利用及處置方式; 5) 投資估算及運行成本分析; 6) 對環(huán)境影響的分析。 1.3 主要技術(shù)原則 1.3.1 脫硫裝置的規(guī)模及脫硫效率 本期工程設(shè)計煤種含硫量為 1.8, 四 臺機組采用 100煙氣脫硫,脫硫效率95%。 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 2 1.3.2 脫硫工藝方案的選擇 煙氣脫硫工藝具備技術(shù)先進、成熟,經(jīng)濟合理,有 同類電 廠 應(yīng)用業(yè)績等條件,脫硫工藝方案滿足環(huán)保對脫硫效率的要求,并降低投資和運行費用,脫硫系統(tǒng)的運行不會對機組正常運行產(chǎn)生不利影響。 1.3.3 脫硫系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)系 脫硫系統(tǒng)按 一爐一塔進行設(shè)計, 當脫硫系統(tǒng)故障時可以切除,保證脫硫裝置不影響發(fā)電機組的正常運行。 1.3.4 吸收劑的供應(yīng)原則 對于石灰石 /石膏濕法脫硫工藝的吸收劑 石灰石的供應(yīng),采用直接就近采購石灰石, 四臺機組 采用一套石灰石制備系統(tǒng) 的方案。 1.3.5 脫硫副產(chǎn)品的處置原則 脫硫副產(chǎn)品積極進行綜合利用。 四臺機組采用一套石膏脫水及貯存系統(tǒng) 。 1.3.6 脫硫工程項目實施方式 在保證脫硫裝置性能的 前提下,即關(guān)鍵設(shè)備引進技術(shù)生產(chǎn),其余全部國產(chǎn),投資估算和經(jīng)濟分析按此進行。 1.3.7 本工程可行性研究報告的編制完全按照火力發(fā)電廠可研報告內(nèi)容深度規(guī)定DLGJ118-1997 執(zhí)行。 2、 建設(shè)的必要性 2.1 國家環(huán)保政策的需要 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 的燃料主要由陽泉五 礦 和平定縣地方煤礦供給 , XX電廠一期和二期工程燃用含硫量較 低 的煤 ,以減少 SO2產(chǎn)生量,鍋爐采用低氮燃燒技術(shù)減少 NOx產(chǎn)生量,對煙氣采用高效靜電除塵器除去煙塵。 2.2 國家 SO2總量控制政策 污染物總量控制是保護環(huán)境的一項重要手段,根據(jù)國家環(huán)境保護總局、國家發(fā)展計劃委 員會、國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會、財政部文件環(huán)發(fā) 2001210 號“關(guān)于印發(fā)國家環(huán)境保護“十五”計劃的通知”, 2005 年 SO2、煙塵、化學需氧量、氨氮、工業(yè)固體廢棄物等主要污染物排放量比 2000 年減少 10%,工業(yè)廢水中的重金屬、氰化物、石油類等污染物得到有效控制,酸雨控制區(qū)和 SO2控制區(qū), SO2排放量比 2000 年減少山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 3 20%,降水酸度和酸雨發(fā)生頻率有所降低。 對電力行業(yè),主要是以削減 SO2排放量為重點。至 2005 年底,電力行業(yè) SO2排放量比 2000 年削減 10 20%,加強燃煤電廠環(huán)境監(jiān)督管理,燃煤機組必須安裝煙 氣在線監(jiān)測裝置,燃煤電廠平均供電煤耗比 2000 年降低 15 20 克 /千瓦時,廢水回用率達到 60%,已滿灰場全部復(fù)原。 鑒于上述政策, 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 脫硫設(shè)施的安裝勢在必行。 3、 電廠概況 3.1 廠址 3.1.1 廠址概述 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 (陽泉第二發(fā)電廠)位于山西省陽泉市平定縣境內(nèi),距陽泉市約 15 公里 。 廠址北隔南川河與南坳鄉(xiāng)相望,東面有陽涉鐵路通過,陽昔公路沿陽涉縣邊在廠址東面通過,交通十分便利。 該區(qū)域?qū)倥瘻貛Т箨懶园敫珊导撅L氣候,四季分明。春季多干旱,溫度回升快,多風少雨;夏季炎熱多雨;秋季天高氣爽,雨量適中 ;冬季嚴寒少雪。 3.1.2 燃煤及用水 3.1.2.1 煤種與煤質(zhì) 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 的燃料主要 由 陽泉 五 礦 和平定縣地方煤礦供給 , 根據(jù)山西 XX 發(fā)電有限責任公司 多年運行的統(tǒng)計,煤質(zhì)數(shù)據(jù)見下表 。 根據(jù) 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 的要求, 脫硫裝置設(shè)計含硫量 Sar 1.8%, 燃料收到基低位發(fā)熱量取 22.18MJ/kg。 序號 項目 符號 單位 設(shè)計煤種 1 全水分 Mt % 9.6 空氣干燥基水分 Mad % 2.26 空氣干燥基灰分 Aad % 30.24 空氣干燥基揮發(fā)分 Vad % 7.50 空氣干燥基碳 Cad % 59.12 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 4 空氣干燥基氫 Had % 2.39 空氣干燥基氧 Oad % 3.47 空氣干燥基氮 Nad % 0.86 空氣干燥基全硫 St, ad % 1.8 空氣干燥基低位發(fā)熱量 HLV MJ/kg 22.18 空氣干燥基高位發(fā)熱量 HHV MJ/kg 22.72 2 煤中氯 CI % 0.024 煤中氟 F ug/g 236 3.1.2.2 水源及水質(zhì) 脫硫 工程水源由 電廠循環(huán)水排污水及生水 供給,具體見下表: 1. 循環(huán)水排污水 水質(zhì)數(shù)據(jù) 分 析 項 目 循 環(huán) 水 PH 值 8.14 全固形物 mg/L 2902.72 溶解固形 mg/L 2836.35 耗氧量 mg/L 7.08 二氧化硅 (SiO2) mg/L 45.38 鐵鋁氧化物 (R2O3) mg/L 7.63 鈣 (Ca2+) mg/L 452.38 鎂 (Mg2+) mg/L 123.02 鈉 (Na+) mg/L 203.75 氯根 (Cl-) mg/L 245.50 硝酸鹽 (NO3-) mg/L 硫酸根 (SO42-) mg/L 1519.62 磷酸根 (PO43-) mg/L 氫氧根 (OH-) mg/L 碳酸根 (CO32-) mg/L 碳酸氫根 (HCO3-) mg/L 162.42 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 5 分 析 項 目 循 環(huán) 水 游離二氧化碳 (CO2-) mg/L 酚酞堿度 mmol/L 0.15 全堿度 mmol/L 2.96 全硬度 mmol/L 32.7 暫時硬度 mmol/L 2.66 永久硬度 mmol/L 30.04 電導率 (25 ) s/cm 2787.50 2. 電廠 現(xiàn)有 生水水質(zhì)如下: 分 析 項 目 生 水 PH 值 7.81 全固形物 mg/L 676.50 溶解固形 mg/L 659.63 耗氧量 mg/L 0.74 二氧化硅 (SiO2) mg/L 13.68 鐵鋁氧化物 (R2O3) mg/L 5.95 鈣 (Ca2+) mg/L 117.74 鎂 (Mg2+) mg/L 30.38 鈉 (Na+) mg/L 41.20 氯根 (Cl-) mg/L 52.38 硝酸鹽 (NO3- ) mg/L 硫酸根 (SO42-) mg/L 248.48 磷酸根 (PO43-) mg/L 氫氧根 (OH-) mg/L 碳酸根 (CO32-) mg/L 碳酸氫根 (HCO3-) mg/L 218.14 游離二氧化 碳 (CO2-) mg/L 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 6 分 析 項 目 生 水 酚酞堿度 mmol/L 0 全堿度 mmol/L 3.58 全硬度 mmol/L 8.38 暫時硬度 mmol/L 3.58 永久硬度 mmol/L 4.80 電導率 (25 ) s/cm 870 3.1.3 水文氣象與工程地質(zhì) 3.1.3.1 氣象條件 電廠地 處在太行山西側(cè),當?shù)貫榈湫秃庸鹊貛?,受河谷風影響嚴重,區(qū)域氣象要素特征值如下: 多 年平均氣壓 930.3 hPa 多年平均氣溫 10.8 多年極端最高氣溫 40.4 出現(xiàn)時間 1999.7.24 多年極端最低氣溫 -17.6 出現(xiàn)時間 1977.1.28 多年平均相對濕度 55% 多年最小相對濕度 0% 多年日最大降水量 138.0 mm 出現(xiàn)時間 1996.8.4 多年年平均降水量 507.8 mm 多年最大降水量 735.4 mm 多年年平均蒸發(fā)量 2044.5 mm 多年最大積雪深度 17 cm 多年最大凍土深度 61 cm 多年平均風速 2.4m/s 三十年一遇十分鐘十米高平均最 大風速 25m/s 全年盛行風向 WNW 冬季最多風向 WNW 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 7 夏季最多風向 NNE 3.1.3.2 工程地質(zhì) 廠址內(nèi)的地基巖土分為 8個工程地質(zhì)層,部分層又進一步分為亞層,各層情況分述如下: 層 1:素填土,以粉土為主,可塑,含有大量的植物根系及砂、卵石等。一般厚度 0.52.0m。 層 2-1:沖積的卵石層,主要成分為石英粗砂巖、細砂巖和石灰?guī)r,渾圓及亞渾園狀,雜色,一 般粒徑 20100mm最大可見 400mm。混有 10%30%的中粗砂、碎石及粘性土。 層 2-2:卵石、碎石層,主要為砂巖、頁巖、石灰?guī)r,亞渾園 次棱角狀,雜色分選差,稍密 中密,混粗砂、角礫 2025%。 層 3-1:黃土狀粉土:黃棕 棕黃色,可塑,具白色條紋及蟲孔,含云母及少量礫石,夾薄層的粗砂層,局部為粉質(zhì)粘土。 層 3-2:卵石層,主要成份為砂巖、石灰?guī)r、泥巖,渾圓及亞渾園狀,雜色,一般粒徑 20150mm,最大的 200mm左右,混有粗砂 15%及粘性土 510%,中密狀態(tài)。 層 4-1:黃土狀粉土:黃棕 棕 黃色,可塑 硬塑,稍濕,具白色條紋及蟲孔,含云母及微量姜結(jié)石、偶含礫石,少量礫石,夾薄層的中粗砂和黃土狀粉質(zhì)粘土。局部可見垂直裂隙,充填物為紅色的粉砂。 層 4-2:卵石層,主要成份為砂巖、泥巖,亞渾園狀,雜色,一般粒徑6080mm,最大可見 200mm,混有礫石 1020%及粘性土 10%,部分地段混有大量中、粗砂,中密狀態(tài)。 層 5-1:黃土狀粉土:黃棕色 淺黃色,可塑 硬塑,含云母、煤屑及 5%的粗砂。具大孔隙及垂直裂隙,裂隙寬 23mm,被粘土充填,到下部即閉合,局部以黃土狀粉質(zhì)粘土為主。 層 5-2:卵石 層,主要成份為砂巖、礫巖、頁巖,分選差,混有塊石、粗砂。中密狀態(tài),局部半膠結(jié)狀(密實)。 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 8 層 6-1:黃土狀粉土:淺黃 棕黃色,可塑 硬塑、堅硬,稍密,稍濕。具白色條紋及蟲孔,垂直裂隙發(fā)育,裂隙被粘土充填,到下部即閉合,含少量云母,土質(zhì)較均勻。 層 6-2:黃土狀粉土:棕黃 黃褐色,可塑 硬塑、稍濕。含云母及黑色鐵錳質(zhì)薄膜,夾 5%左右的粗砂,礫石,偶見裂隙,土質(zhì)不均勻。 層 6-3:卵石層,主要成份為泥巖、頁巖,半膠結(jié)狀,(密實)混有卵石,細砂20%30%,底部見有漂石、塊石。 層 7-1:黃土狀粉土:淺紅、紅棕 棕褐色,硬塑 堅硬,稍濕 干,具白色條紋及蟲孔,含云母,可見黑色鐵錳質(zhì)薄膜,夾薄層砂層,局部為黃土狀粉土。 層 7-2:卵石層,主要成份為砂巖、灰?guī)r,棱角 次棱角狀,混有塊石、粗砂、半膠結(jié)狀(密實)碎石表面為中等風化。 層 8:石炭系中統(tǒng)本溪組,為黑灰、灰色的粘土巖、鋁土頁巖,炭質(zhì)頁巖、泥巖、灰?guī)r等,表層有 12m的強風化層,下部為中等風化,在南川河兩岸底山丘陵區(qū)均有出露,廠區(qū)中部、西部的河谷階地底部均有分布。 3.1.3.3 地下水條件 地下水位埋深較深, 在設(shè)計基礎(chǔ)之下,對基礎(chǔ)沒有影響 。 3.1.3.4 地震效應(yīng) 該工程地震基本烈度為 6度, 場地類別屬于 I類 。 3.1.4 廠區(qū) 總平面布置 脫硫場地位于煙囪與鐵路運輸線之間,已建的建、構(gòu)筑物有啟動鍋爐房、鍋爐酸洗池、鐵路護坡及廠區(qū)部分管網(wǎng) 。 根據(jù)本脫硫工程的性質(zhì)、規(guī)模、工藝流程、交通運輸,以及防火、安全、衛(wèi)生、施工及檢修等要求,結(jié)合場地自然條件,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后,總平面布置如下:#1#4 吸收塔及相應(yīng)泵房、檢修支架沿鐵路線旁依次布置;石灰石漿液制備車間布置在 #2、 #3 吸收塔之間; #1#4 增壓風機及檢修支架沿原煙囪、煙道旁依次布置;脫硫綜合樓布置在 #2、 #3 引風機支架之間。 交通運輸采用原有廠區(qū)道路。 脫硫場地內(nèi)豎向按照與原有廠區(qū)豎向布置相協(xié)調(diào)的原則布置。 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 9 新建管網(wǎng)布置盡可能采用架空管線。 根據(jù)總平面布置,場地內(nèi)已建的啟動鍋爐房、鍋爐酸洗池、鐵路護坡及部分灰管需拆除改造。 3.1.5 電廠大氣污染物排放狀況 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 未上脫硫裝置時已采用的煙氣污染物治理措施有:采用除塵效率 99%的靜電除塵器,保證 含塵 量小于 100mg/Nm3。 根據(jù)太原理工大學測試中心、太原電力高等專科學校、山西電力科學研究院等單位近期的測試報告顯示,電廠向大氣排放的主要污染物排放情況見 下 表 : 表 一 : 大氣污染物排放 測試結(jié)果 名稱 SO2 mg/Nm3 NO mg/Nm3 備注 #1 4 機組 1950 3860 914 1426 標態(tài) 4、 脫硫工程建設(shè)條件 4.1 吸收劑的供應(yīng) 根據(jù)工藝選擇結(jié)果, 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 4300MW 工程煙氣脫硫 采用 石灰石 /石膏濕法脫硫工藝 ,其使用的吸收劑為石灰石 , 石灰石的年需要量約為 172800噸(按年利用小時 6000 小時計)。 石灰石質(zhì)量 基本 要求: 純度: CaCO3 90% MgCO3 3% 粒徑 : 20mm 4.2 脫硫副產(chǎn) 物處置及綜合利用條件 石灰石 /石膏濕法脫硫工藝的副產(chǎn)品以二水石膏為主,石膏含量一般在 90%以上 。 根據(jù)國際和國內(nèi)的市場運作情況表明,脫硫石膏的主要用途為生產(chǎn)各種建筑石膏制品和用于水泥生產(chǎn)的緩凝劑,且發(fā)達國家由于立法的規(guī)定,脫硫石膏正在逐步取代天然石膏。 目前國外火力發(fā)電廠的脫硫石膏主要用途是做建筑制品和水泥緩凝劑,建筑制品山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 10 主要是紙面石膏板、石膏砌塊、石膏抹灰、纖維石膏板和礦渣石膏板。而我國的脫硫石膏利用尚處于起步階段,生產(chǎn)脫硫石膏并利用的電廠有重慶珞璜電廠、太原第一熱電廠 、山東黃臺電廠和 北京第一熱電廠 等 ,但在 系統(tǒng)設(shè)計時均考慮了運至事故灰場堆放。太原第一熱電廠 12 號機組( 300MW)采用的是簡易石灰石 /石膏濕法脫硫工藝,處理約 60%煙氣量,設(shè)計脫硫效率 80%,并投資 3000 多萬元建了一個石膏處理廠,對含水約 10%的二水石膏進行烘干炒制造粒,目前銷路較好,現(xiàn)又投資建設(shè)了一條石膏砌塊生產(chǎn)線。其余如重慶電廠、浙江半山電廠以及太原第二熱電廠均按單獨設(shè)置場地堆放,待條件成熟后再加以利用。我國天然石膏資源十分豐富,已探明的石膏工業(yè)儲藏量約為 471.5 億噸,居世界首位,廣泛分布于全國各個省市自治區(qū)。隨著我國工業(yè)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展 ,近年來石膏產(chǎn)量不斷增長。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國石膏的年產(chǎn)量在九十年代初就達到一千多萬噸,產(chǎn)量最大的是普通石膏和雪花石膏。而且,我國天然石膏的品位和質(zhì)量較好,可以滿足多種工業(yè)的需要。 本 工程采用石灰石 /石膏濕法脫硫工藝,石膏年生產(chǎn)量約為 31 萬噸,純度在 90%以上,不含有害雜質(zhì),表面游離水分在 10%左右,是一種質(zhì)量較好的化學石膏。 鑒于以上所述,本期工程脫硫石膏采取二級脫水后單獨堆放,為今后的綜合利用打下基礎(chǔ)。 4.3 脫硫場地 根據(jù) 石灰石 /石膏濕法脫硫裝置 的工藝要求并結(jié)合 XX 發(fā)電 廠 的現(xiàn)場情況 ,脫硫場地布置在煙囪后,現(xiàn)場 情況可以滿足布置要求。詳見 附圖 。 4.4 水、電、汽、氣供應(yīng)條件 4.4.1 供水和排水 煙氣脫硫采用石灰石 /石膏濕法脫硫, 4 臺 300MW 機組脫硫裝置的用水量為 483.5t/h, 根據(jù)脫硫工藝的要求并考慮降低電廠的運行成本, 每臺機組消耗的 83.5t/h 水中,其中 69t/h 采用電廠的循環(huán)水排污水, 14. 5t/h 采用電廠的 工業(yè) 水; 脫硫裝置 全廠的廢水排放量 不大于 20t/h, 脫硫島內(nèi)不 單 設(shè)廢水處理車間,廢水直接排至電廠的污水處理車間 。 4.4.2 供電 脫硫島的供電方案為:一采用專用廠用變壓器,二由機組的廠用變壓器引接,兩山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 11 種方案的最終確定應(yīng)結(jié)合 電廠的具體情況經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。 4.4.3 供氣 儀用和檢修用的壓縮空氣來自空壓機房。 5、 脫硫工藝方案選擇 5.1 設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù) 通過對設(shè)計煤種和校核煤種分析,并結(jié)合電廠運行中實際燃煤,選擇以燃用Sar=1.8%的煤種及鍋爐最大連續(xù)負荷工況為設(shè)計依據(jù)。主要設(shè)計參數(shù)如下(以單臺機組計): 機組容量: 300MW 處理煙氣量: 1191507Nm3/h 鍋爐燃煤量: 137.8t/h 燃料收到基低位發(fā)熱量: 21.47MJ/kg 設(shè)計煤種含硫量: 1.80% 脫硫裝置進口 SO2濃度: 3745mg/Nm3 設(shè)計脫硫率: 95% 5.2 脫硫 工藝簡介 目前國 內(nèi) 外 采用的 脫硫技術(shù)已有 百余 種 ,按脫硫方法來分有濕法、半干法、干法, 目前在國內(nèi) 應(yīng)用較廣泛的脫硫技術(shù)主要有:濕式石灰石 /石膏法、旋轉(zhuǎn)噴霧半干法、 CFB 法、 NID 法、爐內(nèi)噴鈣 -尾部加濕活化法等,目前 國內(nèi)各脫硫公司 通過引進技術(shù)、合資以及自行開發(fā) 已 掌握了以上幾種脫硫技術(shù)。 對于濕法煙氣脫硫工藝,其主要的代表工藝如下: 5.2.1 濕式石灰石 /石膏法 濕式石灰石 /石膏法其工藝特點是采用石灰石漿液作為脫硫劑,經(jīng)吸收、氧化和除霧等處理過程,形成副產(chǎn)品石膏。其工藝成熟、適用于不同容量的機組,應(yīng)用范圍最廣,脫硫劑 利用充分,脫硫效率可達 90%以上。并且脫硫劑來源豐富,價格較低,副產(chǎn)品石膏利用前景較好。該法是目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用 最 廣的脫硫工藝, 僅燃煤電站,采用該工藝的全球裝機總?cè)萘恳呀咏?149000MW, 應(yīng)用該工藝的機組容量約占電站脫硫裝機總?cè)萘康?90%以上,應(yīng)用的單機容量已達 1000MW。在國內(nèi)已有珞山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 12 璜電廠一、二期 300MW 機組及北京一熱、重慶電廠 、 浙江半山電廠 、 太原第一熱電廠、太原第二熱電廠、 廣東瑞明電廠、廣東連州電廠、 貴州安順電廠 2 300 機組、山東黃臺電廠 2 300 機組、 廣東臺山 2 600MW 機組、河北 定州 2 600MW 機組等工程 投產(chǎn), 目前在建設(shè)中的大、中型工程超過 100 個 。 其不足之處是系統(tǒng)比較復(fù)雜,占地面積大。 5.2.2 海水洗滌法 海水洗滌法 (SWW)脫硫技術(shù)采用未處理的海水洗滌煙氣,利用海水的天然堿性來中和二氧化硫。洗滌后,所用海水利用空氣處理,以減少它的化學需氧量和降低酸性,然后將之排入大海。 該工藝的主要優(yōu)點為不需要固體吸收劑作為反應(yīng)劑,運行成本低;其最明顯的缺點是僅局限于沿海地區(qū)使用 。采用該技術(shù),在燃料含硫量低于 1.5%的情況下,脫硫效率高(最高達 98%),但在二氧化硫含量更高的情況下,海水的耗量將明 顯增大,從而使投資成本和生產(chǎn)成本顯著增加。 目前國內(nèi)深圳西部電力公司 2 號 300MW 機組、福建后石電廠 4 600MW 機組已投入運行。 5.2.3 氨洗滌法 氨洗滌法脫硫工藝采用氨水作為脫硫劑,二氧化硫通過 與 氨反應(yīng)從煙氣中脫除,最終產(chǎn)品為硫酸氨;其運方式與石灰石石膏法相似 。 該工藝的主要優(yōu)點為 系統(tǒng)簡單,占地面積小 , 極少出現(xiàn) 結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象 、無廢水排放 、副產(chǎn)物價值高 ; 缺點是 脫硫劑的采購成本高,脫除每 噸 二氧化硫的成本是石灰石石膏法的 15 倍 左右 ,副產(chǎn)物 硫酸銨含氮量 20.6%,為白色或微帶顏色的結(jié)晶,易溶于水,是最早生產(chǎn)的氮肥品種。 隨著化肥工業(yè)的發(fā)展,新的氮肥品種的出現(xiàn),使硫銨與碳銨一樣漸成被淘汰的氮肥品種。 其 養(yǎng)分低 、 長期施用硫銨會造成土壤板結(jié),不宜直接施用 ,僅能作為復(fù)合肥的添加劑。 因此,要實現(xiàn)其副產(chǎn)物的高價值 ,脫硫裝置需配套 綜合利用設(shè)備(磁化復(fù)合肥生產(chǎn)線) ,從而使投資成本大大增加。 另外,由于氨水和硫酸 銨 的價格 受區(qū)域和市場影響較大,采用該技術(shù)具有較大的風險。 氨水 本身 具有較強的揮發(fā)性 和 較強的刺激性臭味、并有滲透性、腐蝕性, 需采取相應(yīng)的防爆、防泄漏、防腐蝕措施; 副產(chǎn)物 硫酸銨易溶于水 ,在硫酸 銨 滯銷時, 堆放山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 13 和貯存問題難以解決 ,并形成二次 污染 。 5.3 國內(nèi)外脫硫裝置的生產(chǎn)制造能力 脫硫裝置在國外已是一種成熟的 產(chǎn)品,可設(shè)計生產(chǎn)制造的廠家很多,主要集中在美、德、日、芬蘭等國 。國內(nèi) 生產(chǎn)商 在引進消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上, 已具備相當?shù)纳a(chǎn)和供貨能力, 目前 主要 脫硫設(shè)備除除霧器、旋流站外,其余設(shè)備均可實現(xiàn)國產(chǎn)化 。 5.4 脫硫 工藝 的選擇 5.4.1 選擇 原則 ( 1)、 工藝 技術(shù) 成熟,穩(wěn)定可靠,在國內(nèi)外業(yè)績多,尤其是大型化業(yè)績; ( 2)、 吸收劑質(zhì)優(yōu)價廉,有穩(wěn)定可靠的供貨渠道; ( 3)、運行穩(wěn)定、維護費用低; ( 4)、設(shè)備國產(chǎn)化率高; ( 5)、投資造價低、風險低 。 5.4.2 本工程脫硫方案的選擇 幾種脫硫工藝的比較 鈣法 鎂法 鈉法 氨法 脫硫效率, % 95 95 95 95 原料 石灰石 氧化鎂 碳酸鈉(純堿) 氨(液氨、氨水、碳銨) 來源情況 天然礦,豐富 菱鎂礦,有限 合成,有限 合成,豐富 原料價格,元 /噸 約 40 350 1200,(純堿) 氨水 =2200 原料消耗,噸 /噸 SO2 1.85 0.7-0.8 1.66 0.532(液銨) 副產(chǎn)品 CaSO4.2H2O,石膏 MgSO4.7H2O Na2SO4 (NH4)2SO4,化肥 副產(chǎn)品用途 可作建材原料 ,但基本拋棄 可作化肥添加劑,但基本拋棄可作玻璃生產(chǎn)原料,但因質(zhì)含氮量低,不能直接作為 農(nóng)用化肥,山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 14 二次渣或水污染 量差,基本拋棄 需進一步加工,硫酸 銨 按 600 元 /噸 副產(chǎn)品量,噸 /噸 SO2 2.6-2.7 3.8-3.9 2.22 2.1 產(chǎn)品 -原料差價,元 /噸SO2 -74 -280 -1992 -580 市場業(yè)績 全世界范圍 90%以上 極少 極少 極少 根據(jù)火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計技術(shù)規(guī)程( DL/T5196-2004)的規(guī)定,大容量機組( 200MW 及以上)的電廠建設(shè)煙氣脫硫裝置時,宜優(yōu)先采用 石灰石石膏法脫硫工藝, 同 時 考慮到氨法等其他脫硫工藝 應(yīng)用的業(yè)績較少, 脫硫副產(chǎn)物需進一步加工 才可能獲得一定的利潤, 這樣整個脫硫裝置需 總體考慮后 投資成本 增加 約 30%, 同 時 ,其脫硫劑和副產(chǎn)物受地區(qū)局限和市場影響較大,大大增加了投資的風險性, 因此, 山西 XX 發(fā)電有限責任公司 采用石灰石石膏法作為首選的脫硫工藝。 6、 脫硫工程設(shè)想 6.1 工藝部分 6.1.1 工藝系統(tǒng) 構(gòu)成 FGD 裝置運行時,煙氣通過位于吸收塔中部的入口煙道進入塔內(nèi)。煙氣進入塔內(nèi)后向上流過噴淋段,以逆流方式與噴淋下來的石灰石漿液接觸。煙氣中的 SO2 被石灰石漿液吸收并發(fā)生化學反應(yīng), 在吸收塔下部反應(yīng)池內(nèi)被鼓入的空氣強制氧化,最終生成石膏晶體。在吸收塔上部,脫硫后的煙氣通過除霧器除去夾帶的液滴后,從頂部離開吸收塔。 FGD 裝置所需石灰石吸收劑漿液來自石灰石制備系統(tǒng),由泵送至吸收塔后進行吸收反應(yīng)。脫硫反應(yīng)后所產(chǎn)生的石膏漿液由泵送至石膏水力旋流站進行初步脫水,再經(jīng)真空皮帶脫水機二次脫水后成為副產(chǎn)物石膏,產(chǎn)品送至石膏儲庫儲存。 整個 FGD工藝流程包括的主要工藝子系統(tǒng)有: 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 15 ( 1) 吸收塔系統(tǒng) a) 吸收塔本體 b) 吸收塔循環(huán)管線系統(tǒng) c) 脈沖懸浮系統(tǒng) d) 分析儀表系統(tǒng) e) 氧化空氣系統(tǒng) f) 除霧器系統(tǒng) g) 石膏漿液泵系統(tǒng) ( 2) 煙氣系統(tǒng) a) 煙道系統(tǒng) b) 煙氣再熱器系統(tǒng) c) 增壓風機系統(tǒng) d) 擋板門密封空氣系統(tǒng) ( 3) 石膏脫水及儲存系統(tǒng) a) 石膏旋流站系統(tǒng) b) 真空皮帶脫水機系統(tǒng) c) 石膏儲存及轉(zhuǎn)運系統(tǒng) d) 石膏制備回水系統(tǒng) e) 廢水旋流站系統(tǒng) ( 4) 石灰石漿液制備系統(tǒng) a) 石灰石粉接收和儲存系統(tǒng) b) 石灰石制漿系統(tǒng) c) 石灰石漿液供給系統(tǒng) ( 5) 公用系統(tǒng) a) 工藝水系統(tǒng) b) 冷卻水系統(tǒng) c) 壓縮空氣系統(tǒng) ( 6) 漿液排放及收集系統(tǒng) 山西 XX發(fā)電有限責任公司 4x300MW機組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 16 a) 事故漿液池系統(tǒng) b) 吸收塔排放池系統(tǒng) 6.1.2 反應(yīng)原理 用于去除 SOx的漿液收集在吸收塔漿池內(nèi)。這個吸收塔漿池被分成氧化區(qū)和結(jié)晶區(qū),在上部氧化區(qū)內(nèi),氧化空氣通過一個分配系統(tǒng)吹入,在 pH 值為 4-5 的漿液中生成 石膏;在結(jié)晶區(qū),石膏晶種逐漸增大,并生成為易于脫水的較大的晶體,新的石灰石漿液也被加入這個區(qū)域。 6.1.3 化學過程 化學反應(yīng)過程描述如下: 石灰石的溶解: CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 與 SO2反應(yīng): Ca(HCO3)2 + 2SO2 Ca(HSO3)2 +2CO2 氧化:

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