某竖炉烟气脱硫项目初步设计(共71页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上*球团厂5m3竖炉球团烟气脱硫项目初步设计 目 录专心-专注-专业1 总论1.1. 概述本烟气脱硫系统采用纳钙双碱湿法脱硫工艺，该脱硫系统处理对象为5m3竖炉全部烟气。竖炉烟气经脱硫增压风机加压后，送入脱硫系统，净化后由塔顶烟囱排出。本工程脱硫塔采用先进的“雾化喷淋塔”。脱硫剂纯碱直接在市场购回，石灰由*上级主管公司即*提供，运输到脱硫系统（FGD）储存在原有仓库内，供脱硫使用。烟气脱硫后生成的亚硫酸钙或硫酸钙（氧化后）用户可以根据自己的需要，采用不同的方法对副产品进行处理。在正常的工况条件下，全烟气脱硫效率不低于85%，脱硫系统与竖炉钒钛护炉球团生产线系统同步率达到

2、100%。1.2. 设计依据1）*球团厂5m3竖炉球团烟气脱硫工程可行性研究报告2012.12。2）*球团厂总图。1.3. 设计基础数据1.3.1 5m3竖炉烟气参数如下：烟气量：1006m3/min（主抽前工况风量）烟气温度：70（主抽风机前）二氧化硫浓度：880mg/Nm3烟气含尘量：100mg/Nm31.3.2 脱硫剂：外购纯碱质量要求如下，纯碱98(质量浓度)石灰质量要求如下，石灰80(质量浓度)1.3.3 厂区自然条件 气温：年平均温度 17.2 ；最热月平均温度 23.8 ；极端最高温 36.6最冷月平均温度 9.5； 极端最低温 -3.8 风况：全年主导风向 N 年平均风速 2.

3、1 m/s最大风速30 m/s.静风频率 37% 湿度：年平均相对湿度 61.4夏季月平均相对湿度65冬季月平均相对湿度58 降水：年平均降雨量 1013 mm；日最大降水量210.2mm最大一次降水量84.7mm 风、雪、灰载风载荷300N/m2雪载荷300N/m2灰载荷（档风板外）300N/m2 其它：地震设纺烈度为 9 度（0.40g）1.4. 脱硫装置的性能指标1）处理能力达到100的竖炉烟气量；2）脱硫效率85或脱硫后二氧化硫浓度132mg/Nm3； 3）与竖炉钒钛护炉球团生产线系统同步率100；4）颗粒物排放含量200mg/Nm3，其中烟尘浓度100mg/Nm3。5）烟气中逃逸NH

4、3浓度符合恶臭污染物排放标准GB 14554-93，氨逃逸浓度30 mg/Nm3，且NH3/S2.05（mol比）。6）保证FGD装置和设备噪声水平满足国标，包括增压风机、循环泵、氧化风机等。7）亚硫酸钙和硫酸钙产量：20.22kg/h（以原始烟气工况风量60308 m3/ h、含硫880 mg/Nm3作为基数）。8）出口雾滴浓度75mg/m3。9）废水“零”排放。以上保证值基于设计工况条件下。1.5. 主要设计原则（1）本脱硫工程对5m3竖炉100烟气进行脱硫。（2）脱硫工艺遵循技术成熟、设备先进运行稳定、操作维护方便、自动化程度较高、运行成本较低、无二次污染原则。（3）吸收系统采用单塔工艺

5、，吸收塔采用雾化喷淋空塔；增压风机采用静叶可调轴流风机，电机加变频器调速。（4）充分考虑竖炉钒钛护炉球团生产线工艺特点，做到脱硫系统阻力相对稳定，脱硫装置在启、停、运行及事故处理情况下不影响竖炉钒钛护炉球团生产线操作（产量、质量）。（5）脱硫装置适应竖炉钒钛护炉球团生产风量、温度、二氧化硫浓度等负荷变化与波动。（6）脱硫装置与设备布置合理，能满足业主方提供的总图位置要求。（7）脱硫剂和副产物输送、循环流畅，能力匹配。（8）脱硫主体设备设计使用寿命不低于20年。（9）脱硫副产物能综合利用。（10）脱硫后烟气排放具有一定的抬升高度，有利于扩散。（11）烟气脱硫系统的所有建(构)筑物布置与主体工程协

6、调。承包方根据其工程设计的需要和布置要求在所给定的区域范围内优化，以使其工艺流程和布置合理、安全和经济。（12）脱硫区域水、电、气使用，将在与主厂总管连接的分管道上安装计量装置，并将这些能源计量数据纳入控制系统显示。1.6. 设计内容与设计界限1.6.1 主要设计内容承包方提供烟气脱硫岛范围内完整的设计(包括土建设计)、设备制造(含专用设备)、设备及材料供货、运输、建筑工程、安装工程、指导监督、技术服务、人员培训、调试、试验及整套系统的性能保证和售后服务等。工厂设计：1）烟气系统（含进出口CEMS）2）吸收系统3）脱硫液制备及供给系统4）脱硫再生及副产物处理系统5）工艺水系统6）供配电设施7）

7、给排水设施8）自动控制系统脱硫专用设备设计：1）吸收塔（含塔顶烟囱）1.6.2 设计接口与竖炉承包方的接口界限位置承包方内部协商具体界限。1) 烟道（烟气） 入口：静电除尘器烟道至吸收塔烟囱段烟道。 出口：吸收塔顶烟囱。 2个烟气挡板设备的采购为脱硫承包方负责。2) 纯碱和石灰 入口：由业主输送至FGD岛内。3) 石膏 出口：由业主采用汽车外运。4) 生产水 进口：FGD岛附近（由竖炉承包方送至脱硫边界）。5) 冷却水 进口：FGD岛附近（由竖炉承包方送至脱硫边界）。 出口：FGD岛附近排水沟。6) 蒸汽 进口：FGD岛附近（由竖炉承包方送至脱硫边界）。 出口：FGD岛附近排水沟。7) 生活水

8、和消防水进口：FGD岛附近。（由竖炉承包方送至脱硫边界）。8) 脱硫废水无。9) 生活排水、雨水排水出口：相应接至就近的球团厂区生活污水、雨水主干管检查井。10) 压缩空气进口：接自FGD岛附近。（由竖炉承包方送至脱硫边界）。11) 供电接口由竖炉承包方提供10kV电源（2个回路），竖炉承包方送至脱硫电气室接线端子上，受电柜由脱硫承包方负责。12) 火灾报警控制系统接口脱硫岛不单独设置火灾报警系统，区域火灾报警系统由脱硫承包方负责，信号并入球团厂统一考虑。13) 通信接口脱硫岛通信自成系统，与上级系统及竖炉球团厂联络由竖炉总包工程负责。14) 其他三通一平、岩土工程地质勘探、绿化由业主方负责。

9、界区（红线）范围内的拆迁、地下管线搬迁由业主负责，红线内建筑物由业主方拆除到自然标高。施工用水、电由业主提供，费用由脱硫承包方承担；试生产期间所需脱硫剂、能源介质、辅助材料（如油脂、制冷剂等）由业主提供。生产车辆、运输工具由承包方提出清单，业主负责。2 总图运输2.1平面布置根据生产工艺特点和现状用地条件，烟气脱硫区布置在现有闲置场地上，不需新增土地。拟将脱硫塔布置于电除尘器北侧闲置场地，该闲置场地南北长10m、东西宽18m，满足脱硫塔布设需要；脱硫液再生与废液处理系统布置于球团厂区南（离脱硫直线距离约60米）侧破石沟旁边空置绿化场地内；中控和烟气在线监测系统主控室拟布置于厂区中总部绿化区内。

10、 本项目总平面布置旨在满足烟气脱硫生产工艺要求的前提下，妥善协调处理各种生产、检修、运输、消防、安全之间的关系，同时借助使用合理的功能分区，力求使全厂各部分形成一个既彼此独立又相互联系的有机整体，达到良好的使用效果。平面布置详见总图。2.2 竖向布置本项目建设场地现状平整，脱硫塔用地范围内标高为1526.5m，循环池、再生池和沉淀池用地范围标高为1525.7m。拆除的构筑物部分由业主负责平整。2.3 交通运输2.3.1 道路布置项目厂区有良好硬化交通运输通道，本项目建设不需新增2.3.2物料及原料运输本工程原料及成品运输车辆均由业主方提供，本工程不考虑配备运输车辆的问题。2.3.3 厂区排水拟

11、建厂区生活污水、除尘废水、冲洗地坪废水及设备用水等均收集后排至球团厂区污水处理系统一并处理。2.3.4绿化为美化环境，减少污染，在脱硫区域的边角隙地适当绿化，绿化以种植草坪为主，植物的种类与原工厂绿化植物相同，树种采用当地的常见树种。绿化工作由业主负责。3 脱硫工艺本FGD采用钠钙双碱湿法烟气脱硫工艺，吸收系统采用先进的雾化喷淋空塔。球团竖炉产生的烟气先进入原电除尘器，经除尘器除去大部分粉尘后，由增压风机“鼓”入雾化喷淋式脱硫塔内（烟气进口设置在脱硫塔中下部）。在脱硫塔内烟气由下而上与喷淋浆液逆流接触，两者充分混合。塔内设置三层高效雾化系统，在该区段空间充满着由雾化器喷出的粒径为100300的

12、雾化液滴，烟气中SO2与吸收碱液再次反应，脱除85%以上的二氧化硫。喷雾系统的合理选型及科学布置，使该雾化区形成无死角、重叠少的雾状液体均匀分布的雾化区段，烟气较长时间内在雾化区中穿行，烟气中SO2有了充足的机会与脱硫液接触，并不断与雾滴相碰，其中SO2与吸收液进行反应，从而被脱除，同时残留烟尘被带上“水珠”，质量增大。脱硫后的液体落入脱硫塔底部，定时定期排入脱硫塔后设置的收集系统，适当补充一定量的碱液后经循环泵再次送入喷雾和配液系统中再次利用，脱硫剂始终处于循环状态。经多次循环后的脱硫浆液排入后处理系统，由于设计的特殊性，经脱硫后的烟气通过塔顶除雾器时，利用其导向作用产生强大的惯性力，将烟气

13、中的液滴分离出来，达到同时除尘除雾的效果。洁净烟气最终达标排放。吸收SO2后的浆液落入塔底浆液循环槽中，塔底浆液循环槽为循环浆液提供足够的贮存空间使浆液在槽内的停留时间超过5分钟，使浆液在吸收SO2后生成的亚硫酸钠Na2SO3和亚硫酸氢钠NaHSO3重力自流进入反应池氧化后与氢氧化钙Ca（OH）2反应生成亚硫酸钙Ca2SO4，在过量空气中氧的作用下充分氧化为硫酸钙CaSO4并结晶生成二水石膏CaSO42H2O。氧化所需空气由氧化风机将空气升压后经空气分配管进入浆液中。吸收塔中所需补充的脱硫剂（纯碱）浆液由纯碱制备系统的脱硫剂供给泵供入本系统吸收塔中。纯碱浆液的供给量根据入口烟气量及烟气中SO2

14、浓度及浆液循环槽中的pH值进行调节控制。烟气脱硫工艺流程图见下图。 烟气脱硫工艺流程图3.1烟气系统原静电除尘器后的竖炉烟气经增压风机增压后，送入吸收塔，在吸收塔内净化后由塔顶烟囱排放。烟气系统还设置有2套CEMS，分别安装在原烟道（增压风机前）和吸收塔塔顶烟囱上，用来调节脱硫参数和监视脱硫系统的运行状况。CEMS单独成系统，但检测数据输送至脱硫控制系统。CEMS检修平台符合环保局要求。吸收塔顶烟囱上还设置有烟气检测用平台，并设置旋梯至此平台。烟道采用矩形钢烟道，烟道内烟气流速约15m/s，节约投资且降低了烟气系统阻力。烟道设计采取加强措施，防止系统启动时候的压力波动，设计压力1500Pa。增

15、压风机至吸收塔段烟道喷涂耐高温玻璃鳞片防腐材料，防止停运时吸收塔内湿气返回腐蚀烟道，在此段烟道最低点设置排液口，排至地沟后输送至塔内。烟道膨胀节全部采用耐腐蚀、耐磨损的非金属膨胀节，膨胀节及与烟道的密封应有100气密性。非金属膨胀节蒙皮由外向内依次为夹不锈钢丝氟橡胶玻璃纤维布（二夹一）、夹不锈钢丝无碱玻璃纤维布、多元复合橡胶无碱纤维布、优质聚四氟乙烯膜。为了保护增压风机，增压风机出口加设了风机出口烟气挡板，当风机停运时，风机出口挡板关闭。烟气系统主要设备有增压风机、烟气挡板和膨胀节等。3.1.1 增压风机增压风机为烟气提供气压，使烟气能克服整个FGD系统受到的阻力。增压风机选定为静叶可调轴流风

16、机。该轴流风机能在流量设计负荷值（30%100%）情况下，仍能保证较高的效率。风量为主抽风机的风量，并且考虑有一定的富余。正常工况下，系统阻力约为1300Pa，其中烟道阻力400Pa，原烟气挡板阻力50Pa，吸收塔阻力为950Pa。根据规范，风机压头为系统阻力损失的1.2倍，取1560Pa。为了减少电耗，脱硫增压风机电机采用变频控制。增压风机由于避免了受到低温烟气的腐蚀，设计和制造上主要考虑叶片合理的材质，以防止叶片磨损，保证长寿命运行。并且在结构上，考虑叶轮和叶片的检修和更换的方便性。增压风机的技术参数性能如下：设计流量：79944m3/h 设计压头：1680Pa（正常工况）辅助设备：配套的

17、冷却风机、冷稀油站、监控主轴温度的热电偶、振动测量装置、失速报警装置等。3.1.2 烟气挡板设计烟气挡板门应满足以下技术要求：烟气挡板门能够在最大的压差下操作，并且关闭严密，不会有变形或卡涩现象，而且挡板在全开和全闭位置与锁紧装置能匹配，烟道挡板的结构设计和布置可使挡板内积灰减至最小。为保证竖炉安全运行，脱硫吸收塔进口设置及脱硫吸收塔出口烟道挡板，并设置风机故障与挡板门的连锁功能，净化系统运行时，烟气进入除尘器进行除尘及脱硫吸收塔，在塔内经多级雾化吸收装置和化学吸收反应后脱硫。在脱硫吸收塔上部出口处设有除雾器，以除去烟气夹带的细小液滴，净化烟气进入原烟囱排放。3.2吸收系统吸收系统是FGD的核

18、心部分，吸收塔采用雾化喷淋塔，结构简单，运行可靠，不会因为浆液中的固态物质和灰份在塔内件沉积而引起的堵塞、结垢等故障。吸收系统包括：吸收塔、吸收塔浆液循环、脱硫液排出、烟气除雾等几个部分，还包括辅助的排空设施。当吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔时，吸收液分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴在与烟气逆流接触时SO2被吸收。这样，SO2在吸收区被吸收，吸收剂的氧化和中和反应在吸收塔底部的浆池区完成并最终生成亚硫酸钠。根据大量实际经验，吸收塔中的最佳pH值应选择在910之间。在吸收塔吸收段，三层喷嘴将脱硫液以雾滴状均匀地喷洒于充满烟气的塔中，以保证高脱硫吸收效率，并具有一定的除尘效果。每层喷

19、淋使用单独的脱硫泵，避免单台脱硫泵损坏时影响整体脱硫效果。控制逃气溶胶最有效的方法是控制好吸收塔内的环境（pH值）来抑制气溶胶的产生。在吸收塔顶部设置高效的除雾器捕获烟气的水滴，消除烟气中夹带的硫酸钠液滴，最后干净的烟气通过吸收塔上部的塔顶烟囱排放，塔顶烟囱高13.5m（含吸收收塔）。3.2.1 化学过程钠钙双碱法Na2CO3/Ca(OH)2采用纯碱启动，钠钙吸收SO2、石灰再生的方法。其基本化学原理可分脱硫过程和再生过程：、脱硫过程Na2CO3 + SO2 Na2SO3 + CO2 (1)2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O (2)Na2CO3 + SO2 + H2O NaHSO

20、3 (3)（1）式为吸收启动反应式；（2）式为主要反应式，pH9（碱性较高时）（3）式为当碱性降低到中性甚至酸性时（5pH9）、再生过程2NaHSO3 + Ca(OH)2 Na2SO3 + +CaSO3 + 2H2O (5)Na2SO3 + Ca(OH)2 2NaOH + CaSO3 (6)在石灰浆液（石灰达到饱和状况）中，中性（两性）的NaHSO3很快跟石灰反应从而释放出Na+，随后生成的SO32-又继续跟石灰反应，反应生成的亚硫酸钙以半水化合物形式慢慢沉淀下来，从而使Na+得到再生，吸收液恢复对SO2的吸收能力，循环使用。脱硫副产物为亚硫酸钙或硫酸钙（氧化后），用户可以根据自己的需要，采用

21、不同的方法对副产品进行处理。3.2.2 吸收塔FGD系统的吸收塔采用雾化喷淋空塔，内有喷淋层、除雾器、塔顶烟囱防腐内衬，设计寿命20年。吸收塔内防腐采用30mm花岗岩。其中喷嘴，除雾器和部分防腐材料采用进口产品。有关技术参数如下：吸收塔进口烟气量：48000Nm3/h设计压力：10008000Pa喷淋层：三层，每层设喷嘴26个喷嘴材质：碳化硅单层覆盖率：200N/S (mol) ：1.03吸收塔直径：2.8m吸收区烟气停留时间：3.5s空塔流速：3.2m/s液气比：2.0L/Nm3吸收塔高度：31.40m塔顶烟囱高：14.2m（含吸收塔）除雾器：平板式/两级；除雾器出口雾气浓度：75mg/Nm

22、3（干基）；3.2.3 浆液循环泵浆液循环泵,采用无堵塞离心叶轮机械密封泵，室内布置。循环泵把吸收塔浆液池内的吸收剂浆液循环送给喷嘴, 每台循环浆泵与各自的喷淋层连接。循环泵整体设计寿命20年, 其主要技术参数如下：泵的型式：离心式流量：3台泵均为45 m3/h压头：3台泵32m 功率： 11kw泵效率：80泵壳材质:2205泵叶轮材质：22053.2.4 氧化风机氧化风机是提供空气使亚硫酸钠在浆液池中氧化成硫酸钠的设备。浆池溶液经氧化风机鼓入的空气氧化后，亚硫酸钠的氧化率为99.5%以上。氧化风机设计为罗茨风机，风机设置隔音装置，设备噪音在85dB（距离隔音装置1m处测量）。该吸收塔系统配有

23、2台氧化风机，其中1台吸收塔氧化风机为备用风机。其技术参数如下：风机型式：罗茨风机风量：1260m3/h压头：49kPa出口温度：90140功率： 18kw氧化空气分布系统包括管道、配件等。3.3脱硫液制备及供给系统3.3.1 脱硫剂制备（1）石灰浆制备系统人工根据工艺需要定量将生石灰送入石灰浆液罐内，同时按一定比例加水并搅拌配制成（Ca(OH)2）浆液，通过石灰浆液泵输送至再生池。石灰浆液罐20002000，材质Q235+防腐石灰浆液泵技术参数如下：（2）碱液制备系统人工根据工艺需要定量将纯碱或片碱送入碱液罐内，同时按一定比例加水并搅拌配制成浓度满足工艺要求的碱液储存起来，通过钠碱加料泵输送

24、至循环池。钠碱罐13501400，材质Q235+防腐钠碱加料泵技术参数如下：3.3.2 脱硫液供给系统首先将碱液罐中的碱液(30%)放入循环池中，配成一定浓度的Na2CO3溶液，经过循环泵，从脱硫塔的上部喷下，以雾状液滴与烟气中的SO2充分反应，脱硫液通过喷淋系统在脱硫塔内与SO2充分接触、反应后，落入塔底，通过地沟流至循环池，脱硫液由循环泵进入脱硫塔循环使用，在正常运行过程中，向循环池加入碱液是通过PH计测定PH值后定量加入，循环液保持脱硫工艺所设定的PH值。3.4脱硫再生及副产物处理系统落入塔底循环液大部分流至循环池，经氧化风机氧化后再由再生泵送入到再生池，与从石灰浆液罐来的石灰浆液（Ca

25、(OH)2）进行再生反应，生成CaSO3浆液。向再生池中加Ca(OH)2是通过PH计测定PH值后确定加入量，达到脱硫工艺要求的PH值。在再生池中充分反应的浆液溢流入高效沉淀池，经氧化风机氧化后，钙盐在沉淀池快速沉淀，上清液流回循环池，经过初次浓缩的渣浆液由渣浆泵打入板框压滤机进行二次浓缩脱水，沉淀物通过抓斗清掏。经过使用过的水必须进行处理并循环使用，不准有外排。外运的渣含水量不能高于15%。3.5工艺水系统从球团厂区供水系统引接至脱硫岛，为脱硫工艺系统提供工艺用水。其主要用户为：吸收塔除雾器冲洗用水。冲洗水泵设置两台，1运1备，并考虑在事故状态下料浆管线的冲洗。用于设备冷却的冷却水由球团车间提

26、供，冷却水循环使用，其主要用户为：氧化风机、增压风机的冷却水，蒸发系统和干燥系统冷却用水。系统设备冷却水系统采用闭式循环。设备机封水排放到地沟，由地沟收集后输送至塔内。除雾器水泵（1运1备）流量：20 m3/h扬程：30m3.6主要原材料及动力消耗本工程主要原材料和动力消耗见下表：表3-3 主要原材料及动力消耗表序号消耗品单位数量备注180石灰kg/h40.442纯碱kg/h2.972工艺水量m3/h13电耗kWh/h14810kV4仪用压缩空气m3/h180.7MPa3.7吸收塔及管道防腐措施吸收塔采用花岗岩进行防腐，吸收塔内件采用相应的防腐材质。其他箱罐采用玻璃鳞片进行防腐，排水坑采用混凝

27、土内衬玻璃鳞片防腐，塔顶烟囱采用衬玻璃鳞片防腐。吸收塔烟气入口考虑高温烟气和酸液腐蚀双重作用，采用合金贴衬。按适使用工况与位置不同，管道主要采用碳钢衬胶、不锈钢、钛材等管道。阀门采用衬胶蝶阀（阀板合金）、隔膜阀、衬塑阀门等材质的阀门。3.8保温与油漆采用保温是为了降低散热损失，限制设备与管道的表面温度。保温厚度根据经济性计算确定。当环境温度（指距保温结构外表面1米处测得的空气温度）不高于27时，设备及管道保温结构外表面温度不超过50，环境温度高于27时，可比环境温度高25。本工程采用的保温管道主要为了降低热损失与防烫保温。对于防烫伤保温，保温结构外表面温度不超过60。本工程吸收塔不需要保温。保

28、温设计必须使散热最小并使保温层的寿命达到最大。为了防止腐蚀，对不保温和介质温度低于120保温的设备、管道及其附件、支吊架、平台扶梯进行油漆。室外部分采用防酸油漆。油漆的色彩具体由业主确定。3.9 FGD常规取样分析项目表3-4 FGD常规取样分析项目表项 目单 位浓缩塔吸收塔氨水硫酸铵温度每天取样每天取样pH每天取样每天取样每天取样密度kg/m3每天取样每天取样每天取样4 电力4.1概述本工程电力设计范围为*球团厂5竖炉球团烟气脱硫项目工艺设施的供配电、自动控制、照明及防雷系统。4.2设计依据1)通用用电设备配电设计规范 GB50055-20112)建筑物防雷设计规范 GB50057-2010

29、3)建筑设计防火规范 GBJ16-87(2001年版)4)3110KV高压配电装置设计规范 GB50060-20085)供配电系统设计规范 GB50052-20096)低压配电设计规范 GB50054-20117)10kv及以下变电所设计规程GB50053-948)电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-20084.3供配电 本工程两路电源分别来自竖炉系统高压配室高压柜AH29（母线段）及AH28柜（母线段），供电电压为10.5kV。引一路380V检修电源来自附近的变电所，作为备用电源。用电设备供电电压：10.5kV,380V。由业主接入FGD脱硫岛1m处。4.4控制系统划分及系统

30、的控制1）按工艺流程分为如下系统：烟气系统（含进出口CEMS）吸收系统脱硫液制备及供给系统脱硫再生及副产物处理系统工艺水系统供配电设施给排水设施自动控制系统正常生产时，通过EIC计算机监控系统操作站（设于变电所控制室）进行全工艺的联锁、集中控制与监视。在变电所内设EIC主站、远程站；操作站、主站、远程站间通过数据总线相连。在CRT画面上用键盘及鼠标进行操作，并有专门打印机打印有关数据。2）高压系统设备控制高压设备采用微机监控保护系统进行操作管理对变压器、高压电动机及联络线的所有电气设备进行控制、监视、保护、测量及信息处理，并具有事件顺序记录、报表打印、对外远程通信等功能，以保证系统安全运行。高

31、压系统的控制、保护、测量和信号自成系统，相关信号送至DCS的后台进行集中监视。综合自动化装置以计算机为基础，采用技术先进可靠的开放的分布式结构。3）低压系统设备控制低压站用电设备的电气传动，依据电机容量、控制及调速要求，采用低压断路器、交流接触器、热继电器等，对电机进行控制和保护。电机的控制设置“远控”、“就地”等操作模式，由现场按钮盒内转换开关进行切换。电机的控制、保护及信号送至余热电站PLC系统，由PLC系统实现站用电设备的联锁、远程控制及故障报警。同时通过PLC系统对低压电气设备的运行状态进行集中监视。4.5照明及防雷接地、检修1） 照明电气照明的照度标准按照工业企业照明标准（GB500

32、34-92）的有关规定确定。照明电源取自电力变压器，照明网络电压为380/220V。并设有检修照明及事故照明，照明灯具一般采用防水防尘工厂灯具，光源采用金卤灯和高压钠灯；配电室及控制室选用荧光灯。2） 防雷工程建筑物属第三类防雷建筑物，采用在建筑物上安装避雷带或避雷针的方式设防。由业主负责。3） 接地变压器工作接地、保护接地及防雷接地采用联合接地系统，电阻值小于10欧；建筑物内采用总等电位联结及辅助等电位联结。控制室DCS系统及综合自动化系统单独做接地系统，其接地电阻R4欧。电气接地系统：10.5kV高压系统采用IT接地系统；0.4kV低压系统采用TN-C-S接地系统。10.5kV电力系统设置

33、氧化锌避雷针，防止雷电侵入波对电气设备造成危害。0.4kV配电系统电源进线处设置电源防雷保护器。弱电系统设置防浪涌保护器，防止感应过电压。所有正常情况下电气设备不带电的金属外壳、金属管道及支架等均应与设备保护接地系统可靠连接。4）检修电源网络采三相四线制电源放射形低压检修网络，其电源均引自低压配电室。4.6电气消防电缆进出变配电室时，应进行防火隔墙严密封堵，电缆夹层、高低压配电室、控制室等穿过电缆的楼板孔洞应用防火堵料严密封堵。架空电缆采用防火枕。电缆沟进出中控室、配电装置室时，建筑物外墙处应设置防火墙，电缆沟内每100米处也应设置防火墙，防火墙上孔洞应采用防火堵料进行封堵。5 过程检测与自动

34、控制5.1设计范围设计范围包括：烟气系统（含进出口CEMS）、吸收系统、脱硫液制备及供给系统、脱硫再生及副产物处理系统、工艺水系统、供配电设施、给排水设施和自动控制系统5.2装备水平及控制方式根据脱硫工艺流程特点及工艺要求，为满足脱硫工艺生产要求，提高自动化控制水平，提高脱硫效率、节能降耗、改善工人劳动环境，本设计设置了完善的过程检测和控制项目，采用DCS计算机控制系统，实现全厂生产过程自动控制。DCS控制系统采用与竖炉DCS系统一致品牌。所有过程检测、控制参数均纳入到计算机控制系统进行生产过程集中监视、控制、数据处理及生产管理。在脱硫电气室设置主控室对整个脱硫工艺系统进行操作、监视、控制、报

35、警和管理。主控室设置了计算机控制系统操作站、打印机及其辅助设备；过程检测控制信号送至低压配电室内计算机控制系统的模块柜或仪表盘。仪表和计算机控制系统的信号交接在仪表盘或端子柜的端子排上完成，仪表和电气专业信号交接采用通讯方式完成。5.3主要检测、控制、调节项目5. 3.1烟气系统增压风机前后烟道温度、压力检测及监视；增压风机导流管差压油量；增压风机前原烟道烟气成分（SO2,O2,粉尘）及流量检测及监视； 增压风机联锁控制；增压风机后烟气挡板控制；密封空气加热器出口温度、压力检测；5. 3.2吸收塔、氧化风机系统吸收塔排放烟囱烟气成分（SO2,O2,粉尘）及流量检测及监视。吸收塔塔内压力、PH值

36、检测及监视；吸收塔塔内液位检测、监视及控制；吸收塔氢氧化钠进口流量检测及控制；吸收塔进水压力、流量检测；吸收塔除雾器充洗控制；吸收塔空气温度、压力、流量检测；氧化风机启停控制；各泵出口电动阀的联锁控制；5.3.3脱硫液制备及供给系统各箱罐等液位检测及监视；各介质的用量检测及监视；至稠厚器溶液密度检测及监视；各泵出口电动阀的联锁控制；氢氧化钠溶液罐液位、密度测量；5. 3.4脱硫再生及副产物处理系统和工艺水系统各池体等液位检测及监视；工艺水入口流量检测、累积、调节。5.4计算机控制系统5.4.1 硬件配置及软件环境计算机控制系统硬件由操作站、工程师站、控制站、通讯网络、总线、远程I/O站、打印机

37、及UPS等组成。控制站及操作站装在脱硫电气室，其通过数据网络总线与各远程I/O站进行数据通讯。 控制站: 完成工艺过程参数的采集、处理、过程控制。操作站: 完成过程参数的存储、显示、记录、操作参数的设定、修改、远方手操；显示工艺流程图画面、参数组态画面、报警画面。系统软件主要包括：操作系统、组态软件、上位监控软件、通讯软件、数据库软件以及办公自动化软件等。5.4.2 应用软件主要功能脱硫工艺过程控制软件是根据竖炉烟气脱硫过程控制及生产管理要求，利用计算机控制系统的系统软件、组态软件、监控软件、办公自动化软件等编制而成的。DCS系统能实现对整个脱硫工艺系统的数据采集、控制、调节、报警、联锁、保护

38、、报表等功能，并通过组态画面将工艺流程中各种工艺参数、设备运行状态显示在HMI上。主要包含数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、电气设备监控系统（ECS）、事件顺序记录（SOE）等。软件主要功能如下：A.数据采集与处理系统（DAS）数据采集系统（DAS）能在连续采集和处理所有与脱硫工艺系统有关的重要测点信号及设备状态信号，以便及时向操作人员提供有关的实时信息。基本功能如下：过程变量输入扫描处理固定限值报警处理，并可报警切除HMI显示报警显示，重要信号采用语音报警流程图形显示棒状图显示设备状态显示系统运行参数的给定成组参数显示操作指导，如报警原因、允许条件和操

39、作步骤等打印制表定时制表：班、日、月报报警记录主要设备跳闸顺序记录设备运行记录，主要辅机的起停次数和累计运行时间B.模拟量控制系统（MCS）模拟量控制系统中，最主要的几个的控制点如下：l 吸收塔PH值及吸收塔出口SO2浓度控制测量吸收塔前未净化和吸收塔后净化后的烟气中SO2浓度、烟气温度、压力和烟气量，将测量得到的数据计算出进入吸收塔中SO2总量和SO2脱除效率。根据SO2总量，便可控制加入到吸收塔中的氢氧化钠量。通过改变循环泵调节阀的开度来实现氨水量的调节。而吸收塔排出浆液的PH值作为SO2吸收过程的校正值参与调节。l 吸收塔液位控制吸收塔氢氧化钠供应量、硫酸钠溶液排出量及烟气进入量等因素的

40、变化将会造成吸收塔的液位波动，DCS将根据测量的液位值，调节除雾器冲洗时间间隔，来实现液位的控制。l 硫酸钠溶液排出量控制根据吸收塔氢氧化钠供应量，采用排出硫酸钠溶液进行密度修正，通过控制硫酸钠溶液排出量，来维持吸收塔浆液浓度。除上述主要闭环控制回路外，还将设置排水坑水位、浓缩降温塔前喷水等自动控制系统。每个控制点控制方式均有手动、自动两种方式。在自动控制时，控制系统处于自动调节而不需任何性质的人工干预。5.5设备的安装与设计原则：(1) 工艺系统中在巡检人员需监视的地方，设有就地指示仪表。就地设备的安装便于安装和维护，必要的地方将设检修平台。(2) 脱硫系统中的调节阀具有开度指示功能；用于二

41、位控制的控制阀门(ON-OFF)的带开或关到位的状态信号，并设现场/远程转换开关及手动开关功能。(3) 就地设备与DCS的硬接线接口信号采用420mA DC两线制传输，热电阻采用三线制，开关量信号为无源接点，信号接地统一在DCS机柜侧，然后汇接至接地极。(4) 所有在现场安装的变送器配有仪表保护箱，为防腐，保护箱材质采用玻璃钢，活页及金属件部分采用不锈钢，同时会考虑防雨、防雷击等问题。(5) 仪表取压管材料选用不锈钢材质，并将设置必要的排污、检修、测试接口或接头、标识。(6) 所有变送器能对应零到满量程的测量范围，输出420mA信号。(7) 所有就地仪表和电动执行机构的电子部件、就地盘、箱、柜

42、等含有电子部件的就地设备，其防护等级至少满足IP55的防护要求。2 通讯6.1概述*球团厂5竖炉球团烟气脱硫项目通讯设计内容包括：行政电话；调度电话；火灾自动报警装置；厂区通讯线路。由业主负责。6.2行政电话 为方便行政与生产管理，本工程需在脱硫中控室配置自动电话1部，所需号线由*球团厂自动电话站供给。 6.3调度电话为方便生产指挥及联系，本工程需在脱硫中控室、工程师站共配置生产调度电话2部，所需号线应来自*球团厂的调度总机。6.4火灾自动报警装置为防止火灾事故发生，确保重要电气车间设备及电缆的安全，设计按照国家有关规范要求，对本项目*球团厂5竖炉球团烟气脱硫项目中控室及高低压配电间均配置了火

43、灾自动报警装置。本设计火灾自动报警装置统一纳入*球团厂火灾自动报警系统，由该系统火灾报警控制器引出一个探测回路。本设计火灾自动报警装置由烟感探测器、缆式线型定温探测器、手动报警按钮、声光报警器等组成。中控室内的通讯设施兼作消防报警使用。6.5厂区通讯线路6.5.1 综合电话网络本工程的行政电话及调度电话直接从*球团厂分线盒（位于球团矿成品取样检验室）引出电话线连接到用户，设计对电话的配管配线采用明敷设方式。6.5.2 火灾自动报警线路火灾报警线路单独成网。系统内的各类总线采用配钢管暗敷方式进行。7 给排水7.1设计范围本设计包括*球团厂5竖炉球团烟气脱硫项目红线范围以内的生产、生活及消防给水、

44、生产排水、生活排水及雨水排水。本工程所需能源水介质包括生产新水、生活用水等均由业主提供，接口位置为烟气脱硫项目红线范围以外1米处。7.2设计规范和标准GB 50013 -2006室外给水设计规范GB 50014 -2011室外排水设计规范GB 50015-2003建筑给水排水设计规范（2009局部修改版）GB 50016 -2012建筑设计防火规范7.3给水水量、水质、水压7.3.1 给水水量本工程总用水量为24m3/d。7.3.2 给水水质本设计按业主提供的水质符合以下要求进行：生活用水水质满足生活饮用水卫生标准GB5749-2006的水质指标；工业新水水质要求：悬浮物30mg/L、pH值为

45、7.08.0、全硬度（以CaCO3计）200mg/l、电导率450S/cm、总溶固500mg/l。7.3.3 给水水压本工程接口处由业主提供水压符合以下要求进行设计：生产新水 0.20MPa生活给水 0.20MPa 7.4供水系统7.4.1 生产给水系统生产给水系统包括竖炉烟气脱硫项目区域内工艺补水及地面冲洗用水。此部分由球团厂区生产新水环状管网上就近接一条DN150的给水管道供该系统用，DN150的生产新水管道上设流量计计量。7.4.2 生活给水系统本系统主要供本工程脱硫项目区域内道路喷洒用水与各工段生活用水，由竖炉球团厂区生活给水管网直接供给。7.5排水本工程排水包括生活排水、生产排水和雨

46、水排水。7.5.1 生活排水本工程生活排水量为10.26t/d，就近排入现有污水收集管网。不单独建设。7.5.2 生产排水本工程生产废水为烟气脱硫区域内地面冲洗水。地面冲洗水直接排入沉淀池中，经沉淀后，上清液回到循环池返回到吸收塔进行系统内部循环。7.5.3 雨水排水本工程建设区域的雨水直接进入现有雨水排放系统。不单独建设。7.6主要管材生产给水管均采用无缝钢管；生活给水管采用热镀锌钢管。 8 土建设计8.1项目建设场地工程地质地质剖面：填土：场地地表均匀分布，厚度不大。-1粉土：场地大多均有分布。顶板埋深起伏大但厚度不大，力学性质较差，不宜做基础持力层。-2漂卵石：场地均有分布，顶板埋深起伏

47、大，厚度变化大，与卵石层交替分布。力学性质较稳定，可选作基础持力层。-3砾石及粗砂：仅呈透镜状局部分布于个别段，且粗砂为中等液化土，不宜做基础持力层。卵石：主要分布于场地东段，顶板埋深大，厚度大，力学性质较稳定，可选作基础持力层。混卵石粗砂：场地东段分布，主要分布于储存仓及烟囱、除尘器地段，埋深较大，厚度大，粘粒含量较高，力学性质稳定，不宜选作基础持力层。构造与地形：场地处于安宁河大断裂带西侧，位于断裂带影响范围附近，处于建筑抗震设防的不利地段。本项目所在地*按地震烈度属于地震基本烈度9度设防区，本项目地震基本烈度按9度设计考虑。场地位于山前冲洪积扇前缘，厂区为原河流的河床、漫滩改造而成，有地

48、表河流从厂外经过，自然地形由西向东缓倾，应注意季节性流水对厂区的影响。其外，无其它不良地质现象。8.2项目平面布置（1）平面布置原则a.据项目工艺布置要求，各建构筑物在现有厂区范围内的空闲场地择优选择，不新增土地。b.在满足工艺流程和运输合理的条件下，尽量做到平面布置合理、物流线路短捷顺畅。c.在满足工艺生产、环境保护的前提下，尽可能充分利用现有的公辅设施，管线尽量采用共沟、共架布置，降低工程量，节省工程投资。d.具有发展循环经济的条件。（2）项目主要构筑物本项目主要由脱硫系统（脱硫塔）、吸收液循环与净化处理回收系统、中控（含CEMS）组成。本次烟气脱硫系统总占地面积约480，其中建筑面积34

49、5。（3）平面布置根据设计原则、结合建设场地地形地貌以及厂区的具体条件，遵照项目工艺流程、物料流转、能源介质接点位置等进行总图布置。本项目脱硫主系统（脱硫塔）及公用系统总平面布置以考虑不影响现有竖炉系统的正常运行为前提，在充分满足烟气脱硫需要的前提下进行。平面与空间布置应力求合理、便捷，利于烟气脱硫系统高效运行。本次烟气脱硫系统在*球团厂现有闲置场地上布置，不需新增土地。拟将脱硫塔布置于电除尘器北侧闲置场地，该闲置场地南北长10m、东西宽18m，满足脱硫塔布设需要；脱硫液再生与废液处理系统布置于球团厂区南（离脱硫直线距离约60米）侧破石沟旁边空置绿化场地内；中控和烟气在线监测系统主控室拟布置于

50、厂区中总部绿化区内。 厂区已进行良好绿化建设，项目建设实施时尽可能降低对绿化带的破坏。项目厂区有良好硬化交通运输通道，本项目建设不需新增。8.3项目构筑物（1）石灰浆液罐与钠碱罐石灰浆液罐、钠碱罐可由业主自制或外购。筒仓支撑部分采用现浇钢筋混凝土结构，基础采用钢筋混凝土平板式基础。（2）脱硫吸收塔脱硫塔本体为钢结构，基础采用钢筋混凝土基础。（3）循环池循环池按循环液量在循环池中停留时间为15min进行设计，初步设计容积140 m，为10m4m3.5m，素砼结构。（4）再生池再生池按脱硫液量在再生池停留时间30min进行设计，初步设计容积35m，尺寸为4m2.5m3.5m，素砼结构。（5）沉淀池

51、沉淀池按再生量停留时间4h进行设计，初设容积336m，38m4m3.5m，素砼结构。（6）中控室中控室可选用砖混结构，结合项目实施具体情况，可设置为移动板房。中控由业主负责。9 通风与空调9.1概述根据工艺设计要求，中控室、工程室站等人员长期停留区域需要进行空气调节（制冷制热），空调系统设备。本部分由业主负责。9.2通风由于纯碱、石灰可能经人体呼吸系统和皮肤进入人体，可能危害人员健康，料仓空间进行强制机械通风，稀释有害物质，降低浓度。9.3空气调节高压柜、变电室等电器设备间产生大量热，需要控制温度，防止电器设备超温。对于人员长期停留的中控室、工作站和工程师站进行空气调节，改善人员活动的温、湿度

52、环境。3 环境保护10.1概述*球团厂5竖炉球团烟气脱硫项目采用纳钙双碱湿法工艺，在设计工况条件下脱硫效率不小于85%。10.2设计依据及相关环境标准10.1.1设计依据钢铁工业大气污染物排放标准烧结（球团）（征求意见稿）中华人民共和国环境保护法（1989）大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）中华人民共和国大气污染防治法（2000年4月修订）；中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法（1995年）；中华人民共和国水污染防治法（2008年2月修订）；建设项目环境保护管理条例国务院令第253号（1998年）；国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复国函（1998）5号；冶金工业环境保护设计规定(YB906695)。环境空气质量标准（GB3095-1996）（2000年修改版），二级标准。地表水环境质量标准（GB3838-2002）类水域标准。城市区域环境噪声标准（GB309693）3类标准。10.1.2污染物排放标准（1）钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准GB28662-2012。（2）污水排放：污水综合排放标准（GB89781996）二级标准。（3）噪声排放：工业企业厂界噪声标准（GB1234890）类标准。（4）生产车间和作业场所噪声执行工业企