【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 地土，屬對(duì)建筑抗震有利地段，建筑場(chǎng)地類別均為Ⅱ類。根據(jù)2001版《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，(相當(dāng)于地震烈度6度)。 煤質(zhì)條件 以下是電廠設(shè)計(jì)時(shí)的煤質(zhì)條件，目前煤炭來(lái)源應(yīng)有較大變化。 機(jī)組原設(shè)計(jì)燃用山西潞安煤業(yè)集團(tuán)有限公司的貧煤和晉城煤業(yè)集團(tuán)有限公司的無(wú)煙煤。煤質(zhì)資料見(jiàn)下表：電廠原設(shè)計(jì)煤質(zhì)資料符號(hào)單位設(shè)計(jì)煤種校核煤種 元 素 分 析收到基碳Car%收到基氫Har%收到基氧Oar%收到基氮Nar%收到基全硫St,ar%收到基灰份Aar%收到基水份Mt%工 業(yè) 分 析空氣干燥基水份Mad%干燥無(wú)灰基固定碳Cdaf%干燥無(wú)灰基揮發(fā)份Vdaf%氯含量CL%氟含量F%收到基低位發(fā)熱量Qnet,arKcal/kgkJ/kg2260020240注：原脫硫裝置設(shè)計(jì)時(shí)，以1%含硫量為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。本次脫硫裝置增容改造工程，根據(jù)電廠提供2010年上半年以及今后煤質(zhì)含硫量情況預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，%考慮、%、%，煤中其他元素成分按照原校核煤種。原鍋爐設(shè)計(jì)煤種燃煤量238t/h，目前煤質(zhì)情況波動(dòng)較大，滿負(fù)荷燃煤約為260t/h~320t/h。此次脫硫裝置改造設(shè)計(jì)煤質(zhì)情況如下：項(xiàng) 目單位設(shè)計(jì)煤種Sar=%設(shè)計(jì)煤種Sar=%收到基碳 Car%收到基氫 Har%收到基氧 Oar%收到基氮 Nar%收到基硫 Sar%收到基灰分 Aar%收到基水份 Mar% 可供脫硫用的電、水、氣等條件 電氣部分a) 脫硫島6kV電源6kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)中阻接地系統(tǒng)。 脫硫島6kV為單母線分段設(shè)置，兩段分別由一臺(tái)20000kVA的變壓器（T接于發(fā)電機(jī)出口）供電，兩回電源互為備用，兩段之間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，自動(dòng)切換。b) 脫硫島380V電源脫硫島低壓部分由兩臺(tái)低壓干式變供電。兩臺(tái)低壓干式變電源分別引自脫硫6kV母線A，B段。380V脫硫A、B段之間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，手動(dòng)切換。兩臺(tái)變壓器互為備用。兩臺(tái)低壓干式變壓器容量為：1600kVA。c) 事故保安電源在脫硫PC配電室設(shè)2段脫硫保安MCC，為兩臺(tái)爐的脫硫保安負(fù)荷供電。每段脫硫保安段有三個(gè)進(jìn)線電源，除一回主廠房保安電源外，還從兩段脫硫PC段上各引一回工作電源。其工作電源從380/220V脫硫A、B段各引一回，保安電源分別從業(yè)主鍋爐保安段引接，電源間設(shè)有備自投裝置。d) 直流系統(tǒng) 在脫硫系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)置一套由蓄電池組、充電器及配電屏組成的成套直流電源系統(tǒng)，向脫硫島內(nèi)電氣控制、信號(hào)、繼電保護(hù)、6kV及380V斷路器跳、合閘、UPS、熱等負(fù)荷提供直流電源。直流系統(tǒng)采用單母線接線，電壓等級(jí)采用110V，蓄電池組容量滿足實(shí)際耗電不超過(guò)所配電源容量的70%。目前脫硫系統(tǒng)直流電源蓄電池?cái)?shù)量52個(gè)，額定放電電流（1小時(shí)）202A。e) 不停電電源系統(tǒng)交流不停電電源（UPS）系統(tǒng)主要為本期脫硫島FGD_DCS及其它一些重要負(fù)荷用供電。UPS電源系統(tǒng)輸出為單相交流220V，50Hz，容量為40kVA。 供水部分本工程機(jī)組采用一次循環(huán)冷卻方式，水源取自湘江。本期脫硫工程工藝水由主體工程統(tǒng)一考慮。經(jīng)全廠水量平衡后，從循環(huán)水供水管引出支管接至脫硫工藝水箱。電廠工藝水水質(zhì)分析資料項(xiàng) 目 名 稱單位數(shù)值K+mmol/LNa+mmol/LCa2+mmol/LMg2+mmol/L Fe3+mmol/LCu2+mmol/LAl3+mmol/LNH4+mmol/L/總硬度mmol/L2總堿度mmol/L總固體mmol/L150二氧化硅mmol/L11HCO3mmol/LCO32mg/L0SO42mmol/LOHmmol/L/Clmg/L100NO3mg/L痕量NO2mg/L/化學(xué)耗氧量mg/L35礦物油mg/L/溶解性固體mg/L150懸浮性固體mg/L40pH7~8 供氣部分電廠設(shè)置儀用和雜用空氣壓縮系統(tǒng)，并設(shè)有儲(chǔ)氣罐。脫硫所用壓縮空氣和儀用空氣均由電廠供給。脫硫區(qū)域內(nèi)設(shè)置一臺(tái)儀用壓縮空氣緩沖罐，確保脫硫儀用壓縮空氣壓力的穩(wěn)定。脫硫島內(nèi)儀用空氣用量≤（標(biāo)態(tài)），雜用空氣用量≤（標(biāo)態(tài)）由主體工程提供。廠用壓縮空氣壓力MPa～ 汽源部分 電廠現(xiàn)有脫硫裝置無(wú)使用高壓蒸汽設(shè)備，改造后也沒(méi)有增加。 目前脫硫裝置的控制水平本工程2臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)共用1套分散控制系統(tǒng)（FGDDCS）進(jìn)行控制， 主要功能包括模擬量控制MCS，順序控制SCS，數(shù)據(jù)采集DAS等功能。以CRT和鍵盤為主要監(jiān)視及控制手段，在就地值班人員配合下，在集控室實(shí)現(xiàn)脫硫裝置啟?？刂?、正常工況的監(jiān)視和調(diào)整，異常運(yùn)行工況的報(bào)警及事故處理。 場(chǎng)地條件吸收塔區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地較為緊張，在目前循環(huán)泵與控制樓之間僅有增加一臺(tái)循環(huán)泵的空間。氧化風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)已經(jīng)無(wú)法再增加設(shè)備，再增加氧化風(fēng)機(jī)只能另建氧化風(fēng)機(jī)房布置在其他位置。新增公用系統(tǒng)中石灰石卸料系統(tǒng)、濕式球磨機(jī)及石膏真空皮帶機(jī)布置場(chǎng)地可以利用原有公用系統(tǒng)西側(cè)的預(yù)留位置，現(xiàn)空地上的汽車衡可以拆除。并且現(xiàn)有公用系統(tǒng)也可以向北擴(kuò)展，占據(jù)北側(cè)原有道路進(jìn)行擴(kuò)容。現(xiàn)有2臺(tái)機(jī)組每臺(tái)機(jī)組高壓配電室內(nèi)可以再安裝10面高壓開(kāi)關(guān)柜。脫硫區(qū)域低壓配電室中沒(méi)有剩余位置布置低壓開(kāi)關(guān)柜，擴(kuò)容需要另行設(shè)置抵壓配電室。電子間內(nèi)可以有兩個(gè)備用位置，可以新增兩個(gè)I/O柜。4脫硫工程設(shè)想 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)改造設(shè)計(jì)煤質(zhì)條件進(jìn)行計(jì)算，煙氣條件如下（一臺(tái)機(jī)組）：項(xiàng) 目單位參數(shù)Sar=%參數(shù)Sar=%備注煙氣及污染物成分CO2Vol%干基O2Vol%干基N2Vol%干基H2OVol%濕基SO2mg/m376405080干基，6%O2煙塵濃度mg/m3120120干基，6%O2煙氣參數(shù)脫硫裝置入口煙氣量m3/h20860552104211標(biāo)態(tài)濕基，6%O2m3/h19682401986037標(biāo)態(tài)干基，6%O2脫硫裝置入口煙氣溫度℃140140脫硫裝置入口煙氣壓力Pa～0～0根據(jù)西安熱工院評(píng)估試驗(yàn)結(jié)果，104m3/h（標(biāo)態(tài)、濕基、6%O2）。據(jù)此推算當(dāng)機(jī)組達(dá)到BMCR工況時(shí)脫硫裝置入口煙氣量與BMCR工況下原設(shè)計(jì)煙氣量相當(dāng)，故此次改造煙氣量定為：104m3/h（標(biāo)態(tài)、濕基、6%O2）；104m3/h（標(biāo)態(tài)、干基、6%O2）。%時(shí)7640mg/m%時(shí)5080 mg/m3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2）。入口粉塵濃度與原設(shè)計(jì)一致120mg/m3（標(biāo)態(tài)，干基，6%O2）；脫硫裝置入口煙氣溫度根據(jù)試驗(yàn)提高到140℃。 脫硫裝置改造方案概述 %時(shí)改造方案概述本增容改造工程對(duì)原有石灰石石膏法工藝進(jìn)行改造。由于裝置含硫量增加幅度較大，%%，并且出口濃度由原400mg/m3，提高到200mg/m3，所以對(duì)原有系統(tǒng)改造提出很高的要求，通過(guò)對(duì)如下幾個(gè)方案分析后得到本次改造合理的改造方案。一、在原塔基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，此方案在目前脫硫技改項(xiàng)目中應(yīng)用最多，但對(duì)于本項(xiàng)目改造應(yīng)用有以下困難，對(duì)原SO2吸收系統(tǒng)改造過(guò)大：增加至少兩層噴淋層并改造兩層原有噴淋層，并且漿池容積需要擴(kuò)大。漿池如果采用提高液位方式增加，通過(guò)與原脫硫裝置設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，吸收塔基礎(chǔ)及塔壁無(wú)法承受增加的載荷重量。如果采用塔外漿池，吸收塔附近已經(jīng)再無(wú)可以利用的位置布置塔外漿池。而且在狹小的位置進(jìn)行施工，大型機(jī)具使用受到限制，工期也很難保證。因此此方案在本項(xiàng)目上基本不可能實(shí)施。二、在原位置另建新塔，此方案最大問(wèn)題在于原吸收塔拆除、基礎(chǔ)重新加固、新塔建造等環(huán)節(jié)較多，工程量巨大改造周期長(zhǎng)，對(duì)主機(jī)發(fā)電影響大；并且原設(shè)備利舊差，工程投資較大。此方案基本不予考慮。三、串聯(lián)塔方案，目前國(guó)內(nèi)脫硫裝置改造尤其是含硫量增加幅度較大時(shí)，提出利用另建一座預(yù)處理塔的方式，來(lái)提高脫硫裝置的處理能力。針對(duì)該方案我們認(rèn)為有以下幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)需要解決：1）原有吸收塔水平衡問(wèn)題，預(yù)處理塔出來(lái)的煙氣已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，后一級(jí)吸收塔無(wú)法依靠煙氣蒸發(fā)帶走水份，但后一級(jí)吸收塔由需要除霧器沖洗，石灰石供漿，以及一些排入吸收塔的沖洗水，只有依靠石膏排出泵控制吸收塔液位，所以調(diào)節(jié)手段受到限制，控制系統(tǒng)水平衡難度增大。2）兩塔之間連接煙道內(nèi)的積石膏問(wèn)題，預(yù)處理塔通常只設(shè)一級(jí)除霧器或者不設(shè)除霧器，目的是為了減少系統(tǒng)阻力。但這樣就造成預(yù)處理塔出來(lái)的煙氣中大量攜帶石膏漿液，這部分漿液會(huì)積存在煙道內(nèi)。如果不及時(shí)清理，給煙道的安全性將造成極大隱患。所以通常將兩座吸收塔相鄰建設(shè)，預(yù)處理塔出口與二級(jí)吸收塔入口形成一個(gè)的較大坡度，使得石膏不會(huì)在兩塔中間的煙道堆積。但從目前場(chǎng)地情況，預(yù)吸收塔不可能布置在現(xiàn)有吸收塔附近，現(xiàn)有煙氣系統(tǒng)變化較大。3）對(duì)于串聯(lián)塔運(yùn)行控制上，例如在不同負(fù)荷、不同含硫量情況下如何控制兩塔pH值，以及供漿、脫水的等技術(shù)問(wèn)題均未有較成熟的經(jīng)驗(yàn)。目前國(guó)內(nèi)串聯(lián)塔改造投產(chǎn)后，運(yùn)行情況較滿意的項(xiàng)目還沒(méi)有出現(xiàn)。四、并聯(lián)塔方案，此方案是將現(xiàn)有兩臺(tái)機(jī)組的一部分煙氣引出，兩路煙氣再匯集后送入一座新建吸收塔（即：兩爐三塔），處理后的凈煙氣再分別從各自兩套脫硫裝置凈煙道排放。為此我們?cè)巴鶑V西來(lái)賓A廠進(jìn)行了關(guān)于“兩爐三塔”方案的可行性考察工作，發(fā)現(xiàn)該方案運(yùn)行控制靈活，是可行的改造方案。但在長(zhǎng)沙電廠應(yīng)用也有如下不足：1）場(chǎng)地條件較差，因?yàn)椤皟蔂t三塔”方案需要另外建設(shè)一座吸收塔，且該塔容量應(yīng)為600MW機(jī)組吸收塔，所以需要利用現(xiàn)在公用系統(tǒng)西側(cè)的場(chǎng)地建設(shè)，但這樣的話就占用了公用系統(tǒng)擴(kuò)建的產(chǎn)地，并且煙道系統(tǒng)改造的工作量也很巨大；2）運(yùn)行電耗高，新建一座吸收塔需要再新增一臺(tái)600MW機(jī)組容量的增壓風(fēng)機(jī)，而原有增壓風(fēng)機(jī)只能在現(xiàn)有一半煙氣量條件下運(yùn)行，整套系統(tǒng)在滿負(fù)荷時(shí)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)在低負(fù)荷時(shí)更差；3）公用的這座吸收塔檢修困難，由于是公用吸收塔所以任意一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)該塔都無(wú)法檢修。所以對(duì)于并聯(lián)塔方案的不足，我們最終提出適合電廠改造的推薦方案。五、一爐兩塔方案，該方案是將現(xiàn)有一座吸收塔保留，在其基礎(chǔ)上對(duì)原塔吸收系統(tǒng)做一擴(kuò)容改造，另外新建一座吸收塔。兩座吸收塔共同處理現(xiàn)有一臺(tái)機(jī)組的煙氣。其改造方案核心是煙氣系統(tǒng)的改造：取消增壓風(fēng)機(jī)利用引風(fēng)機(jī)裕量克服脫硫系統(tǒng)阻力（電廠已經(jīng)對(duì)取消增壓風(fēng)機(jī)后可行性、安全性以及節(jié)能前景進(jìn)行了專題分析，本可研在煙氣系統(tǒng)部分論述。）。在原增壓風(fēng)機(jī)位置新建一座吸收塔，并布置相應(yīng)循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)等設(shè)備。該方案的優(yōu)點(diǎn)如下：1）取消增壓風(fēng)機(jī)后，含硫量升高后雖然脫硫系統(tǒng)能耗總量增加，但與其他方案相比能耗大大降低；2）系統(tǒng)可靠性增加，原有增壓風(fēng)機(jī)存在許多設(shè)備缺陷幾經(jīng)返廠修理三次，其間脫硫裝置無(wú)法投運(yùn)損失巨大，取消后系統(tǒng)可靠性大大提高；3）運(yùn)行控制簡(jiǎn)單，改造后單臺(tái)引風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)一座吸收塔，兩座吸收塔獨(dú)立控制操作互不影響；4）改造周期節(jié)省，一爐兩塔改造時(shí)首先利用停爐將引風(fēng)機(jī)與現(xiàn)有吸收塔入口新建煙道，短路目前的增壓風(fēng)機(jī)后即可點(diǎn)火啟爐，其間對(duì)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行拆除并新建另一座吸收塔，施工期間不影響機(jī)組正常運(yùn)行；新建吸收塔竣工后，停爐將新建吸收塔與一臺(tái)引風(fēng)機(jī)出口相連，并且將兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)之間原混凝土煙道以及原旁路擋板拆除；5）取消旁路是將來(lái)環(huán)保工作的趨勢(shì)，此次改造工作后將一步到位。并使得煙囪運(yùn)行工況得以穩(wěn)定，將不會(huì)出現(xiàn)冷熱煙氣交替工況。另外，取消旁路另一項(xiàng)可行性在于目前長(zhǎng)沙電廠鍋爐已采用微油點(diǎn)火技術(shù)，每次點(diǎn)火耗油約為6~10噸。所以能夠保證除塵器與脫硫系統(tǒng)同步投入。6）取消增壓風(fēng)機(jī)后，原脫硫變?nèi)萘坑嗔吭黾?，有利于新?kV設(shè)備。從電氣部分分析可以看出，與其他方案相比電氣部分改造工作量減少。針對(duì)以上五種方案分析可以看出，一爐兩塔方案優(yōu)勢(shì)明顯。以下將針對(duì)一爐兩塔改造方案（方案一）以及并聯(lián)一座吸收塔方案（方案二）進(jìn)行分析。 %時(shí)改造方案概述%時(shí)，出口濃度按照200mg/m3進(jìn)行設(shè)計(jì)。%情況，所以對(duì)原系統(tǒng)改造難度仍然較大，通過(guò)以下幾個(gè)方案分析后，得到本次改造合理的改造方案。一、串、并聯(lián)塔改造，%改造方案相同，%時(shí)也可以采用此種改造方案，但改造費(fèi)用、工程量較大，系統(tǒng)運(yùn)行后電耗較高。%考慮時(shí)，串、并聯(lián)塔改造方案不予考慮。二、在原位置另建新塔方案，也由于改造工作量大，對(duì)主機(jī)發(fā)電影響巨大，設(shè)備利舊差等原因不予考慮。三、原塔改造方案有三個(gè)改造方式可以選擇：1）增加噴淋層方式，需要增加兩層噴淋層，并增加吸收塔漿池容積；此方式缺點(diǎn)是漿池需要增加的容積較大，按照原脫硫裝置設(shè)計(jì)單位的答復(fù)，吸收塔殼體以及基礎(chǔ)無(wú)法滿足此方式的改造需要，這樣意味吸收塔只有拆除。2）增加托盤方式，托盤塔也是噴淋塔形式的一種，是在最下層噴淋層與吸收塔入口之間增加一層開(kāi)孔的合金托盤，噴淋漿液首先落在托盤上并形成一定厚度的漿液層，煙氣首先穿過(guò)這層漿液才能進(jìn)入吸收塔吸收區(qū)，這層漿液層形成了很強(qiáng)的脫硫效果，所以不需要增加噴淋量便可提高脫硫效率。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是改造工程量小，由于改造不增加循環(huán)漿液量，所以漿池容積可以不變或變化很小。缺點(diǎn)是由于煙氣要穿過(guò)漿液層，所以改造后阻力增加要高于增加噴淋層。具體到本次改造，當(dāng)只增加一層托盤后，入口SO2濃度可以提高到4100mg/m3，阻力增加約800Pa，%的需要。3）增加一層托盤并增加一層噴淋層方式，在下層噴淋層與吸收塔之間增加一層合金托盤，再在上層噴淋層與除霧器之間提高吸收塔高度后增加一層噴淋層，塔內(nèi)漿池容積不變。