水泥有限公司煙氣脫硫工程

1、棗莊山水水泥有限公司窯尾煙氣脫硫工程技術方案南京西普環(huán)?？萍加邢薰?O 一五年H-一月一、概述1二、項目設計參數(shù) 1.2.1、 設計基本參數(shù) 1.2.2、 物料介質主要參數(shù)2.三、設計規(guī)范與標準 3.3.1、 概述3.3.2、 規(guī)程與標準 3.3.3、 設計目標.4.3.4、 性能保證 5.四、脫硫工藝介紹 6.4.1、 工藝系統(tǒng)說明6.4.2、 氨法脫硫系統(tǒng)主要設備8.五、設備清單125.1、設備清單12六、報價單14七、工程進度14八、工程質量及服務1.4九、關于我們15一、概述棗莊山水水泥有限公司位于山東省棗莊市，公司現(xiàn)有一條 3000t/d新型干法 水泥生產線，目前窯尾煙氣 SO2排

2、放濃度500mg/m3,水泥廠大氣污染物排放 標準(GB4915-2013)中要求窯尾煙氣 SO2排放濃度小于100mg/m3。廠內生料磨正常運行時，在生料內添加電石渣，可有效將SO2降至50mg/m3 以下，生料磨停止運行后SO2氣體濃度會急劇上升，嚴重超過排放標準。為保證 煙氣排放濃度達標，生料磨就需要連續(xù)運行， 根據(jù)生料庫庫位平衡的需要，此時 生料磨的喂料量降低，無法滿負荷運行， 造成噸生料粉磨耗電量大幅增加。 因此 急需通過其他更加經濟、穩(wěn)定的工藝對窯爐尾氣治理，達到國家排放標準。本項目廠區(qū)內另建有一套 SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)，利用氨水作為還原劑，在分 解爐高溫區(qū)域內氨和氮氧化物反應，將

3、氮氧化物降至400mg/m3以下。本工程擬采用高溫氨法脫硫，通過氨水和 SO2反應，生成硫酸俊、硫酸氫俊、亞硫酸俊、 亞硫酸氫俊等硫酸根化合物，達到去除煙氣中的SO2,噴射位置位于C2/C3煙氣 出口管道。氨水的卸載和儲存單元可以利用原有 SNCR脫硝系統(tǒng)的設備，采用一 體化的集成設備，不需要增加土建工程，安裝簡單方便，無需停窯，僅需脫硝系 統(tǒng)短暫停機，將氨水接入脫硫集成設備內，不會造成氮氧化物超標，電氣控制系統(tǒng)并入原有脫硝系統(tǒng)內，統(tǒng)一管理。二、項目設計參數(shù)2.1、 設計基本參數(shù)以下設計參數(shù)根據(jù)水泥生產線檢測儀表記錄而來，其他工藝參數(shù)設計時考慮 嚴格于現(xiàn)有的工藝參數(shù)。單臺鍋爐煙氣參數(shù)項目單位設

4、計參數(shù)煙氣量m3/h400000脫硫前在線檢測SO2排放濃度mg/Nm3500脫硫后在線檢測SO2排放濃度mg/Nm3<100備注：上述表中對應的煙氣參數(shù)取自窯尾在線分析儀2.2、 物料介質主要參數(shù)(1)脫硫劑：20%氨水(2)電源動力電源：三相五線制 380 V/ 220 V, 50Hz事故電源：直流 220 V控制電源：直流 220 V或交流220 V(3)壓縮空氣壓力：0.4Mpa0.6Mpa溫度：常溫三、設計規(guī)范與標準3.1、 概述本項目為棗莊山水水泥有限公司3000t/d新型干法水泥生產線煙氣脫硫工程，具體設計參數(shù)詳見上述表格。本工程采用高溫氨法脫硫工藝，脫硫劑采用20%濃度的

5、氨水溶液。脫硫系統(tǒng) 運行方式為連續(xù)運行，該系統(tǒng)具有很高的可靠性和可用率， 不會因為該系統(tǒng)的故 障而導致水泥生產線停機。我方提供安全可靠、技術先進、運行經濟的，且能滿足環(huán)境保護要求的脫硫 系統(tǒng)。3.2、 規(guī)程與標準脫硫裝置的設計、制造、安裝、調試、試運行等應符合相關的中國規(guī)范及標 準。脫硫系統(tǒng)的設計、供貨、調試、試驗及檢查、試運行、考核、最終交付等應 符合相關的中國法律及規(guī)范。對于標準的采用應符合下述原則：GB4915-2004水泥廠大氣污染物排放標準HJ 2001-2010火電廠煙氣脫硫工程技術規(guī)范 氨法GB20801-2006壓力管道規(guī)范工業(yè)管道GB50034- 92工業(yè)企業(yè)照明設計標準GB

6、50040- 96動力機器基礎設計規(guī)范GB17055-1997工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準GBJ54-83低壓配電裝置規(guī)范GBJ55-83工業(yè)及民用通用設備電力裝置設計規(guī)范GB3095-1996環(huán)境空氣質量標準GA/T75 94安全防范工程程序與要求GB50052- 95供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB50054- 95低壓配電設計規(guī)范GB50055- 93通用用電設備配電設計規(guī)范GB50058- 92爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范DL/T620 -1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合DL/T5137-2001電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程GB755 87旋轉電機基本技術要求GB997 81

7、1;電機結構及安裝型式代號GB1971-80«電機線端標志與旋轉方向GB4942.1 85 «電機外殼分級GB1032-85三相異步電機試驗方法EIA RS- 232 C數(shù)據(jù)終端設備與使用串行二進制數(shù)據(jù)進行EIA RS- 485數(shù)據(jù)終端設備與使用串行二進制數(shù)據(jù)進行IEC國際電工學會TCP/IP網絡通訊協(xié)議工程中的工作語言為中文，所有的文件、圖紙均用中文進行編寫。上述標準中不包含的部分采用技術來源國標準或國際通用標準，由我方提 供，業(yè)主確認；如上述標準均不適用，由業(yè)主和我方討論并確定；上述標準有矛盾時，按較高標準執(zhí)行。3.3、 設計目標(1)脫硫項目采用先進、成熟、可靠的脫硫

8、技術，布局合理、裝備優(yōu)良、 運行經濟，維護方便。(2)在窯爐任何生產負荷范圍內，以氨水為脫硫劑作為考核標準，廢氣 中SO2排放濃度不高于100mg/Nm3 (氧含量10%,干基)。(3)脫硫系統(tǒng)設備管路密封良好，無泄漏。(4)脫硫裝置的調試、啟停和運行應不影響水泥生產線的正常運行。(5)車間布置留有足夠的通道，包括施工、檢修需要的吊裝及運輸通道。(6)脫硫效率以及SO2的排放達到環(huán)保部門規(guī)定要求，同時不影響水泥生 產線的正常生產。3.4、 性能保證在水泥窯爐上新建脫硫系統(tǒng)，其目的是為了確保鍋爐煙氣中SO2的排放濃度在生產的任何情況低于國家環(huán)保局要求的排放濃度。性能保證指標項目性能保證處理前SO

9、2基礎濃度mg/Nm 3（標況、干態(tài)、10%O2）500脫硫處理后SO2控制濃度mg/Nm 3（標況、干態(tài)、10%O2）V 100脫硫系統(tǒng)物耗表壓縮空氣總量Nm3/min （氨水噴射時）<0.5氨水耗量kg/h （20%的氨水）<338表格中計算數(shù)值為高溫氨法脫硫系統(tǒng)連續(xù)運行，SO2按最大值500mg/Nm3降至100 mg/Nm3的氨水（20%）理論耗量，實際使用過程中氨水耗量應小于計算值。四、脫硫工藝介紹4.1、 工藝系統(tǒng)說明4.1.1、 SO2的產生及排放過程水泥窯系統(tǒng)中的硫是由原料和燃料帶入的。原料中的硫以有機硫化物、硫化 物（簡單硫化物或者復硫化物如硫鐵礦）或者硫酸鹽的形

10、式存在，單質硫可以忽略不計。原料中存在的硫酸鹽在預熱器系統(tǒng)通常不會形成SO2氣體，大體上都會進入窯系統(tǒng)。其中一部分硫酸鹽會在窯內高溫帶發(fā)生分解，生成的SO2氣體隨窯氣向窯尾運動，在到達最低兩級預熱器等溫度較低區(qū)域時， 冷凝在溫度較低 的生料上，并隨生料沉集一起進入窯內， 形成一個在預熱器和窯之間的循環(huán)， 而 未分解的硫酸鹽則會隨著熟料離開窯系統(tǒng)。原料中以其他形式存在的硫（主要以 硫化物形式存在），則會在300600c被氧化生成SO2氣體，主要發(fā)生在五（四） 級預熱器的第二級旋風筒或者六級預熱器的第三級旋風筒。在預分解窯系統(tǒng)內， 燃料由窯頭和分解爐喂入。分解爐燃料燃燒生成的SO2會被分解爐存在的

11、大量活 性CaO吸收，生成的CaSO4隨物料經最低級旋風筒由窯尾煙室進入窯內。窯頭 喂入的燃料產生的SO2氣體會和硫酸鹽在窯內高溫帶分解產生的SO2氣體經歷類似的歷程。原料中的硫氧化產生的SO2在通過上級旋風筒時會被部分吸收， 其余則隨廢 氣一道從預熱器排出。如果廢氣用于烘干原料，則SO2在原料磨中進一步被吸收。 在溫度低于600c的情況下，CaCO3對SO2的吸收效率要遠低于CaO。上面兩級 預熱器中CaCO3分解率極低，且僅有少量 CaO被煙氣從高溫部分帶上去，因此 吸收效率很低。再加上此時濕度較低以及排放前的停留時間較短，SO2排放濃度可能很高。如果存在有機硫化物，其氧化行為與硫鐵礦接近

12、?？傊?，新型干法水泥生產過程中的SO2排放與燃料帶入的硫和硫酸鹽在預熱 器和窯之間的循環(huán)關系不大，而與原料中硫化物的量密切相關。4.1.2、 脫硫工藝基本原理目前水泥廠可以采用的脫硫技術主要包括干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫 硫。干法脫硫工藝包括反應劑噴注法、熱生料噴注法等，半干法脫硫主要是噴霧 干燥脫硫法，濕法脫硫包括氨法脫硫、雙堿法脫硫、石灰石石膏法等脫硫工藝。反應劑噴注法是指將熟石灰噴入預熱器系統(tǒng)適當位置，利用熟石灰與SO2 反應，生成亞硫酸鈣，隨物料進入窯系統(tǒng)，此后經歷的過程與原料、燃料中帶有 的硫類似，在窯系統(tǒng)內部循環(huán)，未分解的硫酸鈣排除窯系統(tǒng)，達到月出SO2的目 的。基于SO2的產生

13、位置，脫硫劑的噴射位置一般位于 C2/C3煙氣出口管道上。熱生料噴注法是將已分解的生料喂入預熱器系統(tǒng)適當位置。已分解的生料中 含有大量的CaO, CaO可以與SO2反應生成硫酸鈣。噴射的位置同樣位于 C2/C3 的煙氣出口管道。噴霧干燥脫硫法是一種濕法與干法相結合的脫硫工藝，將消化后的石灰石漿 液噴入吸收塔，霧化后的小液滴中含有大量 Ca(OH)2顆粒，煙氣中的SO2會溶 于溶液中反應被吸收。一般利用水泥廠的增濕塔作為吸收塔，未反應的Ca(OH)2隨著煙氣進入尾部收塵后排出，生成的含硫化合物隨窯灰進入生料磨。氨法脫硫目前廣泛應用于電廠脫硫系統(tǒng)內，是一種高效、低成本的濕法脫硫 工藝，脫硫效率可達

14、95%以上。該工藝利用氨水吸收煙氣中的 SO2生成亞硫酸錢， 在富氧條件下亞硫酸錢會被氧化成硫酸錢，從而脫除煙氣中的SO2。噴射位置同樣位于C2/C3煙氣出口管道。該工藝在水泥廠具有很高的應用價值， 水泥廠一般 都建有SNCR脫硝系統(tǒng)，利用SNCR脫硝系統(tǒng)的氨水作為脫硫劑，可減少一次 投資成本，運行管理方便。雙堿法脫硫是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收 二氧化硫后反應產物溶解度大，不會造成過飽和結晶，造成結垢堵塞問題。另一方面脫硫產物被排入再生池內用氫氧化鈣進行還原再生，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。雙堿法脫硫工藝應用在水泥廠脫硫時需要建設脫硫塔， 一次投資成

15、本較大。石灰石石膏法主要應用于火電廠的煙氣脫硫工程，采用石灰石或石灰作為脫 硫吸收劑，石灰石經破碎磨細成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，當采用石灰為吸收劑時，石灰粉經消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內，吸收漿液與煙氣觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反 應從而被脫除，最終反應產物為石膏。一次投資成本過大，占地面積高，運行成 本高，系統(tǒng)管理復雜，該工藝并不適用于水泥廠脫硫系統(tǒng)中。綜上分析，本項目廠區(qū)內同時設有 SNCR脫硝系統(tǒng)，SNCR脫硝系統(tǒng)利用 氨水作為脫硫劑，為了降低成本，同時又能達到脫硫的效果，本項目采用氨法脫硫。利用氨水作為脫硫劑，噴入煙氣系統(tǒng)內，使氨

16、和SO2反應，達到脫硫的目的,一般噴射位置選擇 C2/C3煙氣出口。脫硫反應脫硫效率的主要影響因素有氨硫比、溫度、脫硫劑與煙氣混合程度等因素。氨水在適合的噴射位置均勻的分配在煙氣中， 根據(jù)不同噴射形式和噴射系統(tǒng) 任務，氨水液滴將被均勻的分布在反應區(qū)域的截面上。脫硫反應氨硫比一般控制在1.5左右，噴氨量過大會導致較大的氨逃逸，對 除塵設備造成一定腐蝕。選擇合理的噴射位置， 合適的噴氨量，將不會對后續(xù)處 理設備造成影響。因此選取合適的的噴槍，合理的噴射角度及噴射距離就顯得尤 為重要。4.2、 氨法脫硫系統(tǒng)主要設備氨法脫硫裝置整套工藝是全機械化和自動運行的，主要包括4個分系統(tǒng)：1）氨水卸載、儲存系統(tǒng)

17、2）集成系統(tǒng)3）噴射與監(jiān)測系統(tǒng)4）工藝的管理和控制系統(tǒng)4.2.1、 氨水卸載、儲存系統(tǒng)氨水運輸和儲存需要特別的安全措施，槽車上的氨水經卸氨泵儲存在儲罐中，儲存在立式的304不銹鋼儲罐中。為了防止由于過熱引起的氨蒸汽的釋放， 儲罐體以及其輔助設施采取遮陽防雨措施以避免陽光直曬和雨淋。安全起見，儲罐不置于密閉的房間內。一般氨水儲存量滿足 57天的氨水用量即可。氨水儲罐設有1個泵模塊用來從槽車向儲罐加注氨水（PMF）,該模塊同時 還可以用于緊急排水或為罐體維修時做排液準備。氨水儲存罐、卸氨泵站利用原有脫硝系統(tǒng)的設備.不另增加。4.2.2、 集成系統(tǒng)集成系統(tǒng)包括氨水的輸送系統(tǒng)、計量分配系統(tǒng)以及電氣控制

18、系統(tǒng)，是整個脫 硫工藝的核心。輸送泵一用一備，將氨水輸送至噴射模塊。輸送系統(tǒng)包含必要的 閥門、止回閥、過濾器、壓力表。計量分配系統(tǒng)用來測量和控制正常運行時需要的脫硫劑量的組件被裝配在給料分配模塊中，這些模塊配有一個控制閥和一個流 量變送器，用來自動控制到噴槍的脫硫劑溶液總流量。另外，計量分配系統(tǒng)還包括手動閥門、氣動控制閥門。 可以方便靈活地控制 每根噴槍的實際流量，以便于獲得更加均勻的流場分布。 在分配柜中還設置有壓 力開關及閥門，可以實時監(jiān)控整個分配柜的運行狀態(tài)，保障系統(tǒng)安全運行。集成模塊C-HOPE流場分布4.2.3、 脫硫劑噴射系統(tǒng)噴射系統(tǒng)由壓縮空氣減壓模塊、壓縮空氣環(huán)管、氨水環(huán)管、噴槍

19、組成，噴槍布置在C2/C3出口煙氣管道內，共布置4支噴槍，側方向噴入， 所有脫硫劑的流量平均分配到每一只噴槍內，保證最佳的霧化效果，最大的覆蓋面積。噴槍采用雙流體噴嘴內部混合。每支噴槍由 外部的壓縮空氣管和靠內部的氨水溶液管組成。內部管與外部管相連接，外部管通過卡套接頭與噴槍套管連接。 噴槍具有極高的 穿透力，還可以調節(jié)噴霧效果和液滴的尺寸。對于有角度的噴槍，噴射角度可以 在運行期間進行改變。噴槍沒有可移動部件， 只有外部管是可以活動的。在現(xiàn)場 可以通過調節(jié)外部管以獲得不同的噴霧形式。固定安裝的噴槍通過外纏不銹鋼的聚四氟乙烯軟管向爐窯內噴射氨水。標準的噴槍的外徑為22mm,并且通過5/4”的快

20、速接頭直接連接。噴槍的最 小外徑可達12mm。標準的噴槍可以安裝在1-?”的滑動管上，用于自動伸縮系統(tǒng)。 噴槍安裝時，調整好正確的插入深度和噴霧效果后， 使用卡套接頭在相應的位置 進行固定。需要維護噴槍時，打開快速接頭即可卸下噴槍，重新插入時無需再次 調整。根據(jù)項目實際情況進行噴槍的專門設計， 可以生產單一或多重噴霧、無角度 或帶角度以及扇形噴霧，也可以根據(jù)具體的項目設計霧滴的大小。 對于更為惡劣 的使用環(huán)境，噴槍還可以安裝一個可選擇的護套，材質為耐熱的不銹鋼。對于規(guī)模較大的系統(tǒng)，用于控制和監(jiān)測噴槍的設備可以組裝在單獨的噴射模 塊內。小系統(tǒng)則會與給料分配系統(tǒng)結合在一起。C-HOPE噴槍組件4.

21、2.4、 控制和管理系統(tǒng)控制和管理系統(tǒng)協(xié)調、控制、管理以及監(jiān)測等所有處理功能。主要的硬件設 備有：1) 一個標準的 分布式計算機控制模塊”，安裝在儲罐區(qū)域或統(tǒng)一布置于廠 區(qū)配電室內。2) 一個子控制柜安裝在給料分配系統(tǒng)里面。3) 泵體運行的控制柜，安裝在泵模塊上。本套脫硫系統(tǒng)控制可并入原有電氣系統(tǒng)中完善系統(tǒng)“分布式計算機控制模塊”包括帶有運行程序的PLC和一個有觸摸屏的人機界面。它接收來自爐窯和其附屬控制柜的二進制信號和模擬信號，通過換算， 為還原反應提供設定值并且和子控制柜以及中控室進行交流。PLC可以直接與全廠DCS進行通信，接收廠信號并控制工藝。PLC操作將由觸摸屏實現(xiàn)。工藝圖 片用于操

22、作和系統(tǒng)管理。這些圖片使操作更加容易直觀，常用命令基本都在界面 上給出并通過按鈕即可操作。必要的工藝數(shù)據(jù)在操作終端上顯示并傳送到廠區(qū) DCS上進行正常監(jiān)視?！胺植际接嬎銠C控制模塊”還包括脫硫劑輸送模塊和計量輸送系統(tǒng)的調節(jié)和 處理功能。觸摸屏用來向系統(tǒng)發(fā)出指令，還可以查看系統(tǒng)運行信息等。PLC里的 運行程序記錄了工藝參數(shù)、運行生成的曲線以及處理運行圖片，報警等。分布式計算機控制模塊主要的分布式計算機控制模塊經常布置在罐區(qū)，需要防塵、防水，但同時也可以布置在專門的電氣設備問，中控室或者分解爐的給料和噴射設備附近。脫硫控制系統(tǒng)也可并入原有脫硝系統(tǒng)中，利用原有的控制柜及PLC模塊，若模塊不足可以根據(jù)需

23、要擴展，模塊補充部分費用已經包括在本案報價中，本 工程采用該種方式。五、設備清單5.1、設備清單序號設備名稱型號規(guī)格數(shù)量生產廠家備注分項1分項設備名稱：計量分配、控制系統(tǒng)、輸送單元（氨水集成單元）1輸送泵Q=3 m3/h; H=130m2臺格蘭富2壓力表直徑：60mm;量程：016bar1個德國WIKA3氣動調節(jié)閥1002-GC-N-36-SV-OS-AEP-361個美國Badger4電氣轉換器V18311H.4.8.2.2.10.11個ABB5電磁流量計OPTIFLUX4100c-015G44CSTP 0SA1AM0001個德國Korhne6氨泄漏檢測儀MOT500-NH3 , 0 200P

24、pm1個深圳科爾諾7壓力開關PSD-30, 4 20mA; 24VDC ;量 程016bar1個德國WIKA8閥門DN15（二片式、三片式）1批溫州美恐9氣功二聯(lián)件GC3000-081只亞德客10氣動球閥DN15,帶限位開關1個德國EA11PLC模塊S7系列1套西門子12電氣元件/1套施耐德/ABB13計量控制柜/1套設備集成分項3分項設備名稱：噴射系統(tǒng)1調壓分配壓縮空氣調壓分配模塊1套南京西普2噴槍75-125L/H , 23bar4支南京西普3噴槍套管PQTG-444支南京西普3減壓閥00.6Mpa1批國一線4閥門DN15 （二片式）1批溫州美制5金屬軟管G3/8 接頭；L=2m12個南京

25、西普分項3管道1氨水管304不銹鋼1批2壓縮空氣管鍍鋅鋼管1批分項4分項設備名稱：電纜、橋架1控制電纜/1套遠東/江南2電纜橋架及其 輔材/1套國產六、報價單脫硫工程報價單廳F名稱單價備注1脫硫系統(tǒng)設備費652,000含稅2技術服務費10,0003運保費20,000總價：Y: 682000大寫：陸拾捌萬貳仟圓整1、以上報價設備含17%增值稅發(fā)票；2、以上報價不含安裝，含安裝指導，此項目無土建施工；3、付款方式：發(fā)貨前支付合同總價的 70%,驗收合格后一個月內支付合同總價的 30%;七、工程進度本工程為總承包工程，我司不僅考慮了工程、各工作范圍和供貨范圍各個產 品和服務的質量，同時還考慮了產品和服務各階段的進度控制?？傮w交貨進度要求：滿足整