四川维尼纶厂#5~#9燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理项目可行性研究报告20090212.doc
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1、 四川维尼纶厂四川维尼纶厂5 和和9 燃煤燃煤 锅炉烟气脱硫除尘治理项目锅炉烟气脱硫除尘治理项目 可行性研究报告可行性研究报告 同方环境股份有限公司同方环境股份有限公司 中国石化集团四川维尼纶厂中国石化集团四川维尼纶厂 重庆川维石化工程有限责任公司重庆川维石化工程有限责任公司 二二九年二月九年二月 四川维尼纶厂四川维尼纶厂5 5 和和9 9 燃煤锅炉燃煤锅炉 烟气脱硫除尘治理项目烟气脱硫除尘治理项目 可行性研究报告可行性研究报告 批 准: 审 定: 审 核: 编 制: 工程设计证书(甲级)编号: 3351 工程咨询证书(甲级)编号:工咨甲 2052701001 同方环境股份有限公司同方环境股份
2、有限公司 中国石化集团四川维尼纶厂中国石化集团四川维尼纶厂 重庆川维石化工程有限责任公司重庆川维石化工程有限责任公司 二二九年二月九年二月 目目 录录 1.总论 .- 1 - 1.1 编制依据和编制原则.- 1 - 1.2 项目背景和工程意义.- 1 - 1.3 项目范围及工程内容.- 8 - 1.4 研究结果.- 9 - 1.5 定员- 13 - 1.6 项目实施计划- 13 - 1.7 存在的问题及建议 - 14 - 1.8 依托条件- 14 - 2.脱硫除尘设计基础 - 16 - 2.1 建设地区条件- 16 - 2.2 现有锅炉基本情况- 18 - 2.3 主要规范及标准- 23 -
3、3.工程技术方案研究 - 28 - 3.1 建设规模- 28 - 3.2 脱硫工艺技术方案简介 - 28 - 3.2.1 湿法烟气脱硫工艺 - 28 - 3.2.2 半干法烟气脱硫工艺- 30 - 3.2.3 烟气循环流化床脱硫工艺- 31 - 3.2.4 干法脱硫工艺- 32 - 3.2.5 NID半干法烟气脱硫- 33 - 3.2.6 截至目前全国新投运的小机组脱硫项目统计 - 34 - 3.2.7 截至目前全国新投运的小机组脱硫项目(按脱硫方法分类统计)- 35 - 3.3 石化企业烟气脱硫技术的选择原则 - 35 - 3.3.1 达到国家污染物排放标准及总量控制的要求 - 35 - 3
4、.3.2 脱硫装置运行必须稳定可靠 - 36 - 3.3.3 优先选用国产化率高和技术成熟的脱硫工艺 - 36 - 3.3.4 符合循环经济和清洁生产的原则 - 36 - 3.3.5 具有较好的技术经济指标- 36 - 3.3.6 满足企业的使用条件 - 36 - 3.4 工艺技术的选择- 36 - 3.5 同方环境公司石灰石石膏湿法脱硫工艺技术特点 40 3.5.1 吸收塔设计与循环泵选型综合优化,降低脱离系统电耗 40 3.5.2 针对吸收塔浆池的大小,设计最佳的强制氧化方式 41 3.5.3 计算机模拟计算与模型试验相结合,最优化吸收塔及内部件的设计43 3.5.4 控制脱硫塔烟气均匀流
5、动技术 44 3.5.5 吸收塔的设计介绍46 3.5.6 其它设计特点47 3.5.7 主要设备技术特点48 3.5.7.1 吸收塔系统48 3.5.7.2 烟气系统52 3.5.7.3 石膏浆液排出泵的选型 53 3.5.8 降低脱硫运行费用的措施 53 3.5.9 吸收塔干湿界面防腐的推荐意见 56 3.5.10 脱硫装置启动曲线 .56 3.5.11 氧化风机的降噪措施 .- 59 - 3.5.12 烟道改造的说明.- 61 - 3.5.13 防腐方案.- 62 - 3.5.14 喷嘴和喷淋管道检修、冲洗和更换的说明 .- 63 - 3.5.15 引风机及烟道改造.- 64 - 3.5
6、.16 烟气排放.- 65 - 3.6 电除尘器改造工艺技术方案选择 - 68 - 3.6.1 工程概况- 68 - 3.6.2 方案选择及设计- 68 - 3.6.3 改造基本原则- 70 - 3.6.4 改造方案说明- 70 - 3.6.5 电袋复合型除尘器基本参数- 73 - 3.6.6 总结- 74 - 4.工艺流程说明 - 76 - 4.1 脱硫工艺叙述- 76 - 4.1.1 吸收系统- 77 - 4.1.2 烟气系统- 78 - 4.1.3 石膏脱水系统- 79 - 4.1.4 吸收剂供应与制备系统- 80 - 4.1.5 工艺水系统- 81 - 4.1.6 浆液排空系统- 82
7、 - 4.1.7 压缩空气系统- 82 - 4.2 脱硫装置的运行调节- 83 - 4.2.1 烟气系统的调节- 83 - 4.2.2 吸收塔系统的调节- 83 - 4.2.3 石灰石浆液箱液位和浓度的调节 - 84 - 4.2.4 石膏脱水系统的调节- 84 - 4.2.5 运行中异常情况处理- 85 - 5 主要设备选择 - 86 - 5.1 设备选择的原则- 86 - 5.2 吸收系统- 86 - 5.3 烟气系统- 89 - 5.4 石膏脱水系统- 94 - 5.5 吸收剂供应与制备系统- 95 - 5.6 工艺水系统- 97 - 5.7 浆液排空系统- 97 - 5.8 主要设计数据
8、表- 97 - 6.自动化与信息控制系统 .- 109 - 6.1 概述.- 109 - 6.2 控制方式和控制室布置 .- 109 - 6.3 热工自动化水平.- 109 - 6.4 热工自动化设备选型 .- 111 - 6.5 电源和气源.- 112 - 6.6 接地.- 112 - 6.7 热工自动化试验室 .- 113 - 6.8 工业电视监控系统 .- 113 - 7.供电及电信 .- 114 - 7.1 总述- 114 - 7.2 系统设计要求- 115 - 8.总图运输及土建 .- 122 - 8.1 总图运输.- 122 - 8.2 土建工程.- 124 - 9.公用工程 .-
9、 129 - 9.1 给水、排水.- 129 - 9.2 供气与蒸汽.- 130 - 9.3 采暖通风和空气调节 .- 130 - 10.辅助生产设施 - 132 - 10.1 消防设施- 132 - 10.2 维修储运设施- 132 - 10.3 分析化验- 133 - 11.节能 - 134 - 11.1 能耗指标分析- 134 - 11.2 节能措施综述- 134 - 12.环境保护 - 136 - 12.1建设项目的环保状况- 136 - 12.2 环境保护措施- 138 - 12.3 绿化- 138 - 12.4 环境管理与监测- 139 - 12.5 环境保护投资- 139 - 1
10、2.6 设计采用的主要规范及标准 - 139 - 13.劳动安全卫生 - 140 - 13.1装置概况- 140 - 13.2装置区不利自然条件及防范措施 - 140 - 13.3运行过程中安全危害因素分析- 140 - 13.4安全及职业卫生防护措施- 141 - 13.5劳动安全卫生机构及设施- 145 - 14. 除尘脱硫区外公用工程配套范围及内容 .- 146 - 14.1 工艺- 146 - 14.2 土建- 146 - 14.3 电气- 146 - 14.4 给排水及消防- 147 - 15. 资金筹措与投资估算 .- 148 - 15.1 编制说明- 148 - 15.2工程投资
11、估算表- 149 - 15.3工程投资估算费用特殊说明- 169 - 16.可研报告附件 - 171 - 四川维尼纶厂5 和9 燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理项目可行性研究报告 - 1 - 1.1.总论总论 1.11.1 编制依据和编制原则编制依据和编制原则 1.1.11.1.1 编制依据编制依据 (1) 四川维尼纶厂5和9燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理项目可行性研究报 告编制委托书; (2) 中国石油化工公司暨股份公司石油化工项目可行性研究报告编制规 定(2005年版); (3) 重庆市环境保护局关于核准中国石化集团四川维尼纶厂“十一五”期 间主要污染物总量指标的函; (4) 川维厂燃煤锅炉烟气脱硫除尘
12、治理项目工程设计有关技术资料。 1.1.21.1.2 编制原则编制原则 (1) 按照安全、可靠、经济、适用的原则,进行多方案的选择、比较,选用 技术先进、工艺成熟、运行可靠的烟气脱硫工艺技术; (2) 烟气脱硫系统布置满足系统整体布置要求;确保脱硫系统工作时不影响 锅炉的正常运行; (3) 脱硫工艺的选择及设备布置充分考虑现场条件,公用工程依托现有设 施; (4) 脱硫工艺应尽可能节约能源和水资源,尽可能降低脱硫系统的投资与运 行费用,减少占地,脱硫副产品充分利用,实现循环经济; (5) 采用成熟、可靠的控制系统,逐步实现科学化、自动化管理,尽量减轻 劳动强度。 1.21.2 项目背景项目背景
13、和工程意义和工程意义 1.2.11.2.1 5 5 和和9 9 燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理项目概况燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理项目概况 根据国家大气污染物排放等相关环保政策规定和重庆市节能减排的相关要求, 中国石化集团四川维尼纶厂(以下简称川维厂)针对现有的5 和9 燃煤锅炉 进行脱硫除尘改造。本工程拟定的5 和9 锅炉脱硫除尘改造如下: 5 和9 炉分别进行除尘改造,同时两炉新建一套脱硫系统(两炉一塔), 2 台锅炉烟气混合后进入一套脱硫装置脱硫除尘,净化后的烟气进入脱硫塔顶 1 座高 120 米直排烟囱混合排放。装置脱硫效率96.3%,净化后烟气的 SO2浓度 215mg/Nm3,粉尘浓度30m
14、g/Nm3(干基、6%O2),完全满足 2010 年时段锅 四川维尼纶厂5 和9 燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理项目可行性研究报告 - 2 - 炉二氧化硫最高排放浓度 400 mg/Nm3,烟尘最高排放浓度 50 mg/Nm3的国家和重 庆市环保标准规定。另外,考虑7 和8 锅炉作为备用,相应改造7 和8 炉 引风机和出口烟气系统,满足7 和8 备用锅炉的烟气脱硫和正常运行要求。 进行除尘脱硫改造后,锅炉烟尘和二氧化硫达标排放。按脱硫设计煤种(硫 含量 St,d 2.57%)测算,年削减粉尘排放总量 2583 吨和二氧化硫排放总量 25752 吨。 1.2.2 川维厂基本情况 川维厂是全国唯一以天然
15、气为主要原料、生产化工化纤产品的资源加工型企 业。工厂位于重庆市长寿区境内长江北岸,紧邻渝长高速公路,距重庆主城区约 60 公里。 川维厂于 1973 年由国家计委下达项目计划,1974 年破土动工,1979 年投料 试生产,1983 年经国家竣工验收投产。全厂主要生产装置分别从英、法、德、日 等国引进,基建投资 10 亿元。 经过 30 多年的建设发展,川维厂化工部分主要装置已实现产能翻番。全厂 主要装置生产能力为年产乙炔 6 万吨、甲醇 35 万吨、醋酸乙烯 20 万吨、聚乙烯 醇 6 万吨、VAE6 万吨、甲醛 5 万吨、维纶 2 万吨,合资工厂醋酸 35 万吨、醋酸 酯 8 万吨。主要
16、产品畅销国际国内市场并享有良好信誉。 目前,川维厂在建的30 万吨/年醋酸乙烯项目(以下简称新区项目)总投 资约 53 亿元,预计于 2010 年底建成。在建的20 万吨/年合成氨项目计划于 2008 年 9 月建成。 川维厂现有五台热电联产燃煤锅炉,分别为5、6#、7#、8#、9 炉,除 5 为高温高压煤粉炉外,其余四台为中温中压煤粉炉。锅炉均无脱硫设施。近 年来燃煤中硫含量和灰份随着煤炭供应日趋紧张而升高,燃煤硫含量为 0.7% 4%,其中 70%的燃煤硫含量大于 2%;燃煤灰份增至 25%35%,年均值 26.7%。由 于无脱硫设施,川维厂锅炉烟气全年 80%时间 SO2排放浓度大于 2
17、100 mg/Nm3,最 高达 6800 mg/Nm3(SO2现在的排放标准为 2100 mg/Nm3,2010 年 1 月 1 日后为 400 mg/Nm3)。川维厂煤锅炉属国家重点控制的污染源之一,重庆市环保局要求 川维厂必须在 2008 年 6 月 30 日完成锅炉烟气在线监测系统与之联网,实现适时 监控。因此,若不对现有煤锅炉立即建设脱硫设施、改造除尘系统,川维厂将面 临被环保行政主管部门处罚的可能。 四川维尼纶厂5 和9 燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理项目可行性研究报告 - 3 - 重庆市政府核定川维厂 2010 年二氧化硫总量控制指标为 4960 吨/年,其中 30 万吨/年醋酸乙烯项目
18、的排放总量 2576.4 吨/年,现有装置排放总量 2383.6 吨 /年。川维厂现有煤锅炉装置烟气实际排放总量为 SO2 13851 吨/年,因此,若不 实施现有煤锅炉脱硫改造,就无法为 30 万吨/年醋酸乙烯项目腾出二氧化硫总量 指标,30 万吨/年醋酸乙烯项目建成后也难以通过国家环保竣工验收。 1.2-1 锅炉设计参数 燃料种类烟煤 锅炉编号56789 额定蒸发 量(t/h) 24075130130240 锅炉型号 DG-240/9.8- 4 CG-75/3.82-M CG-130/3.82- M4 CG-130/3.82- M4 CG-240/3.82-M 锅炉炉型 单汽包,自然循环,
19、轻型炉墙,型露天布置,天然气点火,热风送粉,烟气电除 尘,中仓式制粉系统,冷灰斗式固态连续排渣炉,微负压四角悬浮燃烧 投运时间2003.2.261993.12.281994.10.281995.12.281997.1.29 年运行小 时 80008000800080008000 标单台烟 气量 (Nm3/h) 367950113226196136196136362111 单台燃煤 消耗量 t/h 3510.217.717.736 排烟温度 ()(设 计值) 138153150150155 锅炉设计及运行参数锅炉设计及运行参数 产汽量(t/h)24075130130240 汽包压力(MPa)11
20、.134.254.254.254.4 锅炉蒸汽出口压力 (MPa) 9.83.823.823.823.82 设 计 值锅炉出口蒸汽温度 () 540450450450450 产汽量(t/h)22560105110220 汽包压力(MPa)11.134.254.254.254.4 锅炉蒸汽出口压力 (MPa) 9.83.823.823.823.82 实 际 正 常 运 行 锅炉出口蒸汽温度 540450450450450 排烟温度101136 数量(个)1 烟囱高度(米)150 烟 囱 烟气采样口设置数10烟囱直径(米)4 四川维尼纶厂5 和9 燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理项目可行性研究报告 - 4
21、 - 量(个/台锅炉)采样口位置电除尘器进出口烟道 注:锅炉蒸汽一部分用于化工生产,一部分用于发电。 1.2.31.2.3 川维厂烟气脱硫除尘治理项目建设的必要性川维厂烟气脱硫除尘治理项目建设的必要性 随着我国经济的高速发展,煤炭在我国能源结构中的比例高达76.2%,燃煤 排放的二氧化硫(占总排放SO2 的90%)也在不断增加,连续多年超过2000万吨, 导致我国酸雨污染面积(占国土面积的30%)迅速扩大,对我国农作物、森林和 人体健康等方面造成巨大损害。二氧化硫对我国国民经济造成的直接经济损失已 占GDP的2%,严重地阻碍了我国经济的向前发展,成为制约我国经济、社会可持 续发展的重要因素,因
22、此,对SO2排放的控制已势在必行。 为控制燃煤电厂大气污染物排放,改善我国空气质量和控制酸雨污染,国家 环境保护总局和国家发展和改革委员采取了多项旨在进一步加强燃煤电厂二氧化 硫污染防治的新措施。 其一,对二氧化硫排污实施收费政策进行控制。2003年7月1日起施行的排 污费征收使用管理条例,对二氧化硫排污收费有重要改变:一是由超标收费变 为总量收费;二是由“两控区”试点收费变为全国范围收费;三是收费价格由 0.633元/kg变为1.2元/kg。 其二,国家对不符合城市规划和环保要求的市区内现有燃煤电厂,将强制性 的要求通过建设脱硫设施、机组退役或搬迁等措施,逐步达到环保要求。对2000 年以后
23、批准建设的新建、改建和扩建燃煤电厂(西部燃用低硫煤的坑口电站除外) ,要求限期在2010年之前建设脱硫设施。对2000年前批准建设的燃煤机组,二氧 化硫排放超过标准的,必须分批建设脱硫设施,逐步达到国家排放标准要求。 其三,2003年12月31日国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局联合发布 了新修订的国家污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准 (GB132232003)。新标准兼顾电力发展和环境保护目标,分三个时段规定了 火电厂大气污染物排放限值,提出了到2005年和2010年火电厂应执行的二氧化硫 和烟尘排放限值。 其四,随着政府各级环保监管部门对燃煤电厂二氧化硫排放监管力度的加大, 对川
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