10T生物质热风炉烟气脱硫除尘工程设计方案

10T生物质热风炉

烟气脱硫除尘工程设计方案

盐城市天澄环保设备有限公司

2018.3.9

目  录

第一章  总 则1

1.1项目概况1

1.2设计说明1

1.3设计参数2

1.4设计指标2

1.5设计原则2

第二章  技术规范和标准3

第三章  烟气除尘工程5

4.1 除尘器选择5

4.2结构和工作原理5

4.3 除尘器性能参数7

第四章   烟气脱硫工程8

5.1脱硫工艺系统8

5.2 除尘脱硫系统主要设备清单11

第六章  项目实施及进度安排13

6.1项目实施条件13

6.2项目协作14

6.3项目实施进度安排14

第七章 环境保护、劳动卫生、工业安全、消防及排水部分15

7.1环境保护15

7.2 劳动卫生及工业安全15

7.3消防及排水部分16

第八章  生产管理和人员编制17

8.1生产管理17

8.2人员编制17

第九章  运行费用分析18

9.1 运行费用估算18

第十章  结  论20

10.1主要技术经济指标总汇20

10.2结论20

附件一：公司简介21

附件二：工程业绩表38

第一章  总 则

1.1项目概况

***公司现有新建1台10t/h生物质热风炉锅炉。为了切实推进锅炉脱硫工作，实现区域减排工作目标，改善大区环境质量，根据《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的同时》（国发〔2007〕15号）等，需要对烟气中烟尘和二氧化硫进行综合深度治理，使得烟气的烟尘以及SO2同时达标排放（二氧化硫50mg/Nm3，烟尘10mg/Nm3）。

受业主委托，我公司根据厂方所提供的部分技术参数、资料等，结合我公司的脱硫技术工艺特点和工程经验,从技术可行性、安全运行、排放指标、工程经济性等各方面进行了较为详尽的分析、对该锅炉的烟气净化工艺进行了充分的论证后，以成熟可靠，运行稳定，投资相对较小，低运行成本，无二次污染的原则，编制了本技术方案，供厂方和环保主管部门领导决策参考。

1.2设计说明

1.2.1设计原则

针对本次锅炉烟气除尘脱硫工程，依据国家相关环保标准和业主的要求，确定如下设计原则：

（1）确保烟气（烟尘、二氧化硫）达标排放。

（2）确保烟气治理系统的安全、稳定运行。

（3）整个系统设计紧凑，布局合理。

（4）在保证技术指标的前提下努力降低工程造价。

（5）尽可能缩短停炉时间和降低投资

（6）系统设备按照规范、紧凑、合理、美观的原则布置，最大限度地提高场地利用率。

1.2.2 设计依据

根据厂方提供的有关技术资料及要求为参考依据，并严格按照所有相关的设计规范与标准，编制本方案：

1）GB13271－2001《锅炉大气污染物排放标准》

2）国家相关标准与规范

1.3设计参数

主要依据厂方所提供的具体技术参数，其它未提供的参考相关技术参数，具体设计参数见下表：

表1.1  锅炉主要设计参数表

1.4设计指标

设计指标严格按照国家统一标准治理标准和业主的意见，设计参数表1.2。

表1.2  设计指标

1.5设计原则

认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策，严格遵守国家有关法规、规范和标准；

选用先进可靠的“布袋除尘+湿法脱硫”技术，脱硫工艺采用石灰法；

新建一台布袋除尘器，烟气经布袋除尘后由引风机引入脱硫塔，最后清洁烟气进入烟囱达标排放；

脱硫塔为树脂高分子材料外壳设计，耐高温（600℃）耐酸碱的高分子材料构成塔本体、省去了防腐和保温这两道工序，塔内设两层除雾器，并设三层喷淋层；

充分结合厂方现有的客观条件，因地制宜，制定具有针对性的技术方案。

系统平面布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行管理。

第二章  技术规范和标准

a. 对系统功能设计、性能、制造、供货、建筑、结构、安装、调试、试运行等，均采用最新国家标准。对采用国外产品或由国外制造及引进的产品，将采用国际标准。

b. 环境保护、劳动安全及工业卫生和消防设计采用最新国家标准。

c. 提供设计、制造、建筑、安装、调试、试运行的规范和标准等清单，列出制造厂家在选用材料、制造工艺、验收要求中所执行的标准清单，具体标准如下：

1）环境保护标准

GB13271-2001       《锅炉大气污染物排放标准》

GB3095－1996       《环境空气质量标准》（二级标准）

2）材料标准

GB699-99           《优质碳素结构钢》

GB711-88           《优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽钢带》

GB710-91           《优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带》

GB5117-92.5        《碳钢焊条技术条件》

3）设备标准

ZDLT-QB-2000       《烟气净化装置加工验收标准》

JB1620-93          《锅炉钢结构技术条件》

GB150-1998         《钢制压力容器》

JB1615-91          《锅炉油漆和包装技术条件》

GB50017－2003      《钢结构设计规范》

SHJ22-90           《石油化工企业设备与管道涂料防腐设计与施工规范》

GB12138-89 《除尘器除尘效率测试》

GB12625-90《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》

JB/T5915-91《袋式除尘器用时序式脉冲喷吹电控仪技术条件》

JB/T5916-91《袋式除尘器用直角式电磁脉冲阀技术条件》

JB/T5917-91《袋式除尘器用滤袋框架技术条件》

JB/T8532-1997《脉冲喷吹类袋式除尘器》

4）安装调试

DL5031-94          《电力建设施工及验收技术规范》（管道篇）

DL5007-92          《电力建设施工及验收技术规范》（火力发电厂焊接篇）

SDJ279-90          《电力建设施工及验收技术规范》（热工仪表及控制装置篇）

GB50205-2001       《钢结构施工及验收技术规范》

GB50093-2002       《自动化仪表工程施工及验收规范》

GB50235-97         《工业金属管道工程施工及验收规范》

GB50254-96         《电气装置安装工程低压电气施工和验收规范》

GB50217-94         《电力工程电缆设计规范》

GB50524-96         《电气装置安装工程施工及验收规范》

DL/T5182－2004     《火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路、电缆设计技术规定》

第三章  烟气除尘工程

4.1 除尘器选择

针对本工程锅炉实际特点，设计选用ZMC脉冲袋式除尘器。ZMC除尘器合理的结构设计能实现高效除尘且运行阻力小：采用脉冲喷吹清灰方式，清灰效果好；运行可靠，维护管理简便。本除尘器广泛应用于水泥、冶金、电力、化工等行业含尘气体的进化和物料回收。

性能特点：

直角式脉冲阀单排喷吹清灰，清灰能力强；

涨圈式滤袋口设计，密封效果好，装拆方便；

优质钢丝、多点焊接自动生产线、镀锌防护处理工艺，生产的滤袋框架强度、刚性高，无焊接毛刺，减轻了滤袋的机械磨损，延长使用寿命；

上揭盖安装检修方式，滤袋更换快捷方便；

楔形布置的进风口，结构紧凑，气流分布均匀，阻力小；

PLC微机程控仪控制脉冲清灰，运行可靠，自动化程度高。

4.2结构和工作原理

4.2.1 结构简述

ZMC型脉冲袋式除尘器由过滤室箱体、净气室箱体、滤袋和滤袋框架、脉冲喷吹装置、灰斗、螺旋输送机或卸料器等组成。结构如下图

4.2.2 工作原理

过滤工况：

含尘气体从除尘器进出风箱体中的进风口进入（小规格则由设于灰斗的进风口直接进入），经斜隔板转向至灰斗，气流速度减慢，在惯性作用下，粗颗粒粉尘落入灰斗，细小尘粒随气流折而向上进入过滤室，在滤袋表面尘饼的过滤下，尘粒被阻隔在滤袋外侧，净化后的气体由滤袋内部进入清洁室，经系统风机排入大气。

清灰工况：

阻留在滤袋外表面的粉尘达到一定厚度、除尘器进出口压差达到预设值时，启动脉冲喷吹系统开始对滤袋进行喷吹清灰。依次打开安装在除尘器定部分气箱上的脉冲阀，逐排对滤袋进行脉冲清灰，压缩空气在短时间内向滤袋内喷入，高速的反向气流使滤袋突然膨胀，产生变形及振动，附着在滤袋外表面的粉尘抖落沉降至灰斗，并由卸灰阀或螺旋输送机排出。全部滤袋喷吹清灰结束，电控仪关闭，除尘器恢复正常工作。整个清灰控制采用PLC可编程控制器。

4.3 除尘器性能参数

ZMC式除尘器性能参数表

第四章   烟气脱硫工程

5.1脱硫工艺系统

5.1.1工艺系统主要设计原则

脱硫工艺采用湿法脱硫；

脱硫装置的烟气处理能力为锅炉30%~100%BMCR工况时的烟气量；

在设计工况下，吸收塔脱硫效率保证值不低于80%；

脱硫设备年利用小时按7200小时考虑；

FGD装置可利用率保证值为不小于98%；

烟气脱硫系统便于日常检查和正常维修、养护及进行年修。

5.1.2 工艺系统主要性能保证

脱硫系统在燃用设计煤种，锅炉运行范围为锅炉最大连续出力，锅炉设计出口烟气量加10%和出口烟气温度为BMCR工况下数值。任意5分钟平均值：

◆ 脱硫保证效率      ≥ 80        %，

◆ 出口SO2排放浓度  ≤30-50       mg/Nm3

◆ 出口烟尘排放浓度  ≤7-10        mg/Nm3

◆ 脱硫系统 Ca/S      ≤1.15       mol/mol

◆ 烟气通过脱硫系统的压降≤  600  Pa

◆ 脱硫系统设备的噪音不高于 85 dB(A)（距离设备外1m，操作平台1.2m处测试）

◆ 脱硫系统设备可用率不低于  98  ％

◆ 脱硫系统漏风率 ≤   1 ％

5.1.3工艺系统的组成

本次烟气脱硫装置主要包括以下几个系统：

1）脱硫剂制备系统

2）烟气系统

3）SO2吸收系统

4）脱硫液循环系统

5）脱硫渣处理系统

5.1.4 脱硫剂制备系统

本工程脱硫剂为石灰。

脱硫剂制备系统流程是：

袋装粉状石灰粉人工投料至化灰罐。石灰经化灰罐熟化后，流至综合循环池中进行脱硫反应。

1）化灰罐

化灰池是制浆单元的一个关键设备，专用于石灰加湿熟化。

石灰化灰池采用地面池，尺寸为1.5x1.5x1.5米，配有耐腐耐磨搅拌器一台。

5.1.5 烟气系统

本工程脱硫装置的烟气系统包括除尘器后烟道、膨胀节等。

烟气系统流程是：

锅炉的烟气首先经过布袋除尘器除去大部分烟尘，通过引风机引入脱硫装置，在塔内进行脱硫循环洗涤，最后由脱硫塔顶部直接排空。

1）烟道

提供的烟道和附属设备是完整的相互连接的烟道段，包括从原烟气的布袋除尘器接入到吸收塔。本项目为改造工程，我们坚持最大程度节约成本为前提，烟道部分采用钢制。

2）其它

——扶梯，平台。

——必要的人孔、隔板、法兰、配件、膨胀节、内部检修扶梯等。

——必要的支持结构等。

——烟道的防腐。

——必要的检修轨道（工字钢），挂钩以及起吊设备和所有必要的固定设备。

——检查和维修专用工具。

——仪表和控制。

5.1.6 SO2吸收系统

在吸收塔内，脱硫液中的氢氧化钙与从烟气中捕获的SO2、SO3、HF、HCl等发生化学反应，生成亚硫酸钙和亚硫酸氢钙等物质。。

SO2吸收系统包括以下内容：高分子耐高温、耐酸碱吸收塔、浆液循环、脱硫液排出等几个部分，还包括辅助的放空、排空设施。

1）脱硫塔

吸收塔脱硫主要反应原理如下：

吸收

在吸收塔中，烟气中的SO2和SO3按照以下反应式被溶液中的水吸收：

SO2 + H2O> H2SO3

SO3 + H2O> H2SO4

b）中和反应

H2SO3和H2SO4必须很快被中和以保证有效的SO2和SO3.吸收。

H2SO3、H2SO4 与悬浮液中碱按以下反应式发生反应：

Ca(OH)2 + H2SO3 <==>CaSO3+ H2O

Ca(OH)2 + H2SO4 <==> CaSO4 + H2O

c）副反应

烟气中所含的氧量将把脱硫反应中生成的亚硫酸钠(CaSO3)氧化成硫酸钠(CaSO4)：

2 CaSO3+O2 <==>2 CaSO4

吸收塔设置3层喷淋层，配置两台流量为150m3/h的喷淋泵（一开一备）。喷淋泵采用高效耐磨耐腐蚀泵。

使用由不锈钢制成的喷嘴和喷淋管道，可以长期运行而无腐蚀、无石膏结垢及堵塞等问题。

5.1.7脱硫液循环系统

脱硫液循环系统主要包括：综合循环池、循环泵及管道、阀门和流量计等。整个脱硫液循环系统充分利用水池的位差，利用水力学原理，使系统的能耗最省。采用钢砼结构，池内壁做防腐处理。

1）沉淀池

脱硫在反应池中进行再生反应后进入沉淀池进行初步固液分离，上清液流入泵前池，固体渣则在沉淀池中进沉淀分离。沉淀池有效体积为45m3，

2）泵前池

循环液在泵前池中补充碱液进行PH调节，然后由喷淋泵泵入吸收塔中进行烟气脱硫处理。泵前池有效容积为15m3。

综合循环池采用地下池，尺寸为4x5x3米。可利用现有沉灰池进行改造，减少工程投资，同时也能节约场地。

5.1.8脱硫渣后处理系统

沉淀液的主要成分是亚硫酸钙以及少部分未溶解的石灰渣和粉尘等，其主要用于建筑材料如制砖、水泥添加剂、混凝土骨料等、人行道砖等，也可以作填埋、铺路。

考虑到本项目实际经济技术效益，本项目脱硫渣处理可采用人工定时清理沉淀池，脱硫渣由人工捞出后放置晾干，最后进行综合利用或者卫生填埋。

5.2 除尘脱硫系统主要设备清单

本工程的供货范围包括布袋除尘器进口出至烟囱入口烟道之间的除尘脱硫工艺设备、电气及仪控设备。设备清单见下表：

第六章  项目实施及进度安排

6.1项目实施条件

本公司将积极配合用户，提供最佳的全方位技术服务，确保该工程的顺利实施。

（1）公司承诺

•工程进度、质量、投资满足合同要求

•单位工程质量合格率：100%

•单位工程质量优良率：95%以上

•顾客满意度：98%以上

•系统负荷联动试车：一次成功

•重大安全事故率为“零”

（2）项目实施

•精心组织设计、施工、调试。

•设备运行稳定可靠，达到设计要求。

•让用户满意、让用户放心。

•严格按照ISO9001:2000质量管理体系实施。

•提供一流的调试、运行培训服务。

•提供全套的图纸、施工记录、调试方案、调试记录、运行操作规程等技术资料。

（3）安全施工保证措施

•建立健全安全管理体系，以项目经理为首的安全管理领导小组，现场设专职安全员。

•严格遵守国家、业主的安全操作规程，对所有施工人员进行安全教育，提高安全施工意识。

•认真做好安全生产，不违章作业。

•各专业负责人在做好技术交底的同时必须做好安全交底。

•专职安全员和各级负责人必须深入现场，积极预防，及时发现施工安全隐患，对违反安全操作有权令其停工整改。

•认真做好安全记录。

（4）售后服务

•免费为用户培训设备运行操作及管理人员。

•负责工程设计、设备安装、运行调试期间的一切技术交底、技术服务工作,直至设备安装、调试完毕,投入正常运行后一年。

•以优惠价格长期、及时提供各种备件,并予以技术指导。

•接到需方反映的质量问题信息后,在12小时之内作出答复，并在48小时内派出技术人员到达现场。

•对本项目工程设备实行不定期回访，并负责终身跟踪服务。

6.2项目协作

本项目在进入正式实施阶段时，根据我公司的信息库和技术，将在国内选择优秀的合作伙伴，确保工程各个环节的先进性。

6.3项目实施进度安排

项目实施时间安排如下表（从签合同或协议之日算起）。

项目时间安排表

第七章 环境保护、劳动卫生、工业安全、消防及排水部分

7.1环境保护

本工程的目的就是减少锅炉机组上马后,使烟气中的SO2和粉尘排放满足国家环保标准和环保部门对污染物排放总量的控制要求。

工程投运后，锅炉烟气SO2排放浓度≤300mg/Nm3；粉尘排放浓度≤50mg/Nm3。

7.2 劳动卫生及工业安全

本工程依照《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）、《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计标准》（DL5053-1996）、《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-98）等规范及标准的要求，在设计中采取了安全、防火等措施。

7.2.1安全防护措施

⒈防电伤害措施

⑴电气设备应采取必要的机械，电气联锁装置以防止误操作。

⑵电气设备设计严格按照带电部分最少安全净距执行。

⑶电气设备选用有五防设施的设备，配电室要严格执行工作票制度。

⑷在高压电气设备的周围按规定设置栅栏或屏蔽装置。

⑸所有电气设备要有防止雷击设施并有接地设施。

⒉防机械伤害措施

⑴所有机械外露传动部件均应加装防护装置或采取其他防护措施。

⑵设备布置上要有足够的检修场地。

⒊其它防范措施

⑴所有钢平台及楼梯要采用花纹钢板或格栅板，以防工作人员滑倒。

⑵在楼梯孔平台等处周围设置保护围栏，以防高出跌伤。

⑶在粉尘含量高的场所安装通风机，已达到除尘防爆效果。

7.2.2劳动保护

脱硫系统运行中可能造成职业危害的因素：

1．粉尘：脱硫系统以石灰干粉为吸收剂，在制浆的过程中均可造成飞扬，对工人健康有一定的危害。

2．噪声：脱硫系统在生产过程中产生噪声，如风机、水泵等产生噪声较大，如不采取措施对人体的健康将带来一定的影响。

7.2.3劳动保护措施

1．在易发生粉尘飞扬的区域设置必要的防尘设施，降低由于粉尘对工人的健康带来的影响。

2．为了减轻噪声对工人的身体健康造成的影响，在设备订货时，要求根据《工业企业噪声卫生标准》向厂家提出限制设备噪声的要求，将设备噪声控制在允许范围之内。

3．工人的工作场所采取必要的噪声防治措施，以保护工作人员的身体健康。

7.3消防及排水部分

7.3.1消防

电厂消防主要设计原则为化学灭火器与水消防相结合的消防方式。

室外采用消火栓灭火，室内使用化学灭火器。

设计消防用水水源取自电厂现有给水管网，采用DN150镀锌管引接消防水源至设计消火栓消防系统，通过DN100镀锌管直接供室外消火栓用水。消火栓的设置满足规程、规范要求。

7.3.2 排水部分

脱硫装置场地、吸收剂制备系统场地雨水经排水沟、雨水口、检查井等收集后排至电厂现有排水点排走。

第八章  生产管理和人员编制

8.1生产管理

脱硫除尘工程建成后，应制定严格规范的生产管理制度和定量考核规定，确保系统的安全、稳定、高效运行。

8.2人员编制

烟气脱硫除尘系统装置建成后，需有专人负责全厂脱硫除尘装置的运行、维护和管理工作。脱硫除尘装置大修、维修、化验人员、后勤行政事务均由全厂统一管理；按三班制，操作管理人员定编为3名。

第九章  运行费用分析

9.1 运行费用估算

9.1.1物料衡算

本脱硫项目在投运后，运行费用主要为脱硫剂的消耗与系统的电耗。

1）二氧化硫产生量

锅炉脱硫装置处理总烟气量约为32000-40000m3/h，锅炉出口SO2浓度按？mg/Nm3、，年运行时间为7200小时，则SO2的产生量为：

锅炉SO2年产生量：？t/a

2）二氧化硫脱除量

按照脱硫效率80%计算，年脱除的SO2总量为：？t/a

3）脱硫剂需求量

本工艺脱硫剂为石灰，钙硫比取1.15，石灰含量取80%，则锅炉运行时烟气脱硫的脱硫剂需求量为：

石灰年消耗量： ？t/a

4）脱硫渣产生量

采用石灰做脱硫剂时产生的脱硫副产物主要为半水亚硫酸钙（CaSO3•1/2H2O）以及少量未反应的石灰，该产物可以做建筑材料或筑路等。

CaSO3•1/2H2O产生量：20.8kg/h，未反应的石灰量：0.15kg/h

脱硫渣总量：  ？kg/h

9.1.2运行费用估算（单台）

1）石灰消耗费用

根据前面物料衡算结果，按石灰单价为120元/吨计，每年消耗石灰费用为：

？t/a×120×10-4 =？万元

2）电费

本系统装机容量约42kW（其中布袋除尘器约10KW，脱硫部分约31.5KW）。电价（厂用电）取0.8元/kWh，则全年脱硫除尘系统电费为：

42kW×0.8元/kWh×7200h=23.90万元。（该电费计算方式按3台炉满负荷7200小时，整个脱硫除尘系统满负荷7200小时计算,实际操作中由于系统联锁，只用到其中的1/3左右。为8万元。

3）人工费

本项目实施并投入运行后，人工可由原锅炉相关负责人兼职，暂不计入人工费。

4）水费

本项目耗水约为2.0m3/h，按2.0元/m3进行计算，年水费为2.5万元。

第十章  结  论

10.1主要技术经济指标总汇

10.2结论

1）本工程技术先进，安全可靠，投资少，运行费用低，不产生二次污染，适合企业实际情况，项目实施后可以保证企业的可持续发展。

2）本项目实施后，每年可减少二氧化硫和烟尘排放，减少了对环境的污染，具有良好的经济、环境效益和社会效益。

附件一：公司简介

盐城市海韵环境工程技术有限公司成立于 2006 年，其前身为盐城市天澄环保设备有限公司。公司自成立伊始，致力于废气处理及环保设备研发、制造，为社会和客户提供全面的环境工程解决方案及最优质的运营管理与售后服务。公司核心业务包括火电、供热锅炉及工业炉窑的除尘脱硫脱硝。公司核心骨干从事国内外电力，建材，冶金等行业静电除尘,布袋除尘器,电袋复合除尘,脱硫，脱硝产品设计、调试工作二十多年，积累了丰富实践经验，技术队伍精干敬业。为全国范围内的烟气脱硫, 脱硝，除尘工程提供从设计、建设到运营服务的先进整体解决方案。公司以客户需求为导向，以技术发展为基础，以质量为保证，重视人力资源，通过科学的管理为客户提供优质的产品和服务。主要经营的产品包括：电厂燃煤锅炉除尘、脱硫、脱硝；建材，冶金等行业电除尘，布袋除尘等。很多产品和技术已在国内外电力，建材，冶金等行业，取得了优良的效果，在国内处于领先的地位。公司设计、生产各类布袋除尘器，电袋复合除尘器，脱硫、脱硝，在火电、冶金、建材、造纸等行业得到极为广泛的应用。

海韵环境工程公司拥有核心技术：

※ 钠钙双碱法烟气脱硫工艺（自主开发脱硫技术）

※ 石灰石——石膏法烟气脱硫工艺（引进技术）

※ 喷雾干燥法烟气脱硫工艺（引进技术）

※ 循环悬浮式半干法（自主开发脱硫技术）

※ 化学法脱氮工艺（自主开发技术）

※  SCR脱氮工艺（引进技术）

※ 有机铵法脱硫脱氮工艺（引进技术）

附件：工程业绩表

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