濕法脫硫系統(tǒng)不同工藝布置方式的對比分析

羅振，王愛琴

1 前言

濕法脫硫系統(tǒng)作為水泥窯窯尾廢氣處理裝置，多布置于窯尾排風機和窯尾煙囪之間，廢氣依次經(jīng)過窯尾收塵器、窯尾排風機、脫硫塔，最后由窯尾煙囪排入大氣。水泥廠項目的設備選型、設計條件等不同，相應的濕法脫硫系統(tǒng)布置方式和設計思路也不同。本文將對已建設完成且同規(guī)模的5 條5 000t/d水泥熟料新老生產(chǎn)線的濕法脫硫系統(tǒng)相關工藝布置方式及優(yōu)缺點進行對比，供業(yè)內同仁參考。

2 窯尾濕法脫硫系統(tǒng)不同布置方式設計實例

2.1 A項目

A項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖見圖1。該項目窯尾排風機的風量和壓頭富余量較大，新增濕法脫硫系統(tǒng)時，未更換窯尾排風機，業(yè)主要求濕法脫硫系統(tǒng)預留旁路。項目濕法脫硫系統(tǒng)相關布置如下：

圖1 A項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖

（1）脫硫塔設置在窯尾收塵器旁。

（2）脫硫綜合樓（石膏脫水系統(tǒng)）設置在脫硫塔旁。

（3）脫硫塔和綜合樓之間預留窯尾排風機檢修通道。

（4）脫硫系統(tǒng)主機設備沿道路布置。

此種布置的優(yōu)點是，濕法脫硫系統(tǒng)布置相對集中，項目施工簡單且設備檢修方便。缺點是，脫硫塔離窯尾煙囪較遠，成本高。

2.2 B項目

B項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖見圖2。該項目的脫硫塔布置于高溫風機、增濕塔、收塵器和塔架之間。項目濕法脫硫系統(tǒng)脫硫塔緊鄰窯尾煙囪布置，脫硫綜合樓設置在道路旁邊，緊鄰生料庫。

圖2 B項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖

此種布置的優(yōu)點是，充分利用了窯尾空間，布局緊湊，保留了合適的設備檢修空間。另外，脫硫塔離窯尾煙囪近，系統(tǒng)阻力小，非標煙道建造成本低。缺點是，脫硫塔施工空間狹小，導致成本較高。脫硫塔與脫硫綜合樓分散布置，漿液管道設計復雜，成本增加。

2.3 C項目

C項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖見圖3。該項目高溫風機和收塵器之間的空間較小，且收塵器與生料庫之間的空間不足以布置脫硫塔。濕法脫硫系統(tǒng)脫硫塔設置在窯和生料庫之間，靠近生料庫。脫硫綜合樓設置在生料庫另一側的空地上。

圖3 C項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖

此種布置的優(yōu)點是，脫硫主體設備施工方便。缺點是，脫硫進出口非標煙道需從生料庫和塔架之間穿過，空間有限，距離較遠，施工難度大，成本高，系統(tǒng)阻力也略高。另外，由于設備布置分散，導致電氣設備成本相應增加，漿液管道設計復雜且成本增加。

2.4 D 項目5 000t/d 水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置

D項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖見圖4。該項目濕法脫硫系統(tǒng)在窯尾呈水平方向布置。濕法脫硫系統(tǒng)脫硫塔布置在窯尾排風機和窯尾煙囪旁。該項目因窯尾排風機壓頭富余量不夠，且風機現(xiàn)有出口角度需調整，所以更換了窯尾排風機及電機。

圖4 D項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖

此種布置的優(yōu)點是，濕法脫硫系統(tǒng)設備布置相對集中，易于施工，設備檢修方便，且脫硫系統(tǒng)的非標煙道短，制造成本和安裝成本相對較低，系統(tǒng)阻力也相對較小。缺點是，該項目窯尾混凝土煙囪在防腐、開孔對接等施工及停窯時間控制方面的難度遠大于鋼制煙囪，成本增加較多。

2.5 E項目

E項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖見圖5。該項目是新建項目，脫硫塔被高溫風機、收塵器和窯尾塔架包圍，緊鄰窯尾煙囪布置，而脫硫綜合樓布置在高溫風機和原料磨之間。

圖5 E項目5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯尾濕法脫硫系統(tǒng)布置總圖

此種布置的優(yōu)點是，整體布置比較緊湊，節(jié)省用地，脫硫塔非標煙道最短，系統(tǒng)阻力低。由于是新建項目，安裝成本并不會因為布局緊湊而增加太多，但后期運行檢修難度稍大。缺點是，脫硫塔和綜合樓分開布置，導致漿液管道設計復雜，管道成本增加。

3 不同布置方式的比較

表1 列出了各項目濕法脫硫系統(tǒng)布置的基本情況，以E項目的新建水泥熟料生產(chǎn)線為基準進行對標分析。

表1 非標煙道阻力、制造成本及設備安裝成本對標分析

受各種客觀因素影響，技改項目很難做到完美，但仍需以最優(yōu)的性價比為改造目標，在滿足系統(tǒng)性能的前提下，綜合考慮項目建造成本、運行成本和維護成本，兼顧布置美觀，獲得最佳的使用體驗。濕法脫硫技改項目應優(yōu)先考慮如下幾點：

（1）脫硫系統(tǒng)集中布置。此布置方式可降低電氣設備和漿液管道系統(tǒng)的成本，同時也可降低系統(tǒng)運行能耗。

（2）盡可能縮短脫硫塔距窯尾煙囪和窯尾排風機之間的距離。此布置方式可減少脫硫系統(tǒng)非標煙道長度，非標煙道及支架制造成本低，且窯尾排風機運行能耗低。

（3）當需要選擇脫硫塔是靠近窯尾煙囪還是靠近窯尾排風機時，由于脫硫塔出口非標煙道位置較高，應優(yōu)先選擇靠近窯尾煙囪，減小其安裝和制作成本。

（4）系統(tǒng)設備的檢修空間與用戶使用體驗直接相關，需作為主要因素考慮。脫硫系統(tǒng)內的設備較多，電機、減速機檢修便捷是較重要的設計因素。

（5）脫硫系統(tǒng)運行時，脫硫塔內的持液量一般在300～500m3之間，脫硫塔基礎設計載荷一般較大。工藝布置時應結合地勘條件綜合考慮，盡量降低土建成本。

（6）技改項目涉及因素較多，用戶不可僅強調一次投資因素，應選擇技改經(jīng)驗豐富的服務商，改造方案須經(jīng)充分論證后方可確定，如此才能達到好的改造效果。

4 結語

新建水泥熟料生產(chǎn)線項目的脫硫塔一般緊鄰窯尾排風機和煙囪布置，這樣可使煙道阻力達到最小。但多數(shù)新建水泥熟料生產(chǎn)線將脫硫綜合樓單獨布置，這無疑會增加漿液管道系統(tǒng)的復雜程度和建造成本。增加脫硫系統(tǒng)后，需綜合考慮新建生產(chǎn)線窯尾4～5 個車間的布置，其工藝交叉點多且復雜，這也給未來的窯尾布局提供了一定創(chuàng)新空間。