(工程设计)火电厂2600MW机组烟气脱硫工程设计

火电厂2600MW机组烟气脱硫工程设计火电厂2600MW机组烟气脱硫工程设计摘 要本设计针对火电厂2600MW机组烟气脱硫系统进行初步设计，根据该电厂所给出的煤质和燃煤量、石灰石成分和脱硫要求等原始资料，并结合我国烟气脱硫的技术现状而设计出的一套烟气脱硫系统。本设计的主要内容是对目前几种主要的烟气脱硫工艺做综述性介绍，然后通过比较各脱硫工艺的优缺点和使用情况，选择适合本设计工程概况的脱硫工艺。本设计选择石灰石石膏湿法脱硫工艺。本设计主要是介绍该脱硫系统中的各个子系统的工艺过程和设备布置，它们分别是烟气系统、吸收系统、吸收剂浆液制备系统、石膏脱水系统以及废水处理系统，并重点对吸收系统、吸收剂浆液制备系统和石膏脱水系统中的主要设备进行计算设计选型。最后对所设计脱硫系统做出总结性分析，并作简单的工程概算和技术经济分析。关键词：烟气脱硫；石灰石石膏湿法；吸收系统；主体设备计算Flue gas desulfurization project of thermal power plant 2 x 600 MW designABSTRACT This design for flue gas desulfurization systems of power plant 2 x 600 MW for preliminary design,according to the power plant is given by the coal quality and coal, limestone composition and desulfurization requirements, such as raw material, and the current situation of flue gas desulfurization technology in China and designs a set of flue gas desulfurization system.The major work for this design is：Introduces the major several flue gas desulfurization technologies, chooses proper FGD process for this project after compare the advantages and disadvantages and the using situa- tion of the desulfurization process. Finally, we choice limestone-gypsum wet flue gas de- sulfurization for this design. This design is to introduce the system of desulfurization process of each subsystem and equipment layout. As for the FGD system, mainly introduces the facility arrangement of subsystems in FGD system, and the system of limestone slurry preparation, gypsum treatment system, adsorption system, system of flue gas and wastewater treatment system. At the end of this design, it makes some comprehensive analysis of the whole system designed , and makes some engineering budgetary as well as some simple economic and technical analysis.Key words: Flue gas desulfurization; wet limestone-gypsum; absorption system; calcul- ation of the main equipment目 录第一章 绪 论11.1 烟气脱硫背景11.2 烟气脱硫的目的及意义21.3 课题的主要内容2第二章 工程概况32.1 电厂概况3 2.2 工程工艺主体设备简介32.3 工程设计原始数据42.3.1 煤质和燃煤量42.3.2 石灰石分析及粒径资料42.3.3 水质52.4 设计依据6第三章 烟气脱硫工艺的选择73.1 脱硫工艺概况73.1.1 燃烧前脱硫83.1.2 燃烧中脱硫83.1.3 燃烧后脱硫83.2 几种常见的脱硫工艺103.2.1 石灰石-石膏湿法脱硫工艺103.2.2 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺（LSD法）113.2.3 炉内喷钙加尾部增湿活化工艺（LIFAC法）123.2.4 双碱法烟气脱硫工艺123.3 脱硫工艺的确定133.4 石灰石/石膏法FGD工艺143.4.1 烟气系统143.4.2 吸收和氧化系统153.4.3 石灰石制备系统163.4.4 烟气再热系统163.4.5 石膏脱水系统163.4.6 脱硫风机173.4.7 废水处理系统17第四章 物料平衡计算184.1 烟气参数计算184.1.1 烟气量的计算184.1.2 SO2排放计算214.1.3 FGD入口污染物成分(设计煤质，6%O2，标态，干基)224.1.4 烟气组分(引风机出口/标态)224.2 吸收剂消耗量的计算244.2.1 净烟气中SO2浓度244.2.2 石灰石消耗量244.2.3 水耗量的计算25第五章 主要设备的选择及其尺寸、规格的计算275.1 烟气系统275.1.1 旁路烟道275.1.2 FGD入口与出口烟道275.1.3 烟气挡板门285.1.4 烟气换热器285.2 吸收和氧化系统295.2.1吸收塔的选择295.2.2 吸收塔尺寸设计计算305.2.3 吸收塔附属设备的选型325.2.4 吸收塔高度的计算345.2.5 吸收塔附属部件设计355.3石灰石浆液制备系统365.3.1石灰石浆液制备系统的选择365.3.2 主要设备的计算365.4 石膏脱水系统395.4.1 概 述395.4.2 石膏脱水系统设计计算405.5 脱硫增压风机415.6 排放系统425.7 废水排放系统和处理系统43第六章 烟气脱硫装置平面布置446.1 脱硫装置平面布置的一般要求446.2 脱硫装置的平面布置45第七章 经济概算467.1 主要设备一览表467.2 运行成本估算467.3 效益分析477.3.1 经济效益477.3.2 环保效益48第八章 总 结49参考文献50第一章 绪 论1.1 烟气脱硫背景我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国之一。目前我国仍然以煤炭为主，未来相当长的一段时间内，煤炭在我国一次能源结构中的主体地位不会改变，这已成为不争的现实。数据显示，2010年我国煤炭产量超过31亿吨，稳居世界第一位，国内产煤的前三甲分别为山西、内蒙和陕西，国家能源局发展规划司司长江冰表示，2015年一次能源消费量将达42亿吨标准煤。随着煤炭消费的不断增长，燃煤排放的二氧化硫也不断增加，我国已经连续多年成为世界上二氧化硫排放最多的国家。经专家测算，每排放一吨二氧化硫造成的经济损失约为2万元人民币。据电监会此前公布的数据显示，目前国内已运行火电厂脱硫装机达5.65亿千瓦，占总装机80%。但这相对于7.07亿千瓦的火电总装机来说，仍有近1.5亿千瓦的机组需要进行脱硫改造。“十二五”期间全国还将新增火电装机2.5亿千瓦，根据相关测算，如果按照目前采用最多的石灰石石膏湿法技术200元/千瓦左右的成本测算，4亿千瓦的装机缺口意味着未来5年脱硫市场投入将达800亿元。这其中还不包括对现有脱硫装置的提标改造、电厂的第三方特许经营推广等市场。火电厂是我国二氧化硫的主要排放源，也是二氧化硫减排的主战场。2012年1月1日开始，火电厂大气污染物排放标准(GB132232011)正式实施，其中规定新建燃煤电厂二氧化硫排放限值为100mg/m3(高硫煤地区为200mg/m3);现有电厂改造执行200mg/m3(高硫煤地区执行400mg/m3);重点地区燃煤电厂执行50mg/m3。以上排放限值的严厉程度与欧美相当，这是我国二氧化硫排放基数太大、环境容量有限的必然选择。据测算，要满足新标准要求，燃煤硫分在3%以上的高硫煤机组，配套设施的脱硫效率必须达到98%左右，老机组的脱硫效率必须达到95%以上;对燃煤硫分1%3%的中硫煤机组，大部分地区新建机组必须选择达到96%以上脱硫效率的工艺，而老机组可选择95%左右的工艺;对燃煤硫分在0.6%1%的低硫煤机组来说，新建机组脱硫效率必须达到93%以上，老机组可在90%左右。在重点地区，脱硫效率必须达到9799%才能满足50mg/m3的排放要求。1.2 烟气脱硫的目的及意义能源消费尤其是煤炭直接作为能源燃烧是造成当今环境恶化的一个主要原因。20世纪重大的大气环境污染事件，如酸雨、臭氧减少、全球气候变暖、光化学烟雾污染、城市煤烟雾等，都与燃煤相关。大气中的主要污染物，如硫氧化物、氮氧化物、烟尘、颗粒物、有机污染物、重金属的主要来源都是煤的燃烧，这些污染物对人类健康和生态环境造成了不可逆转的损害。因此，研究、开发新型、高效燃煤污染物排放控制技术，实现煤炭高效、洁净、经济利用已成为我国面临的重大任务。锅炉燃料中的硫在燃烧过程中与O2反应生成氧化物（主要是SO2和SO3），脱硫工艺所要脱除的就是锅炉尾气中的有害气体SO2和SO3。根据国家环保总局2005年中国环境状况公报中公布：“2005年，二氧化硫排放量为2549.3万吨”，环保“十五”计划确定的各项指标中，二氧化硫排放量为未完成目标控制要求的两项主要指标之一，2005年全国二氧化硫排放总量不但没有下降，反而比2000年增加了约27%，未完成削减10%的控制目标。火电行业是二氧化硫排放的主要来源，能源消费的超常规增长、火电行业的快速发展、脱硫项目建设滞后于总量控制要求是造成这种状况的主要原因。脱硫工程质量难以得到有效保证，许多项目建成后无法正常运行。由于脱硫设施在短时间内大量建设，维护和监督管理工作不到位，导致设施建成后效率低，故障发生率高，达不到应有的脱硫效果。因此本课题主要研究的主要目的为根据设计要求对火电厂2x600MW机组烟气脱硫工程的设计，培养专业的烟气脱硫工程设计，有效地控制当地空气污染物，改善空气质量，提高居民生活质量，该课题是具有实际意义和具有一定必要性的。1.3 课题的主要内容1、国内外脱硫技术的现状与进展；2、燃煤电厂烟气脱硫工艺及其选择；3、针对某火电厂2600MW机组的FGD工程进行系统设计。1第2章 工程概况2.1 电厂概况某电厂拟安装2台国产600MW超临界燃煤汽轮发电机组，配套建设除尘、脱硫、脱硝装置。