烟气脱硫系统简介

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工作原理
华能玉环电厂选择成都电 电动机 力机械厂生产的AN系列静叶可 调节子午加速轴流风机作为脱 硫风机。它的工作原理是以叶 轮子午面的流道沿着流动方向 急剧收敛，气流迅速增加，从 而获得动能，并通过后导叶、 扩压器，使一部份动能转换为 静压能的轴流式风机，AN风机 具有结构简单、安全可靠性高、 耐磨性好、抗高温能力强等特 点。
增压风机运行中巡检项目
电机轴 承测温 变送器
电机轴 承油位 镜
电机无异音、异味，电机轴承温度﹤80℃， 电机线圈温度﹤90℃。电机接线盒、接地 线完好、地脚螺丝无松动。联轴器保护罩 完好，无松动。
增压风机运行中巡检项目
增压风机冷却风机电机本 体温度<75℃,电机轴承温度 <80℃，电机振动＜ 0.12mm，声音正常。联轴 器保护罩完好，无松动。 增压风机冷却风机 进口风 罩完好，进口滤网无松动、 破损，冷却风管无漏风。
烟气再热器（GGH）
GGH驱动装 置 GGH本体 低泄漏风管 GGH净烟气 侧出口
GGH原烟气 侧进口
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换热元件
由低碳钢制成，然后静电喷镀搪瓷
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烟气再热器（GGH）
吹灰清洗系统 GGH 的运行环境一般，原烟气通过 GGH 时带 来大量的灰份和高浓度硫酸成分，净烟 气通过 GGH 时又会带来大量的水分、石膏、石灰等。设 计时必须充分考虑这些因素，在保证 GGH 换热效 果的同时确保 GGH 的使用寿命。因此，对 GGH 的换热元件进行有效清洁是非常重要的，否则会发 生堵灰现象。因此我们提供三种清洗方式：压缩空 气吹扫、低压水冲洗、高压水冲洗
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烟气脱硫工艺描述
华能玉环电厂4×1000MW机组采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫装置按一炉一塔布 置。每台脱硫装置的烟气处理能力为相应锅炉BMCR工况时的100%烟气量，脱硫效率按 ≥95%设计。 烟气中SO2的去除在吸收塔内进行，吸收塔为喷淋空塔，#1、#2吸收塔设计有3层喷淋装置 ，每层喷淋装置对应1台浆液循环泵。 从锅炉来的原烟气经过增压风机后，进入吸收塔向上与喷淋下来的浆液充分接触，烟气中的 SO2、SO3、HCL、HF等酸性成分被吸收，之后烟气经管式除雾器加两级除雾器除去所含雾滴 ，流出吸收塔的烟气由烟囱直接排放。#1、#2脱硫装置没有设置烟气加热器。 外购的石灰石块运至电厂综合码头后，通过卸运、磨制成325目石灰石粉并储存在石灰石粉仓 。石灰石粉由罐车送到石灰石日用粉仓,再经粉水混合器配置成30%浓度的石灰石浆液作为吸 收剂。 吸收塔中的石灰石浆液通过浆液循环泵从喷咀喷出，与烟气中的SO2接触发生化学反应生成亚 硫酸钙。氧化风机送出的氧化空气经过喷水增湿后进入吸收塔，将亚硫酸钙强制氧化并结晶生 成石膏。吸收塔内的石膏经石膏排出泵送到石膏旋流器进行一级脱水，其浓度为50%的底流 ，进入真空皮带进行再次脱水至含水量小于10%的石膏，通过输送机或直接落入石膏库储存 部分石膏旋流器的溢流再经废水旋流器处理，其溢流通过废水泵送至废水处理系统。废水通过 爆气氧化、熟石灰处理、有机硫处理、絮凝、澄清及浓缩处理等达标后排放。 。
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Байду номын сангаас
系统概述
SO2吸收系统包括吸收塔、吸收塔浆液循环泵系统、 除雾器、氧化空气系统、石膏排出泵。 在吸收塔内，烟气与石灰石/石膏浆液逆流接触， 被冷却到饱和温度，烟气中的SO2和SO3与石灰石 浆液反应，形成亚硫酸钙和硫酸钙，亚硫酸钙在吸 收塔浆池中被氧化空气氧化成硫酸钙，过饱和溶液 结晶生成石膏（CaSO4.2H2O）。 为保持浆液中固体颗粒的悬浮和强化氧化反应，在 吸收塔浆液池内配置搅拌器。
烟气入口
叶轮
后导叶
烟气出口
进口导叶
导叶调节装置
冷却风
增压风机运行中巡检项目
1. 风机本体保温层完整无脱落，无漏烟，风机运行无异 音。 2. 电机无异音、异味，电机轴承温度﹤70℃，电机线圈 温度﹤80℃。电机接线盒、接地线完好、地脚螺丝无 松动。联轴器保护罩完好，无松动。 3. 电机驱动端、非驱动端轴承润滑油进口阀门打开、管 道无泄漏，窥视口油位不低于1/2以上。 4. 导叶开度与DCS显示一致。 5. 就地振动表计显示正常与上位机一致，振动 ﹤6.3mm/s。 6. 进出口烟道保温层无脱落、出口膨胀节完好


图1.2-1
SO2吸收与pH值的关系
石灰石的消溶
加入石灰石一方面可以消耗溶液中的氢离子，另一方面得到了生成石膏所需的钙离子。 石灰石的消溶反应如下： CaCO3（固）<——>Ca2++CO32(2-9） 2+ CO3 +H <——>HCO3 （2-10） HCO3-+H+ <——>H2O+CO2（液） （2-11） CO2（液）<——>CO2（气） （2-12） 反应式（2-9）是以CaCO3作吸收剂进行脱硫时的关键步骤。石灰石按上述反应消溶，其速率 由化学过程（反应动力学过程）和物理过程（反应物从石灰石粒子中迁移出的扩散过程）决定 。当pH值在5-7之间时，这两种过程等同重要。但是在pH值较低时，扩散速度限制着整个过 程；而碱性范围内，颗粒表面的化学动力学过程是起主要作用的。低pH值有利于的CaCO3消 溶。当pH值在4-6之间时，随着pH值的降低，石灰石的消溶速率按近似线性的规律增加。但 是为提高SO2的吸收量，需要尽可能保持较高的pH值，这只能提高石灰石浆液的浓度，以加快 动力学过程，从而加快氢离子的消耗和钙离子的生成速度。但存在一个上限，若悬浮液中 CaCO3含量过高，在最终产物和废水中的CaCO3含量也都增高。一方面增加了吸收剂的耗量 ，另一方面降低了石膏的质量。本工程为石灰石浆液含固量为30wt％。 为了增大石灰石的消溶速度，提高浆液的化学反应活性，采用细的石灰石粉末以增大石灰石颗 粒的比表面积是必要的。因此，在石灰石湿法FGD中使用的石灰石粉，其颗粒度大都在4060μm之间，本工程采用的是44μm。
增压风机运行中巡检项目
1.风机本体保温层完整无脱落， 无漏烟，风机运行无异音。
2.增压风机静叶调节机构完好， 各连杆万向节无松动、断 裂，就地执行机构开度与 上位机一致。
增压风机运行中巡检项目
调节器就地地手 轮操作 静叶调节执行机 构
调节器就地电动 操作开关 静叶开度显 示 就地/远方切 换旋钮
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烟气系统概述
烟气系统包括增压风机、GGH、烟气档板（包括 增压风机入口、出口烟气挡板、FGD出口净烟气挡 板）及相应的密封装置、烟道、膨胀节等。 原烟气经增压风机增压后进入GGH降温后，在吸 收塔内经过洗涤、冷却，烟气中的SO2、SO3、 HCL等污染物被石灰石浆液吸收。 由除雾器除去液滴的净烟气经GGH加热到80℃以 上，通过烟囱排放。

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烟气系统概述
未经地FGD净化的烟气称 为原烟气或脏烟气，而净化 后称为净烟气。原烟气经增 压风机进入烟气再热器 GGH（#1、#2机组无 GGH）降温，在吸收塔中 脱除SO2后，再经再热器 加热升温，通过烟囱排放。 烟道设有FGD进、出口挡 板门，FGD运行时进、出 口挡板打开，烟道留有适当 的取样口、试验接口和人孔 门，并且设有冲洗和排放漏 斗，膨胀节、导流板等设备。
冷却风机冷却 风管道
冷却风机进口 风罩及滤网
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烟气挡板
每套FGD装置的挡板系统包括二台增压风机入口挡 板，二台增压风机出口挡板，一台FGD出口净烟气 挡板，挡板为双百叶窗式。 在正常运行时，增风机入口挡板和FGD出口挡板开 启。 所有挡板都配有密封系统，以保证“零”泄露。密 封空气由密封空气站提供。每套FGD配一套密封空 气站，设2台密封风机（一运一备）和电加热器。


SO2的吸收
• • • • 在吸收区，SO2气体变成液体： SO2（气）<——>SO2（液）（2-1） SO2（液）+ H2O<——>H2SO3 （2-2） 其中（2-1）是慢反应，是整个吸收过程的速度控制过 程之一，其反应速率受到pH值的影响，详见酸的分解 。 除了SO2 外，烟气内的其它酸性成分，如HCl和HF， 在与液体接触时，也被洗涤掉。 HCl（气）<——>HCl（液） （2-3） HF（气）<——>HF（液） （2-4）
• • •
酸的分解
O2吸收产生的亚硫酸立即分解： H2SO3<——>H++HSO3（2-5） HSO3<——>H++SO32（2-6） 从烟气中洗涤掉的HCl和HF也分解到洗涤器的溶液中， 由此产生的Cl-是造成脱硫设备发生氯腐蚀的主要原因 ： HCl<——>H++CI（2-7） HF<——>H++F（2-8）



石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术的理论基础
吸收机理以双膜理论模型的应用较广。根据双膜理论，在气液之间存在一个稳定的 相界面，界面两侧各有一个很薄的气膜和液膜，SO2以分子扩散的形式通过该气膜 。在膜层以外的中心区，由于流体的充分湍动，SO2的浓度是均匀的，也就是说， SO2分子由气相主体传递到液相主体的过程中，其传递阻力为两膜阻力之和。根据 前面所述，SO2在气相中的扩散系数远远大于液相扩散系数，所以SO2迁移的主要 阻力集中在液膜。 为了克服液膜阻力，使吸收过程能在较大动力下快速进行，工程上采用了两项措施 ：一是增加液气比，并使之高度湍动，同时使液滴的颗粒尽可能小，以增大气－液 传质面积；二是在吸收液中加入化学活性物质。由亨利定律可知，由于活性反应物 CaCO3的加入，使得SO2的自由分子在液相中的浓度比用纯水吸收时大为降低，从 而使的SO2的平衡分压大大降低。这样，在压力一定的情况下，会大大提高吸收的 推动力，使吸收速率加快。 采用石灰石浆液吸收烟气中的SO2，化学反应主要发生在吸收塔内，化学反应众多 ，且十分复杂。一般认为，在吸收塔内发生SO2的吸收、酸的分解、石灰石的消溶 和石膏结晶等一系列复杂的物理化学过程。
湿法脱硫化学机理
由上可以看出，H+在吸收过程中起着重要的作用 。因此，吸收塔SO2的过程与溶液的PH值密切相 关。图1.2-1表示这种关系，曲线2以上的区域为 SO32-离子存在的区域，曲线2以下曲线1以上的 区域为HSO3-存在的区域，曲线1以下的区域为 SO2+H2O与HSO3平衡区域。图中可以看出在 PH值为7.2时，溶液中存在SO32-和HSO3-离子； 而PH值为5以下时，只存在HSO3-离子。当PH值 继 续下降到4.5以下时，随着pH值降低，SO2水化 物的比例逐渐增大，与物理溶解SO2建立平衡。 在石灰石湿法FGD工艺中，吸收浆液的PH值基本 在5-6这间，所以进入水中的SO2主要以HSO3-离 子的形式存在。 为确保最有效地吸为确保最有效地吸收SO2，至 少必须从式（2-5）和（2-6）中去掉一种反应物 ，以保证平衡继续向右移动，从而使SO2 继续不 断的进入溶液。为达到目的，一方面加入吸收剂 CaCO3以消耗H-离子，另一方面通过加入氧气使 HSO3离子氧化生成硫酸盐。
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烟气挡板就地检查项目
增压风机进口 挡板 增压风机出口 挡板
档板开启或关闭状态与DCS一致，各信号点反馈正常。 挡板各调节机构连杆完好无松动。 挡板各密封完好，无漏 烟漏气现象
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烟气再热器（GGH）
GGH 工作原理 GGH 内，未处理的烟气（即原烟气）流经再热器的一侧，处 理后的烟气（即净烟气） 流经另一侧。再热器缓慢转动使得经 特殊设计的换热元件依次经过热的未处理烟气流和冷的 净烟气 流。当换热元件经过未处理烟气侧时，原烟气携带的一部分热 量就传递给换热元件，而当换热元件经过净烟气侧时又把热量 传递给净烟气，这样，原烟气携带的热量就得到重复使用并使 将要进入烟囱的净烟气温度升高。原烟气和净烟气间采用逆流 布置来强化换热。换热元件平行于流动方向布置在转子中，转 子以恒定的速度转动。所以换热过程是连续的、周期性的。
烟气挡板
华能玉环发电厂采用双百叶窗式挡板，烟气挡 板包括入口原烟气（增压风机入口）挡板、增压 风机出口挡板、出口净烟气挡板、旁路烟气挡板. 双百叶窗式挡板由外壳、叶片、挡板密封件、 轴、轴承、气密箱和执行器组成。因为在外壳内 有多个叶片的挡板，所以叫做百页窗形挡板（在 外壳内只有一个叶片的挡板叫做蝶形挡板）。 在两层百叶窗式挡板之间的隔气层内填充了密 封空气，后者的压力需要略高于基本压力（上游 的压力），必须把泄漏的气体重新送回上游端而 不是让它泄漏到下游端的场合