基本设计说明

XXX电厂二期2X300MW火电机组烟气

脱硫工程

(检索号：G-LS010-1C-A01)

基本设计

基 本 设 计 说 明 书

XXXXX 公 司

XXX 年 X 月 XXX

目录

第一章总的部分

1.1 概述

1.2 主要设计原则

1.3 现有电厂概况

1.4 厂址地质及气象环境条件

1.5 环境保护

1.6 节约和合理利用能源

1.7 劳动安全和工业卫生

1.8 生产组织与人员编制

.9 装置性能数据表

第二章 工艺部分

2.1 设计内容及设计范围

2.2 装置设计基础参数和脱硫辅助介质

2.3 设计接口

2.4 石灰石-石膏湿法脱硫工艺原理

2.5 系统拟定及设备选择

2.6 系统说明

2.7 物料平衡

2.8 设备布置和检修起吊设施

2.9 设备防腐和保温油漆

第三章 热工自动化部分

3.1 热工自动化设计范围

3.2 控制方式和控制室布置

3.3 热工自动化水平和控制系统结构

3.4 热工自动化功能

3.5 热工自动化设备选型3.6 电源和气源

3.7 热工防护

3.8 热工自动化试验室3.9 火灾报警系统

第一章总的部分

.1 概述

.1.1 设计依据

XX发电厂位于某省XX市代市镇东北约1km，位于国家规定的酸雨控制区内。根据环保要求和国家有关文件的规定，XX电厂二期工程必须配套建设烟气脱硫装置。通过招投标，XXXX公司（以下简

称“XXXX”）与某XX发电有限责任公司（以下简称“业主”）于2002年9月签定了XX电厂二期2X300MW火电机组烟气脱硫工程设计和供货合同。根据合同要求，于2002年11月在某XX召开了二期烟气脱硫工程第一次设计联络会。本设计的设计依据如下：

XXXX与业主签定的“XX发电厂二期2×300MW火电机组烟气脱

硫工程烟气脱硫装置合同”及其合同附件

XX电厂一、二期烟气脱硫工程第一次设计联络会会议纪要

《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》（DLGJ9-92）.1.2 设计内容及设计范围

本次基本设计仅包括脱硫岛整体规划、工艺和仪表控制部分的设计，同时提供由业主负责的其他专业基本设计需要的与工艺和仪表控制有关的技术资料。

1.1.3 设备及材料供货范围

根据XXXX与业主签定的合同及技术附件，本工程供货范围如下：烟气挡板，包括：旁路烟气挡板、FGD进口原烟气挡扳及FGD出

口净烟气挡扳， 升压风机出口挡板， 增压风机入口联络烟道

挡板和全套密封空气系统管道及设备

吸收塔，包括壳体、内部件、基础埋件，检修维护平台以及相

关接口等

吸收塔扰动泵

吸收塔浆液循环泵

离心式氧化风机

石膏浆液旋流站

事故浆池搅拌器

浆液阀门

部分进口热控仪表

.2 主要设计原则

.2.1 工艺部分

1) 脱硫装置采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺，装置设计按两台机组

合用一座吸收塔考虑。装置设计处理烟气量为2208000Nm3/h，为2台锅炉设计煤种BMCR工况下的烟气排放量，同时满足校核煤种

BMCR工况下烟气量2232000 Nm3/h时的脱硫要求。保证在设计煤种条件下，装置脱硫率不低于95.8%，装置负荷适应范围为

20%~100%。

2) 脱硫系统设置100%烟气旁路，以保证脱硫装置在任何情况下不影

响发电机组的安全运行。

3) 吸收剂制浆方式采用厂外来石灰石块，在电厂脱硫岛内设置一、

二期公用的石灰石制浆车间将石灰石块制成浆液。

4) 脱硫副产品石膏以浆液的形式全部抛弃至灰场，预留石膏脱水装

置的建设位置，并且充分考虑以后安装石膏脱水装置的设计接口

和设计条件。

5) 脱硫设备年利用小时数按6000h计。

1.2.2 仪表控制部分

1） 采用一套分散控制系统对全厂FGD装置进行控制。

2） 全厂FGD装置合用一个集中控制室，设置在一期FGD电控楼三楼。

.3 现有电厂概况

1.3.1 装机规模

XX电厂一、二期规划容量为1200MW，留有再扩建的余地。二期工

程安装两台300MW国产凝汽式汽轮发电机组和两台1025t/h煤粉锅炉。于2002年10月开工建设，计划2004年投产一台，2005年2月投产一台。

..2 煤质资料

煤质资料表

项目单位设计煤种校核煤种收到基碳 Car%50.849.07

收到基氢 Har％ 3.02 2.82

收到基氧 Oar％ 3.53 1.18

收到基氮 Nar％0.780.78

收到基硫 Sar％ 2.37 2.80

收到基灰分 Aar％32.035.20

收到基水份 Mar％7.508.15

干燥无灰基挥发份Vdaf％25.3020.48

收到基低位发热量Qnet.ar MJ/kg20.0219.49

1.3.3 电厂主要设备参数

主要设备参数表

设备名称参数名称单 位参 数

锅炉型式亚临界中间再热自然

循环汽包炉

最大连续蒸发量t/h1025

过热器出口蒸汽压

Mpa17.4(g)

力

℃540

过热器出口蒸汽温

度

排烟温度℃140

锅炉计算耗煤量(BMCR)t/h139.8

(设计煤

种)

144.6

(校核煤

种)

锅炉实际耗煤量(BMCR)t/h141.2

(设计煤

种)

147.6

(校核煤

种)

除尘器型式及配置每炉两台双室四电场

静电除尘器

除尘效率％99.6

引风机型式及配置每炉两台静叶可调轴

流式风机

风量M3/h855720(暂定)

风压Pa3506(暂定)

电动机功率KW

烟囱高度M240（两炉公用）材质钢筋混凝土

1.3.4 灰渣处理

电厂二期工程的两台锅炉为固态排渣炉，采用厂内灰渣分除，厂外灰渣混除，水力输灰至灰场的方式。除尘器为双室四电场电除尘器，每电场4个落灰斗，每台炉共16个灰斗；每台炉省煤器有4个排灰斗，空预器有8个排灰斗。三、四号炉电除尘器灰斗采用干除灰。

每年每炉灰渣总量为28.3万吨，2台炉共56.6万吨。（年利用小时数为6000小时）。锅炉除渣系统采用埋刮板输送机——斗式提升机输渣方案。炉渣经水冷却、粒化和碎渣机破碎后，由刮板输送机和斗式提升机送至渣仓，渣仓设有析水元件，湿渣经脱水后由汽车外运供综合利用。当渣不综合利用时，刮扳捞渣机的排渣可切换至渣沟，自流到灰渣浆池，通过灰渣浆泵输送至灰场。

除灰系统厂内为气力输送系统，厂外为水力灰浆输送系统。电除尘器灰斗下的细灰由压缩空气输送至灰库储存。灰库下设有干灰排放口，干灰经给料机、汽车散装机装车外运供综合利用。当干灰不综合利用时，灰库内的干灰由双轴搅拌机制成灰浆后排入灰沟，自流入灰渣浆池内，由灰渣浆泵经管道输送至灰场 。已有灰场可满足电厂一、二期机组堆放灰渣和脱硫石膏10年以上。

.3 厂址地质及气象环境条件

1.4.1 工程地质条件

电厂位于某盆地腹地中心区域，厂区地形主要为低缓丘陵带，整体地势呈北高南低，地貌类型属浅丘剥蚀夷平面。

厂区地层主要为第四系松散堆积物与其下伏的侏罗系上沙溪庙组的泥岩夹砂岩。地层划分为：1－1层填土。

① 层粉质粘土：湿，可塑～硬塑，该层主要为侏罗系泥岩和砂岩风化物形成的坡积、残积层或冲洪积层，土质不均，无水平层理，细微裂隙较发育，普遍分布于厂区，厚度0.5～5.0米之间。

② 层粉土：很湿，软塑～流塑状态，本层为静水或池塘沼泽相沉

积的淤泥层和坡、残积层的软化层，可见微层理，常夹于①层中或伏于①层之下，厚度0.5～2.0米之间。主要分布于低凹地带。

③－1～⑤层基岩，分布于整个厂区。岩性为侏罗系上沙溪庙组的河流相泥岩类及砂岩类。泥岩和砂岩呈不等状互层，岩层厚度变化很大。

厂区地震基本烈度为6度，厂区建筑场地类别为Ⅱ类。

厂区地下水分三种类型：第四系上层滞水，土层和基岩面之间的层间水及基岩中的裂隙水，地下水对混凝土无腐蚀性，地下水位埋藏较浅1.4.2 气象环境条件

历年平均气压978hpa

历年平均气温17.4℃

平均最高气温21.3℃

平均最低气温14.5℃

极端最高气温41.5℃

极端最低气温－3.7℃

平均相对湿度83%

最小相对湿度14%

年平均降水量1067.2m

一日最大降水

132.6m

量

平均风速 1.2m/s

最大风速18.0m/s

基本风压0.30kN/m2

日照时数1195.9hr

日照百分率27％

1.5 环境保护

1.5.1 本期脱硫装置建成投产后，烟囱排放的烟气中粉尘浓度≤50mg/Nm3，SO2、HCl、HF等污染物浓度均满足环保要求。

1.5.2 装置设有吸收塔区域排水坑，以收集吸收塔区域及其附近设备、浆液管道冲洗水和停机排放浆液，通过回收系统回收利用，降低浆液管道浆液排放带来的二次污染。

1.6 节约和合理利用能源

1.6.1 节约用水系统设备冷却水及浆液管道冲洗水尽量回收利用作为装置工艺补充水或循环使用，减少水耗。

1.6.2 合理利用能源

1) 对脱硫装置系统、设备、管道进行优化配置，降低能耗。

2) 选择效率高的风机、泵类。

3) 国内供货的电机选用安全、高效电机。

4) 选择质轻、高效的保温材料，控制表面温度，优化保温设计，以减小热损失。

1.7 劳动安全和工业卫生

1.7.1 防火、防爆

（1）与二期烟气脱硫工程相关的各建（构）筑物的防火安全间距及防火等级，按其生产过程中的火灾危险性，满足《建筑设计防火规范》

及《火力发电厂设计技术规程》的规定。

（2）二期烟气脱硫工程各建（构）筑物均考虑安全通道和安全出口。

（3）要求电气电缆和热控电缆采用阻燃电缆防火。

（4）局部电缆沟、段、分支处设置防火隔墙，电缆竖井采用耐火隔板，涂防火涂料等措施，盘、柜小孔洞封用防火材料封堵。

1.7.2 防尘、防毒、防化学伤害

（1）严格控制室内工作点空气中的含尘量，空气中的含尘量不得超过国家有关标准。

（2）石膏浆液呈弱酸性，为防腐蚀及腐蚀泄露，输送石灰石浆液的管道采用衬胶碳钢管或耐腐蚀合金钢管。

1.7.3 防电伤、防机械伤害及其它伤害

（1）各种机器的转动部件装设联轴器防护罩。

（2）所有楼梯、钢梯、平台、走道边缘设置栏杆，并考虑防滑措施，保证运行人员安全。

（3）钢制平台扶梯踏步设计平、缓，上下方便。钢梯坡度不大于45°，并采用花纹钢板踏步防滑。

1.7.4 防噪声、防振动

（1）对系统主要转动设备的噪声水平进行控制，并要求供货商保证，以便从根本上根治。

（2）对个别噪声大的设备，如湿式磨机等，设置必要的警示牌，防止设备运行时非运行人员的出入。

（3）主要设备及辅助设备的基础及平台的防振处理，符合《作业场所局部振动卫生标准》和《动力机器基础设计规范》。

（4）对工艺水、浆液管道易产生振动的地方，采用加固、防振措施。

1.8 生产组织与人员编制

XX发电厂烟气脱硫装置建成后，需有专人负责烟气脱硫装置的运行、维护和管理工作。除尘脱硫装置大修、维修、化验人员，后勤行政事务均由全厂统一管理。具体的人员配置由业主根据《火力发电厂劳动定员标准》（国劳人字[1998]94号），并考虑到电厂现有定员的实际情况进行配置。

1.9 装置性能数据表

序号名称单位数值备注

一装置设计参数

1装置处理烟气量Nm3/h2,208,000

2装置进口粉尘浓度mg/Nm3≤200

3装置进口烟气温度℃134通流能力按144℃考虑

4装置进口SO2浓度mg/Nm3≤6,680当量浓度二装置性能数据

1脱硫效率%≥95.8设计煤种

2装置出口SO2浓度mg/Nm3≤284设计煤种≤400校核煤种

装置出口HCl浓度mg/Nm3≤3设计煤种装置出口HF浓度mg/Nm3≤3设计煤种装置出口粉尘浓度mg/Nm3≤50设计煤种3Ca/S摩尔比 1.03设计煤种4装置烟气出口温度℃≥80设计条件

5吸收塔出口烟气水

滴含量

mg/Nm3≤75工艺水耗量（含二

6期工程制浆用水）t/h≤170设计条件7装置电耗Kw.h/h9108平均值

8烟道旁路挡板最大

动作时间

s≤25

9装置可用率%≥96

10装置负荷适应范围%20~100

11装置使用寿命年30

第二章 工艺部分

2.1 设计内容及设计范围

2.1.1 设计内容

·基本设计说明（包括系统说明）

·工艺系统PD图

·脱硫岛总平面布置图

·脱硫装置及各车间平断面布置图，包括平台扶梯及检修起吊设施布置。

·烟道及管道布置总图（平面和断面）。

·设备及材料清册。

·提供土建、电气等专业基本设计所需的工艺资料

2.1.2 设计范围

根据XXXX与业主签定的“XX发电厂二期2×300MW火电机组烟气脱硫工程烟气脱硫装置合同”及其合同附件和XX电厂一、二期烟气脱硫工程第一次设计联络会会议纪要，本工程基本设计中工艺部分的设计范围如下：

·满足装置运行需要的所有工艺系统，包括：

石灰石浆液喷入系统

烟气系统

挡板密封风系统

吸收塔浆液循环系统

吸收塔浆液扰动系统

氧化空气系统

吸收塔浆液排出系统

石膏浆液输送系统

工艺水系统

·设备检修起吊设施

·防腐及保温

2.2 装置设计基础参数和脱硫辅助介质

2.2.1 设计基础参数

装置入口烟气参数

项 目单位数 据备 注烟气成分（标准状态，湿

设计煤种校核煤种

基，实际O2）

CO2Vol%12.0011.87

O2Vol% 5.88 5.89

N2Vol%74.9675.09

SO2Vol%0.210.25

H2O Vol% 6.95 6.90

烟气成分（标准状态，干

设计煤种校核煤种

基，实际O2）

CO2Vol%12.8912.74 O2Vol% 6.32 6.32 N2Vol%80.5680.67 SO2Vol%0.230.27

烟 气 参 数设计煤种校核煤种

FGD入口烟

气量两炉

一塔

Nm3/h2×10270002×1039000

标态，干基

实际含氧量两炉

一塔

Nm3/h

2×11040002×1116000标态，湿基

实际含氧量两炉

一塔Nm

3/h

2×10060002×1017000标态，干基

6％O2

引风机出口烟气

温度℃134正常值

144烟气通流能力设计温度170最高（可连续运行）200故障烟温(要求保护提前

动作,不损坏设备及材

料)

引风机出口烟气

压力

Pa200BMCR工况

FGD入口砖烟道处

烟气压力

Pa0BMCR工况FGD出口砖烟道处Pa200BMCR工况

烟气压力

烟气中污染物成分（标准状态，干基，6%O 2）SO 2

mg/Nm 36600最大8000（校核煤种）

SO 3mg/Nm 3100Cl(HCl)mg/Nm 350 F(HF)

mg/Nm 3

25

粉尘浓度（引风机出口）

mg/Nm 3≤200

装置出口烟气参数

项 目单 位数 据备 注

SO 2mg/Nm 3< 284设计条件，标态，

干基，6%O 2

烟尘mg/Nm 3<50Cl as HCl mg/Nm 3<3F as HF mg/Nm 3< 3装置烟气出口温度

℃

≥80

2.2.2 脱硫辅助介质

1) 吸收剂-石灰石

XX电厂二期烟气脱硫工程采用石灰石浆液作为脱硫吸收剂，其石灰石品质及耗量如下：

石灰石成分分析

项目单位数据备注

CaCO3Wt－%≥ 90

SiO2Wt－% 1.98~2.5

Al2O3Wt－%0.42~0.6

Fe2O3Wt－%0.44~0.7

MgCO3Wt－% 1.07~2.5

F－μg/g210

Cl－μg/g92

Cdμg/g≤1

Cr2O3μg/g≤35

设计煤种BMCR工况两台锅炉运行石灰石浆液品质及耗量表名称单位数值

固型物粒度Mm90%<63μm 固型物重量浓度％25

浆液固型物浓度g/l300

体积流量m3/h73.63

质量流量kg/h87620.73小时石灰石耗量t/h22.089

日石灰石耗量t/d441.78

年石灰石耗量t/a2650680

校核煤种BMCR工况两台锅炉运行石灰石浆液品质及耗量表名称单位数值固型物粒度Mm90%<63μm 固型物重量浓度％25

浆液固型物浓度g/l300

体积流量m3/h79.73

质量流量kg/h10609小时石灰石耗量t/h26.876

日石灰石耗量t/d537.52

年石灰石耗量t/a3225120注：日耗量按每天20h计，年耗量按每年6000h计。

2) 工艺水

工 艺 水 分 析 资 料

项目含量项目含量

K+ 4.00mg/L S2-≤0.05mg/L Na+12.00mg/L Al3+0.043mg/L Ca2+68.00mg/L NH4+0.134mg/L Mg2+11.25mg/L HCO3- 3.33mg/L Fe2+0.028mg/L CO32-0.1698mg/L Fe3+0.051mg/L SO42-47.1mg/L AS≤0.01mg/L OH-0.059mg/L Cu0.18mg/L BOD5 1.00mg/L Pb0.05mg/L矿物油0.17mg/L Zn0.007mg/L总磷0.59mg/L Cd0.24mg/L总铬≤0.06mg/L Cl－62.5mg/L溶解性固体466mg/L NO3－10.2mg/L悬浮性固体 2.7mg/L NO2－0.10mg/L总固体468.7mg/L F－0.61mg/L高锰酸盐指数 3.15mg/L 总硬度 3.7mmol/L甲基酸碱度0.4mmol/L

349us/cm 碳酸盐硬度 3.01mmol/L电导率

（25℃）

非碳酸盐硬

度

0.69mmol/L PH9.58

总碱度 3.01mmol/L样品外观透明无嗅

酚酞碱度 2.61mmol/L

3) 压缩空气

压缩空气由一、二期脱硫工程公用部分的压缩空气系统供给，系统提供的压缩空气压力为0.7Mpa(g)。

2.3 设计接口

二期烟气脱硫工程与公用系统工程部分和电厂主体工程的设计接口如下：

序号管道名称

接口坐标

接口标高

(m)备注A(m)B(m)

1石灰石浆液输

送管道

1135.2879.59.5公用系统

2石灰石浆液再

循环管道

1135.2879.58.5公用系统

3吸收塔浆液排

出泵至抛弃浆

液缓冲箱管道

1135.2880.79.5公用系统

4吸收塔坑泵至

抛弃浆液缓冲

箱管道

1135.2879.98.5公用系统

5石膏浆液泵至

抛弃浆液缓冲

箱管道

1135.2879.98.5公用系统6杂用压缩空气1131.52830.27.1公用系统