【文章內(nèi)容簡介】 部為中等風(fēng)化，在南川河兩岸底山丘陵區(qū)均有出露，廠區(qū)中部、西部的河谷階地底部均有分布。 地下水條件 地下水位埋深較深， 在設(shè)計基礎(chǔ)之下，對基礎(chǔ)沒有影響 。 地震效應(yīng) 該工程地震基本烈度為 6 度， 場地類別屬于 I類 。 廠區(qū) 總平面布置 脫硫場地位于煙囪與鐵路運(yùn)輸線之間，已建的建、構(gòu)筑物有啟動鍋爐房、鍋爐酸洗池、鐵路護(hù)坡及廠區(qū)部分管網(wǎng) 。 根據(jù)本脫硫工程的性質(zhì)、規(guī)模、工藝流程、交通運(yùn)輸，以及防火、安全、衛(wèi)生、施工及檢修等要求，結(jié)合場地自然條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，總平面布置如下：1~4 吸收塔及相應(yīng)泵房、檢修支架沿鐵路線旁依次布置；石灰石漿液制備車間布置在 3 吸收塔之間； 1~4 增壓風(fēng)機(jī)及檢修支架沿原煙囪、煙道旁依次布置；脫硫綜合樓布置在 3 引風(fēng)機(jī)支架之間。 交通運(yùn)輸采用原有廠區(qū)道路。 脫硫場地內(nèi)豎向按照與 原有廠區(qū)豎向布置相協(xié)調(diào)的原則布置。 山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 4x300MW 機(jī)組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 9 新建管網(wǎng)布置盡可能采用架空管線。 根據(jù)總平面布置，場地內(nèi)已建的啟動鍋爐房、鍋爐酸洗池、鐵路護(hù)坡及部分灰管需拆除改造。 電廠大氣污染物排放狀況 山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 未上脫硫裝置時已采用的煙氣污染物治理措施有：采用除塵效率 99%的靜電除塵器，保證 含塵 量小于 100mg/Nm3。 根據(jù)太原理工大學(xué)測試中心、太原電力高等專科學(xué)校、山西電力科學(xué)研究院等單位近期的測試報告顯示，電廠向大氣排放的主要污染物排放情況見 下 表 ： 表 一 ： 大氣污染物排放 測試結(jié)果 名稱 SO2 mg/Nm3 NO mg/Nm3 備注 1～ 4 機(jī)組 1950～ 3860 914～ 1426 標(biāo)態(tài) 脫硫工程建設(shè)條件 吸收劑的供應(yīng) 根據(jù)工藝選擇結(jié)果， 山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 4300MW 工程煙氣脫硫 采用 石灰石 /石膏濕法脫硫工藝 ，其使用的吸收劑為石灰石 ， 石灰石的年需要量約為 172800噸（按年利用小時 6000 小時計）。 石灰石質(zhì)量 基本 要求： 純度： CaCO3 ≥ 90% MgCO3 ≤ 3% 粒徑 ： ≤ 20mm 脫硫副產(chǎn)物處置及綜合利用條件 石灰石 /石膏濕法脫硫工藝的副產(chǎn)品以二水石膏為主，石膏含量一般在 90%以上 。 根據(jù)國際和國內(nèi)的市場運(yùn)作情況表明，脫硫石膏的主要用途為生產(chǎn)各種建筑石膏制品和用于水泥生產(chǎn)的緩凝劑，且發(fā)達(dá)國家由于立法的規(guī)定，脫硫石膏正在逐步取代天然石膏。 目前國外火力發(fā)電廠的脫硫石膏主要用途是做建筑制品和水泥緩凝劑，建筑制品山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 4x300MW 機(jī)組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 10 主要是紙面石膏板、石膏砌塊、石膏抹灰、纖維石膏板和礦渣石膏板。而我國的脫硫石膏利用尚處于起步階段，生產(chǎn)脫硫石膏并利用的電廠有重慶珞璜電廠、太原第一熱電廠 、山東黃臺電廠和 北京第一熱電廠 等 ，但在系統(tǒng)設(shè)計時均考慮了運(yùn)至 事故灰場堆放。太原第一熱電廠 12 號機(jī)組（ 300MW）采用的是簡易石灰石 /石膏濕法脫硫工藝，處理約 60%煙氣量，設(shè)計脫硫效率 80%，并投資 3000 多萬元建了一個石膏處理廠，對含水約 10%的二水石膏進(jìn)行烘干炒制造粒，目前銷路較好，現(xiàn)又投資建設(shè)了一條石膏砌塊生產(chǎn)線。其余如重慶電廠、浙江半山電廠以及太原第二熱電廠均按單獨(dú)設(shè)置場地堆放，待條件成熟后再加以利用。我國天然石膏資源十分豐富，已探明的石膏工業(yè)儲藏量約為 億噸，居世界首位，廣泛分布于全國各個省市自治區(qū)。隨著我國工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，近年來石膏產(chǎn)量不斷增 長。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國石膏的年產(chǎn)量在九十年代初就達(dá)到一千多萬噸，產(chǎn)量最大的是普通石膏和雪花石膏。而且，我國天然石膏的品位和質(zhì)量較好，可以滿足多種工業(yè)的需要。 本 工程采用石灰石 /石膏濕法脫硫工藝，石膏年生產(chǎn)量約為 31 萬噸，純度在 90%以上，不含有害雜質(zhì)，表面游離水分在 10%左右，是一種質(zhì)量較好的化學(xué)石膏。 鑒于以上所述，本期工程脫硫石膏采取二級脫水后單獨(dú)堆放，為今后的綜合利用打下基礎(chǔ)。 脫硫場地 根據(jù) 石灰石 /石膏濕法脫硫裝置 的工藝要求并結(jié)合 陽光發(fā)電 廠 的現(xiàn)場情況 ，脫硫場地布置在煙囪后，現(xiàn)場情況可以滿足布置要求。 詳見 附圖 。 水、電、汽、氣供應(yīng)條件 供水和排水 煙氣脫硫采用石灰石 /石膏濕法脫硫， 4 臺 300MW 機(jī)組脫硫裝置的用水量為 4， 根據(jù)脫硫工藝的要求并考慮降低電廠的運(yùn)行成本， 每臺機(jī)組消耗的 中，其中 69t/h 采用電廠的循環(huán)水排污水， 14. 5t/h 采用電廠的 工業(yè) 水； 脫硫裝置 全廠的廢水排放量 不大于 20t/h， 脫硫島內(nèi)不 單 設(shè)廢水處理車間，廢水直接排至電廠的污水處理車間 。 供電 脫硫島的供電方案為：一采用專用廠用變壓器，二由機(jī)組的廠用變壓器引接，兩山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 4x300MW 機(jī)組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 11 種方案的最終確定應(yīng)結(jié)合電廠的具體情況經(jīng)技術(shù)經(jīng) 濟(jì)比較確定。 供氣 儀用和檢修用的壓縮空氣來自空壓機(jī)房。 脫硫工藝方案選擇 設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù) 通過對設(shè)計煤種和校核煤種分析，并結(jié)合電廠運(yùn)行中實際燃煤，選擇以燃用Sar=%的煤種及鍋爐最大連續(xù)負(fù)荷工況為設(shè)計依據(jù)。主要設(shè)計參數(shù)如下（以單臺機(jī)組計）： 機(jī)組容量： 300MW 處理煙氣量： 1191507Nm3/h 鍋爐燃煤量： 燃料收到基低位發(fā)熱量： 設(shè)計煤種含硫量： % 脫硫裝置進(jìn)口 SO2濃度： 3745mg/Nm3 設(shè)計脫硫率： ?95% 脫硫 工藝簡介 目 前國 內(nèi) 外 采用的 脫硫技術(shù)已有 百余 種 ，按脫硫方法來分有濕法、半干法、干法， 目前在國內(nèi) 應(yīng)用較廣泛的脫硫技術(shù)主要有：濕式石灰石 /石膏法、旋轉(zhuǎn)噴霧半干法、 CFB 法、 NID 法、爐內(nèi)噴鈣 尾部加濕活化法等，目前 國內(nèi)各脫硫公司 通過引進(jìn)技術(shù)、合資以及自行開發(fā) 已 掌握了以上幾種脫硫技術(shù)。 對于濕法煙氣脫硫工藝，其主要的代表工藝如下： 濕式石灰石 /石膏法 濕式石灰石 /石膏法其工藝特點(diǎn)是采用石灰石漿液作為脫硫劑，經(jīng)吸收、氧化和除霧等處理過程，形成副產(chǎn)品石膏。其工藝成熟、適用于不同容量的機(jī)組，應(yīng)用范圍最廣，脫硫劑利用充分，脫硫效率可達(dá) 90%以上。并且脫硫劑來源豐富，價格較低，副產(chǎn)品石膏利用前景較好。該法是目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用 最 廣的脫硫工藝， 僅燃煤電站，采用該工藝的全球裝機(jī)總?cè)萘恳呀咏?149000MW， 應(yīng)用該工藝的機(jī)組容量約占電站脫硫裝機(jī)總?cè)萘康?90%以上，應(yīng)用的單機(jī)容量已達(dá) 1000MW。在國內(nèi)已有珞山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 4x300MW 機(jī)組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 12 璜電廠一、二期 300MW 機(jī)組及北京一熱、重慶電廠 、 浙江半山電廠 、 太原第一熱電廠、太原第二熱電廠、 廣東瑞明電廠、廣東連州電廠、 貴州安順電廠 2 300 機(jī)組、山東黃臺電廠 2 300 機(jī)組、 廣東臺山 2 600MW 機(jī)組、河北定州 2 600MW 機(jī)組 等工程 投產(chǎn)， 目前在建設(shè)中的大、中型工程超過 100 個 。 其不足之處是系統(tǒng)比較復(fù)雜，占地面積大。 海水洗滌法 海水洗滌法 (SWW)脫硫技術(shù)采用未處理的海水洗滌煙氣，利用海水的天然堿性來中和二氧化硫。洗滌后，所用海水利用空氣處理，以減少它的化學(xué)需氧量和降低酸性，然后將之排入大海。 該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)為不需要固體吸收劑作為反應(yīng)劑，運(yùn)行成本低；其最明顯的缺點(diǎn)是僅局限于沿海地區(qū)使用 。采用該技術(shù)，在燃料含硫量低于 %的情況下，脫硫效率高（最高達(dá) 98%），但在二氧化硫含量更高的情況下，海水的耗量將明顯增大，從而使投資成本 和生產(chǎn)成本顯著增加。 目前國內(nèi)深圳西部電力公司 2 號 300MW 機(jī)組、福建后石電廠 4 600MW 機(jī)組已投入運(yùn)行。 氨洗滌法 氨洗滌法脫硫工藝采用氨水作為脫硫劑，二氧化硫通過 與 氨反應(yīng)從煙氣中脫除，最終產(chǎn)品為硫酸氨；其運(yùn)方式與石灰石石膏法相似 。 該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)為 系統(tǒng)簡單，占地面積小 ， 極少出現(xiàn) 結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象 、無廢水排放 、副產(chǎn)物價值高 ； 缺點(diǎn)是 脫硫劑的采購成本高，脫除每 噸 二氧化硫的成本是石灰石石膏法的 15 倍 左右 ，副產(chǎn)物 硫酸銨含氮量 %，為白色或微帶顏色的結(jié)晶，易溶于水，是最早生產(chǎn)的氮肥品種。隨著化肥工業(yè)的發(fā)展，新 的氮肥品種的出現(xiàn)，使硫銨與碳銨一樣漸成被淘汰的氮肥品種。 其 養(yǎng)分低 、 長期施用硫銨會造成土壤板結(jié)，不宜直接施用 ，僅能作為復(fù)合肥的添加劑。 因此，要實現(xiàn)其副產(chǎn)物的高價值 ，脫硫裝置需配套 綜合利用設(shè)備（磁化復(fù)合肥生產(chǎn)線） ，從而使投資成本大大增加。 另外，由于氨水和硫酸 銨 的價格 受區(qū)域和市場影響較大，采用該技術(shù)具有較大的風(fēng)險。 氨水 本身 具有較強(qiáng)的揮發(fā)性 和 較強(qiáng)的刺激性臭味、并有滲透性、腐蝕性， 需采取相應(yīng)的防爆、防泄漏、防腐蝕措施； 副產(chǎn)物 硫酸銨易溶于水 ，在硫酸 銨 滯銷時， 堆放山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 4x300MW 機(jī)組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 13 和貯存問題難以解決 ，并形成二次污染 。 國內(nèi)外脫硫裝置 的生產(chǎn)制造能力 脫硫裝置在國外已是一種成熟的 產(chǎn)品，可設(shè)計生產(chǎn)制造的廠家很多，主要集中在美、德、日、芬蘭等國 。國內(nèi) 生產(chǎn)商 在引進(jìn)消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上， 已具備相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)和供貨能力， 目前 主要 脫硫設(shè)備除除霧器、旋流站外，其余設(shè)備均可實現(xiàn)國產(chǎn)化 。 脫硫 工藝 的選擇 選擇 原則 （ 1）、 工藝 技術(shù) 成熟，穩(wěn)定可靠，在國內(nèi)外業(yè)績多，尤其是大型化業(yè)績； （ 2）、 吸收劑質(zhì)優(yōu)價廉，有穩(wěn)定可靠的供貨渠道； （ 3）、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)費(fèi)用低； （ 4）、設(shè)備國產(chǎn)化率高； （ 5）、投資造價低、風(fēng)險低 。 本工程脫硫方案的選擇 幾種脫硫工藝的比較 鈣法 鎂法 鈉法 氨法 脫硫效率， % 95 95 95 95 原料 石灰石 氧化鎂 碳酸鈉（純堿） 氨（液氨、氨水、碳銨） 來源情況 天然礦，豐富 菱鎂礦，有限 合成，有限 合成，豐富 原料價格，元 /噸 約 40 350 1200，（純堿） 氨水 =2200 原料消耗，噸 /噸 SO2 （液銨） 副產(chǎn)品 ,石膏 Na2SO4 (NH4)2SO4,化肥 副產(chǎn)品用途 可作建材原料，但基本拋棄 可作化 肥添加劑，但基本拋棄可作玻璃生產(chǎn)原料，但因質(zhì)含氮量低，不能直接作為 農(nóng)用化肥，山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 4x300MW 機(jī)組技改煙氣脫硫島 可行性研究報告 14 二次渣或水污染 量差，基本拋棄 需進(jìn)一步加工，硫酸 銨 按 600 元 /噸 副產(chǎn)品量，噸 /噸 SO2 產(chǎn)品 原料差價，元 /噸SO2 74 280 1992 580 市場業(yè)績 全世界范圍 90%以上 極少 極少 極少 根據(jù)《火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（ DL/T51962020）的規(guī)定，大容量機(jī)組（ 200MW 及以上）的電廠建設(shè)煙氣脫硫裝置時，宜優(yōu)先采用石灰石石膏法脫硫工藝， 同 時 考慮到氨法等其他脫硫工藝 應(yīng)用的業(yè)績較少， 脫硫副產(chǎn)物需進(jìn)一步加工 才可能獲得一定的利潤， 這樣整個脫硫裝置需 總體考慮后 投資成本 增加 約 30%， 同 時 ，其脫硫劑和副產(chǎn)物受地區(qū)局限和市場影響較大，大大增加了投資的風(fēng)險性， 因此， 山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 采用石灰石石膏法作為首選的脫硫工藝。 脫硫工程設(shè)想 工藝部分 工藝系統(tǒng) 構(gòu)成 FGD 裝置運(yùn)行時，煙氣通過位于吸收塔中部的入口煙道進(jìn)入塔內(nèi)。煙氣進(jìn)入塔內(nèi)后向上流過噴淋段，以逆流方式與噴淋下來的石灰石漿液接觸。煙氣中的 SO2 被石灰石漿液吸收并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在吸收塔下部反應(yīng)池內(nèi)被 鼓入的空氣強(qiáng)制氧化，最終生成石膏晶體。在吸收塔上部，脫硫后的煙氣通過除霧器除去夾帶的液滴后，從頂部離開吸收塔。 FGD 裝置所需石灰石吸收劑漿液來自石灰石制備系統(tǒng)，由泵送至吸收塔后進(jìn)行吸收反應(yīng)。脫硫反應(yīng)后所產(chǎn)生的石膏漿液由泵送至石膏水力旋流站進(jìn)行初步脫水，再經(jīng)真空皮帶脫水機(jī)二次脫水后成為副產(chǎn)物石膏，