氧化镁脱硫技术方案

球团竖炉脱硫

技 术 方 案

2014年4月

目 录

1 概述 ....................................................................................................................... 1 2 设计标准和依据 .................................................................................................... 1 3 工程设计参数 ........................................................................................................ 2 4 技术要求 ............................................................................................................... 3 5 脱硫方案比较与选择 ............................................................................................ 5 6 脱硫工艺流程 ........................................................................................................ 7 7土建部分 .............................................................................................................. 17 8 电气系统 ............................................................................................................. 17 9 仪表控制部分 ...................................................................................................... 22 10 施工组织安排 .................................................................................................... 27 11 施工、安装和调试 ............................................................................................ 28 12 检验、试验与验收 ............................................................................................ 29

竖炉脱硫技术方案

（氧化镁法） 1 概述

为了达到环保要求，现决定对贵公司竖炉进行烟气脱硫处理。经与脱硫除尘生产厂家咨询论证，结合本公司的资源优势，拟采用“氧化镁湿法烟气脱硫”工艺进行烟气脱硫治理。

2 设计标准和依据

2.1 设计标准

脱硫除尘系统的设计、制造、安装、调试、试验检查、试运行、考核的规范和标准如下：

GB13271-2001 大气污物排放标准 GB/T5468 烟尘测试方法

HJ462-2009 工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范 GB18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 GB50040 动力机器基础设计规范 GB50191 构筑物抗震设计规范 GB50260 电力设施抗震设计规范 GBJ87 工业企业噪声控制设计规范 GBZ 1 工业企业设计卫生标准 DL/T621 交流电气装置的接地

HJ/T76 固定污染源排放烟气连续检测系统技术要求及检测方法 《建设项目（工程）竣工验收办法》（ 国家计委 1990 年） 《建设项目环境保护竣工验收管理办法》(国家环境保护总局2001年)

2.2设计依据

（1）脱硫工艺采用成熟工艺。脱硫系统的设计脱硫效率满足当前国家排放标准和地方环保局的要求，并考虑满足今后数年内不断趋于严格的SO2排放标

准，设备要长期稳定运行；

（2）充分考虑场地要求和现有设施，使整套脱硫系统结构紧凑，减少占地面积；

（3）脱硫系统装置能适应竖炉工况的变化，当负荷发生一定量变化时，能满足脱硫除尘要求；

（4）脱硫除尘系统的设计尽可能降低对竖炉的影响；

（5）脱硫除尘系统设置烟气旁路系统，保证脱硫装置在任何情况下不影响竖炉的安全运行；

（6）脱硫剂来源可靠，价格低廉；

（7）脱硫系统控制采用PLC控制系统，脱硫剂添加、电动设备的启停、脱硫液pH控制等实现自动化控制，尽力减少人力运行；

（8）脱硫除尘系统观察、监视、维护简单，保证人员和设备安全。 （9）投资少、运行成本低；

3 工程设计参数

3.1 工程条件参数

供水水源

脱硫塔的水源为场内用净水。 废水处理装置

脱硫废水提出水质及水量供给排水专业参考。 电气和I&C

采用的电压等级：AC10kV、380V和DC 220V。 I&C系统采用先进的PLC控制系统。 8m2竖炉烟气量： 120000-160000m3/h 烟气温度： 150℃ 入口烟气含尘量： ≤50mg/Nm3 烟气含硫量： ≤3000mg/Nm3

3.2 烟气处理后达到目标

SO2排放浓度设计值：≤100mg/Nm3 SO2排放浓度保证值：≤200mg/Nm3 脱硫效率：

η=（脱硫前含硫量-脱硫后含硫量）/脱硫前含硫量 =（3000-100）/3000 =97%

3.3 脱硫剂参数

氧化镁成分：

3.4 脱硫技术参数

4 技术要求

4.1 对脱硫除尘装置总的要求

脱硫除尘装置包括所有需要的系统和设备满足以下总的要求： 所有的设备和材料是新的 较高的可利用率 运行费用少

观察、监视、维护简单 运行人员数量少 确保人员和设备安全 节省能源、水和原材料

脱硫区域在设计上留有足够的通道，包括施工、检修需要的吊装及运输通道。

脱硫区域所有室外布置的设备、管道及仪表按最低气温条件考虑防冻措施，确保脱硫系统能够在该最低环境温度条件下正常运行、备用、检修而不发生冻结。

4.2 技术要求

脱硫装置满足如下运行特性：

（1）原则上，脱硫装置能适应竖炉烟气量变化。当竖炉烟气量发生变化时，不需要大量的和非常规的操作即能确保污染物的排放浓度不大于保证值。

（2）整套脱硫除尘系统及其装置的设置能够满足整个系统在各种工况下自动运行的要求，脱硫除尘装置及其辅助设备的启动、正常运行监控和事故处理在控制室实现自动化，而不需要在就地进行与系统运行相关的操作。

（3）在装置停运期间，各个需要冲洗和排水的设备和系统在不需要过多的或非常规的准备和操作的情况下就能实现冲洗和排水。

（4）对于容易损耗、磨损或出现故障并因此影响装置运行性能的所有设备（例如吸收塔喷嘴、泵等），设计成易更换、检修和维护。

（5）烟道和箱罐等设备配备足够数量的人孔门，所有的人孔门能容易开/

关。所有的人孔门附近设有维护平台。

（6）所有设备和管道，包括烟道、膨胀节等在设计时必须考虑设备和管道发生故障时能承受最大的温度热应力和机械应力。

（7）所有设备和管道，包括烟道的设计考虑最差运行条件（压力、温度、流量、污染物含量）及事故情况下的安全裕量。

（8）设计选用的材料适应实际运行条件，包括考虑适当的腐蚀余量，特别是使用两种不同钢材连接时采取适当的措施。

（9）在设备的冲洗和清扫过程中产生的废水将收集在排水坑内，然后送至吸收塔系统中重复利用，不将废水直接排放。

（10）所有设备与管道等的布置考虑系统功能的实现和运行工作的方便。

4.3 脱硫除尘装置布置原则

4.3.1总平面布置

根据工厂总平面布置的规划，脱硫区整体布局紧凑、合理，系统顺畅，节省占地，节省投资。 4.3.2管线布置

工厂内各种管线和沟道，包括架空管线，直埋管线、与脱硫区外沟道相接时，在设计分界线处标明位置、标高、管径或沟道断面尺寸、坡度、坡向管沟名称，引向何处等等。有汽车通过的架空管道净空高度为5.0米，室内管道支架梁底部通道处净空高度为2.2米。

5 脱硫方案比较与选择

5.1 脱硫技术介绍与比较

世界各国研究开发和商业应用的烟气脱硫技术超过200种。按脱硫产物是否回收，烟气脱硫可分为抛弃法和再生回收法，前者脱硫混合物直接排放，后者将脱硫副产物以硫酸或硫磺等形式回收。按脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法工艺。

对脱硫系统设备的要求采用氧化镁湿法。

采用氧化镁湿法脱硫主要有以下优点：

（1）脱硫效率高。氧化镁湿法脱硫工艺脱硫率高达97%以上，脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少。

（2）技术成熟，运行可靠性好。国外氧化镁湿法脱硫装置投运率一般可达98%以上，由于其发展历史长，技术成熟，运行经验多，因此不会因脱硫设备而影响设备的正常运行。特别是新建脱硫工程采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。

（3）吸收剂资源丰富，价格便宜。

（4）技术进步快。近年来国外对氧化镁湿法工艺进行了深入的研究与不断的改进，如吸收装置由原来的冷却、吸收、氧化三塔合为一塔，塔内流速大幅度提高，喷嘴性能进一步改善等。通过技术进步和创新，可望使该工艺占地面积较大等问题逐步得到妥善解决。

5.2 氧化镁法脱硫塔运行工作原理

5.2.1脱硫原理 1 吸收原理

吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SO3被吸收。SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成。

为了维持吸收液恒定的pH值并减少氧化镁耗量，氧化镁浆液被连续加入吸收塔，同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快氧化镁在浆液中的均布和溶解。 2 化学过程

氧化镁湿法脱硫化学反应如下： MgO+H2O-------Mg(OH)2 SO2+Mg(OH)2-------MgSO3+H2O MgSO3+1/2O2-----MgSO4

6 脱硫工艺流程

本工程脱硫系统由烟气系统、喷淋反应塔吸收系统、氧化镁制浆系统、废水处理系统、工艺水系统、自动控制系统等组成。

氧化镁湿法脱硫工艺流程：氧化镁粉经加水消化制成10~15%浓度的浆液，用乳液泵打入脱硫塔下部贮液槽中，再经循环泵打入喷淋系统，喷淋脱硫。为了避免溶液饱和，塔底定期自动外排5%左右的脱硫废水，废水经处理后大部分循环回用，小部分达标后排放。

图6.1 脱硫工艺流程简图

6.1 烟气系统

（1） 系统概述

从竖炉烟道上引出的烟气，通过除尘器除尘，再通过风机后，经过喷淋冷却后进入吸收塔。在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾后，再接入出口烟道烟道经烟囱排入大气。另外在主烟道上设置旁路挡板门，当系统启动、进入脱硫装置的烟气超溢和脱硫装置故障停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放，保证系统安全。

（2） 设计原则

1、当竖炉烟气量发生一定变化时，脱硫装置的烟气系统都能正常运行。

2、入口的烟气温度不高于100℃。

3、压力表、温度计等用于运行和观察的仪表，安装在烟道上，以便实时监控运行状况。

4、在烟气系统中，设有人孔和卸灰门。

5、烟气挡板门易于操作， 在最大压差的作用下具有99%的严密性。

6.1.1 喷淋冷却系统

在烟气进口前设有喷淋冷却系统，烟气经过喷淋冷却系统后，烟气温度 ≤100℃。

6.2 脱硫塔吸收系统

氧化镁浆液通过循环泵从吸收塔浆池送至塔内喷嘴系统，与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的SO2，在吸收塔循环浆池中利用氧化空气将亚硫酸镁氧化

成硫酸镁。排出泵将浆液从吸收塔送到地坑池进行后处理。

脱硫后的烟气夹带的液滴在吸收塔出口的除雾器中收集，使净烟气的液滴含量不超过75mg/Nm3。

吸收塔浆池中的亚硫酸镁的氧化利用空气氧化，不再加入硫酸或其他化合物。

吸收塔和整个浆液循环系统、氧化空气系统，能适应竖炉烟气量的变化，保证脱硫效率及其他各项技术指标达到合同要求。

脱硫吸收系统由进出口烟道、脱硫吸收塔、喷淋装置、循环水泵、脱水除雾器及反冲洗装置等组成。

吸收塔内浆液最大Cl离子浓度为20g/l。

所有设备的噪音符合有关规范的要求。

6.2.1 脱硫塔主体设计

吸收塔是整个湿法脱硫系统中最重要的设备，其作用是，作为烟道的一部分提供烟气通道；作为吸收容器，所有的吸收反应均在吸收塔内完成。吸收塔内烟气流动的均匀对实现有效脱除SO2、粉尘具有很明显的作用。

吸收塔采用喷淋塔，在吸收塔前不另设置预洗涤塔。吸收塔浆池与塔体为一体结构。

吸收塔包括吸收塔壳体、喷嘴及所有内部构件、吸收塔搅拌器、除雾器、塔体防腐等。

吸收塔内所有部件能承受最大入口气流及最高进口烟气温度的冲击，高温烟气不对任何系统和设备造成损害。

吸收塔选用的材料适合工艺过程的特性，并且能承受烟气飞灰和脱硫工艺固体悬浮物的磨损。所有部件包括塔体和内部结构设计考虑腐蚀余度。

吸收塔设计成气密性结构，防止液体泄漏。保证壳体结构的完整性，使用焊接连接，法兰和螺栓连接仅在部分地方使用。塔体上的人孔、通道、连接管道等在壳体穿孔的地方进行密封，防止泄漏。

吸收塔壳体能承受压力荷载、管道力和力矩、风载和地震载荷，以及承受所有其他加在吸收塔上的荷载。吸收塔的支撑和加强件能充分防止塔体倾斜和晃动。

吸收塔底面能完全排空浆液。

吸收塔内配有足够的喷嘴。

塔的整体设计方便塔内部件的检修和维护，吸收塔内部喷淋系统和支撑等尽可能不堆积污物和结垢，并且设有通道以便于清洁。

氧化区域设有氧化空气喷嘴和分配管。

吸收塔搅拌系统确保在任何时候都不会造成塔内浆液的沉淀、结垢或堵塞。 吸收塔烟道入口段能防止烟气倒流和固体物堆积。

吸收塔配备有足够数量和大小合适的人孔门和观察孔，人孔门和观察孔不会有泄漏，而且在附近设置平台。观察镜易于更换；直径为500mm。在除雾器区域装设观察孔。人孔门的尺寸至为DN600，易于开关，在人孔门上装有手柄。吸收塔内不设置固定的平台扶梯。

吸收塔系统还包括所有必需的就地和远方测量装置，提供足够的吸收塔液位、PH值、温度、压力、除雾器压差等测点，以及浆液和浆液的流量测量装置。

吸收塔进行合理的保温设计。

（1）吸收塔内径设计

吸收塔截面为圆形，根据运行工况下的塔内烟气平均总流量Q和烟气流速u确定塔内径，为了使整个吸收塔可以在较大范围内弹性使用，并结合工程实际应用情况，塔径为：

烟气流量为160000m3/h，

D=4000mm

（2）吸收塔高度设计

吸收塔主要由浆液区、喷淋区、除雾区、烟气出口组成，根据贵公司提供的数据，根据计算，确定塔高为：

H=20m

6.2.2 浆液喷淋系统

吸收塔内部的喷淋系统由分配母管、支管和喷嘴组成。母管和支管在吸收塔端面内平行对称布置，形成一个网状管路系统，该系统能使浆液在吸收塔内均匀分布。吸收塔设置喷淋层3层，设置吸收塔浆液循环泵，由浆液循环泵输送来的浆液，通过网状管路进入喷嘴雾化，喷入烟气中。由于喷淋层网状管路的合理的优化布置设计，保证了浆液能在整个吸收塔断面都进行均匀的喷淋。

浆液喷淋管网采用分段加工，现场粘结连接的工艺，从而使整个喷淋层管网外表面光滑，避免堆积结垢。

结合工况特点，参考公司经验，喷淋层喷嘴采用碳化硅制作。

碳化硅喷嘴主要有以下优点：

a通道口径大，浆液等流体不易堵塞；

b材质抗腐蚀性很强，抗磨蚀能力强；

c覆盖范围广。

吸收塔设循环泵将浆池中的浆液不断的循环，通过吸收塔喷淋层进入喷嘴。循环泵布置靠近吸收塔，以缩短管路布置。

喷淋层处设置手孔，便于检修和修理。

吸收塔浆液循环泵

吸收塔采用喷淋塔，设置一台循环泵，循环泵将吸收塔浆池内的吸收剂浆液循环送至喷嘴。

循环泵及进口阀门能够由控制系统远程开启和关闭。

循环泵为离心泵，叶轮由防腐耐磨材料制成。

循环泵配有油位指示器、机械密封、联轴器罩和泄漏液收集设备等其他附件。

机械密封室的设计足够大，能够让浆液围绕机械密封循环和冷却机械密封件。在泵启动时，机械密封室允许空气排出；而在停泵时机械密封允许将液排出。

收塔循环泵流量时有10％的流量裕度，15％的压头裕度。

循环泵便于拆换和维修，配置整体底盘或安装框架。

循环泵设计时按40 g/l 的氯离子浓度进行选材。

泵吸入口配备滤网。滤网材料为PP，滤网固定板为C276合金。

循环泵及驱动电机能适应户外露天布置的要求。

循环泵流量为：400m3/h

需要喷嘴个数为：40（个）

6.2.3 除雾器

经过考虑，我公司决定采用折流板式除雾器。相比较，折流板式除雾器构

造简单，除雾效果好，易于冲洗和检修。

喷淋塔除雾区分成两段，每层喷淋塔除雾器上下各设有冲洗喷嘴。

除雾器的最终设计参数

本设计中设定最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层3m。距离最上层冲洗喷嘴

3.5m。

1) 数量：1套

2) 类型：V型 级数：2级

3) 作用：除去吸收塔出口烟气中的水滴，以便减少烟囱出烟口灰尘量。

4) 选材：外壳：碳钢内衬玻璃鳞片；除雾元件：阻燃聚丙烯材料（PP）；冲洗管道：FRP；冲洗喷嘴：PP。

除雾器进出口烟气条件基于竖炉100%工况进行设计。

5) 雾滴去除率：99%；为达到除雾器出口烟气雾滴含量小于75mg/Nm3（干态），除雾器的雾滴去除率需要达到99%以上。

6.2.4 氧化风机

工业上主要有罗茨风机、离心式鼓风机、回转式鼓风机等几种风机。

参考我公司过去实际经验，结合贵厂具体情况，决定采用罗茨鼓风机。罗茨鼓风机主要有以下优点：

1 由于采用了三叶转子结构形式及合理的壳体内进出风口处的结构，所以风机振动小，噪声低。

2 叶轮和轴为整体结构且叶轮无磨损，风机性能持久不变，可以长期连续运转。

3 风机容积利用率大，容积效率高，且结构紧凑，安装方式灵活多变。

4 轴承的选用较为合理，各轴承的使用寿命均匀，从而延长了风机的寿命。 5 风机油封选用进口氟橡胶材料，耐高温，耐磨，使用寿命长。

6 机种齐全，可满足不同用户不同用途的需要。

罗茨风机为一台，流量裕量为10%，压头裕量为20%。

氧化风机能提供足够的氧化空气，氧化风管布置合理，使吸收塔内的亚硫

酸钙充分转化成硫酸钙。

氧化空气无油。

风机在离设备外壳1米外噪声在85dB(A)以下，如果使用消音器后，风机的噪声 仍大于规定范围，承包方提供其它隔音措施来满足上述规定。

氧化风机设置隔音罩，风机噪声满足相关标准。

吸收塔外部的氧化风管进行保温。

氧化风机室内布置。

6.3 氧化镁制浆系统

外购来的氧化镁粉储存于储仓内，经计量按比例加水水化成氢氧化镁乳液，用乳液泵打入脱硫塔内。

竖炉的脱硫装置设置一套浆液制备系统。

贮仓的设计有除尘通风系统，贮仓的容量按工况运行3天（每天按24小时计）的吸收剂耗量设计。

6.3.1贮仓

贮仓根据确认的标准进行设计。

贮仓的顶部有密封的人孔门，该门设计成能用铰链和把手迅速打开，并且顶部有紧急排气阀门。

贮仓的通风除尘器为布袋除尘器，除尘后的洁净气体中最大含尘量小于50mg/Nm3。

贮仓上配有用来确定容积的料位计，同时也能用于远方指示。

为了除尘器和料位计等的检修维护，设计有必需的楼梯平台。

在贮仓的每个出料口装有关断阀。

泵、箱和搅拌器

浆液泵，容量按一台炉100%工况时的浆液用量设计，两台，一运一备； 浆液箱，其有效容积按不小于竖炉100%工况的8小时的浆液量设计。

设计镁硫比为1.01，

氧化镁粉仓大小15m3，可以保证三天用量。

6.3.2 消化罐、乳化罐

由于氧化镁的熟化性能和浆液质量对脱硫效率影响极大，氧化镁在消化罐中用水迅速熟化，经乳液泵泵送往塔内。消化罐采用碳钢材料制作，内做防腐处理。

乳化罐、乳化罐采用碳钢材料制作，内做防腐处理。

氧化镁浆液浓度为15%，

消化罐、乳化罐大小均为8m3，可以保证4小时用量。

6.3.3乳液泵和搅拌器

输送泵，四台（两用两备），离心泵，设计流量为25.0m3/h，扬程为25m。 在消化罐、乳化罐各设置一台搅拌器。

6.3.4 管道系统

浆液管线布置无死区存在，可以避免管道堵塞。浆液管线设计有清洗系统和阀门低位排水系统。

送入吸收塔的浆液给料流量信号进入FGD—PLC系统。

设有测量浆液浓度的表计，其信号进入FGD—PLC系统。

浆液给料量根据竖炉负荷、脱硫除尘装置进口和出口的SO2浓度及吸收塔浆

池内的浆液PH值进行控制。

6.4 废水处理系统

脱硫除尘装置浆液内的水在不断循环的过程中，会富集重金属元素和Cl-等，一方面加速脱硫设备的腐蚀，另一方面影响氧化镁的品质，因此，脱硫装置要排放一定量的废水，进入脱硫废水处理系统，经中和、絮凝和沉淀等处理过程，达标后排放。

废水处理系统按125%容量设计，为使系统有高的可利用性，所有泵按100%安装备用。箱体设置旁路，以便箱体能够放空并进行维修。脱硫废水处理设备将布置在化学废水处理站区内。

6.5副产品回收系统

设置一座沉降池，利用添加絮凝剂使硫酸镁水合物结晶出来，并通过自然沉降使其与浆液分离。

设置抓斗机将沉入池底的沉淀物抓出。

6.6 工艺水系统

从工厂供水系统引接至脱硫工艺水箱，作为脱硫系统补充水。其主要用户为：氧化镁浆液制备用水、排放废水、事故紧急喷水；除雾器及所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水。

6.6.1系统概述

从工厂供水系统引接至脱硫区域的水源有两路，一路是工业水，另一路是循环水排污水。

工业水主要用户为：

水环式真空泵、、氧化风机和其他设备的冷却水及密封水。

循环水主要用户为：

浆液制备用水；

烟气喷淋冷却的冲洗水；

除雾器冲洗用水；

6.6.2 具体设计

工艺水系统能满足脱硫除尘装置正常运行和事故工况下脱硫工艺系统的用水。

工艺水箱的可用容积按脱硫除尘装置正常运行2小时的工艺水耗量设计。 工艺水泵的容量按100%工况的用水量。

设备、管道及箱罐的冲洗水和设备的冷却水回收至集水坑或浆池重复使用。 工艺水箱采用碳钢制作。

工艺水泵、除雾器冲洗水泵采用离心泵。

工艺水系统包括一台水箱和二台水泵，水箱容量满足2小时补充量，水箱

尺寸为3×2×2m。

6.7 防腐设计

脱硫系统中烟气管道、烟囱等部分为了减少腐蚀，需要做防腐处理。

工业上常用的防腐材料主要有耐蚀合金、玻璃鳞片树脂、聚脲、橡胶、玻璃钢等。

结合我公司实际经验，考虑到具体工况条件，对于本工程决定采用玻璃鳞片树脂材料作为防腐材料。

玻璃鳞片树脂的优点可概括如下：

a.耐腐蚀和耐温性能好。可完全满足脱硫装置的耐腐蚀要求，其温度使用上限在150~180℃。

b.较低的渗透率。

c.具有较强的黏结强度。

d.耐温差性能较好。涂层中由于含有许多玻璃鳞片，因此消除了与涂层与基材之间的线膨胀系数的差别适用于温度交变的重腐蚀环境。

e.耐磨性好。固化后的硬度较高，比普通醇酸漆高2~3倍，耐磨性能好，而受外机械损伤时，破坏是局部的，操作扩散趋势小，易于修复。

f.工艺性较好。由于玻璃鳞片树脂的固体成分较高，可以一次性做成较厚的涂层，涂层方法可以是喷涂、镘涂、刷涂等成型工艺，并具有当场配制和室温下固化的特点。使用几年后，若出现遭损坏的情况，只需在该处做简单的处理即可进行修复，并可继续使用而不影响使用性能。

7土建部分

土建主要包括脱硫塔基础，消化罐及乳化罐基础，循环池，各种泵基础。 8 电气系统

8.1总述

本部分为脱硫区域电气系统的工作范围和技术规范。工作范围为烟气吸收系统，制浆系统、废水处理系统、以及事故保安电源系统、直流系统、UPS系统

等。我方负责本工程脱硫区域工作范围内电气系统的系统设计、安装设计、设备及材料供货及安装、调试，电气系统包括：供配电系统、电气控制与保护、照明及检修系统、防雷接地系统及安全滑触线、通讯系统、电缆和电缆构筑物、电气设备布置。

我方遵循IEC、GB、DL的标准。

《电力工程制图标准》 DL5028-93

《继电保护和安全自动装置技术规程》 DL400-91

《3~110kV高压配电装置设计规范》 GB50060-92

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997

《电测量及电能计量装置设计技术规程》 DL/T5137-2001

《电力工程电缆设计规范》 GB50217-94

《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94

《低压配电设计规范》 GB50054-95

8.2系统设计要求

8.2.1 供配电系统

厂方提供380/220V电源。

1 事故保安电源

事故保安电源系统采用单元制供电，确保在整个脱硫区域失电后的安全停机和设备安全。该系统设置专门的380/220V事故保安段MCC，供脱硫区域保安负荷。保安段正常由脱硫PCIA和IB段供电，事故情况下由主厂房保安段引入一路电源供电（三相三线制）。全厂失电后由机组柴油发电机继续供电。事故保安段有不少于20%的备用回路。

2 直流系统

直流系统供脱硫区域内电气控制、信号、继电保护、断路器合闸等负荷。直流系统采用单母线接线，电压等级采用220V。直流系统包括1组铅酸阀控免维护蓄电池，2套高频开关充电器及直流馈线屏。直流系统保证在全厂停电后继

续维持其所有负荷在额定电压下继续运行不小于60分钟。直流馈线屏备用馈线回路不少于30%。

3不停电电源系统

UPS供脱硫区域DCS及其它一些需要不停电电源的重要负荷用。UPS在全厂停电后继续维持其所有负荷在额定电压下继续运行不小于30分钟。UPS的直流电源由脱硫区域直流系统提供，UPS正常运行时负荷率不大于60%。UPS备用馈线回路不少于30%。

8.2.2 照明及检修系统

1 照明系统

照明由三个独立子系统组成：交流正常照明系统、交流事故照明系统、直流事故照明系统。我方负责脱硫塔范围内所有的建筑照明、区域照明、道路照明及设备照明。

交流正常照明系统采用380/220V，3相4线，中性点直接接地系统，各场所的照明电源由脱硫区域内就近或相邻的PC或MCC供电。脱硫系统电气综合楼各层设置交流事故照明，其电源取自脱硫保安段。直流事故照明仅在电子设备间设置，电源取自至220V直流屏。

所有重要出入口设置应急照明，应急照明时间不少于60分钟。

2 管路系统

工艺楼的照明和插座线路采用水煤气管敷设。明敷管路采用密闭式接线盒。 电气综合楼以及其他附属辅助建筑的照明及插座线路采用水煤气管暗敷的方式。

吸收塔的线路采用水煤气管明敷的方式。

所有场所的导线均采用BV-500V型导线。

3 检修电源系统：

各场所的检修电源由就近或相邻的PC或MCC供电。

在脱硫电气综合楼、脱水间设置检修电源箱。

脱硫吸收塔检修电压为12V，沿吸收塔平台和人孔附近设置低压12V检修照

明插座箱。

8.2.3 防雷接地系统及安全滑线

1 接地系统

接地系统，符合GB、DL及IEC标准的相关要求。

完整的接地系统包括：

接地极

接地体

所有需要的连接和固定材料

在适当的位置埋设接地极，其位置不妨碍带检修孔的接地井，每个接地极与接地网导体相连，接地网导体尽可能靠近设备设置；

检验和测量接地电阻的接地井设置在安装有接地极的适当位置处。

接地极导体采用镀锌钢管（建议采用 50）；接地网导体采用镀锌扁钢，室外及地下采用-60×6的镀锌扁钢，室内采用镀锌扁钢 （建议采用-40×4）。

所有接地导体采用下列方式连接。

地下部分采用焊接，焊接处作防护处理；

裸露部分采用螺栓连接或焊接，焊接处作防护处理。

脱硫塔区域内为独立的闭合接地网，其接地电阻为0.5Ω。该闭合接地网至少有四处与电厂的主接地网电气连接。

2 防雷系统

防雷保护系统的布置、尺寸和结构要求符合相关的GB、DL及IEC标准。 脱硫区域内的防雷保护根据需要设计和安装。避雷针和避雷带的引下线在距地面2000mm及以内有高牢固的PVC保护管。

3 安全滑触线

脱硫区域内所有电动起吊设施均采用安全滑触线供电。

8.2.5 通讯系统

脱硫区域内设置生产行政通讯及调度通讯系统，其交换机利用电厂程控交换机，脱硫区域内设总配线箱作为电厂厂内通讯与脱硫塔通讯的接口。

8.3 电气设备要求

8.3.1 电气设备防护等级

电气设备安装在有空调或通风装置的室内，其外壳的防护等级为IP31； 电气设备安装在环境洁净的室内，其外壳的防护等级为IP31；

干式变压器外壳的防护等级为IP23；

在配电室、办公室及控制室的照明设备，其防护等级为IP31；

在其余环境条件下的电气设备和照明设备，其防护等级为IP54；

为保证短时浸入水中或在水下工作的电气设备能可靠地连续工作，该设备外壳的防护等级为IP68；

对于有防晒、防雨、防尘、防沙、防酸等要求的电气设备，其外壳的防护等级根据实际情况确定；

8.3.2 防止触电措施

对于对地电压超过250V的带电装置和设备防止直接接触或间接接触。

对于可能直接接触的带电装置和设备，采取对带电部分进行隔离或加保护罩的方式进行保护；

对于可能间接接触的带电装置和设备，也有相应的保护等措施。

8.3.3 电气设备的颜色标识

控制屏、盘上的指示灯、按钮采用如下颜色标识：

a)指示灯

－断路器合 绿色

－断路器分 红色

－阀门位于打开位置 绿色

－阀门位于关闭位置 红色

－电动机运转 绿色

－电动机停转 红色

－报警、跳闸及故障信号 黄色、红色或采用相应铭牌的分合指示；

并采用不同的颜色区分跳闸信号和报警信号。

b)按钮

－断路器跳闸 红色

－断路器合闸 绿色

－所有其他按钮 黑色并带有相关铭牌文字

8.3.4 室内电源插座

安装在办公室、控制室、办公室外走廊、实验室及休息室等室内的插座，为暗电源插座，且其数量足够。安装在其他厂房中的电源插座为密闭式插座。

插座电源为三线（P﹑N和PE）系统。插座的额定电流为15A。

插座由临近照明配电箱的单极MCB供电。同一回路上并联的电源插座不能超过10个。

9 仪表控制部分

9.1 设计依据

《过程检测及控制流程图图形符号和文字代号》GB2625-81

9.2概述

9.2.1 工程概况

本工程为公司竖炉烟气脱硫工程。工程包括竖炉烟气脱硫除尘、脱硫剩余物处理等工艺过程。

9.2.2 系统说明

目前先进的自动化技术在烟气脱硫中已广泛应用，并发挥出显著的技术经济效益。实践证明脱硫系统生产过程实时监测和控制，能够提高脱硫效率，降低能耗。因此选用经济实用的自控系统对整个系统安全、可靠、科学的运行起着极其重要的作用。

根据本工程的实际情况及工艺要求，脱硫自控设计采用PLC控制系统。系统负责对烟气脱硫、脱硫剩余物处理等过程进行监控，系统采用工业以太网及现场控制总线相结合的通讯网络。

整套系统性能的规划满足以下要求：

（1）可靠性：整个系统采用模块化设计，分层分布式结构，控制、保护、测量之间既互相独立又互相联系。

（2）先进性：设备装置的启、停及联动运转均可由控制室操纵与调度。

（3）经济性：系统具有较高的性能价格指标，主要设备全部采用在本行业有较高声誉的公司产品，提高可靠性。

（4）实用性：系统设计多个控制层面，既考虑正常工作时间的自动化运行，又考虑了多种非正常运行状态下的运行策略。

9.3 自控设计内容

9.3.1 系统方案

PLC控制系统集成了当代计算机技术、通信技术特点于一身。采用这种结构可使生产过程中的信息能够方便的集中管理、操作和优化；同时，也使得控制危险分散，提高系统可靠性。

脱硫控制室单独设置。

设备控制方式如下：

（1）现场手动模式：设备的现场控制箱、控制柜、执行机构上的“就地/远程”开关选择“就地”方式时，通过现场控制箱、控制柜执行机构上的按钮实现对设备的启/停、开/关或调节操作。

（2）遥控模式：即远程手动控制方式。现场控制箱、控制柜执行机构上的“就地/远程”开关选择“远程”方式，且控制站的操作面板上选择“遥控”方式时，操作人员通过中控系统操作站的监控画面用鼠标器或键盘选择“遥控”方式并对设备进行启/停、开/关或调节操作.

（3）自动模式：现场控制箱、控制柜、执行机构上的“就地/远程”开关选择“远程”方式，且现场控制站的“自动/遥控”设定为“自动”方式时，设备的运行完全由控制站根据实际工况及生产要求来完成对设备的运行、开/关或调节控制。

9.3.2 系统构成

1控制室

（1）实时采集各类数据和信号。

（2）在监视器显示总工艺流程图，分段工艺流程图，系统图，工艺参数，电气参数，电气设备运行状态等。

（3）操作站以人机对话方式指导操作，自动状态下，可用键盘或鼠标器设定工艺参数、控制电气设备。

（4）根据采集到的信息，建立数据库，保存工艺参数、电气参数，电气设备运行状态、报警参数、故障数据，并自动生成工艺参数的趋势曲线。管理人员可以通过对工艺曲线进行分析、研究，进一步改进工艺运行方案，提高生产效率。

（5）按生产管理要求打印年、月、日、班运行报表，报警报表，故障报表及工艺流程图。实时报警打印和故障打印。

（6）设应急电源，保证在发生停电故障时该系统仍能安全可靠地运行。

（7）与工厂管理系统联网，实现资源共享、综合管理。

2系统构架

根据工艺流程和总平面布置，结合被控设备的位置和供配电范围，按照控制对象的区域、设备量为划分的原则，设脱硫控制站、操作站。脱硫控制站、操作站与竖炉控制系统之间同工业以太网进行数据通信。

网络系统采用客户/服务器模式，自适应10/100Mbps传输速率，全双工通信，网络传输介质采用双绞线，网络系统布线统一考虑、综合利用，配置网络操作系统及相关应用软件。

3主要控制设备

（1）工业以太网：100Mbps，现场总线：＞1Mbps。

（2）控制器：

控制器的选型充分考虑其可靠性、先进性、可扩充性，应能满足中高控制性能的要求。

控制器的输入输出控制点留有15%以上的余量。

选用模块化的分布控制系统，且支持现场总线协议。

输入信号全部为隔离型，输出信号均有保护，模拟输入信号的分辨率不小于12位，模拟输出信号的分辨率不小于12位。

现场总线适配器采用隔离型。各种接口模块必须可带电插板。

（3）操作员站：

配备工业控制计算机。

（4）应急电源：应是静态整流器/逆变器型，并有储能电池，并应对指定的设备提供在线不间断电源，它在主电源不附合规定要求时，避免设备的破坏或扰动。

4现场检测仪表

对于脱硫系统，整个过程需要依靠分布在各工艺工段的在线仪表实时的监测和分析。因此现场检测仪表全部应选用高精度、高稳定性、免维护的智能传感器、变送器。现场检测仪表选配如下：

（1）温度：温度测量传感器选用Pt100热电阻。

（2）压力：智能压力变送器，腐蚀环境选用耐腐蚀选传变送器。

（3）差压：智能差压变送器，测量范围在0－0.125~1.5Kpa内的选用智能微差压变送器；腐蚀环境选用耐腐蚀远传差压变送器。

9.3.3 系统功能

系统功能包括：数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）。

1数据采集系统(DAS)：

通过通讯总线可以与系统其它部分进行通讯，可以连续检测循环液化床烟气脱硫除尘、脱硫剩余物处理等各系统运行的所有运行参数和所有机电设备的运行状态，以便及时向操作人员提供有关的运行信息，实现系统安全经济运行。一旦机组出现任何异常情况，系统立即报警，提高了机组的可利用率。系统主要包括如下功能：

（1）过程变量输入扫描处理。

（2）固定限值报警处理，并可报警切除。

（3）显示：包括操作显示、流程图形显示、模拟图显示、趋势图显示、成组参数显示、报警显示等。

（4）制表记录及打印：包括定期记录、事故顺序记录、事故追忆记录、设备运行记录、报警记录、跳闸一览记录等。

（5）历史数据存储和检索（HSR）历史数据存储和检索

（6）性能计算

2模拟量控制系统（MCS）：

通过通信总线与系统其他部分进行通讯。控制系统包括由控制控制回路划分的各个子系统构成，通过这些子系统实现对机组及辅助系统的调节控制。主要控制回路：

（1）烟风道系统调节：以旁路差压、挡板调节、增压风机流量调节和旁路挡板控制为主的调节回路构成了烟风道调节系统。主要完成烟风系统的压力、流量匹配以及紧急状态下的保护。

（2）根据脱硫塔出口CEMS及脱硫乳液乳液泵构成脱硫调节系统。系统维持脱硫系统的脱硫性能指标，维持实现主要的物料平衡控制。

（3）根据烟气脱硫塔出口温度调节进水流量，保证脱硫塔出口温度维持平衡。

3顺序控制系统（SCS）：

通过通信总线与系统其他部分进行通讯。控制范围包括在控制室内监视和控制的所有冷门和挡板及设备保护和联锁。各控制回吃点进行自动顺序操作，目的是为了在机组启、停时减少操作人员的常规操作，并在设备故障或紧急情况下连锁设备停止。在可能的情况下，各子组项的启、停能独立进行。对于每一个控制回路其相关设备，他们的状态、启动许可条件、操作顺序和运行方式，均在CRT上显示出系统画面。

包括脱硫系统启动、停止顺序控制及制浆系统顺序控制以顺序控制功能组

等。

设计的主要控制功能组如下：

（1）烟风档板系统功能组；

（2）脱硫塔系统功能组；

9.4 其他

接地：接地是决定系统能否正常稳定运行的前提条件。接地系统的问题有可能造成数据采集错误，通讯异常，控制设备误动等，甚至可能发生设备损坏和伤身伤害，给生产带来巨大损失。系统要求接地电阻小于1欧姆，采用厂区的公用接地网。

10 施工组织安排

本项目的实施分以下几个阶段：初步设计、施工图设计、设备采购和委托加工、土建施工、设备安装和设备调试验收。在项目实施过程中，严格对项目的进度、质量进行管理和控制，保证工程实施的顺利进行。

10.1 资料

10.1.1 设备技术资料

10.1.2

10.2 整个工程的实施计划为90天，具体项目实施进展见下表：

11 施工、安装和调试

11.1 工作范围及安装内容

本安装规范为我方所承担的脱硫装置建设、安装工作的范围、内容及要求。我方承担脱硫除尘装置的土建工程施工、机械、水工、电气和I＆C设备等的所有安装工作。

业主方负责提供施工所需水、电、气等的供给。

11.2 规范和标准

所有土建施工、供货的材料和设备的安装符合相关的中国标准、规定、规范及法律，以及供货商所在国的标准。

11.3设备安装

土建项目完成后，设备按工艺、结构部件制造后运至现场，由我公司专业人士进行现场安装，包括连接管道和水，电设施的施工，以保证设备的性能质量和良好的运行效果。

设备包括脱硫设备、水泵、电机、加碱装置、搅拌机等。设备到货后应开箱检查，核对其是否与设计型号、规格相符，装箱资料是否齐全，产品是否合格、并进一步核对其安装尺寸是否与设计一致等，一切确认无误后进行设备安装，设备安装步骤及要求参见设备说明书，设备安装应严格按照国家现行的《机

械设备安装工程施工及验收规范》有关条款执行。

11.4 调试

在机械安装、保温及现场检验和试验工作都完成之后，可进行整套FGD装置的启动和调试。

调试在仅只需少量校正和优化工作时才能开始。设备、子系统单独试运转试验在调试工作开始之前进行，并立即消除所发现的缺陷。调试阶段只进行必须和全套装置一起运行的项目。

我方对装置的启动、调试工作负全部责任。

在装置启动和调试的准备期，将来的运行人员将介入并参加装置运行。 在调试和试运行成功结束时，提交报告取得认可。

11.5 商业运行

在验收试验成功完成后，第三方完成一份验收试验报告。所有验收试验中的缺陷、错误功能和相应校正工作均记载，并指明装置的保证性能是否符合要求。

验收报告签署之前，承包方对装置设备和其运行负全部责任；验收试验报告签署之后，业主方开始接管装置，逐步进入商业运行阶段。

12 检验、试验与验收

设备安装完毕后，对采用的仪器或装置进行检验，确保每一个环节都达到环保的要求，待完成要求后，可对本装置进行试验运行。

1、168小时调试验收的目的为了检验合同设备的所有性能是否符合规范书的要求。

2、168小时调试验收的地点为买方现场。

3、168调试验收的时间：

1）初次168调试验收在热态调试后的第1个月内进行；

2） 如果初次168调试验收验不合格，我单位进行必要的调整、修复，直至试验验收合格。

在完成168小时试验合格后，可对本套装置进行验收。