火力发电厂脱硫系统取消旁路烟道事故降温余热利用石膏雨治理成套

火力发电厂脱硫系统取消旁路烟道 事故降温余热利用石膏雨治理成套装置

可行性研究报告

火力发电厂脱硫系统取消旁路烟道事故降温余热利用石膏雨治理成套装置可行性研究报告

目 录 第一章 项目背景??????????????????????????3 第二章 设置高温烟气事故降温系统的必要性??????????????3 第三章 高温烟气事故降温的方式选择?????????????????3 3.1烟气事故降温技术路线????????????????????????3

3.2烟气余热回收利用???????????????????????????4

第四章 同技术领域国内外发展现状??????????????????5

4.1 传统低温省煤器的应用????????????????????????5 4.2 烟气露点温度计算??????????????????????????7 4.3 有限腐蚀的低温省煤器系统??????????????????????9

第五章 工艺流程和技术方案?????????????????????10

5.1 设计参数本工程建设?????????????????????????10 5.2 系统连接和工艺流程?????????????????????????11 5.3 排烟余热利用????????????????????????????12

第六章 烟气余热回收利用装置一烟水换热器的设计方案?????????13

6.1 管型选择??????????????????????????????13 6.2 方案设计??????????????????????????????13 6.3 材料选择??????????????????????????????13

第七章 项目技术基础和技术关键点??????????????????14

7.1 烟水换热器传热管的低温腐蚀研究???????????????????14 7.2 烟水换热器传热管堵灰情况分析及解决办法研究 ?????????????14 7.3 烟水换热器的最佳运行工况和分水流量分析 ?????????????15

第八章项目经济分析????????????????????????15

8.1 总述????????????????????????????????15 8.2 等效焓降法?????????????????????????????15

第九章 经济性估算?????????????????????????16 第十章 工程方案??????????????????????????18

10.1 烟气余热回收利用系统参数设计????????????????????18 10.2 结构设计??????????????????????????????19

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10.3 土建基础与钢结构设计????????????????????????20 10.4 其他设计要求????????????????????????????21

第十一章 项目技术先进性和创新性分析????????????????21

11.1 传统低温省煤器的布置方式??????????????????????21 11.2 某电厂烟水换热器的布置方式?????????????????????22

第十二章 脱硫烟气热量回收技术创新点????????????????23 第十三章 经济效益和社会效益评价??????????????????25

13.1 直接经济效益分析 ?????????????????????????25 13.2 节能节水直接经济效益计算 ?????????????????????25 13.2.1 计算单价????????????????????????????25 13.2.2 直接经济效益计算结果??????????????????????25

第十四章 间接经济效益分析?????????????????????26 第十五章 社会效益分析???????????????????????27 第十六章 商业化推广前景??????????????????????27 第十七章 石膏雨治理????????????????????????28

17.1 新式烟气加热方案??????????????????????????28 17.2 新式烟气加热设计方案的可行性分析??????????????????30 17.2.1 湿烟气加热温度的确定??????????????????????30 17.2.2 加热二次风所需风量的确定????????????????????30 17.2.3 加热所需二次风裕量的确定????????????????????30 17.3 新式烟气加热方案对机组的影响????????????????????31 17.3.1 降低二次风温度对锅炉燃烧经济性和稳定性的影响??????????31 17.3.2 降低空气预热器出口烟气温度对设备腐蚀的影响???????????32 17.3.3 锅炉热效率???????????????????????????32 17.3.4 辅机电耗????????????????????????????32 17.4 新式烟气加热方案的经济性分析????????????????????33 17.5 与国内外其它湿烟气排放技术的比较??????????????????33 17.6 项目前景??????????????????????????????35

第十八章 附图???????????????????????????35

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火力发电厂脱硫系统取消旁路烟道事故降温余热利用石膏雨治理成套装置可行性研究报告

第一章 项目背景

由于湿法烟气脱硫装置技术成熟，脱硫剂石灰石价格低廉，得到了广泛应用。但是随着国家环保政策日趋严格，《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223－2011) 已颁布实施，经济发达省份已开始要求取消脱硫旁路烟道，新核准批复的大型火电机组也要求不设脱硫烟气旁路。为了保证机组的长周期运行，在脱硫装置出现系统失电、浆液循环泵跳闸等异常工况时，为在恢复脱硫装置的正常运行期间，保护脱硫设备避免受到高温烟气的影响，需在脱硫吸收塔入口烟道设置烟气降温系统，使烟气温度降至吸收塔许可温度。

本项目投资8000余万元，占地面积150亩，需大量人力资源。

第二章 设置高温烟气事故降温系统的必要性

火电厂锅炉引风机出口烟气温度一般在120℃～160℃，而湿法烟气脱硫装置吸收塔内壁防腐材料、玻璃钢喷淋层和聚丙烯（PP) 除雾器等塔内件，耐温许可温度要求＜80℃，而吸收塔正常运行温度在50℃左右，满足工况要求。当发生脱硫岛系统失电，浆液循环泵全停时，旁路烟道挡板门联锁打开，高温烟气经旁路烟道、烟囱排放，起到保护吸收塔的作用，但烟囱的内壁防腐材料却受到高温侵袭而发生破坏。当旁路挡板门故障打不开或者不设烟气旁路时，就会对吸收塔和烟囱产生热冲击，破坏，机组也会因此联锁跳闸。为了保障脱硫装置设备和烟囱安全，在脱硫装置入口烟道设置高温烟气冷却降温措施是必要的。

第三章 高温烟气事故降温的方式选择

取消脱硫旁路重要的一个改造措施就是增设预喷淋水系统。当运行中空预器停转，即使锅炉紧急MFY时，仍然会有部分高温烟气进入脱硫系统。由于FGD装置内如除雾器等设备大多是玻璃钢管（FRP）或聚丙烯（PP）材料制成，塔内壁及烟道防腐材料的耐温一般不超过90℃。为保护塔内设备和防腐层不被高温烟气破坏，需要在吸收塔入口烟道段设置事故喷淋系统，通过安装在吸收塔入口烟道断截面的喷水降温系统向高温烟气直接喷入冷却水，用水雾的蒸发吸热，使烟气冷却。该方法喷水量大，产生水蒸气对脱硫设备后续烟道腐蚀严重。 3.1 烟气事故降温技术路线

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一般来说，锅炉烟气湿法脱硫工艺需要将锅炉排烟（原烟气）降到50度左右进入脱硫塔脱硫，脱硫后烟气（净烟气）需要加热到80度以上，通过烟囱排放。为节约能源，脱硫系统一般都增设了GGH换热器回收原烟气热量以加热净烟气，使其达到排放要求。若进入吸收塔前的烟气温度以125℃计，这种传统的烟气再热方法实际上意味着脱硫系统白白浪费了烟气从80℃-125℃这一区域的热量而未加以任何利用。由锅炉热力计算可知，排烟温度每上升20℃，锅炉就要损失约1%的热效率，也就是说若能对这45℃温差的烟气热量加以利用则锅炉的效率至少能提高2％以上，换算成机组总效率则能提高约0.8%-0.9%，若将这块从脱硫烟气中获得的利益反过来弥补脱硫系统本身的能耗，就能大大降低脱硫的运行费用，使脱硫系统达到低能耗甚至零能耗运行，这将大大提高火电厂加装脱硫系统的积极性。它带 ，来的环保效益、社会效益甚至是经济效益都是无法估量的。

3.2 烟气余热回收利用

排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，我国火力发电厂的很多锅炉排烟温度都超过设计值较多。为了减少排烟损失，降低排烟温度，节约能源，提高电厂的经济性，凝结水在低温省煤器（也称低压省煤器）内吸收排烟热量，降低排烟温度，自身被加热、升高温度，后再返回汽轮机低压加热器系统，代替部分低压加热器的作用，是汽轮机热力系统的一个组成部分。低温省煤器将节省部分汽轮机的回热抽汽，在汽轮机进汽量不变的情况下，节省的抽汽从抽汽口返回汽轮机继续膨胀做功，因此，在燃料消耗量不变的情况下，可获得更多的发电量。

低温省煤器系统图

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