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(diǎn)數(shù)為840點(diǎn)，CPU采用西門(mén)子S7-400板卡，I/O板卡采用S7-300系列板卡，CPU及電源供電實(shí)現(xiàn)硬件冗余設(shè)計(jì)；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(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整以及異常與事故工況的處理通過(guò)PLC來(lái)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(shí)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(jiǎn)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(jiǎn)稱FGD）采用豫能菲達(dá)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(gè)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(guò)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(guò)石膏排出泵送至石膏脫水系統(tǒng)。

吸收系統(tǒng)包括3個(gè)吸收塔（每個(gè)吸收塔含3級(jí)除霧器、4層噴淋層及噴嘴、氧化空氣管、3臺(tái)側(cè)進(jìn)攪拌器、4臺(tái)漿液循環(huán)泵、2臺(tái)吸收塔石膏漿液泵（1用1備））、2臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)（1用1備），及相應(yīng)的管道閥門(mén)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(gè)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(dòng)的煙氣，實(shí)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(jì)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(tái)上完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的啟停、水泵的切換、石灰石漿液的自動(dòng)補(bǔ)給、石膏的脫水及管道的沖洗等。所有經(jīng)常動(dòng)作及較大管道的閥門(mén)采用電動(dòng)（或氣動(dòng)）閥門(mén)。脫硫塔的液位、密度及pH均能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，使整個(gè)脫硫系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)SO2值的自動(dòng)控制。

2）綜合考慮未來(lái)鍋爐燃用煤質(zhì)，保證脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)行，本次脫硫改造煤質(zhì)按硫分為1.0%設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)出口SO2排放濃度＜35mg/m3（標(biāo)態(tài)、干基、6% O2），系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(gòu)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(yùn)至石灰粉倉(cāng)附近，以氣力輸送方式卸入石灰粉倉(cāng)，再通過(guò)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(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)吸收塔pH、出口SO2的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

5）脫硫副產(chǎn)物石膏經(jīng)一、二級(jí)脫水后達(dá)到含水率小于10%，采用汽車外運(yùn)。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(yùn)行情況對(duì)原石膏脫水管道、設(shè)備進(jìn)行改造。

6）為了滿足不同時(shí)停爐實(shí)現(xiàn)改造的要求，并實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝同操作站同界面操作監(jiān)控脫硫運(yùn)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(xiàng)目實(shí)施主要注意事項(xiàng)

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(jìn)行設(shè)計(jì)的，在設(shè)備基礎(chǔ)施工前必須與設(shè)備核對(duì)無(wú)誤后方可進(jìn)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(shí)應(yīng)將設(shè)備先就位，并采用墊鐵或螺栓固定，然后再進(jìn)行二次澆灌和抹面。新建配電樓各層樓板設(shè)計(jì)荷載見(jiàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說(shuō)明，在設(shè)備運(yùn)送時(shí)要注意各層樓板設(shè)計(jì)荷載。當(dāng)設(shè)備荷載超過(guò)設(shè)計(jì)荷載時(shí)，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(biāo)注最大起重量的標(biāo)志。

3.2 煙道安裝部分

（1）安裝時(shí)注意核對(duì)實(shí)際到貨的零部件尺寸，若實(shí)際到貨的零部件尺寸與設(shè)計(jì)圖紙有較大變動(dòng)，施工時(shí)請(qǐng)及時(shí)與設(shè)計(jì)方配合。

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

（3）對(duì)吸收塔出口凈煙道必須按圖紙標(biāo)示坡度施工。對(duì)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(hù)的情況下允許焊接。

3.3 管道安裝部分

（1）對(duì)于各機(jī)泵的冷卻水和密封沖洗水，圖紙中未畫(huà)出詳圖，僅列出了材料。施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況就近自冷卻和密封沖洗水總管上引接。安裝時(shí)應(yīng)注意管道布置整齊，不擠占通道，閥門(mén)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(biāo)高，找平并將墊板與基礎(chǔ)預(yù)留鋼筋焊牢，然后對(duì)支架的支墩再進(jìn)行二次灌漿。在進(jìn)口閥門(mén)的安裝過(guò)程中，應(yīng)注意核對(duì)閥門(mén)尺寸及規(guī)格。如有不符，閥門(mén)的連接件如法蘭、螺栓、螺母和墊片都要相應(yīng)修改。對(duì)泵進(jìn)出口配對(duì)法蘭，螺栓孔尺寸及外徑應(yīng)按圖加工，在安裝過(guò)程中，應(yīng)注意與泵的進(jìn)出口法蘭進(jìn)行核對(duì)。

（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(jī)務(wù)專業(yè)與熱控、電氣專業(yè)進(jìn)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(cuò)碰撞問(wèn)題。對(duì)于脫硫綜合樓各樓層開(kāi)的孔洞，待管道安裝完畢后應(yīng)將剩余孔洞用鋼板蓋嚴(yán)實(shí)。

（3）對(duì)于漿液水平管道上的蝶閥，其手柄和執(zhí)行機(jī)構(gòu)盡量水平安裝。并且應(yīng)使閥板下部的開(kāi)啟方向與介質(zhì)流向一致。對(duì)其他介質(zhì)管道上的閥門(mén)，其手柄和執(zhí)行機(jī)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(duì)于支吊架所使用的螺紋吊桿，標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度（1m和2m）的螺紋吊桿可以在工廠內(nèi)加工，其余長(zhǎng)度的螺紋吊桿應(yīng)根據(jù)安裝實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上述1#、2#、3#鍋爐脫硫的改造和施工，可達(dá)到市環(huán)保部門(mén)要求的允許排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了煙氣的達(dá)標(biāo)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)。