【導(dǎo)讀】**鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程。**環(huán)境工程設(shè)計(jì)院1

　　

【正文】 機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 28 表 132m2 燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)水平衡 一 出 水量 指標(biāo) kg/h 1 煙氣帶走水量 2 產(chǎn)品帶走水量 3 結(jié)晶水量 合計(jì) 二 入 水量 1 煙氣帶入水量 2 氧化空氣帶入量 3 石灰漿液帶入量 4 稀漿液返回水量 5 系統(tǒng)補(bǔ)水量 合計(jì) （ 5） 物料平衡 132m2燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)物料平衡如表 所示： 表 132m2 燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)物料平衡 項(xiàng)目 入料（ kg/h） 出料（ kg/h） 1 煙氣 2 石灰漿液 3 返回稀漿液 4 氧化空氣 5 吸收塔補(bǔ)水 6 吸收塔抽出漿液 合計(jì) 相差 期 180m2燒結(jié)機(jī) （ 1） 基本煙氣參數(shù) 處理煙氣量： 1104545 m3/h臺(tái)燒結(jié)機(jī)， 煙氣溫度： 110℃ 入口 SO2濃度：按 2021 mg/Nm3 **鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 29 脫硫效率： 95％ 脫 硫量：一臺(tái)燒結(jié)機(jī)共需脫硫 2021 787363 95％ 106＝（ 2） Ca/S＝ 石灰純度： 石灰消耗量 = 56 ＝ （ 3） 脫硫渣產(chǎn)量 脫硫渣 CaSO4 2H2O 的產(chǎn)量： kg/h （ 4） 水平衡 180m2燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)水平衡如表 所示： 表 180m2 燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)水平衡 一 出 水量 指標(biāo) kg/h 1 煙氣帶走水量 2 產(chǎn)品帶走水量 3 結(jié)晶水量 合計(jì) 二 入 水量 1 煙氣帶入水量 2 氧化空氣帶入量 3 石灰漿液帶入量 4 稀漿液返回水量 5 系統(tǒng)補(bǔ)水量 合計(jì) （ 5） 物料平衡 **鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 30 180m2燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)水平衡如表 所示： 表 180m2 燒結(jié)機(jī)脫硫系統(tǒng)物料平衡 序號(hào) 項(xiàng)目 入料（ kg/h） 出料（ kg/h） 1 煙氣 2 石灰漿液 3 返回稀漿液 4 氧化空氣 5 吸收塔補(bǔ)水 6 吸收塔抽出漿液 合計(jì) 相差 非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計(jì)制作 按照工藝要求，本工程一二期需制作非標(biāo)設(shè)備共計(jì) 5 臺(tái)，其中大型非標(biāo)設(shè)備 1吸收塔 1 臺(tái)， 2吸收塔 1 臺(tái)，石灰料倉(cāng) 1 臺(tái)，工藝水箱 1 臺(tái)，以及稀液儲(chǔ)槽 1 個(gè)等。 吸收塔為碳鋼制立式圓筒形塔體， 1塔體內(nèi)直徑為 9m， 2塔體內(nèi)直徑為 10m； 塔總高約 29m； 1設(shè)計(jì)煙氣量 577363Nm3/h， 2設(shè)計(jì)煙氣量 7873133Nm3/h； 進(jìn)口原煙氣溫度 110℃，壓力 2100 Pa，出口凈煙氣溫度 50℃左右，壓力約 1000pa。 由于塔內(nèi)運(yùn)行工況復(fù)雜，介質(zhì)具有嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕及磨蝕性，故塔內(nèi)壁需要高標(biāo)準(zhǔn)的防腐、耐磨的防護(hù)措施，目前在歐洲國(guó)家主要的防護(hù)措施是使用丁基橡膠襯里，在日本大部分采用乙烯基酯玻璃鱗片涂層作為防護(hù)措施，國(guó)內(nèi)引進(jìn)脫硫裝置中二者皆有。本工程確定吸收塔內(nèi)部防護(hù)采用乙烯基酯玻璃鱗片涂層。其優(yōu)點(diǎn)為施工方便，維修容**鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 31 易，大面積涂層質(zhì)量容易保證，抗?jié)B透性強(qiáng) ，防護(hù)效果好，可耐高溫。 塔內(nèi)部件組成： 在吸收塔下部的漿液池中設(shè)單層側(cè)入式攪拌裝置 3 套，氧化空氣布風(fēng)管 4 根，保證在漿液池內(nèi)中和反應(yīng)及氧化反應(yīng)的完全進(jìn)行，使副產(chǎn)品亞硫酸銨降至最低，并使懸浮液均勻不產(chǎn)生沉降，其攪拌器及氧化空氣管材均采用防腐、耐磨材料制作。漿池容積保證循環(huán)漿液在池內(nèi)停留時(shí)間 5 分鐘。 在吸收塔的中部煙氣入口上方設(shè)置 3 層噴霧層，由漿液管及數(shù)量足夠的漿液噴頭組成，使噴頭噴出的漿液霧滴充滿整個(gè)塔的截面，上升煙氣與漿液充分接觸后，其中的 S02被吸收，部分 S0 HCl、 HF、煙塵也被清除，是保證設(shè)計(jì)指標(biāo) 脫硫率的關(guān)鍵部位。吸收塔的頂部設(shè)置二級(jí)除霧器，以清除煙氣經(jīng)噴霧層后夾帶的霧滴。在二級(jí)除霧器的上、下方配有除霧器沖洗管及沖洗噴頭，以保證除霧器不被煙氣夾帶的硫酸銨堵塞。除霧器材料采用擠拉成型的玻璃纖維增強(qiáng)塑料（ SPR）或玻璃鋼的折板組裝而成。此結(jié)構(gòu)具有除霧效率高、阻力小、易清洗的優(yōu)點(diǎn)。在煙氣脫硫吸收塔中被廣泛采用。 吸收塔型式、尺寸及內(nèi)部組件在滿足工藝提出設(shè)計(jì)指標(biāo)及工藝介質(zhì)要求的材料選擇的情況下，設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是十分重要的。吸收塔從尺寸到體積及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它的強(qiáng)度、剛度及在戶外承受風(fēng)載、雪載及地震載荷狀態(tài)下的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)力分析具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)。保證吸收塔的穩(wěn)定運(yùn)行。 **鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 32 關(guān)鍵設(shè)備方案比選 本工程主要的大型、定型設(shè)備有：石灰消化器、脫硫增壓風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵、真空皮帶脫水機(jī)等，現(xiàn)就這些設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)選型進(jìn)行說(shuō)明。 根據(jù)設(shè)計(jì)煙氣量及入口溫度，確定脫硫增壓風(fēng)機(jī)能力為1080000m3/h，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)入口溫度為 110℃，根據(jù)脫硫系統(tǒng)阻力確定風(fēng)機(jī)出口壓力為 2500pa 左右 ,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)功率 1250KW。 本工程選用國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)及制造技術(shù)已非常成熟的離心風(fēng)機(jī)。 漿液循環(huán)泵是 保證吸收塔達(dá)到工藝設(shè)計(jì)所要求的液氣比的吸收塔外圍設(shè)備，泵的材質(zhì)要求防腐、耐磨。 本工程脫硫循環(huán)泵設(shè)置 3 臺(tái)，其流量為 2500m3/h，同時(shí)供給吸收塔的三級(jí)噴霧層，揚(yáng)程分別為 、 19 和 。漿液循環(huán)泵采用脫硫系列專(zhuān)用泵，其泵殼為碳鋼 +橡膠襯套，襯套可更換，葉輪使用耐磨、耐腐蝕合金材料金屬葉輪；或泵的通流部件均采用耐磨及耐腐蝕的高鎳合金不銹鋼制作。 （一二期公用） 真空皮帶脫水機(jī)用于副產(chǎn)品石膏最終濃縮，使副產(chǎn)品石膏含水率降至≤ 10％，工程選用過(guò)濾面積 F＝ 12m2脫水機(jī) 一臺(tái)，生產(chǎn)能力滿足脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品石膏量的能力要求。 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)真空皮帶脫水機(jī)的廠家較多，如：煙臺(tái)桑尼環(huán)保設(shè)備、昆山菲蘿化工設(shè)備成套公司、湖州核華機(jī)械有限公司等，在用于**鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 33 煙氣脫硫副產(chǎn)品石膏的脫水上都有著一定的業(yè)績(jī)，設(shè)備選定需對(duì)脫水機(jī)的設(shè)計(jì)制造及實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行實(shí)地考察確定。 控制方式 （ 1） 脫硫控制采用集中控制方式， 一二期 脫硫系統(tǒng)共用 1 套分散控制系統(tǒng)（ DCS）進(jìn)行控制。 （ 2）在 集中 控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)主要工藝過(guò)程的監(jiān)視、控制；在就地人員的配合下實(shí)現(xiàn)脫硫裝置及輔助系統(tǒng)的順序啟停；在控制室 內(nèi)實(shí)現(xiàn)異常工礦和緊急事故處理。 （ 3） 分散控制系統(tǒng)（ DCS）的功能包括數(shù)據(jù)采集和處理（ DAS）、模擬量控制（ MCS）、順序控制及聯(lián)鎖保護(hù)（ SCS）等。 （ 4） 電氣系統(tǒng)監(jiān)控和 UPS 的監(jiān)視納入 DCS ，并分別接入煙氣脫硫 DCS 機(jī)柜及煙氣脫硫公用、輔助 DCS 機(jī)柜。 （ 5） 脫硫裝置在啟、停、運(yùn)行及事故處理情況下均不影響 燒結(jié)機(jī) 的正常運(yùn)行。脫硫裝置與 燒結(jié)機(jī) 間用于保護(hù)的信號(hào)均采用硬接線方式。當(dāng) 燒結(jié)機(jī) 發(fā)生跳閘時(shí)，自動(dòng)切除脫硫裝置（ FGD）的運(yùn)行。 （ 6） 設(shè)置的煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除滿足脫硫過(guò)程的控制外，在脫硫裝置投入或 停運(yùn)時(shí)分別對(duì)煙氣排放進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。 CEMS 系統(tǒng)的各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目參與脫硫系統(tǒng)控制的信號(hào)以硬接線接入 DCS，其余信號(hào)通過(guò)通訊接口進(jìn)入 （ 7） 為了便于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)視， 一二期 脫硫裝置及其輔助系統(tǒng)合設(shè)一套閉路工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。 **鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 34 （ 8） 脫硫系統(tǒng)的消防和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)按國(guó)家和行業(yè)有關(guān)規(guī)定統(tǒng)一設(shè)置。 熱工自動(dòng)化功能 （ 1）數(shù)據(jù)采集（ DAS）功能 —— 采集工藝系統(tǒng)各種參數(shù)，設(shè)備狀態(tài)等信號(hào) ； —— 輸入信號(hào)的正確性判斷、數(shù)字濾波、非線性校正、參數(shù)補(bǔ)償、故障檢查及工程單位變換處理 ； —— 報(bào)警值檢查、超限報(bào)警、超限 時(shí)間累計(jì) ； —— 參數(shù)計(jì)算，包括和、差、平均、最高、最低、累計(jì)、變化率等 ； —— 事故追憶 ； —— 操作記錄、輔機(jī)運(yùn)行時(shí)間累計(jì) ； —— CRT 顯示 ； —— 制表打印、記錄 ； —— 趨勢(shì)記錄 。 （ 2）模擬量調(diào)節(jié)（ MCS）功能 —— 吸收塔漿液池液位調(diào)節(jié) ； —— 吸收塔漿液補(bǔ)漿流量調(diào)節(jié) ； —— 石灰漿液濃度調(diào)節(jié) ； —— 石灰漿液池液位調(diào)節(jié) ； —— 脫硫風(fēng)機(jī)入口壓力自動(dòng)調(diào)節(jié) 。 （ 3）順序控制 (SCS)功能 **鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 35 —— 實(shí)現(xiàn)脫硫裝置的自啟停； —— 實(shí)現(xiàn)吸收塔及輔機(jī)、閥門(mén)、擋板的順序控制、控制操作及試驗(yàn)操作； —— 輔機(jī)與其相關(guān)的冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系 統(tǒng)、密封系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制； —— 在發(fā)生局部設(shè)備故障跳閘時(shí)，聯(lián)鎖啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備。 （ 4）保護(hù)及熱工報(bào)警 —— 當(dāng)發(fā)生 燒結(jié)機(jī)和前置電除塵器 跳閘 ； —— 升壓風(fēng)機(jī)故障 ； —— 循環(huán)泵均停 ； —— 原煙氣擋板或凈煙氣擋板未開(kāi) ； —— 工藝系統(tǒng)主要熱工參數(shù)偏離正常運(yùn)行范圍； —— 熱工保護(hù)動(dòng)作及主要輔機(jī)設(shè)備故障； —— 輔助系統(tǒng)故障； —— 熱工控制設(shè)備故障； —— 熱工電源、氣源故障； —— 主要電氣設(shè)備故障等。 （ 5） 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（ CEMS） —— 每臺(tái)爐的煙氣脫硫原煙氣側(cè)監(jiān)測(cè)參數(shù)為 SO煙塵、 O煙氣流量壓力和溫度。 —— 每臺(tái)爐的煙氣脫硫凈煙氣側(cè)監(jiān)測(cè)參數(shù)為 SO NOX、煙塵、 O煙氣流量、壓力、溫度和濕度等。 —— CEMS系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)應(yīng)滿足脫硫系統(tǒng)對(duì) SO2控制所需信號(hào)的**鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 36 要求，輸出數(shù)據(jù)的單位為 mg/Nm3(成分含量 )、 Nm3/h(流量 )和 ℃( 溫度 )。 熱工自動(dòng)化設(shè)備 選型 （ 1）分散控制系統(tǒng) 分散控制系統(tǒng)應(yīng)選擇有成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、性能價(jià)格比較好的產(chǎn)品，本期工程考慮國(guó)產(chǎn)分散控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)的過(guò)程 I/O 數(shù)量約： —— AI/AO: 80 —— DI/DO: 320 系統(tǒng)的硬件配置 —— DOS 裝置 1 套 —— 操作員站（兼工程師站） 2 臺(tái) —— 記錄用打印機(jī) 1 臺(tái) （ 2）變送器 —— 兩線制， 4～ 20mA， DC； —— 零點(diǎn)可遷移，易于量程調(diào)整； —— 差壓變送器應(yīng)具有單項(xiàng)耐全壓的能力； （ 3）執(zhí)行器 —— 執(zhí)行器應(yīng)帶有手輪并配有位置發(fā)訊機(jī)構(gòu)； （ 4）特殊儀表 —— SO2分析儀、 PH 計(jì)、煙氣粉塵濃度計(jì)等主要儀表采用進(jìn)口設(shè)備。 **鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 37 工業(yè)電視監(jiān)控 脫硫工業(yè)電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足運(yùn)行人員可在控制室內(nèi)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的主要設(shè)備運(yùn)行情況、安全情況和條件惡劣、巡健人員難以 達(dá)到的場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)視。工業(yè)電視監(jiān)視器安裝于脫硫就地控制室內(nèi)、切換通過(guò)鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)。 其監(jiān)測(cè)范圍包括：漿液制備車(chē)間，石膏脫水車(chē)間，增壓風(fēng)機(jī)，吸收塔。 監(jiān)視點(diǎn)設(shè)置如表 所示： 表 監(jiān)視點(diǎn)設(shè)置表 序號(hào) 監(jiān)視區(qū)域 監(jiān)視點(diǎn)數(shù) 備注 1 一二期吸收塔區(qū)域 2 二期預(yù)留 2 一二期增壓風(fēng)機(jī)區(qū)域 2 二期預(yù)留 3 一二期循環(huán)泵房 2 二期預(yù)留 4 真空皮帶脫水系統(tǒng) 1 5 石膏卸料 1 6 石灰卸料 1 7 漿液制備系統(tǒng) 1 8 旋流器系統(tǒng) 1 總計(jì) 11 電源 為保證脫硫 設(shè)備安全可靠運(yùn)行，應(yīng)確保在任一脫硫區(qū)域內(nèi)任一臺(tái)機(jī)組的停運(yùn)，不影響對(duì)脫硫控制設(shè)備的供電。 （ 1）調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)閥的熱控交流動(dòng)力電源采用 380VAC 電源，由電氣雙電源切換配電柜供給。 （ 2） DCS 及現(xiàn)場(chǎng)儀表等所需的 220VAC 熱控交流電源由兩路電源供電，一路來(lái)自電氣專(zhuān)業(yè)的不停電電源裝置（ UPS），另一路來(lái)自保安電源段。 **鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫工程 **環(huán)境工程設(shè)計(jì)院 38 （ 3）包括電伴熱在內(nèi)的 220V 熱控檢修電源，將考慮單路供電至熱工檢修電源配電箱。 對(duì)不停電電源裝置的技術(shù)指標(biāo)要求： 輸出電壓穩(wěn)定度誤差動(dòng)態(tài)過(guò)程不大于 10%，穩(wěn)定過(guò)程不大于 2%；頻率輸出穩(wěn)定 度誤差動(dòng)態(tài)過(guò)程不大于 2%，穩(wěn)定過(guò)程小于 1%；輸出波形失真度小于 5%。在廠用交流電源中斷的情況下，不停電電源應(yīng)保證連續(xù)供電半小時(shí)（最大負(fù)荷）。 氣源 （ 1）儀表氣源應(yīng)使用無(wú)油、無(wú)水、潔凈的壓縮空氣。 （ 2）設(shè)有儲(chǔ)氣罐，其容量應(yīng)保證當(dāng)全部空壓機(jī)停運(yùn)時(shí)，在供氣壓力不低于氣動(dòng)設(shè)備最低允許工作壓力情況下，滿足 10 分鐘用氣。 儀表同氣管，采用不銹鋼管。至儀表設(shè)備的分支管，采用紫銅管或尼龍管。 其氣源品質(zhì)應(yīng)符合以下要求： —