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

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：