鍋爐煙氣脫硫超低排放改造技術的應用

柳培浩

（河南龍宇煤化工有限公司，河南永城 476600）

現有的裝置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，現有的脫硫裝置控制方式和水平均采用PLC控制系統，I/O點數為840點，CPU采用西門子S7-400板卡，I/O板卡采用S7-300系列板卡，CPU及電源供電實現硬件冗余設計；現有電氣系統并入脫硫PLC控制。脫硫工藝及其輔助系統和單體設備的啟/停控制、正常運行的監視和調整以及異常與事故工況的處理通過PLC來完成，任何就地操作手段只用于PLC故障或就地巡檢人員發現事故時的緊急操作手段。

1 脫硫工藝改造參數設置

1.1 脫硫工藝流程簡述

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（以下簡稱FGD）采用豫能菲達公司的石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝，配有吸收塔系統，脫硫漿液循環系統、煙風系統、石灰漿液制備系統、石膏脫水系統、廢水系統、工藝水系統、電氣及儀表控制系統等。其中FGD控制系統采用PLC控制。包括石灰漿液制備系統、煙氣系統（單個吸收塔）、SO2吸收系統、排放系統、石膏脫水系統、工藝水系統、壓縮空氣系統等，脫硫島的吸收系統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循環泵送至噴淋層，經噴嘴霧化成微滴，與煙氣中的SO2接觸發生化學反應生成亞硫酸鈣，落入漿罐中繼續被氧化成硫酸鈣（石膏），結晶到一定濃度的石膏漿液通過石膏排出泵送至石膏脫水系統。

吸收系統包括3個吸收塔（每個吸收塔含3級除霧器、4層噴淋層及噴嘴、氧化空氣管、3臺側進攪拌器、4臺漿液循環泵、2臺吸收塔石膏漿液泵（1用1備））、2臺氧化風機（1用1備），及相應的管道閥門等。又可按照其功能分為吸收塔、漿液再循環、氧化空氣3個子系統。

鍋爐煙氣脫硫工藝是在吸收塔內采用漿液洗滌流動的煙氣，實現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。

1.2 脫硫塔改造參數設置

脫硫塔改造參數設置如表1所示。

表1 脫硫塔改造參數設置

2 脫硫工藝改造基本設計原則

1）脫硫工藝采用石灰（熟）-石膏濕法脫硫工藝技術。新建脫硫系統均能在脫硫操作臺上完成現場設備的啟停、水泵的切換、石灰石漿液的自動補給、石膏的脫水及管道的沖洗等。所有經常動作及較大管道的閥門采用電動（或氣動）閥門。脫硫塔的液位、密度及pH均能實現自動調節，使整個脫硫系統能實現對目標SO2值的自動控制。

2）綜合考慮未來鍋爐燃用煤質，保證脫硫系統的穩定性運行，本次脫硫改造煤質按硫分為1.0%設計，實現出口SO2排放濃度＜35mg/m3（標態、干基、6% O2），系統的設計脫硫效率＞98%，脫硫塔可用率＞98%。

3）脫硫塔處理后的凈煙氣經吸收塔內高效除塵除霧器吸收后，煙氣中粉塵小于5mg/m3。

4）采購成品熟石灰粉（Ca（OH）2含量85%，顆粒度325目），用專用密封罐車（載重量40～60t）運至石灰粉倉附近，以氣力輸送方式卸入石灰粉倉，再通過給料設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。校核并利用現有1#、2#、3#鍋爐煙氣脫硫石灰漿液制備系統，對原石灰漿液泵管道系統做相應的改造。石灰漿液系統需實現對吸收塔pH、出口SO2的自動調節。

5）脫硫副產物石膏經一、二級脫水后達到含水率小于10%，采用汽車外運。校核并利用現有1#、2#、3#鍋爐煙氣脫硫石膏脫水系統。根據超凈排放脫硫塔運行情況對原石膏脫水管道、設備進行改造。

6）為了滿足不同時停爐實現改造的要求，并實現脫硫脫硝同操作站同界面操作監控脫硫運行的目的。本工程取消1#、2#、3#爐脫硫原有的1套PLC系統，新增1套浙江中控技術股份有限公司ECS-700，并融入現有5#、6#鍋爐的浙江中控技術股份有限公司ECS-100系統。

3 項目實施主要注意事項

3.1 設備安裝部分

（1）本工程附屬設備安裝圖是根據廠家資料進行設計的，在設備基礎施工前必須與設備核對無誤后方可進行基礎澆灌。

（2）在設備安裝中，凡是設備與基礎為地腳螺栓連接的，安裝時應將設備先就位，并采用墊鐵或螺栓固定，然后再進行二次澆灌和抹面。新建配電樓各層樓板設計荷載見圖紙設計說明，在設備運送時要注意各層樓板設計荷載。當設備荷載超過設計荷載時，施工單位必須采取有效措施以防止超載。檢修起吊設施安裝后應在設備上標注最大起重量的標志。

3.2 煙道安裝部分

（1）安裝時注意核對實際到貨的零部件尺寸，若實際到貨的零部件尺寸與設計圖紙有較大變動，施工時請及時與設計方配合。

（2）保溫煙道上補償器設置的保溫罩殼，安裝時注意保溫罩殼均為可拆卸式結構，不妨礙補償器的膨脹。

（3）對吸收塔出口凈煙道必須按圖紙標示坡度施工。對于防腐煙道上的焊接件應在防腐前焊接，防腐后不得焊接。只有在外部加固肋上有保護的情況下允許焊接。

3.3 管道安裝部分

（1）對于各機泵的冷卻水和密封沖洗水，圖紙中未畫出詳圖，僅列出了材料。施工單位應根據現場具體情況就近自冷卻和密封沖洗水總管上引接。安裝時應注意管道布置整齊，不擠占通道，閥門布置在便于操作處。所有生根在土建支墩上的支架，在二次灌漿前安裝單位應配合土建施工單位調整好墊板的標高，找平并將墊板與基礎預留鋼筋焊牢，然后對支架的支墩再進行二次灌漿。在進口閥門的安裝過程中，應注意核對閥門尺寸及規格。如有不符，閥門的連接件如法蘭、螺栓、螺母和墊片都要相應修改。對泵進出口配對法蘭，螺栓孔尺寸及外徑應按圖加工，在安裝過程中，應注意與泵的進出口法蘭進行核對。

（2）設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，機務專業與熱控、電氣專業進行了共同協商，以避免管道、設備與電纜托架之間的碰撞，因此在施工中應按圖施工，特別是電纜托架不要搶占管道布置空間和走道，以免發生交錯碰撞問題。對于脫硫綜合樓各樓層開的孔洞，待管道安裝完畢后應將剩余孔洞用鋼板蓋嚴實。

（3）對于漿液水平管道上的蝶閥，其手柄和執行機構盡量水平安裝。并且應使閥板下部的開啟方向與介質流向一致。對其他介質管道上的閥門，其手柄和執行機構應盡量朝上安裝，其次是水平安裝，應避免朝下安裝。對于支吊架所使用的螺紋吊桿，標準長度（1m和2m）的螺紋吊桿可以在工廠內加工，其余長度的螺紋吊桿應根據安裝實際情況進行現場加工。

4 結束語

通過對上述1#、2#、3#鍋爐脫硫的改造和施工，可達到市環保部門要求的允許排放標準，實現了煙氣的達標排放，確保企業正常有序的生產發展，為企業的可持續發展奠定基礎。