1、- 1 -大唐甘谷 发电 厂 1、2 号机组脱硫运行优化调整、改造可行性研究报告2012 年 11 月 25 日2简介一、 前言 二、 脱硫优化提出的背景及优化调整的必要性 （一） 脱硫优化提出的背景（二） 脱硫系统优化运行及调整、改造的必要性1. 随着脱硫系统的运行，出现因腐蚀原因、磨损原因、粉尘、SiO2 含量超标、石膏颗粒、石灰颗粒等问题引起的一系列问题。2. 附甘谷电厂优化运行前出现的设备腐蚀磨损等问题的图片（三）针对以上问题，甘谷电厂脱硫采取优化运行与调整方案三、甘谷电厂脱硫优化运行提出的改造方案四、节能优化的效果检查及经济效益3大唐甘谷发电厂 1、2 号机组脱硫运行优化调整、改造可
2、行性研究报告一、前言：此报告为运行优化工作提供指导。本报告由中国大唐甘肃组织起草。主要起草单位：大唐甘谷电厂发电部。主要起草人：大唐甘谷发电厂李光斌、魏慧瑜、张国荣、曹智、陈亚维本研究报告由中国大唐甘谷发电厂发电部负责解释。总则1. 脱硫运行优化是根据机组主、辅机设备运行状况，在与设计值、行业标准值同类型机组标杆值对标的基础上，通过开展性能试验及综合分析，建立一整套科学、合理的运行调整方法和控制程序，使机组始终保持最安全、最经济的运行方式和最佳的参数控制，降低机组运行消耗。2. 脱硫运行优化必须坚持“保人身、保电网、保设备”基本原则，任何系统、设备、操作的优化方案均不准违反“两措”的要求。3.
3、 脱硫运行优化要以机组设计值和行业标准值为基础，对每台机组及公用系统开展对标分析、性能试验，全面分析查找影响节能降耗的问题；通过加强操作调整、设备治理和改造，实现机组运行指标达到设计值的目标。4. 脱硫运行优化的主要内容包括设备的改造、脱硫电耗、水耗的优化、石灰石耗量的降低、增效剂等药品消耗的降低，以下将从这几个方面详细介绍我厂的节能降耗措施。5. 脱硫运行优化以机组耗差分析系统为参考依据，以绩效考核为保障，深入开展指标竞赛活动，充分调动全体员工的积极性、主动性和创造性，强化全员的节能降耗意识，实现脱硫系统的安全稳定经济运行。二、 脱硫优化提出的背景及优化调整的必要性（一） 背景4大唐甘谷发电
4、厂 2300MW 机组的烟气脱硫工程，采用石灰石-石膏湿法、一炉一塔烟气脱硫装置，每套装置的烟气处理能力为一台锅炉 BMCR 工况时 100%的烟气量。引风机出口的烟气与烟囱之间设有旁路烟道，正常运行时烟气通过增压风机和其前、后的挡板进入脱硫装置，脱硫后的净烟气经过吸收塔出口烟道的净烟气挡板排入烟囱；事故情况或脱硫装置停机检修时，烟气由旁路挡板控制的旁路烟道直接进入烟囱。本脱硫装置的原理：烟气从#1或#2锅炉100%抽出经一台动叶可调轴流式增压风机升压后，进入原烟道烟气烟气换热器被冷却，再进入吸收塔后逆流向上与喷淋下来的浆液充分接触，烟气中的SO2、SO 3、HCL、HF等酸性成分被吸收，再连
5、续流经两级除雾器除去所含雾滴，吸收塔出口温度大约48，通过净烟道进入烟囱排放。浆液在吸收塔内部产生化学机理过程：5化学机理说明：一般认为，在吸收塔内发生 SO2的吸收、石灰石的溶解、亚硫酸氢根的氧化和石膏结晶等一系列复杂的物理化学过程。1）SO 2的吸收含有 SO2的烟气进入液相，首先发生吸收 SO2的反应，即SO2（气）SO 2（液）SO2（液）+ H 2OH + + HSO3-H+ + HSO3- H 2SO3HSO3-H + + SO32-同时，也存在吸收的反应，即SO3（气）SO 3（液）SO3（液）+ H 2OH + + HSO4-H+ + HSO4- H 2SO4HSO4-H +
6、+ SO42-烟气中的 HCL、HF 等极易溶于水，发生解离，即HCl（气）HCl（液）HCl（液）H + +Cl-HF（气）HF（液）HF（液）H + +F-由此产生的 Cl-是造成脱硫设备发生氯腐蚀的主要原因。2）石灰石的消融6加入石灰石，一方面可以消耗溶液的氢离子，另一方面得到了生成石膏所需的钙离子。石灰石的消融反应如下CaCO3（固）Ca 2+ CO32-CO32-+ H+HCO 3-HCO3-+ H+H 2O+ CO2（液）CO2（液）CO 2（气）3）亚硫酸盐的氧化根据 SO2在水溶液中氧化动力学的研究，HSO 3-离子在 PH 值为 4.5湿氧化率最大。但实际运行中，浆液的 PH
7、 值一般控制在 56 之间，加之浆液中浆液浓度较低，HSO 3-离子很不容易被自然氧化。为此，工艺上采取向反应区鼓入空气以提高浆液中氧浓度的方法，使HSO3-强制氧化成 SO42-，以保证反应安下式进行。底部注入的空气中的氧气溶解过程如下:O2(气) O2(液)HSO3-+1/2 O2H + + SO42-SO42-+ H+HSO 4-氧化反应的结果，使大量 HSO3-转化成 SO42-，使 HSO3-+1/2 O2 H + + SO42-得以向正反应方向进行。当亚硫酸被氧化以后,它的浓度就会降低,因而促进了 SO2的吸收。石灰石消融产生的进一步发生以下反应，即Ca2+2 HSO3-Ca（HS
8、O 3 ） 2Ca2+ SO32-CaSO 3Ca2+ SO42-CaSO 4+ F-CaF 2由于 SO3-氧化生成的 SO42-与 Ca2+发生反应，生成溶解度相对较小的 CaSO4，进一步加大 SO2了溶解的推动力，从而使 SO2不断地由气相转移到液相，最后生成石膏。需要注意的是，浆液的通过式 Ca2+ F-CaF 2反应生成溶度积很小 CaF2的沉淀物而被除去，不会在浆液中的浓度很低。但是，Cl-则不同，由于 Cl-与 Ca2+反应生成的 CaCl2在浆液中仍然是以离子状态存在的，随着烟气中的不断被浆液吸收，浆液中浓度就会越来越高。这正是脱硫设备中防氯腐蚀比防氟腐蚀更重要的原因。4）石
9、膏结晶被吸收的二氧化硫与浆液中的石灰石反应生成亚硫酸盐，进入塔底部的氧化池，浆液池中设有空气分配管和搅拌器。浆液中的CaSO3在外加空气的强烈氧化和搅拌作用下，由氧化空气氧化成硫酸盐，转化成 CaSO42H2O（石膏） ，便是石膏过饱和溶液的结晶。为了有利于 CaSO3的转化，氧化池内浆液的 PH 值保持在 5 左右。7石灰石溶解并离解产生钙离子,并与硫酸根离子发生中和反应生成石膏。采用石灰石浆液作吸收剂时，从溶液中析出的是石膏CaSO42H2O。Ca2+ SO 42- 2H 2O CaSO 42H2O 此外，还发生以下副反应Ca2+ SO 32- 1/2H 2O CaSO 31/2H2O石膏
10、中 CaSO31/2H2O 的含量大小与氧化是否充分有关，氧化越充分，其含量越低。CaSO31/2H2O1/2O 2 1/2H 2OCaSO 42H2O本厂脱硫装置配套主要包括石灰石浆液制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水系统、事故浆液排放系统、工艺水系统、仪表及控制系统和电气系统。甘谷电厂脱硫烟气设计参数锅炉 BMCR 工况烟气成分（设计煤种，标准状态，实际 O2）项 目 单 位 干 基 湿 基 备 注CO2 Vol% 13.15 12.08 1.43O2 Vol% 6.49 5.96N2 Vol% 80.3 73.75SO2 Vol% 0.05 0.05H2O Vol% 0 8.1
11、6锅炉 BMCR 工况烟气参数单 位 设计煤种 备 注Nm3/h 1130028.51 标态，干基，1.43Nm3/h 1230387.06 标态，湿基，1.43Nm3/h 1100190.8 标态，干基，1.4FGD 入口烟气量Nm3/h 1200068.94 标态，湿基，1.4FGD 入口烟气温度 120.52最低停运温度180FGD 入口烟气压力 Pa 0 BMCR 工况8甘谷电厂脱硫主要设备规范序号名 称材 料规 格单位数量备注一 烟气系统1原烟气入口挡板门带密封空气单百叶 套 22净烟气出口挡板带密封空气单百叶 套 23 旁路烟气挡板 带密封空气单百叶 套 24挡板密封空气风机组合件
12、离心风机 Q=7511 m3/h 全压 4551Pa 容量 18.5KW台 45密封空气加热器电加热 台 26 原烟道膨胀节 非金属 件7吸收塔入口膨胀节非金属 件8吸收塔出口膨胀节非金属 件9旁路烟道膨胀节非金属 件10 增压风机动叶可调轴流式，风量：2223000m3/h，全压：3000Pa，套 2电机 2700KW/6000V/314A 套 29序号名 称材 料规 格单位数量备注11 油站加热器 电加热 台 212 油站油冷却器 台 213 油站油泵 380V 台 6循环2 台14 冷却风机Q=16103488 m3/h P=2.5KW全压 56975080 Pa台 415 GGH 碳钢
13、回转蓄热型120.52/80套 2电机主电机 1.1KW/380V/23A副电机 380V/21.2A套 216 低泄漏风机风量 34474 m3/h 风压5198 Pa出口角度 左 90功率110KW台 2电机 380V/201A 台 217 密封风机风量 2500 m3/h 全压3923 Pa出口角度 左 90功率7.5KW台 418 GGH 吹灰器行程 2.035m 速度0.03m/min套 410序号名 称材 料规 格单位数量备注二 吸收塔系统1 吸收塔碳钢+玻璃鳞片衬里圆形喷淋空塔12 m(H)26.3m座 2塔内喷淋层管道玻璃钢 层 3单塔数量喷嘴 螺旋喷嘴 个 2882 吸收塔搅拌器组合件+不锈钢400V/30KW/53.37A/1470r/min380V/30KW/55.47A/1465r/min台 6进口3 除雾器 塑料两级 FRP/PP 入口压力0.7bar 压力降小于120Pa 设计温度 80套 2进口4 吸收塔循环泵离心泵Q=5000m3/h，P=450/400/400kw，台 6电机 450kw/400kw/400kw6000V台 65 氧化风机 组合件罗茨风机流量47.7m3/min，全压台 4
