大型火力发电机组湿法烟气脱硫系统技术(OI2-WFGD)
由中环(中国)工程有限公司开发的大型火力发电机组湿法烟气脱硫系统技术(OI2-WFGD),适用于大中型燃煤发电机组的烟气脱硫工程。包括:火电厂烟气SO2减排整体解决方案设计、工程总承包全过程的技术支撑、FGD关键设备的开发和国产化制造。
主要技术内容
一、基本原理
采用目前世界上最成熟、应用最广泛的商业化脱硫工艺—石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺。采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除,最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经换热器加热或直接排入烟囱。脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收。
二、技术关键
(1)FGD系统优化设计软件,实现工艺设计中的物料平衡和能量平衡,以单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念设计快速适应不同机组的个性化设计需求;FGD系统仿真软件,提高了FGD研发、设计、调试和运行的效率,并取得了计算机著作权登记证书。
(2)在FGD系统中通过对连接烟道、GGH、吸收塔、除雾器等设备的流动分析和模拟,有助于对吸收塔内流体流动、传热乃至化学反应过程的理解,能够给出一系列的定性定量分析结果;应用CAE技术,解决了物理模型简化、复杂载荷(包括风载、地震力、热应力等)工况仿真模拟、计算结果分析、结构优化等问题。
(3)根据FGD系统设计需要对其系统配置进行多相关因素、大范围、高精度的优化,全面完成了烟气脱硫系统的可靠性预测模型。该模型根据脱硫总合同对FGD系统的总可靠性要求的指标,利用可靠性工程技术以定量的方法配置各个子系统的可靠性指标,最终实现整个FGD系统经济性与可靠性的最优配置。
(4)建立了PDMS工程设计平台,实现工艺、仪表、设备、土建、热控及电气等专业的并行协同设计;建立了基于大型有限元分析软件ANSYS以及大型通用计算流体动力学软件FLUENT的研发平台,完成了FGD系统关键设备结构与强度分析,塔内多相液体流动、传热及化学反应模拟,解决GGH的结露与腐蚀、烟囱防腐、锅炉内爆等难点问题;建立大直径薄壁大开孔吸收塔、复杂烟道等复杂结构的设计理论和方法,实现吸收塔及烟道、除雾器、喷嘴等设备的优化设计;构建了基于P3E/C的企业级项目管理平台。
典型规模
2×135MW、2×300MW、2X600MW机组烟气脱硫。
主要技术指标及条件
江苏常熟发电有限公司3、4号机组烟气脱硫工程在设计煤质BMCR工况运行时,设计脱硫效率为95.7%,平均除尘率50%,Ca/S为1.03,石膏纯度>90%,石膏含水率<10%。
主要设备及运行管理
一、主要设备
烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂制备系统、石膏处理系统、工艺水系统等。
二、运行管理
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吸收塔底部,吸收塔为圆柱体,底部为循环浆池,上部主要为喷淋洗涤区,布置了四层喷嘴,三运一备。工艺布置采用两炉一塔或一炉一塔方案。
投资效益
(1)因核心技术自主化,可节约占项目总投资3%~5%的外方技术使用费,并可缩短FGD实施工期。
(2)建立了喷嘴、除雾器、挡板门、旋流器、FRP喷淋管等产业化合作生产基地。实现产业化关键设备的应用累计达390台套,带动相关制造企业创收13,164.82万元,新增就业岗位2000余个。
(3)江苏常熟发电有限公司3、4号机组烟气脱硫工程总投资19,500万元,其中设备投资13,068万元。主体设备寿命30年。3、4号机组烟气脱硫装置年生产成本为4287.83万元(年利用5000h),脱除每千克二氧化硫费用为1.87元,折合单位发电量成本为0.143元/kW·h。脱硫副产品每年可产生直接经济效益111.24万元。上网电价每千瓦时提高1.5分。
3、4号机组烟气脱硫装置脱硫效率不低于95.7%,除尘效率约50%。3、4号机组二氧化硫减排22,238t/a,减少烟尘排放551t/a。
该项目于2003年11月1日通过江苏省科学技术厅、江苏省经济贸易委员会组织的江苏省科技成果鉴定和新产品新技术鉴定,鉴定意见认为该技术达国际先进水平。
该项目技术为2005年和2007年的国家火炬计划项目;江苏省科学技术成果转化首批专项资金项目等。获国家科技进步二等奖、中国环境保护科学技术一等奖、国家重点新产品、国家专利优秀奖、金桥奖、江苏省专利金奖、南京市优秀专利新产品、江苏省科技进步二等奖、南京市科技进步一等奖、南京市科技进步二等奖等多个奖项。并被中国环境保护产业协会评为2009年国家重点环境保护实用技术(A类)。
企业联系电话:025-86969200、86969559
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