焦炉烟气脱硫脱硝项目二期工程1#焦炉烟气脱硫脱硝及余热回收方案书方案大全

焦化股份有限公司焦炉烟气脱硫脱硝项目二期工程方案书1#焦炉烟气脱硫脱硝及余热回收2017年03月02日一、设计方案1、工程概述焦化股份有限公司焦炉烟气脱硫脱硝项目工程二期，共有3台50孔焦炉，每台产能50万吨/年。由于现有生产工艺并未配备相应的烟气净化处理装置及设施，生产过程中产生的烟气（含SO2和NOx）通过地下烟道引至烟囱直接排放。随着环保形式的日益严峻，个别地区机械焦炉烟囱已经开始执行《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中的特别排放限值要求：SO2≤30mg/Nm3(干基），NOx≤150mg/Nm3(干基），颗粒物≤15mg/Nm3(干基）。为积极响应国家环保部关于焦炉生产污染物排放指标的控制，峰煤焦化厂相关领导拟对焦炉烟气进行脱硫脱硝净化处理，以达到污染物排放指标。2、基础参数及条件2.1、焦炉烟气参数在正常生产过程中，1#、4#、5#焦炉各有一个烟囱，每个烟囱排放的烟气量和烟气成分基本相同，详细参数见下表：序号名称单位数值1烟气量Nm3/h90000-1200002烟气温度℃230-2903SO2浓度mg/Nm3≤2004NOx浓度mg/Nm3≤12005粉尘浓度mg/Nm3≤306含O2量%7-11%2.2、设计原则及标准《焦化安全规程》GB12710—2008《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性催化还原法》HJ562-2010《工艺金属管道设计规范》GB50316-2000《工业企业厂界噪声标准Ⅲ类标准》GB12348-90《工业企业设计卫生标准》GBZ1－2002《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97《自动化仪表施工及验收规范》GB50093-2002《机械设备安装工程施工及验收规范》GB50231-98《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GBJ126－89《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229-91《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093—2002《电气装置安装工程电器设备交接试验规程》GB50150—91《继电保护和安全自动装置技术规程》DL400-91《电力工程直流系统设计技术规程》DL/T8044-2004《低压配电设计规范》DL/T50044-95《袋式除尘器分类及规格性能表示方法》GB6719—86《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》GB12625—90《脉冲袋式除尘器用滤袋框架技术条件》GB/T5917—91《袋式除尘技术性能及测试方法》GB11653—89《机电产品包装通用技术条件》GB/T13384—91《气焊、电弧焊及气体保护焊缝的基本型式及尺寸》GB/T985-1988《埋弧焊焊缝的基本型式及尺寸》GB/T986-1988以上标准不限于此，如遇最新标准，按最新标准执行。2.3、项目设计指标根据招标文件，以及GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》规定的大气污染物特别排放限值，实现以下排放指标：（1）、烟囱排放温度：≥130℃（2）、NOx排放浓度：≤150mg/Nm3（3）、SO2排放浓度：≤30mg/Nm3（4）、粉尘排放浓度：≤15mg/Nm3（5）、氨逃逸：≤10ppm3、工艺技术方案按照招标文件中焦炉烟气脱硫脱硝既定的工艺路线，采用“中低温SCR脱硝+余热回收+循环流化床（CFB）半干法脱硫+布袋除尘器”的技术，对焦炉烟气进行脱硫脱硝以及余热回收，具体工艺流程为：（1）、将焦炉烟气从地下烟道挡板门以前引出，然后通过焦油吸附装置，去除烟气中大部分焦油，减少对后续工艺系统的影响。（2）、经焦油吸附后的烟气进入中低温SCR脱硝反应器：在催化剂的作用下，烟气中的NOx与喷入的NH3发生选择性还原反应，生成N2和H2O，以达到NOx脱除的目的，确保NOx浓度小于150mg/Nm3。反应器采用分仓室结构，分成3个独立的通道，并在各个通道的进、出口设置阀门，实现各个通道内脱硝催化剂的在线检修和更换。（2）、为了确保催化剂的活性，设置一套热风炉，通过升温，结合SCR反应器的分仓室结构，可定期进行催化剂在线热解析。同时，当焦炉烟气温度低于原始设计温度时，可通过热风炉来稳定烟气温度，确保脱硝效率。（2）、从SCR脱硝反应器出来的烟气进入余热锅炉，通过热交换，回收烟气中的显热，降低烟气温度，并产生一定量的饱和蒸汽，实现焦炉烟道气的余热回收。（3）、从余热锅炉出来的烟气进入后部的循环流化床（CFB）脱硫塔：利用循环流化床强烈的传热和传质特性，通过向塔内加入脱硫剂（Na2CO3），在高速气流的作用下，脱硫剂呈流化态并与烟气强烈混合并接触，与烟气中的酸性物质（主要为SO2、SO3等）发生中和反应，从而实现SO2的固化及脱除，确保出口SO2浓度小于30mg/Nm3。（4）、从CFB脱硫塔中出来的含尘烟气进入布袋除尘器，经布袋的拦截、捕集后，布袋除尘器出口烟气中的粉尘浓度小于15mg/Nm3。（5）、经脱硝、余热回收、脱硫、除尘后的洁净烟气经由系统引风机引出，然后返送回地下烟道挡板门后，经由原焦炉烟囱达标排放。由于排放的烟气温度＞140℃，确保焦炉烟囱一直处于热备状态。（6）、为了防止焦炉烟气量的变化对CFB脱硫系统的正常运行造成影响，在风机出口增加一路循环管路，返送至脱硫进口阀以前，并在该管道上设置电动调节阀门，以便调节脱硫进口的烟气量，防止脱硫塔发生塌床等事故。此外，还需对原有焦炉地下烟道进行改造，具体改造工作如下：（1）、以原有地下烟道挡板门进行改造，加强阀门的密封性，并将阀门与脱硫脱硫系统进行联锁，实现该阀门的快开快关，确保焦炉的安全生产。（2）、在地下烟道挡板门入口端与出口端各引出一根烟气管道与脱硫脱硝系统对接，作为系统的进口和出口，并分别设置电动挡板门。系统正常运行时，进、出口电动挡板门打开，地下烟道挡板门关闭，焦炉烟气经脱硫脱硝及余热回收后，从原焦炉烟囱达标排放。当脱硫脱硝系统出现故障或系统引风机断电的情况下，地下烟道挡板门基于联锁控制程序，快速开启，烟气直接从地下烟道进入烟囱排放，确保焦炉的安全正常生产。此外，地下烟道的气动挡板门还设置现场操作箱，可实现就地和远传两个操作模式。系统主要组成如下：序号名称备注1焦油吸附装置共2层，1用1备2中温SCR脱硝系统出口NOx≤150mg/Nm33热风炉系统1套4余热锅炉热管式5CFB脱硫系统出口SO2≤30mg/Nm36布袋除尘器出口粉尘≤15mg/Nm37引风机变频，450KW8烟气管网1套9控制系统1套3.1、焦油吸附装置该装置采用焦炭（或活性炭）作为吸附剂，焦炭是一种多孔结构，可提供很大的表面积，并且具有很强的吸附能力，通过毛细管的吸附作用，从而去除烟气中绝大部分的焦油。当吸附量接近饱和时（表征为吸附装置阻力变大），需要进行吸附剂的更换。焦油吸附装置采用整体抽屉式快装模块化的设计，可以实现吸附剂的快速在线更换及检修。具体配置为：吸附层数：2层（1用1备）单层吸附层外形尺寸：1000x7000每层吸附模块数量：7个（2层，共16个）单个模块外形尺寸：1000x10003.2、中低温SCR脱硝系统3.2.1、催化剂的选型说明本项目中，进入SCR脱硝反应器的烟气温度约170-230℃，如何选择催化剂以适应焦炉烟气特点是本项目的技术重点。SCR法按催化剂使用温度区间主要分三种：高温脱硝催化剂、中温脱硝催化剂、低温脱硝催化剂。高温脱硝催化剂（300-400℃）近两年由于电力行业NOx排放要求的提高，产能迅速增加，世界范围电厂脱硝80%采用此中方法。作为最成熟的脱硝工艺，其反应温度对于焦炉烟气偏高，不适用于焦炉烟气脱硝，即便使用也会面临大量烟气加热能耗费用，成本巨大。中温脱硝催化剂（220-300℃）及低温脱硝催化剂（低于220℃）作为大型烟气脱硝处理装置应用较少，但在国内已有成功应用。针对本项目焦炉烟气排放温度特点，进入SCR反应器的烟气温度在230-290℃左右，且烟气中SO2的浓度小于200mg/Nm3，为催化剂的选型提供了有利条件。焦炉烟气脱硝催化剂选择受焦炉烟气特点影响较大，主要受制因素是烟气温度、含尘量、SO2浓度等。本方案选择中温型蜂窝式催化剂。催化剂选型依据：（1）根据飞灰浓度确定催化剂孔最小截距，在保证不堵灰的情况下，尽量选用比表面积多的催化剂型号；（2）根据烟气量、温度和脱硝性能，利用动力学方程确定催化剂基本体积；（3）根据有毒元素含量和温度等因素估算失活速率，推算催化剂末期活性，对催化剂参数进行修正，最终确定催化剂体积用量。3.2.2、脱硝反应机理选择性催化还原法(SCR)是在催化剂作用下，通过NH3将烟气中的NOx还原成N2和H2O，从而达到烟气脱硝的目的。常见的SCR脱硝系统通常采用高温催化剂，最佳反应温度区间为360℃左右。由于焦炉烟气温度在230-290℃之间，因此，本项目采用中温催化剂，反应温度区间在220-300℃左右。发生的主要反应：NO＋NH3＋O2→N2＋H2ONO2+NH3→N2+H2ONO＋NO2＋NH3→N2＋H2O3.2.3、系统构成由于项目新建一套液氨站及氨蒸发系统，可以向系统直接提供合格的氨气，所以此项目SCR脱硝系统构成比较简单。从氨气缓冲罐出来的氨气与空气在混合器内进行充分混合，然后通过喷氨格栅将其均匀喷入到SCR反应器上升烟道中；NH3随烟气一起进入反应器的催化剂层，并与烟气中的NOx发生还原反应，实现NOx的脱除，确保反应器出口NOx的浓度小于150mg.Nm3。（1）、液氨站本项目采用液氨作为还原剂，我方在业主方指定的区域设计、建设一套液氨站。液氨法是SCR系统最早采用的氨气制备工艺，以加热减压方式将高压液氨转换成气氨，物理生产过程不伴随化学反应。工艺流程详见下图：（a）、流程简述：接卸：液氨自汽车槽车运到本站，分别将其气液相管道与接卸台的金属接卸臂连接，经氨压缩机抽吸液氨贮罐中的气相，加压后经气相阀门组压入汽车槽车，迫使车内液氨卸入液氨贮罐，当液相卸完后关闭液相阀门，切换氨压缩机四通阀抽吸槽车内气相至贮罐，当汽车槽车内压力小于0.1~0.2MPa时关闭氨压缩机即卸完。利用液氨贮罐自身的压力或用氨压缩机加压，将液氨送至气化器气化，气化器采用蒸汽加热，气化后氨气送至车间用气装置。气化：利用液氨贮罐自身的压力或用氨压缩机加压，将液氨送至气化器气化，气化器采用蒸汽水浴式加热，气化后氨气经氨气缓冲罐减压后送至车间用气装置。废气及废水处理：液氨站设置氨气泄放总管，储罐、气化器、氨压缩机、氨气缓冲罐等手动泄放及安全阀自动泄放的氨气均通过泄放总管接入系统二级水喷淋吸收塔，经水吸收后放空。吸收的氨水进入站区内废水池，收集废水经由废水泵送去厂区指定区域。（b）、建设项目配套及辅助工程概况本项目配套及辅助工程涉及供配电、给排水、消防、供气和供热。供配电：本项目供电为380/220V供电回路。氨区区设置一段MCC为就地负荷供电，MCC采用单母线接线方式，由附近PC段引来两路电源，两路进线互为备用，自动切换。本工程生产装置用电负荷等级为二级，双回路供电。给排水：本项目涉及生活给水系统、生产给水系统、消防给水系统，均利用原有基础设施，能够满足要求，不需要新建设施。供气：仪表空气由脱硫脱硝系统的空压站提供。氨站内设置1个压缩空气缓冲罐。氮气：液氨站使用氮气系统进行装置的吹扫、保养等，该部分由业主提供。消防设施、器材及分布：新建液氨站的消防管接自厂区原有消防管网，消防水量满足厂区新建液氨站的消防要求；室内消防布置灭火器。自控：液氨站采用集中监控方式，硬件配置纳入脱硫脱硝DCS控制系统中，控制室设置在脱硫脱硝集中控制室，完成数据采集、顺序控制、调节控制功能和组态编辑。系统运行人员可通过机组DCS操作员站完成对氨区系统的监视和操作。（c）、DCS自动控制系统设置情况：液氨储罐设置高液位报警并与进料气动阀及氨卸料压缩机电机联锁切断；气相及液相出料阀设置气动切断阀，当贮罐、管道附件等破裂、误操作或发生火灾事故时，可紧急关闭贮罐上的气液相阀门；气化器上设置气化器出口温度低限、液氨液位高限、水位液位低限、水温低限与液氨进料阀的联锁装置；氨卸料压缩机出口管道设置温度高限、压力高限与压缩机的电机联锁；液氨储罐、气化器、氨气缓冲罐均设有安全阀;废气排气管线经水氨稀释罐洗涤后排空；设置有毒气体报警装置，并与接卸区、氨压缩机房内水喷淋系统联锁；含氨废水经独立收集系统收集后去废水池。（2）SCR脱硝系统主要包括以下几个部分：氨稀释系统、氨喷射系统、SCR反应器、热风炉系统。具体流程见下图：系统的主要工艺设备有：稀释风机：提供空气，作为NH3的载体，将NH3通过喷氨格栅喷入烟道中；同时降低NH3的浓度，确保NH3处于爆炸浓度下限（15.7%）以下。喷氨格栅：设置在SCR反应器上升烟道上，采用单元式控制，实现氨气与烟气的充分、均匀混合。SCR反应器：a、反应器本体：采用分仓室结构，将反应器平均分成3个独立的通道，并在各通道的进、出口设置阀门，以便对催化剂进行分仓在线热解析和检修更换。此外，每个通道入口均设置整流格栅、导流板，确保通道内的流场均匀性。b、催化剂：中温催化剂以V2O5为活性组分，TiO2为基材。采用“2+1”布置形式，安装两层催化剂并预留一层。c、声波吹灰系统：布置在每层催化剂的上方，用于催化剂层的吹扫与清洁。热风炉系统：热风炉通过燃烧焦炉煤气，产生一定量的高温烟气，并与过量空气混合，将温度控制在350℃左右，然后送至需要热解析的SCR反应仓内。热风炉主要由燃烧器、燃烧室、主供气系统、点火系统、前处理系统以及控制系统组成。燃烧喷嘴采用CFD燃烧仿真技术进行模拟燃烧过程，确保燃烧器的高效、稳定燃烧；燃烧器采用分体设计，助燃空气风机可单独配备，并安装在风机房内，减小环境噪音；燃烧器设置有进风调节装置，通过控制系统控制伺服马达，来精确调节燃烧器进风。此外，燃烧器具备燃气检漏、吹扫、点火、火焰监测、熄火保护、进气压力保护、风压保护、负荷调节功能，确保燃烧器长期安全稳定运行。热风炉的基本参数见下表：序号名称单位数值1热风炉出口热风量m3/h90000（工况）2热风炉出口热风温度℃350±103燃料类型-焦炉煤气4燃料热值Kcal/Nm3~40005燃料消耗量Nm3/h~10006燃烧效率%>99%3.2.4运行模式虽然焦炉烟气中SO2的浓度低，但是由于长时间的运行，仍存在铵盐沉积并堵塞催化剂的可能性，此时就需要对催化剂进行在线分仓热解析（预计热解析周期在3-6个月左右）。为实现催化剂的在线热解析及检修更换，本案将SCR反应器分成3个通道，并在各个通道的进、出口各设置阀门，通过开关阀门，可将各个通道从系统中隔离出来。同时配置一套热风炉系统，为催化剂热解析提供升温热源。通过以上措施的综合应用和调节可以实现正常运行、在线检修更换催化剂以及在线分仓热解析这三种工况：正常运行工况：设置在反应器各通道进、出口的阀门保持全开，烟气与通过喷氨格栅均匀喷入的NH3一起进入各个反应器通道内，依次通过催化剂床层，实现NOx的还原并去除。在线检修更换催化剂工况：将需要更换的通道进、出口挡板门关闭，将其从系统中离线出来；然后打开设置在催化剂侧封板上的检修门，对催化剂进行更换。在线分仓热解析工况：将某一个通道的进口阀门关闭，维持出口阀门在打开状态，开启热风炉，将温度在350℃左右的热风送入该通道内，通过该部分高温烟气对该通道内的催化剂进行在线热解析（解析时间根据情况而定）。3.2.5、SCR脱硝系统基本性能参数序号名称单位数值1催化剂类型-蜂窝式催化剂2催化剂体积m3433烟气流量Nm3/h1200004反应器入口烟气参数烟气温度℃230-290SO2浓度mg/Nm3≤200NOx浓度mg/Nm31200烟尘浓度g/Nm3≤305反应器出口NOx浓度mg/Nm3≤1506NH3/NOxmol/mol~0.8757氨的逃逸率ppm≤108SO2/SO3转化率%≤19脱硝效率%≥87.5%3.2.6、性能保证的相关措施为保证正常工况下的SCR脱硝系统性能及装置的安全运行，我方主要采取以下措施：(1)、通过成熟的催化剂选型软件，优化催化剂生产工艺，一方面，适当减小催化剂孔截距，以减少体积用量；另一方面，对催化剂进口端硬化工艺和硬化长度进行优化、提高催化剂的机械性能。(2)、通过CFD数值模拟，并按适当比例建立物理模型，优化烟道内导流板和整流罩结构布置，尽可能减小烟气进入第一层催化剂时与垂直方向的夹角，减轻飞灰对催化剂的冲刷，确保SCR脱硝性能。(3)、根据积灰特性，对声波吹灰器严格选型和布置，优化控制逻辑，减轻催化剂堵塞和腐蚀。3.2.7、流场模拟及物理模型脱硝系统的关键是流场的分布，世界上各个厂家对此都花费了大量的精力致力于这方面的研究，目前随着计算机手段的提高，采用数值分析软件来模拟流场分布状况已成为一个重要的辅助设计手段。数值模拟可以有效减少实验次数，对工程设计进行科学指导，我们将利用超算中心的计算平台对脱硝系统的流场情况进行数值模拟，根据我公司自身以及技术支持方的经验，为本项目的设计提供强大的技术支持。下图为常规SCR烟气脱硝项目流场模拟结果。喷氨装置以上2000mm截面第一层催化剂入口界面速度分布（单位：m/s）在本项目中，由于SCR反应器采用分仓式结构，不同于常规的SCR反应器，烟气流场发生了较大的变化。因此，采用流场摸拟能够为结构设计提供强而有力的数据支撑，降低风险，确保烟气流场的均匀性，达到最佳设计效果。3.2.8、催化剂床层阻力根据从往的运行经验，在系统设计合理，吹灰系统运行正常的前提下，脱硝系统阻力变化随时间变化不大，为了保证上述要求，设计过程中必须慎重考虑下列因素：高含尘情况下，催化剂应当采用垂直布置方式，气流由上向下流动，这样烟气可以自动清理催化剂表面，使得催化剂表面积灰不会过厚，孔内径变化不大，总体阻力变化不大，对于粘性较高的灰，可以适当提高烟气流速；催化剂的孔径选择必须合理，防止大颗粒灰搭桥，堵塞催化剂孔，在选择催化剂孔径时，应当考虑灰尘含量，灰的粒径分布等诸多因素；对于高含尘布置方案，烟气中含尘量较高的情况下，必须装设吹灰装置。烟道流速分布必须合理，应当考虑机组的平均负荷率，烟道布置应当避免积灰死角的形成，在无法避免死角的位置应当装设必要的清灰装置。如果上述要求都能够满足，SCR系统阻力随运行时间的延长虽然略有增加，但不会发生明显的变化。3.2.9、SO2/SO3转换率的控制SO2/SO3的转换率与反应器进口的烟气温度、SO2浓度以及烟气流速都有很大的关系。（1）、烟气温度SO2+O2SO3该反应是一个放热反应，并且可逆。当烟气温度升高时，反应平衡向左移，SO3的生成量会减少，所以SO2/SO3转换率会降低。（2）、入口SO2浓度SO2/SO3的转换率随催化剂入口SO2浓度的函数曲线当烟气中SO2和SO3处理一个反应平衡状态时，此时若增加SO2的浓度，O2的浓度保持不变，根据勒夏特列原理，反应平衡会向阻碍SO2浓度增加的方向移动，即反应平衡向右移。此时，SO2的转换率降低，O2的转换率增加，SO3的浓度会上升。因此，当入口SO2浓度增加时，SO2的转换率会降低，但这并不能改变SO3浓度会上升的事实。（3）、烟气流速SO2/SO3的转换率随相对流速的函数曲线通过控制合理的入口烟气温度以及反应器内的烟气流程，可以有效地降低SO2/SO3转换率。3.2.10、防止氨逃逸的措施氨气和三氧化硫反应生成硫酸氢氨。硫酸氢氨在温度180～200℃的环境中呈“鼻涕”状的粘性物，因此烟气中的灰尘容易和硫酸氢氨一块极易粘附于管道和换热面上。为减少脱硝装置运行时对设备的影响，控制硫酸氢氨的生成量就显得尤为重要。生成硫酸氢氨的反应速率主要与温度、烟气中氨气、SO3及水含量有关。对于实际运行机组，烟气中SO3及水的含量无法控制。因此，控制氨的逃逸率的措施主要集中在以下几方面：（1）、正常运行中严格控制氨的喷入量，防止氨气过量而造成氨逃逸，正常情况下应控制氨逃逸率不超过10ppm。（2）、正常运行中脱硝出口氮氧化物排放不能低于120mg/m3,AB两侧偏差不大于15mg/m3。（3）、保持催化剂的活性。SCR脱硝催化剂的寿命一般在3～4年，因此SCR脱硝装置运行一段时间后，催化剂活性会逐渐衰减，脱硝效率将会降低，氨逃逸率将会增加。SCR脱硝装置设计均为2＋1方式，当脱硝效率达不到设计值或不能满足国家环保排放要求时，为确保锅炉的安全运行，就必须对催化剂进行清洗或安装备用层催化剂。（4）、加强脱硝装置CEMS的维护工作，确保脱硝进、出口NOx数据的准确性，为运行人员提供可靠的调整依据。（5）、对每日的耗氨量进行比对，避免有过量喷氨情况。（6）、加强进、出口差压的监视，发现进、出口差压增大时及时减少喷氨量，增加吹灰次数。3.2.11、SCR系统启动、停机说明对于脱硝系统，启动工况是在设计过程中必须慎重考虑的问题：反应器在冷态下启动时，催化剂本身的温度很低，如果此时加氨，则会生成大量硫酸氢氨，并在催化剂孔隙中凝结，大大降低催化剂的活性，如果经常这样运行，就会严重降低催化剂寿命。这样，就需要在冷态启动过程中，对催化剂进行预热。由于整个反应器为钢结构制作，内部设有很多支撑梁等设施，如果温度上升过快，造成内外温差过大，也会导致钢结构的变形，所以预热也是必须的。另外，一旦催化剂温升超过最大允许的温升，催化剂内凝结的水分就会突然蒸发，产生类似爆炸的效果，损坏催化剂结构，如果催化剂内外温差过大，还会产生热应力损伤。根据我公司的经验，为了保护设备，建议催化剂的升温速度不得超过100℃/min，而烟气和催化剂之间的温差不宜超过150℃。一般在启动过程中，当烟气温度低于水露点时，烟气温升将当控制在5℃/min，当烟气温度高于水露点后，烟气温升可以提高到50-60℃/min。对于脱硝系统来说，应当控制每年冷态启动的次数，如果次数过多，就会导致催化剂寿命的缩短，一般控制在10次/年。对于温态启动，热态启动，和极热态启动，只要温度升高的速度不超过60℃/min就是允许的。3.3、余热锅炉从SCR脱硝反应器出来的烟气温度在230-290℃，携带一定热量，具有一定的余热回收价值。设置一套余热锅炉，回收烟气热量，产生一定量的蒸汽，有利于整个系统运行成本的降低。余热锅炉的关键性参数在于锅炉排烟温度以及蒸汽参数的确定：锅炉的排烟温度越低，说明回收的热量越多，产生的效益越明显。但是，在焦炉行业的余热锅炉中，当锅炉设置在脱硝系统后部时，由于氨逃逸、SO2/SO3转化率等各方面因素，较低的排烟温度会导致铵盐沉积并附着在锅炉受热面上，从而堵塞锅炉受热面，影响整个系统的稳定运行（这种堵塞现象在电力行业的SCR脱硝后面的空气预热器上普遍存在）。因此，合理的选择锅炉排烟温度是整个系统能否稳定运行的关键之处。根据现有的焦炉烟气参数，并结合我方以往的工程实践经验，在本方案中，余热锅炉的排烟温度控制在215℃左右，蒸汽压力为1.0Mpa，蒸汽温度为184℃（饱和蒸汽），蒸汽产量约3-5t/h。具体流程见下图：3.3.1、烟气侧流程SCR脱硝反应器出口的烟气温度约230-290℃，经烟气管道引至余热锅炉。进入余热锅炉的烟气经过热管蒸发器，通过热交换，将烟气温度降至215℃左右，再进入后续的脱硫、除尘系统。余热锅炉烟气侧的压力损失≤1000Pa。3.3.2、汽水侧流程厂内提供的除氧水（1.5-2.0MPa）直接送到汽包；汽包通过循环管路与蒸发器连接，通过与烟气换热产生蒸汽，返回到汽包内。汽包内的汽水混合物通过汽水分离，分离后的饱和蒸汽通过蒸汽出口管连续外供，饱和水继续进入蒸汽器，与烟气进行换热。3.3.3、锅炉辅助系统锅炉辅助系统主要包括炉水控制系统、清灰系统以能热工在线监测系统。（1）、炉水控制系统为了保证锅炉的PH在正常范围以内，通过加药系统将NaOH溶液加入汽包，来调节PH值，减少管道及设备的腐蚀。锅炉长时间运行后，汽包上液面水的碱度较高，通过设置在汽包内部的连接排污管将其排出到连续排污扩容器；系统下降管侧及设备的低点处会存在一定的污垢，通过加药系统将Na3PO4溶液加入汽包，去除污垢，并通过设置在设备低点处的定期排污装置，将其排出到定期排污扩容器。（2）、清灰系统由于烟气中含有一定的粉尘，长时间运行后，可能会在蒸发器上附着。在蒸发器两侧设置蒸汽喷管，用于定期清理附着在受热面上的粉尘，以保证受热面表面的清洁，提高传热效率，维护锅炉系统的出力。另外，由于前面脱硝系统氨逃逸等因素，长时间运行后，可能会在锅炉尾部产生铵盐并沉积堵塞锅炉受热面。所以，在尾部受热面两侧壁板上预留有检修孔，当出现堵塞现象时，打开检修孔，通过高压水（厂内现有除氧水）对受热面直接进行冲洗，以确保系统的稳定运行。（3）、热工在线监测系统为了保证余热回收系统的稳定运行，除了配备必要的就地显示仪表外，还需配备带信号传感器的远传仪表，将所有需要监控的参数集中到DCS系统，然后通过DCS编程，并制定合理的自动化控制程序，最终在上位机上显示并具有可操作性。3.3.4、、余热锅炉的基本性能参数序号名称数值单位1进口烟气量120000Nm3/h2进口烟气温度230-290℃3出口烟气温度~215℃4锅炉阻力1000Pa5蒸汽量3-5t/h6蒸汽压力1.0MPa7蒸汽温度184℃3.4、循环流化床（CFB）半干法脱硫系统3.4.1、工艺原理循环流化床（CFB）半干脱硫工艺由吸收剂系统、吸收塔、飞灰循环和输送系统、以及自动控制系统组成，基本工艺流程如下：（1）、经脱硝、余热回收后的焦炉烟气从流化床下部进入吸收塔，通过底部文丘里管的加速，与吸收剂（Na2CO3）在吸收塔内充分混合，SO2、SO3等有害气体与Na2CO3反应，生成Na2SO3和Na2SO4。（2）、工艺水用喷嘴喷入吸收塔下部，以增加烟气湿度降低烟温，使吸收塔内反应温度尽可能接近水露点温度，从而提高脱硫效率。（3）、反应产物由烟气从吸收塔上部携带出去，经布袋除尘器分离，分离下来的固体飞灰经返料斜槽送回吸收塔，飞灰循环量可以根据负荷进行调节。在吸收塔底部文丘里缩径处所形成的高速烟气流与循环飞灰和碳酸钠固体颗粒及工艺水液体雾滴迅速混合，在吸收塔中形成气－固－液三相流。Na2CO3的再循环延长了脱硫反应时间，提高了Na2CO3的利用率。发生的主要反应有：Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2Na2CO3+SO3→Na2SO4+CO2Na2SO3+O2→Na2SO4

本项目脱硫剂采用的是袋装固体碳酸钠（Na2CO3)，只需设立1个储仓，用气力输送装置送入塔内，工艺流程简单。循环流化床（CFB)半干法脱硫工艺的副产品呈干粉状，含水率低，流动性好，适宜采用气力输送装置外送，其化学组成与喷雾干燥工艺的副产品类似，主要成分有飞灰、Na2SO3、Na2SO4以及未反应的吸收剂等。其中Na2SO3和Na2SO4为可溶性酸盐，需做特殊处理。3.4.2、系统组成（1）、吸收塔余热锅炉出来的烟气通过吸收塔入口处的文丘里管加速后进入吸收塔，由雾状冷却水冷却至一定的温度，此温度有利于Na2CO3与SO2进行化学反应，并保证滤袋的热承受能力。工艺水箱出来的冷却水通过工艺水泵送至吸收塔作为烟气冷却水，冷却水经冷却水喷嘴在吸收塔内雾化成水珠后与烟气充分接触。吸收塔出口烟气温度控制为比例控制系统：冷却水流量根据烟气温度自动调节，以使烟气温度降至最合适的温度。在吸收塔的顶部，有相当多的固体会沿着吸收塔壁向下落和流动，残余的飞灰会和烟气一起离开吸收塔进入到布袋除尘器，在此，烟气和飞灰会被分离并进入保温的返料斜槽中。斜槽充当吸收塔中流化床给料的中间储料仓，大多数分离后的飞灰通过返料控制阀和流化气力输送再返回到吸收塔。通过调整飞灰在吸收塔内停留时间来提高污染物去除率和吸收剂的利用率。再循环飞灰总量是依据吸收塔进口和出口间的规则的压力变量和烟气的体积来控制的，例如：流化床的压力损失是个常量。在低负荷状态下，物料摩尔比较低，可不启用飞灰循环系统，即不建立流化床，系统阻力也相对较小。（2）、工艺水系统烟气被完全雾化的工艺水冷却，被雾化的水量必须和设定的工艺温度一致。在吸收塔中，水是通过高压水泵提供的一个高压喷嘴来雾化的。连续喷入水量的控制是通过在回水管中安装一个调节阀来控制的。烟气处理系统的工艺水系统主要由工艺水箱、工艺水泵、流量控制阀、过滤器、阀门、排污装置及其管路系统组成。工艺水箱为1台，工艺水泵2台，一用一备。水箱室外布置，水泵均布置在吸收塔附近。（3）、吸收剂系统碳酸钠储仓上装有必需的设备，例如：仓顶除尘器、料位计、卸料装置等来确保为设备和工艺系统提供适当和安全的给料。脱硫剂为袋装固体碳酸钠，配置一台斗提机用来上料。碳酸钠储仓（30m³）满足锅炉满负荷30天的用量。料仓中的碳酸钠通过气动阀进入卸料中间仓中，中间仓配有流化卸料装置。然后通过旋转给料器（采用变频控制），采用稀相气力输送方式输送至吸收塔中。碳酸钠的喷入量通过净烟气中的SO2浓度及烟气量进行控制。碳酸钠储存与喷射系统在DCS系统中进行控制监视。（4）、飞灰循环及输送系统为提高吸收剂（Na2CO3）的利用率及脱硫效率，保证系统正常运行，本设计中设有飞灰循环系统。布袋除尘器灰斗中的灰分两部分输送：一部分为循环灰，与烟气充分混合继续参加反应，循环利用；另一部分为外排灰，经返料斜槽进入飞灰中间储仓，再经由仓泵输送至集中灰仓。返料斜槽的流化空气由罗茨风机提供。布袋除尘器分离下来的飞灰进入保温的返料斜槽中。斜槽充当吸收塔中流化床给料的中间储料仓，大多数分离后的灰渣通过返料控制阀和流化气力输送再返回到反应器。在返料控制阀的前面安装1台旋转给料机，返料斜槽中的终产物由此排入产物中间仓。吸收塔能够处理来自锅炉的各种类型的飞灰而且不会导致堵塞。一旦引风机突然断电，则吸收塔中的颗粒物将落入吸收塔底部的灰斗中。在此情况下，或者运行时也将有一小部分飞灰从吸收塔中沉淀落入吸收塔底部灰斗中，安装在灰斗上的料位计报警，该部分飞灰也通过底部卸料装置定期人工收集。产物中间仓下设置一套仓泵系统。混合在中间产物仓的飞灰采用浓相气力输送的方式送至集中灰仓。3.4.3、CFB脱硫系统的基本性能参数序号项目单位数值1入口烟气量Nm³/h1200002入口烟气温度℃~2153入口SO2浓度mg/Nm32004入口烟尘浓度mg/Nm3305出口SO2浓度mg/Nm3≤306出口烟气温度℃~1707吸收塔直径m4.18系统阻力Pa~8009Na2CO3/SO2mol/mol~1.0610Na2CO3耗量kg/h4211SO2脱除量kg/h20.43.5、布袋除尘器经CFB脱硫系统后的烟气进入除尘器，烟气中的粉尘是否能够被高效拦截，以达到粉尘的排放指标，除尘器的选型至关重要。CFB脱硫系统出口烟气的粉尘含量大，含H2O量大，且具有一定的腐蚀性。在焦炉烟气脱硫脱硝领域，旋风除尘器很难满足现有的环保排放指标；静电除尘器一次投资比较大，占地面积大（焦炉烟气治理大部分为改造项目，场地有限），运行费用高，且具有二次扬尘问题；布袋除尘器除尘效率高，一般可达99%以上，对粉尘的适应性强，入口粉尘浓度的波动对除尘效率影响不大。综上所述，选择长袋低压脉冲式除尘器，能够适应CFB脱硫系统出口烟气粉尘的特性，达到粉尘排放要求。3.5.1、工作原理含尘烟气从除尘器的进风口进入烟气进风通道，通过灰斗进入过滤室下部，在此处大颗粒粉尘预先沉降落入灰斗，较细的粉尘向上进入过滤室吸附拦截在滤袋外表面，干净气体透过滤袋进入净气室并经各离线阀进入出风通道由风机排入大气。随着过滤工作的进行，当滤袋表面的粉尘不断增加，导致除尘器阻力上升，由清灰控制装置按压差设定值或时间设定值，压缩空气从气流分配器按顺序经脉冲阀和喷吹管上的喷嘴向布袋喷射，喷吹时滤袋内的压力急速上升，使滤袋迅速向外膨胀，当袋壁膨胀到极限位置时，很大的张力使其受到强烈的冲击振动并获得最大反向加速度，从而开始向内收缩，附着在滤袋表面的粉尘层不受张力作用，由于惯性力的作用而从滤袋上脱落沉降至灰斗，同理清除其他滤袋上的积灰。灰斗中的粉尘由输灰设备排出。3.5.2、除尘器的特点（1）、设有均风沉降段，烟气通过进风通道直接进入均风沉降段，使大颗粒的粉尘未接触滤袋就首先沉降，避免大颗粒粉尘对滤袋的直接冲刷，使各滤袋的过滤粉尘的负荷减小，延长滤袋使用寿命。（2）、除尘器进、出口及风道进行优化设计，烟气在灰斗上部直接进入过滤室，净气室进出风通道采用蝶阀形式改善了气流形式，降低了气流在各个进、出口的流速，降低了除尘器结构阻损。（4）、除尘器过滤风速低，可实行在线清灰；若采用离线清灰，由于频繁的开关离线阀，会对前面CFB脱硫系统的床压造成影响，影响脱硫系统的稳定性。但依然设置离线阀，用于离线检修及更换布袋。（5）、脉冲清灰气体经除油、水、杂质处理，杜绝气体中的油、水进入除尘器，避免滤袋结露，能清除布袋上的积灰。（6）、脉冲气体喷吹管方向在精度上严格控制，避免喷吹时损坏布袋。（7）、使用低压、高效、长寿命膜片电磁脉冲阀，减少除尘器的维护并保证良好的清灰效果。（8）、喷吹管的喷吹嘴采用非等口径及类似文氏管流线型设计和加工手段，使喷吹管上的每个喷吹嘴的出气量相当，流线型设计使气体动力性能好，脉冲气流更有效的带入大量气体进入滤袋，清灰效果好。（9）、采用DCS控制脉冲清灰程序，实现自动定时或定压脉冲清灰，清灰程序稳定可靠，使除尘器阻力长期稳定。（10）、根据除尘器的使用条件选用不同材质的滤袋，保证除尘器满足使用单位的条件。（11）、小单元净气室轮流清灰形式，单个净气室在线（也可选择离线）清灰、离线检修均对除尘器无影响，离线实现了清洁更换滤袋。（12）、小单元分室清灰，每一单元室较小，一般约占整个除尘器过滤面积少,离线过滤风速与在线过滤风速变化不大，对除尘器阻力的波动影响较小。（13）、针对除尘器使用特点，设置了除尘器进口温度、除尘器运行压差、脉冲气体压力、脉冲气体温度、料位、运行设备故障检测等先进的在线检测、监控设备。（14）、除尘器过滤室箱体板采用压型板，压型板工厂化生产，耐压强度大，外形美观。（15）、除尘器花板采用布袋花板孔采用激光切割加工完成，一次成型，花板孔光滑无毛刺，花板表面变形小，平面度好，保证花板口和滤袋之间紧密结合，防止粉尘透过。3.5.3、除尘器关键部件技术（1）、除尘器本体（过滤室）箱板除尘器过滤室箱体板采用压型板组装形式，压型板工厂化生产，耐压强度大，生产过程中产品精度和质量全程控制，运输安装方便，外形美观。（2）、花板除尘器的花板作为除尘器净气室和过滤室的分隔，用于悬挂滤袋组件，同时将作为除尘器滤袋组件的检修平台。滤袋采用纵横直列的矩阵布置方式，合理地利用了矩形的箱体空间。合理的滤袋中心距保证了含尘气体在滤袋间气流的抬升空间，同是避免了滤袋晃动可能产生的碰撞。布袋花板孔采用专用冲压模具冷压加工完成，一次成型，花板孔光滑无毛刺，花板表面平整，平面度偏差不大于3/1000，对角线长度误差不大于3mm，花板孔中心偏差＜1.0mm。采用精密工艺加工的花板和高精度定位的喷吹管保证了喷吹嘴轴线和滤袋组件辆线的重合，从而保证了整套喷吹清灰系统的可靠、有效。滤袋采用弹性涨圈固定在花板上，确保无泄漏，拆装方便；滤袋骨架支撑在花板上，不设压紧装置，方便抽出框架更换滤袋。（3）、滤袋、框架滤袋框架采用微机控制的多点焊接生产线制作。框架的纵筋和支撑环分布均匀，焊接过程分为：加压、预热、焊接、缓冷、成型、卸压等工艺，自动按序完成。确保框架碰焊后光滑、无毛刺，并且有足够的强度，无脱焊、虚焊和漏焊现象。框架20#碳钢，进行酸洗、涂油机硅处理，提高使用寿命，对滤袋的磨损少，拆卸方便，刚度高，寿命长。滤料质量直接影响除尘器的除尘效率，滤袋的寿命又直接影响到除尘器的运行费用。滤袋材质根据烟气的粉尘、温度、含酸碱、含氧量、含水量等条件选取滤料。此项目烟气温度正常情况下在170℃，含氧量7-11%，故选用PPS覆膜滤料。（4）、除尘器净气室仓盖除尘器顶盖采用工厂生产的剪冲密封顶盖，确保变形小、密封效果好，顶盖设隔热保温夹层，仓盖重量、大小适合人工开启。方便日常维护。（5）、离线阀离线阀采用气动快开蝶阀形式，动作简单、迅速、可靠避，避免传动故障率高所引起的麻烦。可实现布袋除尘器在线检修和更换布袋。（6）、脉冲阀脉冲阀选用3”低压快速淹没式脉冲阀，其阻力小，启闭迅速，脉冲宽度大，喷吹压力适应范围大，脉冲阀膜片使用寿命长。（7）、喷吹管清灰用的喷吹管用无缝管，借助校直机进行直线度校正。喷嘴与喷吹管的焊接采用了工装模具，二氧化碳保护焊接，减少变形。喷吹管借助固定装置安装在花板上部，保证了喷吹管与花板中心的同心度。喷嘴采用非等口径及类似文氏管流线型设计和加工手段（模具拉压翻边而成），使每根喷吹管上的每个喷吹嘴的出气量相当，流线型设计使气体动力性能好，保证脉冲气流射流能量大带入大量气体进入滤袋，清灰效果好。3.5.4、布袋除尘器基本性能参数序号名称单位数值1除尘器入口烟气量m3/h2000002除尘器入口烟气温度℃~1703过滤风速m/min0.9034过滤面积m236915出口粉尘浓度mg/Nm3≤156滤袋材质-PPS覆膜滤料7滤袋数量条12248滤袋规格mm×mmΦ160x60009框架数量个122410框架规格mm×mmΦ155x598011脉冲阀规格3”淹没式12脉冲阀数量个16013除尘器阻力Pa≤15003.6、引风机系统本项目实施以前，焦炉大烟道的烟气主要依靠热烟囱的拔力，将焦炉中的烟气抽出排放。新建脱硫脱硝除尘系统后，增加了SCR脱硝系统、余热锅炉、CFB脱硫系统、布袋除尘器以及相应的管路、阀门等，整个系统的阻力大大增加，仅靠烟囱的拔力是不足以确保焦炉烟气的排放；因此，需增加引风机，为整个系统提供动力，克服烟气阻力，实现净化处理后烟气的顺利排放。具体风机参数见下表：序号名称数值单位备注1风机数量1套2风机风量210000m3/h工况风量3风机全压5500Pa4工作温度≤220℃5电机功率450kw变频调速6电机转速960r/min4、工艺技术特点我方在系统装备的选型和布置时，充分考虑了现场条件和焦炉的工作制式，按照“安全、稳定、高效、集成”的原则，主要工序均考虑到在线检修功能，确保焦炉常年不间断稳定运行。4.1、中温SCR脱硝系统（1）、SCR脱硝反应器采用分仓室独立结构，在各个独立通道进、出口均设置阀门门，可实现催化剂的在线检修及更换。（2）、配套热风炉系统，一方面可对催化剂进行分仓在线热解析；另一方面当焦炉烟气温度过低时，可稳定脱硝进口的烟气温度。（3）、SCR脱硝反应器设置吹灰系统，根据需要定期对各个催化剂床层进行清灰，减少系统运行阻力，确保催化剂反应活性。4.2、余热锅炉（1）、能够回收焦炉烟气携带的大量显热，产生蒸汽，具有非常可观的经济效益。（2）、降低烟气温度，为后面的脱硫系统创造良好的反应环境。（3）、当焦炉烟气温度产生剧烈波动时，通过余热锅炉，可以“消峰填谷”，稳定进入脱硫系统的烟气温度，确保脱硫系统的正常运行。（4）、采用热管式余热锅炉，实现烟气与汽水的完全隔离，杜绝因漏水、爆管等突发状态对整个系统安全运行的影响。（3）、锅炉排烟温度控制在215℃左右，可有效缓解因铵盐沉积造成锅炉受热面堵塞的现象。（5）、在换热器侧壁预留检修孔，可利用高压水定期对锅炉受热面进行冲洗。4.3、循环流化床（CFB）半干法脱硫系统（1）、脱硫效率高：采用Na2CO3脱硫剂，在摩尔比为1.05～1.1时，脱硫效率可达90%以上，可与湿法脱硫工艺相媲美；（2）、工程投资费用、运行费用和脱硫成本较低，为湿法工艺的50%～70%。（3）、工艺流程简单，系统设备少，仅为湿法工艺的40%～50%，且转动部件少，从而提高了系统的可靠性，降低了维护和检修费用；（4）、占地面积小，且系统布置灵活，非常适合场地紧缺的改造项目。（5）、水、电等能源介质消耗量低。（6）、系统温降小，且方便调节，实现了焦炉烟囱热备的需求。（7）、对系统负荷变化的适用性强，负荷跟踪特性好，启停方便。（8）、无脱硫废水排放，且脱硫副产品呈干态，便于输送及集中处理。（9）、在其他行业（垃圾电厂）已有10多年的运行经验，工艺成熟、可靠。4.4、布袋除尘器（1）、除尘器每个仓室均设置离线阀，可实现除尘器分仓室的离线检修及布袋更换。（2）、除尘灰进入脱硫的循环灰系统，仅有少量脱硫灰外排。（3）、全套系统的卸灰基于一点，减少二次粉尘的运输污染，集中灰仓采用围封建筑和无扬尘卸灰机，可有效避免二次扬尘。4.5、引风机引风机是本套系统的主要动力来源，引风机与炉压采用联锁控制，通过控制风机频率（或风门）灵活调节炉压，确保焦炉的生产和安全。同时，风机还与烟道总阀联锁，正常运行时，系统进、出口的阀门开启，地下烟道的阀门关闭，焦炉烟气进入系统进行脱硫脱硝余热回收除尘处理后，通过引风机再返送回地下烟道，从原烟囱排放。当引风机出现故障或停电时，通过联锁控制，瞬间打开地下烟道的快开阀门门，将焦炉烟气直接从烟囱排放，确保焦炉的正常安全生产。4.6、液氨站安全设施及措施（1）、液氨站内设置有效服务半径的冲淋洗眼设备，以便于发生意外时的应急冲洗。（2）、液氨站内设置有毒气体检测报警装置。（3）、液氨的接卸采用一套金属接卸臂，可实现密闭接卸。（4）、在接卸区和氨压缩机房内气化工段各设置有一套水喷淋系统，并与有毒气体检测报警联锁，当有毒气体的量达到25ppm就报警，有毒气体的量达到50ppm时就开启喷淋进水阀进行喷淋。含氨废水经专门管线收集后去废水池。（5）、液氨站的储罐、氨压缩机、气化器上均设置有安全阀，超压泄放的氨通过专门泄放管线经氨吸收罐吸收后直接排空。（6）、液氨站在接卸区、氨压缩机房及储罐区均设置有专门的废水收集管线，并集中于废水池中，由专门的废水泵输送至厂区三废处理。（7）、液氨站采用DCS自动控制系统。其中包括：储罐区：(a)储罐上设置一套远传液位计用于液位远程报警，一套远传液位计用于指示。利用液位高位报警，并设置液位与氨压缩机及进料阀联锁，一旦液位超过储存系数为0.85时的液位就报警，液位超过储存系数为0.9时的液位时联锁停氨压缩机及关闭进料阀。(b)储罐上设置一套现场温度计用于现场指示以及一套远传液位计用于远传指示。(c)储罐上设置一套现场压力表用于现场指示以及一套远传压力表用于压力远传报警，并设置了压力与喷淋进水阀联锁，一旦压力超过了1.5MPa就报警，压力超过1.6MPa就联锁打开喷淋降温进水阀。气化器：(a)气化器的液位与进氨阀联锁，保证气化器中的液氨液位在0.3m~0.35m间，液位低于0.3m即报警，液位高于0.35m即报警同时关闭进氨阀；(b)气化器的温度与进氨阀及蒸汽阀联锁，通过调节蒸汽进气量控制气化器的温度控制在41℃~60℃间，温度低于41℃时即报警同时关闭进氨阀，温度高于60℃就报警；(c)气化器出口设置高低压远传报警。氨气缓冲罐：氨气总管上设置了高低压远传报警，且压力与喷淋的进水阀联锁，一旦压力超过了0.6Mpa就报警。（8）、液氨站内设置有风向标。（9）、站区内设置了废水池，生产过程当中产生的废水收集至废水池，再由废水总管输送至厂区的工业废水存放池处理，前15分钟雨水及可能事故产生的污水进入废水池处理。废水由废水泵根据液位自动控制送入全厂污水池处理。5、电气与自动化5.1、总则该项目电气控制根据工艺设备流程划分，主要由几个子系统及公辅配电系统组成，具体如下：中温SCR脱硝系统余热锅炉CFB半干法脱硫系统布袋除尘系统风机、管网系统5.2、供电电源（1）、本项目高压系统供电电源引自110kV焦化二站下设6kV站，焦化二站6kV供电系统为中性点经消弧线圈接地系统。（2）、本项目低压系统供电电源视项目负荷情况而定，若项目计算负荷<400kW，可引自焦化二站下设6/0.4kV变电所；若项目计算负荷≥400kW，则必须单独设置6/0.4kV变电所，所需6kV高压电源仍引自焦化二站下设6kV站。变压器采用Dyn11节能型环氧树脂浇注式干式变压器，与低压配电柜布置在一起。（3）、低压变电所或低压配电所采用双电源供电的单母分段接线方式，低压配电系统的接地形式采用TN-S。（4）、低压配电装置采用交流操作电源，两段进线开关交流操作电源要求相互交叉使用，即I段操作电源引自II段，II段操作电源引自I段。（5）、低压变电所或低压配电所无功补偿装置采用变配电所就地补偿，要求补偿后的功率因数达到0.92以上。（6）、低压进线开关、段联处安装多功能计量表计，可显示三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等数据。（7）、低压进线开关安装防浪涌保护装置。5.3、设计原则（1）、55kW及以上低压电动机采用软启动方式，55kW以下低压电机采用直接启动方式。（2）、电动机就地控制、监视及保护当为就地控制时，在机旁设置起、停按钮。当为两地控制时，控制室由DCS自动控制电机的开与停；机旁装设起、停按钮和手动/自动选择开关，根据工艺要求确认是否装设故障指示灯及紧急停车按钮，起、停按钮与指示灯应上下对应，不能交叉排列，急停按钮应采用蘑菇按钮，并设半圆形防护罩。37kW及以上电动机或在工艺要求中需要监视电流的电动机，在机旁装设4—20mA电流表。现场就地控制设备上的按钮和信号灯的颜色：红色表示停止（停机或断电）；绿色表示运行（起动或通电）；黄色表示故障。低压电动机采用塑壳断路器作为短路保护设备，采用热继电器作为过载保护设备，不采用智能综合保护器。（3）、高、低压配电室及控制室设计要求低压配电所设置有低压变频器设备时，安装2台大功率柜机电空调（格力或海尔），一用一备。低压配电所应设置2台事故排风机（轴流风机）。控制室地面采用防静电活动地板（瓷釉面），地板下方电缆需敷设桥架；高、低压配电室地面采用铺设瓷砖，配电柜前后分别铺设1米左右宽的绝缘胶皮。高、低压配电室及控制室按规范要求配置消防器材。高、低压配电室、控制室的照明采用LED光源，厂家选择海洋王或者深圳通用。（4）、低压配电柜内电气元器件设计时均按标准规定再放大一级规格进行设计。（5）、高压变频器室设计要求脱硫脱硝装置主风机采用高压变频控制，变频器采用ABPowerFlex7000或ABBACS2000/5000系列产品，变频器内部电路板均增加防腐涂层，且每台变频器均配置一套后台监控系统。在变频控制、手动工频旁路方案基础上，增加变频器本体故障时自动切工频旁路运行功能，可实现手/自动切旁路切换，高压变频器室内要配置配套的5面电气高压开关柜（站变柜、进线柜、工频柜、变频柜、变频隔离柜）、直流屏等电气设备。高压开关柜采用KYN28A-12型。所有二次控制回路、合闸回路以及电压二次回路保险全部采用同等容量的小空开，采用西门子或ABB品牌。高压断路器采用施耐德宝光产品，额定电流均为1250A，额定开断电流均为31.5kA。综保装置与原6kV站后台监控系统配套选择，采用南瑞继保或国电南自最新产品。智能操控装置带高压带电功能及无线测温功能（无线测温传感器采用自感应取电型）。电流互感器配置采用两相式CT，至少两绕组，测量绕组准确级0.5级，保护绕组准确级为5P20。所用变柜配置1台50KVA的干式变压器，至少3个分接头档位。仪表采用江阴斯菲尔多功能表，至少2路4—20mA电流输出，其中1路可送至现场操作柱，另1路可送至DCS系统。高压开关柜动静触头使用全铜镀镍材质。直流屏采用50AH，DC220V直流屏蓄电池采用美国索润森，充电模块采用艾默生Emerson，小空开采用西门子或ABB品牌，设绝缘监察，可监测每块蓄电池电压，蓄电池需编号，出口监测线配置熔断器。变频器室安装2台大功率柜机电空调（格力或海尔），一用一备。变频器室采用全密封环境设计，不设窗户，采用安全防盗门并保证密封良好，门外加盖隔离小间，隔离小间门为独立防盗门，隔离小间内安装水龙头及水池（做好上下水）并设计一台工具柜，房顶做好防水并设计落水管。负责完成高压变频器室内高压电气设备综保装置信息与焦化原有6kV系统站内后台监控系统通讯连接与调试工作，并负责提供完成通讯联接所需的全部附件（含交换机、通讯网线、通讯光缆等），负责配合完成与焦化原有电气调度系统的连接、调试。在高压变频器安装前为业主提供5人免费培训（培训费用及食宿费用包含在报价内）。培训内容包括变频器介绍、变频器的操作、参数设置、维护和故障分析等。培训地点为变频器厂家。承包方应提供同型号的变频器供业主培训人员进行调试。（6）、低压变频器全部设工频旁路系统。（7）、电缆设计原则高、低压电力电缆采用阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆。控制电缆全部采用阻燃屏蔽电缆。进出计算机系统的电缆全部采用阻燃双绞屏蔽计算机电缆。低压电机采用4芯动力电缆供电。（8）、电缆桥架全部采用铝合金桥架，厚度不小于2.5mm，规格数量满足要求。（9）、现场操作柱使用不锈钢材质，另加防雨罩，防护等级IP54。（10）、低压配电柜采用GCK型0.4kV抽屉式低压柜。（11）、低压进线柜、低压母联断路器均采用施耐德或ABB系列产品，断路器本体不配置控制保护单元，控制保护单元另外采用南瑞低压综保装置。（12）、低压塑壳式断路器、接触器、热继电器采用施耐德或常熟系列产品。（13）、低压小空开采用西门子或ABB产品。（14）、低压变频器、软启动器采用ABB或施耐德产品。（15）、干式变压器温控器及温度保护采用一体式、高可靠性产品。（16）、脱硫脱硝用烟道挡板门设计时需保证在系统失电情况下，能够迅速打开。（17）、项目配套中、小型电动机采用YE3系列超高效节能电机。高压电动机采用YX3系列高效节能电机。5.4、监控与气体报警5.4.1、视频监控系统在1#、4#、5#焦炉烟道气脱硫脱硝项目分别设置工业视频监控摄像头，视频信号送至本项目控制室，一个项目设置液晶监视器1台。要求采用不低于400万像素网络高清摄像头，工业电视系统全部采用数字化技术，整个监控系统采用H265编码技术，便于和其他监控系统互联。录像硬盘容量要求2T及以上，品牌采用海康威视。5.4.2、可燃、有毒气体检测报警系统在1#、4#、5#焦炉烟道气脱硫脱硝装置附近设置氨气探测器，报警信号送至本项目控制系统。可燃、有毒气体检测采用标准的4-20mA模拟量信号，全部通过该控制系统机架和卡件直接进入仪表主控系统。可燃、有毒气体探头推荐深圳特安、深圳索富通等国内知名品牌。报警区域内设置声光报警装置。5.5、仪表自动化为确保生产过程安全稳定地运行，提高控制与管理水平，发挥各装置的最大经济效益，提高劳动生产率，考虑到建设单位的具体情况，采用现场仪表与控制系统结合的测控方案。工艺过程操作所需的参数均引进控制系统，并视其重要程度分别进行调节、报警、联锁、记录及显示。根据《用能单位能源计量器具配备和管理通则》设计计量仪表参与经济核算，均设积算功能。设置CEMS在线检测系统，监测温度、压力、流量、SO2浓度、NOx浓度、O2浓度、湿度、粉尘浓度等。设置氨气在线监测系统，监测氨气浓度等。5.5.1、主要设备选型（1）、一次仪表选型及安装：仪表选型在满足工艺过程检测及控制功能的前提下，选用技术先进、质量可靠、便于维修且具有合理性能价格比的仪表设备。变送器选用技术先进、精度高、稳定性好的二线制智能变送器；热电阻、热电偶、双金属温度计加保护套管；测量导电液体，选用电磁流量计为主，小管径选用金属管转子流量计；测量空气、氮气、蒸汽用节流式流量计；安装在地面上的设备（各类池、井等）、地下放空槽采用超声波液位计；测量常压容器的液位时，选用单法兰液位变送器，测量有压容器的液位时，选用双法兰液位变送器；整个测量及控制回路的设计安装应符合防爆规范，进出仪表、仪表保护箱、电缆桥架、保护管使用相应的防爆接头、挠性管等，现场无线缆裸露缺保护现象。（2）、二次仪表及辅助仪表选型：本工程中无常规二次表，所有信号进控制系统。5.5.2、仪表设备材料在特殊环境及测量特殊介质时采用的措施根据工艺防爆区域的划分，处于易燃、易爆场所的仪表，按设计规定选用与危险场所等级相应的防爆型仪表。对于直接接触强腐蚀介质的仪表，在选型时要考虑其材质的抗腐蚀性。为了保障仪表检测过程的正常进行，延长仪表使用寿命，本设计中户外安装的现场仪表防护等级不低于IP65，室内安装的现场仪表防护等级不低于IP54。重要仪表阀门根据工艺需求带阀门反馈实时传入到控制系统在上位机显示，所有自控阀门根据工艺需求在失电或气源异常时或其他紧急情况下，阀门处于合适位置使工艺处于安全状态。根据气候环境及工艺仪表测量需求按照国家规范配置仪表伴热，优先选择电伴热，电伴热不可用处选择蒸汽伴热，电伴热要求由总空开、单个仪表分空开两级控制，蒸汽伴热要求由总伴热阀门、单个仪表伴热阀门两级控制。仪表保温（保护）箱、电缆桥架等选用耐腐蚀产品。电缆桥架采用铝合金材质，厚度不小于2.5mm主要材料的选型：控制电缆采用阻燃ZR-KVVP系列或ZR-DJYPVP系列铜丝分屏+总屏屏蔽控制电缆。仪表箱采用玻璃钢材质、颜色为深绿色。仪表辅材采用不锈钢材质。如取压阀、导压管、温度凸台等。5.5.3、设计范围控制系统的设计范围包括：焦炉烟道气脱硫脱硝净化系统以及相应的共用辅助设施的生产过程控制，以及与原有焦炉生产系统连接交换数据所产生的改造部分。生产过程控制系统构成生产过程控制系统由生产过程基础级控制系统组成。生产过程基础级控制系统由现场控制站、工程师站、操作员站和附属设备等构成。生产过程基础级控制控制系统的设计原则控制模式：采用集中控制模式。管理模式：采用生产过程集中监控的管理模式。生产过程控制系统技术装备水平控制系统采用技术先进、成熟的国际知名品牌产品，同时在国内焦化行业具有良好的使用业绩并能提供完善的售后服务的产品。控制系统配置序号控制室/机柜间控制系统主要设备备注工程师站/操作员站操作员站冗余DCS打印机控制室1本项目控制室焦炉烟道气脱硫脱硝装置控制系统1套1套1套机柜间1焦炉烟道气脱硫脱硝装置配电室焦炉烟道气脱硫脱硝装置控制系统1套5.5.4、系统接口控制系统提供OPC开放式数据接口，用于与生产过程管理系统数据通讯。本控制系统负责各设备成套控制系统之间的通讯及整个控制系统与焦炉控制室之间的通讯。本项目与其他控制系统到的数据交换采用硬接线方式。新建项目到原有焦炉控制室电缆由承包方负责。新建项目到原有焦炉控制室桥架可利用旧桥架，需要建设新桥架由业主负责。原有焦炉控制室因数据交换新增卡件、继电器等辅材及工程、软件组态，由业主负责。交换信号类型及数量清单请承包方以书面形式随初步设计提交给业主确认。5.5.5、控制系统功能规格（1）、硬件功能及规格：控制系统由现场控制站、工程师站、操作员站和附属设备等构成。现场控制站(PLC/DCS)：为方便与焦炉原有控制系统信号互相连接，系统选用霍尼韦尔PlantCruiseC300系列产品或者横河CENTUMVP系列产品，包括冗余CPU模块；冗余电源模块；冗余通讯模块；I/O模块，单CPU内存能力应有40%~60%余量，DI/DO模块输入信号220VAC/24VDC，AI/AO模块输入信号4~20mA，所有I/O模块考虑20%的备用量，所有模件带防腐涂层，所有DI/DO信号经隔离继电器后进入I/O卡件。控制盘柜：保护等级IP-40，控制盘柜应考虑20%扩展能力，控制盘柜配置照明、风扇、维护电源插座等附件。计算机(ES/OS)：DELL主流工作站Precision系列；Gigabit-Ethernetport；DVD-R/W；22"TFT显示器。带五年质保，主机操作系统为Win7或以上系统。打印机：HP激光打印机A4/A3，配置网络接口。网络互联设备：采用工业级产品。交换机为千兆交换机，建议选择国际主流品牌优选台湾研华。要求冗余交换机配套冗余通讯。控制用继电器使用可强制、带灯显示功能，（2）、软件功能描述控制功能：控制系统能够完成连续调节控制、联锁逻辑控制、手动操作控制和由标准算法或用户程序组合而成的自动顺序控制。监视功能：每个操作员站都可以通过字符和图像信息显示系统各设备、装置、区域的运行状态以及全部参数变量的状态，测量值、设定值、控制方式（手动/自动状态），高低报警等信息，采用可变化的颜色、图形、闪烁表示过程变量的不同状态。维护人员通过显示画面实现对整个系统运行过程的监视。每幅画面都能显示过程变量的实时数据和运行设备的状态。操作功能：在操作员站上可实现对整个系统运行的操作，包括功能组操作、细节操作、标准画面操作、趋势操作、棒状图操作、流程图操作、报警操作等。报警功能：系统可以报告当前所有过程参数报警和系统故障报警，并按报警的时间顺序从最新发生的报警开始排起，采用闪光、颜色变化等手段，区分出报警优先级别、未经确认的报警和已经确认的报警。报警内容包括：报警时间、过程变量名、过程变量说明、过程变量的当前值、报警设定值、过程变量的工程单位和报警优先级别等信息。联锁功能：所有联锁跳车测点信号条件一般设置为3个，最低条件不得低于2个测点。报表功能：按照预先定义的格式生成各种生产报表一般包括班报、日报、月报。打印功能：利用网络打印机打印出各种参数的指示值、记录值及班报日报等数据报表。历史数据的存储和检索功能：系统能报警、连锁、操作指令的变化等事件及其日期、时间作为历史数据进行储存和检索。自诊断及容错功能：控制系统具有完整的自诊断系统，并在操作站/工程师站上显示自诊断状态和结果。自诊断系统包括全面的离线和在线诊断软件。5.5.6、控制室设计焦炉烟道气脱硫脱硝控制系统监控站设置独立中控室，控制系统机柜与本项目电气配电室分开设置。控制室照明灯分一二段分别供电。控制室配置双工业空调，要求空调耐腐，两台空调要求一二段电分别供电。控制室地板要求使用陶瓷防静电活动地板。地板下电缆走桥架。5.5.7、系统电源设计自控部分的UPS配置2套，总容量为10KVA*2，单台投用备用40%以上，单台投用后备45min以上，要求AC380V输入AC220V输出，建议选用梅兰日兰或APC品牌；电池采用索润森或阳光品牌2套UPS上端配置双电源断路器（AC380V），含双电源开关，推荐施耐德、ABB同档次品牌。控制系统以外仪表及其他设备用电（包括直流、交流电源）需单独供电，不得与控制系统共用。空开选用西门子、施耐德空开。控制系统用直流电源必须采用DC24V电源完全冗余供电，配24V电源冗余模件，建议采用西门子品牌。系统接地设计及防雷措施控制室及机柜间设等电位连接网络。控制室内设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器（SPD）接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。控制系统的交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地应与控制室的防雷接地共用一组接地装置，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。5.5.8、系统通讯线路的选型、敷设方式及抗干扰措施控制系统的通讯线路选用系统专用的工业级产品，控制室内采用电缆或光缆传输介质，控制室外采用光缆传输介质。线路的抗干扰措施：采用通讯光缆或带屏蔽层的专用电缆作为传输介质。仪表用空气气源有专用储气罐稳压、排水。气源管线采用不锈钢材质。6、土建、通风和给水排水部分6.1、总则本部分论述的是整个焦炉烟气脱硫脱硝系统实施需投标方负责设计范围内土建工程的技术规范，除此之外，还必须考虑本章中没有明确指出，但可能存在的与其它章节的冲突。土建部分脱硫区所有建（构）筑物建筑和结构、室内外地下设施、道路、地基处理、设备基础、建（构）筑物基础均由投标方负责设计和施工。建（构）筑物的金属护板采用彩色压型钢板，厚度为0.5mm。建（构）筑物的装修标准由投标方提出方案，装修标准及色彩由招标方确定。土建工程设计执行国家及行业最新实行或将要实行的相关规范、规程和规定。投标方涉及的土建项目工作所必需的场地资料数据由招标方提供，包括：工程地质资料邻近建筑物资料投标方对所有工程中的结构部分提出完整的设计计算书、施工详图及材料规范，提供土建设计资质证书。脱硫脱硝系统区域主要建（构）筑物：电气控制综合室SCR脱硝反应器CFB脱硫吸收塔布袋除尘器余热锅炉风机基础烟道及支架、管线支架楼梯脱硫脱硝系统内其它必需的建（构）筑物6.2、技术要求（1）土建结构设计应遵循：国家最新实行的或将要实行的有关标准、规范和规定。现行的行业标准（2）土建设计执行的主要规范参见第“3.1、设计原则及标准”。6.3、材料所有钢筋混凝土结构构件混凝土等级不应低于C30。所有地下沟、坑、池的混凝土等级不应低于C25，防水混凝土抗渗等级不低于S6。设备基础、基础和承台的混凝土等级不低于C25。设备基础二次灌浆应采用抗收缩混凝土灌浆料。6.4、建筑物的结构型式烟气处理综合楼采用钢筋混凝土结构。烟道支架、管道支架宜采用混凝土结构为宜。SCR反应器、余热锅炉、CFB脱硫塔、余热锅炉、布袋除尘器采用钢结构。沟道、坑和池有防腐要求的应采用防腐措施。6.5、建（构）筑物基础及其地基处理设备基础采用砼基础，基础按计算确定是否配筋；大体积砼基础应配筋，防止出现温度裂缝。对振动设备，应遵守《动力设备基础规范》和《火力发电厂土建结构设计技术规定》（DL5022-2012）的要求，应与周围的楼板分开，形成一个独立的结构，并与建筑物的基础分开，或采取有效隔振措施，脱硫脱硝系统区建（构）筑物的地基处理应根据上部荷载和地质资料可采用天然地基、碎石土垫层、或Φ600灌注桩。建（构）筑物应按规范设置沉降观测标，施工期间应进行观测。6.6、建筑部分建筑应与主厂房等其他建筑群体相协调。建筑设计应配合工艺解决好建筑内部通道、防火、防爆、防水、防噪声、保温隔热、采光、通风和生活卫生设施等方面的问题。设计准则：（1）各建筑物主要疏散楼梯应采用钢筋混凝土梯段及平台，楼梯踏步均应带有防滑突缘，扶手应沿墙壁及楼梯梁设置，室内楼梯的宽度不得小于1200mm，并能从地面一直通向各楼层直至屋面。楼梯扶手为1.20米高直径不小于50mm的不锈钢管，立杆直径不小于32mm的不锈钢管。室外事故疏散梯可采用钢梯，其宽度不得小于900mm，各楼层出入口平台应为混凝土平台。钢梯的倾角不大于45°，不允许采用直爬梯。（2）楼面的所有洞口和平台的四周均设置带护沿和围栏，护沿高度不低于100，扶手、栏杆的高度为1.2米，吊物孔四周，扶手应采用钢扶手，扶手直径不小于50mm，立杆直径不小于32mm。所有钢平台、通道的扶梯要防止腐蚀和锈蚀，其表层要求镀锌。（3）所有楼层的吊装孔的四周都应提供活动栏杆。孔处均应用格栅遮盖。（6）人行通道在管道、风道及其他障碍物之下的净空不得小于2.2m。（7）出入标志应设置于门上及走廊内导至出口。（8）对于电子设备间、控制室和电缆夹层等都应设置双扇向外开的门，该门应有足够的宽度和净高以便设备的进出。（9）所有使用，装卸或储存化学药品的地方均应当设计成抗化学腐蚀的，其方法是对地面、墙壁、天棚、门窗及所有建筑配件进行适当的，必要的保护。（10）控制室有良好吸声、隔热性能，控制室需消声至55分贝以下。吊顶的布置应与嵌入式灯具相协调。室内照度应符合设备人工照明的要求，在仪表盘上不得出现眩光。（11）控制室墙面涂料应亚光材料，但要为硬质的耐久性材料。（12）控制室的建筑结构设计应在投标书中描述并在初步布置图中表示。6.7、通风、空气调节及除尘系统技术要求：（1）通风a、配电室：380V配电室及热控配电室等配电装置室应设有通风措施以排除室内的余热，换气次数不小于10次/小时，室内保持微正压，室内温度不高于40℃，进风应经过过滤等处理。事故排风可兼做夏季通风系统。当设有气体消防系统时，配电室设置的通风系统应与消防系统连锁。b、卫生间：卫生间应设有卫生间通风器。c、电缆夹层：电缆夹层应设有自然通风装置。当设有气体消防系统时，配电室设置的通风系统应与消防系统连锁。d、其它有通风要求的机械设备厂房：应设置自然进风/机械排风的通风系统以排除室内的余热余湿及（或）有害气体。（2）空调下列建筑物