某电厂机组脱硫工程可行性研究报告

检索号： 密 级：秘 密 力有限公司一期 2 350组 脱硫工程可行性研究报告 2 目 录 第一章 概 述 . 1 目概况 . 1 究范围 . 1 要技术原则 . 2 作简要过程 . 2 第二章 电厂概况 . 4 厂位置及交通状况 . 4 厂机组状况 . 4 有 环保设施及主要污染物排放状况 . 4 煤成分 . 5 源 . 6 象 . 7 程地质和地震烈度 . 7 第三章 脱硫工程建设条件 . 10 收剂供应与制备 . 10 收剂供应 . 10 收剂制备 . 12 硫副产物的处置及综合利用条件 . 13 石膏脱水系统 . 13 石膏的处置 . 13 硫废水的处理 . 15 硫建设场地 . 15 硫系统的用电、水、气条件 . 15 第四章 烟气脱硫工艺方案的选择 . 20 要工艺参 数和技术指标 . 20 气脱硫工艺的选择 . 21 3 第五章 石灰石 . 26 硫工程总体布置 . 26 一炉一塔布置 . 26 两炉一塔布置 . 26 硫系统物料衡算 . 27 硫工艺系统介绍 . 28 收剂供应系统 . 28 气系统 . 29 收氧化系统 . 30 膏脱水系统 . 30 硫系统废水处理 . 31 硫系统主要设备 . 31 气部分 . 34 . 34 计的条件与要求： . 38 硫系统的电压等级 . 39 气设备的布置： . 39 、出线方式 . 39 制方式 . 39 明及检修系统 . 40 雷接地系 统及安全滑线 . 40 电缆和电缆构筑物 . 40 表和控制 . 41 工自动化水平 . 41 制室布置 . 42 要控制回路 . 42 统的联锁保护 . 42 场检测仪表及选型原则 . 43 用工程要求 . 44 土建部分 . 44 脱硫工程设备招标书编制原则 . 45 第六章 环境和社会效益 . 47 4 境效益 . 47 会经济效益 . 47 第七章 节约和合理利用能源 . 48 第八章 劳动安全和工业卫生 . 49 第九章 生产管理与人员编制 . 50 第十章 脱硫工程项目实施的条件和轮廓进度 . 51 目实施条件 . 51 目实施轮廓进度 . 51 第十一章 技术经济评估 . 57 投资估算和运行费用估算 . 57 论 . 58 要技术经济指标 . 58 附 件 . 60 港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 1 第 一 章 概 述 目概况 力有限公司目前 装机容量为 1400一期工程 2 350组和二期工程 2 350组 分别于 1993 年 5 月和 1998 年 8 月竣工投产；现计划扩建三期工程 2 600组和四期工程 2 600组，建成后总装机容量达到 3800 力有限公司所属区域是我国的酸雨控制区，三、四期工程为扩建项目，根据s 环 函 200223 号文“技改和扩建项目必须实行以新带老削减全厂二氧化硫的排放量。具体要求是在 2000 年达标排放的基础上，两控区内的企业必须实现全厂总量削减 20%，其它区域削减 。 力有限公司 2000 年二氧化硫允许排放总量为 吨，实际排放量为 2005 年， 力有限公司二氧化硫排放总量将削减至 吨。一期 2350组 放量为 吨 /年，二、三期安装脱硫装置后 放量为 年，四期工程投运后增加 放量 吨 /年，全厂排放总量为 吨 /年。略低于 许排放量。若机组年运行时间增加至 6000 小时，则全厂 放量增至 吨 /年，将超过目前 许排放量（ 吨 /年）。为保证全厂二氧化硫排放总量满足环保要求，需对一期 2 350组进行烟气脱硫改造 。 此外，根据国家环保总局要求， 力有限公司现有机组的脱硫情况将是四期工程环评审批的重要条件以及今后工程三同时验收项目之一。目前，二期 2 350组烟气脱硫改造工作正在进行，一期 2 350组的脱硫项目的能否实施和实施进度直接影响到四期工程项目的审批和工程的三同时验收。同时， 人民政府关于提高环保准入门槛、治理污染企业和关停污染项目的若干意见（ c 政发 2004103 号）和 环保局关于进一步加强我市大气污染防治工作的通知（ c 环控 200421 号）也要求现有火电机组在 2007 年底完成脱硫工作。 基于以上原因， 力有限公司决定对一期工程进行脱硫改造，并于 2005 年 6月 委托 境保护研究所对该厂 一期 2 350组 进行 烟气脱硫工程的 可行性研究。 究范围 本研究属 力有限公司 1 号 、 2 号 炉脱硫工程的前期工作。参照火力发电厂港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 2 可行性研究报告内容深度规定烟气脱硫部分暂行规定（ 的要求，同时结合 力有限公司脱硫 工程的特点，本可行性研究的范围主要包括以下内容： 脱硫工程的建设条件； 烟气脱硫工艺方案的比较和选择； 脱 硫工程吸收剂的来源和供应； 脱硫副产物的利用和处置方式； 脱硫工程投资估算和运行成本分析。 要技术原则 推荐先进、成熟的脱硫技术， 脱硫系统 的投运 不影响机组正常安全 运行。 脱硫系统的设计脱硫效率应满足当前国家排放标准和地方环保局的要求，并考虑满足今后 5内不断趋于严格的 放标准。 各机组的脱硫系统相对独立，一台机组脱硫系统的停运或故障不影响其它机组脱硫系统的正常运行。 脱硫工程应结合主体工程的设计，使流程和布置紧凑、合理。 尽可能不单独设吸收剂制备供应系统和脱水系统，根据三 期公用系统的出力进行物料衡算，提出可行性方案。 脱硫工程应尽可能减少噪音对环境的影响；脱硫副产物尽可能综合利用，其处理应符合环境保护的长远要求，避免脱硫副产物的二次污染。 脱 硫系统控制 采用 统，设独立的集中控制室，且 主机控制 室也可进行操作 。 采用烟气在线自动监测系统，对烟气脱硫前后的含硫量及脱硫效率进行连续实时监控。 脱硫工艺尽可能节约能源和水源，尽可能降低脱硫系统的投资与运行费用。 运行时间按 5200 小时考虑，脱硫系统可利用率 95以上。 脱硫系统设计寿命与对应的主机寿命一致。 作简要过程 2005 年 5 月， 力有限公司与 境保护研究所就 力有限公司的烟气脱硫工程可研的初步设想交换了意见； 港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 3 2005 年 6 月 ， 力有限公司委托 境保护研究所承担 力有限公司现有 1、 2 号 350组烟气脱硫工程的可行性研究。 2002 年 6 月 ， 编写可行性研究报告。 港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 4 第 二 章 电厂概况 厂 位置 及交通状况 力有限公司 位于 ，北邻长江，在 区以西约 18 公里，距 约 20 公里，距 55 公里，对岸为 。厂区地形 平坦。一、二期主厂房距长江大堤约三、四百米。 电厂对外的交通运输条件较好，其总的运输原则是以水路（上煤码头、大件码头、散装石子码头）为主，公路运输为辅，铁路运输可在临近的 卸货后经公路中转。 厂机组状况 电厂 规划 装机总容量为 3800期 2350期 2350期 2600期 2600 厂区已按规划容量 3800地（含脱硫系统用地）。一、二期4350煤火力发电机组已建成投产。 有环保设施及主要污染物排放状况 现有的环保设施及污染物排 放情况列于表 表 现有环保设施及主要污染物排放状况 分类 主要环保设施 主要污染物排放情况 工业废水 工业废水处理系统，用于储存和处理锅炉酸洗、排污、煤场冲洗、化学再生等各项工业废水。 化物、 s、挥发酚、硫化物 生活污水 生活污水处理系统，用于收集和处理全厂生活污水，处理能力 40t/h 总磷、氨氮 含油废水 含油废水处理系统，用于收集和处理燃油罐区和油泵房含油废水，处理能力 20t/h 油类 煤场排水 化物 温排水 锅炉烟气 1、 2、 3、 4 号炉均配置 2 台电除尘器，共 8 台。 尘、 港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 5 分类 主要环保设施 主要污染物排放情况 设计除尘效率 1、 2 和 3、 4 号炉分别共用两座高 240 米烟囱排放烟气 固体废物 除灰渣系统，用于处理和输送锅炉燃烧产生的灰渣，将灰渣输送至灰渣场储存或综合利用 干灰输送系统，将中转灰库的灰送至干灰库 灰渣 噪音 隔音室、吸音墙、吸音平顶、消声器等 噪音 煤成分 力有限公司 设计 煤种主要 为晋北 煤 和雁北煤，其设计煤种和校核煤种的元素分析数据见 表 表 力有限 公司设计煤种和校核煤种的元素分析 序号 项目 单位 一期 设计煤种 校核煤种 1 燃煤量 t/h 低位发热量 kj/2287 20193 3 收到基碳 % 收到基氢 % 收到基硫 % 收到基氧 % 收到基氮 % 收到基水 % 收到基灰 % 、二期工程投运以来，实际燃 煤含硫量的平均值低于设计值，约为 港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 6 源 电厂水源取自长江水，水量充沛，水质比较稳定。 长江水水质（设计值）际运行水质中的悬浮物含量低于设计值，大部分时间小于 200。 表 长江原水水质 序号 名称 单位 数值 1 全固形物 溶解固形物 悬浮物 总硬度 碳酸盐硬度 非碳酸盐硬度 全碱度 酚酞碱度 钙离子 0 镁离子 1 钠离子 2 氧化铁 +氧化铝 3 铁离子 4 铝离子 5 氯根 6 硫酸根 7 硝酸根 8 重碳酸根 9 全硅 港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 7 序号 名称 单位 数值 20 二氧化硅（溶硅） 1 胶硅 2 游离二氧化碳 3 耗氧量 4 厂工业用水由化学车间对原水进行 c 清、过滤处理，以去除水中悬浮物，目前化学车间工业用水制水能力尚富裕 300h。 脱硫系统工艺用水采用电厂工业水。 象 电厂厂区属亚热带海洋性季风气候，全年湿润温和，四季分明。主导风向为东南风，其次为东北风，电厂处于 区及 镇的下风向。 多年极端最高气温： 多年极端最低气温： ； 年平均相对湿度： 80%； 多年平均降水量： 米； 多年平均气压： 多年最大积雪深度： 10 离地面高度 10m， 30 年一遇， 10均最大风速： s。 程地质和地震烈度 厂址范围内在大地构造部位上是稳定的，未发现活动性断层通过，厂区地震的基本烈度为 6 度。厂区地下水埋藏较浅，基坑开挖时需采取降水或其它措施，以防产生流沙、塌方等问题。 电厂地处长江南岸的高漫滩之上，地形平坦，微向长江方向倾斜，地面标高一般在港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 8 4 米左右。工程地质钻探揭露厂区第四系长江 冲积层厚 180 米，下伏基岩为白垩系红砂岩。 100 米钻孔在厂区共揭露土层共 15 层，自上而下描述如下： (1a)亚粘土：黄褐色，湿软塑，含铁锰斑点，一般厚度 。 (1b)淤泥质亚粘土：深灰色，很湿，流塑软塑，含有机质夹薄层轻亚粘土，一般厚度 。 土：黄褐色，黄灰色，湿，可塑硬塑，含铁锰结核及少量姜结石，。 轻亚粘土：黄褐色，饱和，可塑，夹薄层粉沙，层理清晰，局部水平相变为亚粘土。向下渐变成粉沙层，厚度一般为 。 粉砂：灰黄黄褐色，饱和，中密。含少量云母，具微层理，夹 薄层可塑亚粘土，一般厚度 。 细砂：灰黄褐色。饱和，中密密实，含云母及砂质结核，夹薄层硬塑亚粘土薄层。一般厚度 。 轻亚粘土：灰褐，黄褐色，饱和，可塑 ，夹薄层粉砂及砂质结核，一般厚度 亚粘土：青灰，黄褐，暗绿色稍湿，可塑硬塑，裂隙发育含有少量姜结石，有虫孔状孔隙，一般厚度 。 轻亚粘土：黄褐，青灰色，饱和，可塑 ，具微层理，夹薄层硬塑亚粘土，含砂质结核，一般厚度 。 细砂：褐黄色，黄灰色，饱和，中密密实，夹薄层硬塑亚粘土含砂质结核，一般厚度 。 粗砂：褐黄色，饱和，中密密实，夹薄层细砂，含少量小砾石，一般厚度 中砂：灰色，饱和，中密密实，含有机质褐大量云母，夹薄层粉砂。本层水平相变局部成细砂，一般厚度 。 粗砂：灰，灰黄色，饱和，中密，含未完全腐烂木块，夹薄层硬塑亚粘土，一般厚度 。 港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 9 细砂：深灰色，饱和，中密密实，夹薄层硬塑亚粘土，一般厚度 。 中粗砂混砾石：灰色、饱和，中密，砾石直径一般 2米，一般厚度 细砂：灰色，饱和，密实，含少量云母，本层未钻穿。 港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 10 第 三 章 脱硫工程 建设条件 收剂供应 与制备 力有限公司 如采用石灰石 吸收剂 为石灰石。一期 2350组在设计煤种和校核煤种条件下的 石灰 石 用量 分别 为 h 和 h； 200 小时计算， 年 石灰 石 用量 约 为 吨和 吨 。 石灰石 量 88%以上， %，对反应活性也有一定要求。作为吸收剂，在细度上要求达到 250 目或 325目。因此需要对块状的石灰石进行磨细加工。 收剂供应 力有限 公司二、三、四期脱硫可研中已经对脱硫吸收剂矿源（ 山矿和 进行了调研。 结果表明，石灰石矿的储量、开采量、加工能力、运输条件及理化特性等方面均可满足湿法脱硫吸收剂的要求，其理化特性如下： 石灰石样品的成分分析见表 处矿的石灰石纯度都很高，达 95%以上。 表 石灰石矿成分 项目 2o 2失量 单位 % % % % % % % % % % % % 善卷矿 1 卷矿 2 山矿 石灰石样品的可磨性试验结果见表 表 石灰石样品易磨性 试样名称 易磨性指数（ h） 易磨性等级 备注 善卷矿白云山 1 号 + (好 ) 两个样品属同一山港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 11 善卷矿白云山 2 号 + (好 ) 体，相距仅 30 米 山矿 + (好 ) 10格 2 个矿源的石灰石样品反应活性测定结果见表 表 图 以看出，在试验条件下，石灰石溶解率达到 90%所需的溶解时间为：船山矿 2153卷矿 1号 2009卷矿 2 号 977个矿的石灰石反应活性都能满足脱硫用吸收剂的要求。善卷矿 2 号样的反应活性比较好，但善卷矿 1、 2 号样同属白云山山体，相距仅 30米，而其反应活性相差较大，可见其矿石反应活性不稳定。 表 石灰石样的反应活性试验结果 解率 时间 名称 % 10 20 30 40 50 60 70 80 90 善卷矿 1 95 407 625 849 1076 1306 1538 1773 2009 善卷矿 2 02 209 316 425 534 644 755 865 977 船山矿 69 377 602 841 1089 1346 1609 1878 2153 0500100015002000250010 20 30 40 50 60 70 80 90 解 率 （ % ）反应时间（山矿善卷矿 1善卷矿2港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 12 图 石灰石样反应活性 收剂制备 力有限公司二期、三期和四期机组脱硫已经设置公用的吸收剂制备和供应系统。石灰石磨制系统设计出力为 3 14 t/h （间断运行，容量备用）。二期、三期和四期机组石灰石耗量小于 27 t/h。一期脱硫系统按脱硫效率为 95%，石灰石纯度（有效成分）按 90%计，石灰石耗量见表 表 石灰石耗量表 项目 煤种 1 350 350时耗量 (t/h) 设计 核 用量 (t/y) 设计 15964 31928 校核 24284 48568 注：年运行时间按 5200h 计。 四期脱硫工程石灰石总耗量约为 33 t/h，现有磨制系统按出力 80计，系统的出力为 33.6 t/h。即现有石灰石磨制系统出力可满足一、二、三、四期机组 况下脱硫系统同时运行的要求。 另外，脱硫系统是根据设计煤种含硫率为 计的，一、二期工程投运以来，实际燃煤含硫量的平均值低于设计值，约为 按燃煤含硫率 算，四期机组的脱硫系统同时运行消耗的石灰石量为 28 t/h。磨机的设计研磨指数 为 11，而石灰石主要供应单位船山矿石灰石研磨指数为 以磨机实际出力将比设计值有所提高。再考虑到机组低负荷运行的概率，一般情况下，运行两台磨机就完全可以满足四期机组况下脱硫系统同时运行的要求。 综上所述，一期脱硫不设吸收剂制备系统，由三期脱硫公用系统供应石灰石浆液是完全可行的。 港电力有限公司一期 2 350组烟气脱硫可行性研究 2005 年 7 月 境保护研究所 13 硫副产物的处置及综合利用条件 石膏脱水系统 按燃用设计煤种（含硫率为 ，脱硫效率为 95%，石灰石纯度按 90%计， 表 一期石 膏产量表（二水石膏，含 10水） 项目 煤种条件 1 350 350时量 (t/h) 设计煤种 石灰石纯度 95时） 产量 (t/y) 设计煤种 29640 59280 三期现已设有石膏脱水系统，出力为 3 26t/h（二用一备）。四台机组脱硫系统同时运行产生石膏量约为 52 t/h，现有的石膏脱水系统能够满足的要求。考虑机组低负荷运行的可能性，以及机组燃煤含硫量一般为 右（即四台机组同时运行产生的石膏量约为 45 t/h），脱水系统仍有一定 的裕度。故一期脱硫无需设石膏脱水系统，将石膏脱水部分纳入三期公用系统一并处理。 如果石膏脱水系统因故停运或石膏阶段性产量过大，可将经一级脱水后的石膏浓浆直接排入水力除灰系统（灰渣前池），经灰渣泵送到灰场。 石膏的处置 脱硫副产物石膏一般采用抛弃法处置或进行综合利用。 采用抛弃法，通常先将脱硫石膏浆液经一级浓缩至 40%左右，再泵至灰场堆放。 、 b、 面积 、二期已建成 期工程将启用 于电厂灰、渣得到综合利用， 而脱硫副产物仅为灰渣量的 20%左右，故目前灰场容量可暂时满足脱硫石膏堆放场地的要求。但