MW机组脱硫性能考核试验方案A

1、姚孟发电有限责任公司1机组锅炉性能考核试验方案PAGE 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 20 页xxx电厂2660MW机组脱硫性能考核试验方案西安热工研究院有限公司2011年5月西安热工研究院有限公司技术方案版本更新记录版本编号更新日期版本说明编制审阅批准A2011-5-25初版孟桂祥姚 胜施延洲目 录 TOC o 1-3 u 1前言 PAGEREF _Toc294222220 h 12设备概述 PAGEREF _Toc294222221 h 13性能保证值 PAGEREF _Toc294222222 h 34试验依据 PAGEREF _Toc294222223 h 55试验条件及

2、要求 PAGEREF _Toc294222224 h 66试验内容及测量方法 PAGEREF _Toc294222225 h 67试验工况设置 PAGEREF _Toc294222226 h 128试验测点 PAGEREF _Toc294222227 h 129试验仪器、仪表校验 PAGEREF _Toc294222228 h 1210试验方法 PAGEREF _Toc294222229 h 1311试验数据处理 PAGEREF _Toc294222230 h 1312试验组织机构 PAGEREF _Toc294222231 h 14附件 1 试验测点清单 PAGEREF _Toc294222

3、232 h 15附件 2 试验所需仪器及材料 PAGEREF _Toc294222233 h 16第 PAGE 17页 共16页前言xxx电厂新建工程为2660MW超临界燃煤机组。根据供货合同规定，在每台机组完成168小时试运后，根据业主安排将进行性能考核试验工作。本方案为脱硫性能考核中各项试验的指导性文件，制定了试验的方法及为确保测试精度所应采取的测试手段。设备概述本期工程装设2台600MW燃煤汽轮发电机组，锅炉为超临界参数、变压运行直流炉，一次中间再热、单炉膛平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构型锅炉，采用三分仓回转式空气预热器。本期工程2660MW机组采用石灰石石膏湿法脱硫

4、工艺系统，脱硫岛系统设计时煤质的收到基硫分按1.2%，保证此时在锅炉BMCR工况下，处理全烟气量时的脱硫效率不小于94.4且最终SO2排放浓度小于200mg/Nm3，当脱硫燃用校核煤种2（Sar=0.69%）时，保证此时在锅炉BMCR工况下，处理全烟气量时的脱硫效率不小于95。脱硫装置可用率不低于98%，采用一炉一塔；石灰石浆液制备采用湿磨系统，石膏脱水采用真空皮带脱水系统，均为两套脱硫装置公用。脱硫装置与机组同步建设。煤质数据项 目符号单位设计煤种校核煤种1校核煤种2脱硫设计煤种1、元素分析收到基碳Car%55.450.7844.4444.44收到基氢Har%3.63.383.163.06收

5、到基氧Oar%6.415.85.765.56收到基氮Nar%0.980.90.630.53收到基硫Sar%0.450.920.691.22、工业分析全水份Mt%6.207.306.86.8空气干燥基水分Mad%1.631.020.960.96收到基灰份Aar%26.9630.9238.5238.41干燥无灰基挥发份Vdaf%30.5025.0826.526.53、收到基低位发热量Qnet.arMJ/kg21.6120.0118.1218.124、哈氏可磨系数HGI557350505、磨损指数AIMJ/kg42416、游离二氧化硅SiO2%7.6410.147、灰熔点变形温度DT14501450

6、14001400软化温度ST1450145014001400半球温度HT1450145015001500流动温度FT14501450150015008、灰分析资料二氧化硅SiO2%56.2556.7454.1254.12三氧化二铁Fe2O3%4.404.393.983.98三氧化二铝Al2O3%32.4129.2035.8835.88氧化钙CaO%1.233.011.111.11氧化镁MgO%0.710.920.910.91氧化钠Na2O%0.680.470.30.3氧化钾K2O%0.861.030.840.84二氧化钛TiO2%1.451.240.790.79三氧化硫SO3%0.531.15

7、0.510.51石灰石品质项 目符号单 位数据石灰石中碳酸钙含量CaCO3%90.34石灰石中氯含量Cl%0.029石灰石水分M%0.23石灰石灼烧减量X%42.48石灰石成分（灼烧后）氧化钙CaO50.34二氧化硅SiO2%2.56三氧化二铝Al2O3%1.14三氧化二铁Fe2O3%0.59氧化镁MgO%2.81氧化钠Na2O%氧化钾K2O%二氧化钛TiO2%三氧化硫SO3%二氧化锰MnO2%0.01哈氏可磨指数HGI54石灰石粒径mm20FGD入口烟气参数燃烧设计煤种时，FGD入口烟气参数如下:锅炉BMCR工况烟气成分（设计煤种，标准状态，实际O2）项 目单位干基湿基备注O2Vol%5.6

8、65.35=1.4N2Vol%80.6574.74CO2Vol%13.6512.56SO2Vol%0.040.03H2OVol%07.31锅炉BMCR工况烟气参数FGD入口烟气量（BMCR，每炉）设计煤种备注Nm3/h2092414标态，干基，=1.4Nm3/h2257389标态，湿基，=1.4引风机出口烟气温度127.02最低停运温度180引风机出口烟气压力Pa+4000Pa干基，=1.4燃烧脱硫设计煤种时，FGD入口烟气参数如下:锅炉BMCR工况烟气成分（校核煤种1，标准状态，实际O2）项 目单位干基湿基备注O2Vol%5.91 5.57 =1.4N2Vol%80.69 74.44 CO2

9、Vol%13.28 12.15 SO2Vol%0.12 0.11 H2OVol%0.007.73 锅炉BMCR工况烟气参数FGD入口烟气量（BMCR，每炉）设计煤种备注Nm3/h2171107标态，干基，=1.4Nm3/h2353439标态，湿基，=1.4引风机出口烟气温度131.2最低停运温度180引风机出口烟气压力Pa+4000Pa干基，=1.4性能保证值3.1 脱硫效率保证当燃用脱硫设计煤种（Sar=1.2%）时，锅炉BMCR工况下,石灰石耗量、工艺水耗量、电耗、压缩空气量消耗量、废水排放量不超过保证值，处理全烟气量时的脱硫效率不小于94.4且最终SO2排放浓度小于200mg/Nm3；当

10、燃用校核煤种2（Sar=0.69%）时，处理全烟气量时的脱硫效率不小于95且最终SO2排放浓度小于150mg/Nm3。脱硫效率定义为： 脱硫效率=（C1-C2）/ C1 100C1：脱硫装置进口烟道处SO2浓度（mg/Nm3,6%O2,干烟气）。C2：脱硫装置出口烟道处SO2浓度（mg/Nm3,6%O2,干烟气）。3.2 FGD装置出口SO2排放浓度保证当燃用脱硫设计煤种（设计煤种的定义见节）时，在石灰石耗量、工艺水耗量、电耗、压缩空气量消耗量、废水排放量不超过保证值的条件下，确保FGD出口SO2浓度不超过允许最大排放浓度200mg/Nm3（干基，6%O2）。当燃用校核煤种2（Sar=0.69

11、%）时，处理全烟气量时的脱硫效率不小于95且最终SO2排放浓度小于150mg/Nm3。在所有运行测试点或当负荷改变时，都应满足这一要求。同时系统应考虑留有一定的裕度，并保证FGD装置的排放浓度不超标。3.3 FGD装置出口烟尘浓度保证在FGD入口烟气含尘量不大于150mg/Nm3（干基，6%O2），飞灰成分为设计值时，确保FGD除尘效率不小于70%。烟尘浓度包括飞灰、钙盐类以及其它惰性物质（这些物质悬浮在烟气中，标准状态下以固态或液态形式存在），不包括游离态水。3.4 石膏品质要求CaSO42H2O 含量高于90% WtCaCO3 3%（以无游离水分的石膏作为基准）。CaSO31/2H2O 含

12、量低于1% Wt（以无游离水分的石膏作为基准）溶解于石膏中的Cl-含量低于0.01% Wt（以无游离水分的石膏作为基准）溶解于石膏中的F-含量低于0.01% Wt（以无游离水分的石膏作为基准）溶解于石膏中的MgO含量低于0.021% Wt（以无游离水分的石膏作为基准）溶解于石膏中的K2O含量低于0.07% Wt（以无游离水分的石膏作为基准）溶解于石膏中的Na2O含量低于0.035% Wt（以无游离水分的石膏作为基准）3.5 除雾器出口烟气携带的水滴含量保证在任何正常运行工况下，除雾器出口烟气携带的水滴含量应低于75mg/Nm3（干基）。3.6 噪声控制要求（1）离地坪、楼面以及设备所安装的平台

13、以上1.5m高，离设备外壳1.0m远处，测得噪声级为：氧化风机85dB(A)球磨机85dB(A)其它风机及泵80dB(A)（2）特定工作场所的连续噪声水平不大于：控制室、电子室55dB(A)实验室、办公室60dB(A)各种车间70dB(A)3.7 消耗性参数保证项 目单位1号2号总计石灰石耗量t/h12.812.825.6工艺水耗量工业水m3/h202040电厂辅机设备冷却水回水m3/h102102204合计m3/h122122244电耗kWh/h478747879574仪用压缩空气Nm3/min6612处理后脱硫废水排放量m3/h9.59.519脱硫装置阻力引起的引风机电耗kWh/h2139

14、21394278试验依据电厂与供货商签订的技术协议DL-998-2006-T 石灰石石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范DL-469-92电站风机试验规程GB1018488电站锅炉性能试验规程GB/T13931 电除尘器性能测试方法GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法GB/T3286 石灰石、白云石化学成分分析方法VDI 3480 Part 1烟气中的HCl浓度测量VDI 2470 Part 1烟气中HF浓度测量VGBM M701e脱硫装置石膏分析GB8978-1996 污水排放综合标准烟气脱硫废水排放标准有关联络会议纪要试验条件及要求试验过程中燃用的煤质（特别

15、是硫和灰含量）应在设计参数的范围内，同时石灰石的成分和活性、工艺水品质也应满足设计要求。试验期间脱硫装置应处于稳定运行状态。在试验之前供货商应提供设备在验收试验期间的参数设定，经业主确认后，试验期间尽可能按照该参数运行。脱硫装置考核试验期间，脱硫装置的实际运行工况如与设计工况存在偏差，则所有的数据应换算到设计工况。换算的依据是供货商提供的实际运行工况偏离设计工况的修正曲线。修正曲线至少应在试验前一周由供货商提供，业主及热工院进行确认。旁路挡板在试验期间应处于全关状态。性能试验期间现场CEMS监测系统运行正常。锅炉主机组能够正常运行，送风机、引风机、一次风机、磨煤机、给水泵和除灰渣系统等无故障，

16、各烟、风门挡板操作灵活。脱硫系统能够正常运行，石灰石磨制系统、制浆系统、反应塔系统、石膏脱水系统、废水处理系统、增压风机等无故障。自动控制系统运行可靠。运行参数记录系统投入正常运行。试验期间不得进行较大的干扰运行工况操作，否则需征得试验负责人的同意方可进行。若遇到危及设备和人身安全的意外情况，运行人员有权按规程进行紧急出理，处理完毕后通知试验负责人。试验期间，试验人员若发现测试数据有异常，应及时向试验负责人汇报，以便及时处理。试验前，所有参加试验人员应通晓试验方案。试验内容及测量方法脱硫系统烟气量正式考核试验前，在100%负荷下用标准毕托管、SOLOMAT公司生产的ZEPHER+型电子微压计、

17、级K型铠装热电偶和FLUKE公司生产的点温计，采用等截面网格法测量各点的烟气动压、静压和温度，计算出烟气流量(标准状态，6%O2)，同时由DCS系统采集在线测量的烟气流量数据。二者进行比较，如果实测数据与在线测量的烟气流量数据偏差较小，则根据实测结果更正DCS系统中的流量系数。正式考核试验期间由DCS采集在线测量的烟气流量，并对试验过程中的数值进行平均计算。如果实测数据与在线测量的烟气流量数据偏差较大，则在正式性能试验期间进行实测烟气量。污染物的脱除率在100%负荷，试验煤质条件下，根据脱硫岛入口和出口烟气中的SO2、SO3、粉尘、HF、HCl浓度，计算出这些污染物的脱除率。计算公式如下：折算

18、到标准状态、干态、6%O2下的原烟气中污染物浓度；折算到标准状态、干态、6%O2下的净烟气中污染物浓度。 SO2的脱除率及出口SO2浓度正式考核试验前，首先用SO2标气和O2标气分别对测试仪器标定（热工院负责）和吸收塔入口及出口运行仪表进行标定（业主责成CEMS供货商负责），然后在50负荷和100负荷下，于吸收塔入口和出口烟道按照等截面网格法进行实测，并根据实测结果对在线表计进行相应修正。2m过滤器旁路伴热管线8L/Min泵预处理冷却器蠕动泵泵加热头超细过滤采集系统烟气分析仪分析信号烟道SO2O2图 1 SO2取样测试系统（烟气分析仪）正式考核试验期间，选择100%负荷的时间段由DCS采集在线

19、测量的原/净烟气SO2和O2浓度值，并对该时间段的数值进行平均计算。然后根据原/净烟气SO2和O2浓度值，计算出SO2的脱除率。 粉尘含量测量采用粉尘取样枪对烟气中的粉尘进行取样，同时记录取样气体的压力、温度及流量，取样前后滤筒烘干后的重量，最后计算得到粉尘含量。试验仪器3012H自动烟尘（气）测试仪（青岛崂山应用技术研究所）；加热式滤筒采样管；玻璃纤维滤筒。采样系统将滤筒在烘箱中烘干1小时，取出放入干燥器中冷却至室温，用天平称重。按图2颗粒物采样系统，使用干燥恒重过的滤筒，等速采样30-40分钟，采样管温度150，采样结束后，小心取出滤筒。样品测试将样品滤筒在160烘箱中烘干1小时，取出放入

20、干燥器中冷却至室温，用天平称重。颗粒物（mg/m3）= 式中：滤筒捕集的颗粒物量，mg；标准状态下干气的采样体积，m3。图 2 粉尘采样系统1.滤筒；2.加热采样管；3. 干燥瓶；4.温度计；5.压力计；6.流量计；7. 抽气泵； SO3含量测量采用化学方法测量，采样系统与HCl和HF采样系统相似。 HCl和HF测量基本测试方法如下：按图3连接两只装有50-100毫升0.10mol/L NaOH吸收液的玻璃筛板吸收瓶，以0.5升/分流量，采气5-30分钟，采样管加热温度为120。用离子色谱法测定吸收液中氯离子和氟离子。图3 HCl、 HF采样系统1.滤筒；2.加热采样管；3.旁路吸收瓶；4.温

21、度计；5.压力计；6.吸收瓶；7.流量计；8.抽气泵；9.干燥瓶烟气中的水蒸汽含量测量烟气中的水分含量采用自动烟尘（气）测试仪进行测试。能量和物料耗量在100%负荷下的一段时间内（持续时间需试验时根据现场情况确定）进行测试，测量脱硫系统电量、工艺水量、脱硫剂（石灰石）的平均消耗量。电量消耗 采样现场相关表计水量消耗 采样现场相关表计石灰石消耗 通过计算的方法来确定式中：石灰石耗量，kg/h VRG烟气体积流量（标准状态干烟气，6O2），m3/h 烟气中SO2浓度（标准状态干烟气，6O2），mg/m3 CaCO3摩尔质量，100.09kg/kmol SO2摩尔质量，64.06kg/kmol FR

22、石灰石纯度 StCa/S摩尔比式中：石膏中CaCO3质量含量， 石膏中CaSO42H2O质量含量， 石膏中CaSO30.5H2O质量含量， CaSO42H2O摩尔质量，172.18kg/kmol CaSO30.5H2O摩尔质量，129.15kg/kmol在100负荷下，根据脱硫系统烟气体积流量、脱硫岛进出口烟气中的SO2和O2含量、脱硫岛进口烟气中的水蒸汽含量、石膏中CaCO3、CaSO42H2O和CaSO30.5H2O含量及石灰石纯度并按照有关公式计算得到。此外，需要对实测石灰石粉耗量进行修正计算后才能与保证值进行比较，修正项目通常包括负荷/烟气量修正和SO2脱除量修正。烟囱入口烟气温度在两

23、个负荷下进行测试。在100%锅炉负荷下，在烟囱入口烟道采用级精度K型铠装热电偶按照等截面网格法进行测量。在大于50%负荷（即300MW）下，具体负荷视现场条件而定，在烟囱入口烟道采用级精度K型铠装热电偶按照等截面网格法进行测量。脱硫系统压力损失在100%负荷下，在烟气系统各阻力段安装压力测点，使用压力测量仪表（微压计或U型管）测量烟气脱硫系统及其各部分（吸收塔、GGH等）的压力损失。石膏品质现场采样试验期间的石膏样品，分析石膏含湿量、CaSO42H2O、CaSO31/2H2O、CaCO3、Cl-含量、F-含量、MgO含量、K2O含量、Na2O含量、纯度、石膏粒径分布等参数。噪声使用精密声压级计

24、在现场直接测量。在100%负荷下，使用精密声压级计在现场直接测量增压风机、吸收塔浆液循环泵、氧化风机、控制室、电子间装置等处的噪音。测量表面平行于测试对象的基准面，与基准面距离为1m。测点布置在测量表面上，测点水平高度为1.2m。采用ND2型精密声压级计声压级测量，在规定的测点上选用声级计的“慢”档，读取被测设备运行时的A计权声压级。表面平均声压级LPA由下式计算：式中：LPAi 经背景噪声修正后的第i个測点的A计权声压级，dB； N 测点总数； K环境修正值，dB。一般来说，背景与环境噪音的修正为3dBA。故 表面平均声压级LPA可由下式简化计算：式中：LPAi 第i个測点的A计权声压级，d

25、B； N 测点总数； 脱硫废水按照污水综合排放标准（GB8978-1996）监测脱硫废水是否达标排放（供货商提供废水排放量保证值），监测指标包括pH值、悬浮物(SS)、化学耗氧量(COD)、氟化物、硫化物及重金属。 运行参数记录脱硫岛其它主要运行参数均采用机组配套的数据采集系统记录值，每1分钟记录一次。正式试验前，热工院提交性能考核试验DCS参数组态表，电厂热工负责试验期间DCS参数的提取。试验工况设置工况编号试验内容试验负荷持续时间辅助性试验工况1烟气流量标定100负荷约3小时工况2原烟气SO2和O2含量标定100负荷约3小时工况3净烟气SO2和O2含量标定100负荷约3小时正式试验工况4脱

26、硫效率测试100负荷现场确定工况5粉尘脱除率测试100负荷约4小时工况6HF和HCL脱除率测试100负荷约4小时工况7SO3脱除率测试100负荷约4小时工况8烟囱入口排烟温度测试100负荷约4小时工况9脱硫效率测试100负荷现场确定工况10噪声测试100负荷约3小时工况11脱硫废水取样100负荷约8小时备注：原烟气中水蒸汽含量测试、石灰石纯度和石膏品质测试安排在上述试验工况中进行；能量和物料耗量测试也安排在上述试验工况过程中进行；以上仅为初步设置，最终工况安排还需试验前三方最终商定。试验测点试验测点清单见附件1。试验仪器、仪表校验所有试验仪器、仪表均需经过法定计量部门或法定计量传递部门校验，并

27、具有在有效期内的合格证书。烟气分析仪本身不具备校验证书，但用于每次试验前后对其进行标定的标准气体具备法定计量部门提供的有效校验证书。对于烟气取样不锈钢管、橡胶管、烟气混合器、烟气前处理装置等在试验前应进行严密性试验。试验方法辅助性试验正式试验开始之前，先进行辅助性试验，内容包括：烟气流量标定原烟气SO2和O2含量标定净烟气SO2和O2含量标定辅助性试验结束后，电厂、脱硫系统供货方、TPRI应对测试结果进行确认并签字。正式试验试验持续时间因测试项目而异。对于每一项测试，电厂、脱硫系统供货方、TPRI都应做到充分沟通和协商一致，试验结果需经三方共同确认。试验数据处理测量断面烟温以各测点算术平均值计。整个试验期间的温度、烟气成份分析等数据以时间步长上记录的数据算术平均值计。试验测试结果按照三方事先商定的修正方法（曲线）进行修正计算。有关修正方法和曲线应在试验前的联络会上确定。西安热工研究院有限公司技术方案试验组织机构试验总指挥由电厂派员担任，负责指挥试验的全部工作，协调各方相互友好地协作，下达试验的开始和结束时间，宣布试验有效或作废，仲裁各方意见，确保试验顺利进行。总指挥TPRI试验负