大型火力发电机组湿法烟气脱硫系统技术的应用
1 OI2-WFGD核心技术介绍
1.1 OI2-WFGD核心技术工艺特点
大型火力发电机组湿法烟气脱硫系统技术(简称OI2-WFGD)，目前正运用于太仓港环保发电有限公司一、二期2×135MW+2×300MW发电供热机组烟气脱硫项目。工程采用单回路逆流喷淋塔工艺布置，含有氧化空气管道的浆池直接布置于吸收塔底部，吸收塔为圆柱体，底部为循环浆池，上部主要部分为喷淋洗涤区，布置了四层喷嘴，三运一备。太仓一期在工艺布置上采用两炉一塔方案，两台135MW机组锅炉的原烟气由烟道汇合引出，经一台升压风机增压后，送至烟气换热器GGH。太仓二期也采用两炉一塔方案，两台300MW机组锅炉的原烟气经各自的升压风机增压后，再汇合引出，送至烟气换热器。原烟气温度从136℃降至103℃，随即进入吸收塔进行脱硫。脱硫后的净烟气经除雾器，再返回至烟气换热器进行加热，温度从45℃加至80℃以上，最后再通过烟囱排放至大气。
一期为了将烟气脱硫(FGD)系统与锅炉分离开，整个烟气系统共设有5个带执行机构、保证零泄漏的烟气挡板门，其中有2个原烟气挡板(设于FGD入口)、1个净烟气挡板(设于FGD出口)、2个旁路挡板。二期设有8个挡板门，其中有2个旁路挡板门、2个FGD增压风机入口挡板门、2个FGD增压风机出口挡板门、2个净烟道出口挡板门。为防止烟气在挡板门中的泄漏，一、二期工程均设有密封空气系统。
脱硫剂石灰石磨制成粉后(粒径要求325目，筛余小于10%)，通过制浆装置配成30%的浆液，然后通过石灰石浆液泵不断地补充到吸收塔内(石灰石制粉设备和系统为该工程一至四期共用)。脱硫的副产品石膏通过石膏排出泵从吸收塔浆液池中被抽出，然后输送至石膏旋流站(一级脱水系统)。经过一级脱水后的底流石膏浆液的含水率为40%～50%，直接被送至真空皮带过滤机进行过滤脱水。石膏脱水后含水率降到10%以下。在第二级脱水系统中还对石膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，使成品石膏中的氯化物含量低于100ppm，从而保证各项指标均能满足生产石膏板或用作生产水泥添加料(掺合物)优质原料(石膏处理系统共用)的要求。该工程一期、二期共用一套脱水装置，两套石膏旋流器和真空皮带机系统，一运一备。每套系统的设计出力为20t/h(石膏含10%的水分)。
1.2 OI2-WFGD核心技术优势分析
(1)OI2-WFGD具有整套高度集成的系统优化能力，精准优化(Optimization)、个性化(Individuation)、集成化(Integration)是其特点，每个项目的实施方案均贯穿着精确定量优化的思路，从而保证了项目的总性价比最优。
(2)高级计算机辅助设计/分析(CAD/CAE)技术的运用使OI2-WFGD可完全按用户实际要求，提供最适合的FGD系统，特别适合于老厂改造项目场地狭小、条件多变的情况。
(3)OI2-WFGD是针对火电厂脱硫的FGD技术，我们在开发该技术时力求从底层将FGD系统与主机系统有机嵌合，实现无缝连接高度集成，充分整合利用电厂主体系统资源、简化运行维护，使之成为最适合电厂、最易于运行的FGD系统。
2 工程应用实例介绍
以OI2-WFGD投入的太仓港环保发电有限公司一、二期2×135MW+2×300MW项目及三、四期2×300MW+2×600MW项目的工程造价和建设周期均比其他同类项目减少30%～40%。
2.1 依托自主核心技术OI2-WFGD和PDMS设计平台大幅缩短设计周期
由于国内没有自己开发的FGD核心技术，因此目前FGD项目建设中普遍采用的是国外的FGD技术。在工程实施过程中，为落实性能保证，外方一般要求在若干关键点实行确认，该过程通常很耗时，常常成为缩短FGD实施工期的重要障碍。而实现核心技术自主后，即可节约2至3个月的工期。根据国家对FGD建设应与发电工程同步投产的政策，FGD工程的实施进度往往会影响发电机组的投产发电，故缩短FGD工期就可因机组提前发电而获得巨大的经济效益。
太仓港环保发电有限公司一期2×135MW发电供热机组FGD工程依托OI2-WFGD和三维工厂设计软件Vantage PDMS技术，避免了对外方技术确认的依赖，实现了工艺、仪表、设备、土建、热控及电气等专业的并行协同设计，全部的施工图设计只用了一个半月，比正常设计周期缩短了一半时间。
2.2 实现FGD关键设备国产化，大幅缩短采购周期
目前FGD装置的大部分设备已实现国产化，但仍有部分设备需要进口且大部分集中在以吸收塔为中心的核心区域。进口设备一般由于采购周期太长，对FGD项目实施工期影响较大，甚至会成为制约工期的关键因素。这部分设备迟迟不能实现国产化主要是由于外商把持着的被俗称为工艺包的工艺设计技术。拥有自主开发的工艺包可以从根本上解决这个问题。
为缩短FGD实施工期，积极推进我国FGD的核心设备国产化研制工作，江苏苏源环保工程股份有限公司先后与国内多家极具实力的公司合作开发了600MW级及以上级火力发电机组石灰石/石膏湿法烟气脱硫工程用浆液循环泵、吸收塔FRP喷淋管道、真空脱水皮带机和热管/回转式气气换热器等。应用于太仓一期的浆液循环泵、吸收塔FRP喷淋管道、真空脱水皮带机等设备采购周期普遍比同类型进口设备缩短了近一半。
2.3 对FGD项目实施总承包(EPC)管理，实现对FGD项目工期的超越
太仓港环保发电有限公司一期2×135MW发电供热机组FGD工程自2003年11月16日开工以来，以自主核心技术OI2-WFGD和以国际主流项目管理软件P3为基础的项目管理平台为依托，以超短工期相继实现了一个又一个施工节点计划。编制总承包项目网络进度计划时充分利用了P3软件的先进功能，统计资源需求、优化资源配置、紧前作业和后续作业有机连接，每一项作业任务都有相关紧前作业为其提供前提保证，列出关键路径事先预见风险并采取相应对策，各项作业或平行开展或交叉进行，达到了最优化的资源配置、最可靠的措施保证和最节省的FGD项目实施工期。在利用P3软件制定总承包项目网络进度计划的初期，我们就预见了吸收塔系统和GGH系统这两条关键路径上的工期风险，因此对吸收塔喷嘴和GGH驱动装置等采购周期过长的设备简化了招标程序，第一时间进行了采购。我们在整个项目实施过程中发挥了总承包的优势，集设计、采购、施工和调试为一体，如期实现了业主要求的首次试通烟气和系统整套启动的目标。在FGD整套启动期间，各类设备运行正常，系统工况稳定，各种主要保护系统和自动调节系统均已投入使用，各项技术参数达到或超过了设计值。由于采用的是自主核心技术，工程中出现的技术问题的解决过程也相对简单，仅用了不到十个月的时间就全面完成了一期脱硫工程建设，一举超越其它同类型工程的建设工期。
石灰石/石膏技术湿法具有脱硫效率高、技术成熟、运转可靠性好、对煤种变化的适应性强、脱硫副产物便于综合利用、吸收剂资源丰富、价格便宜、技术进步快、处理烟气量大等优点，目前其国内市场的占有率超过80%。而且随着OI2-WFGD核心技术及成套装置的研发成功，每kW的脱硫投资费用将大大降低，FGD项目实施工期将大幅缩短，其未来的市场占有率将会更高。在OI2-WFGD技术的研发过程中，可以以工程项目为依托进行大量实证研究，建立科学的工程实践经验收集反馈体制，进一步完善OI2-WFGD技术，以不断满足国家日趋严格的环保政策要求为着眼点，跟踪科技进步、紧扣电力发展的需求，开发出性价比更高的FGD整体解决方案。
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