《火力发电厂烟气海水脱硫系统设计规程》(DL/T 5609—2021)是国家能源局发布的一项电力行业标准,主要针对采用海水作为脱硫吸收剂的技术路线,为火力发电厂烟气海水脱硫系统的设计提供统一的技术规范。本标准适用于400t/h及以上容量锅炉的机组,内容覆盖了从系统拟定、美利体育官网首页网址选型到相关计算及布置设计的全过程。
本标准定义了多个关键术语,如填料、液气比、海水总碱度、中气泡型曝气器和标准状态。其中,液气比是吸收塔设计中的重要参数,直接影响脱硫效率;海水总碱度则反映了海水的缓冲能力,是确定海水用量的基础。标准状态(273.15K,101325Pa)用于统一污染物浓度基准。
海水脱硫系统主要包括五个子系统:烟气系统、二氧化硫吸收系统、海水供应系统、海水恢复系统及工艺水系统。各系统的设计范围有明确划分,例如烟气系统从引风机出口至烟囱入口(含旁路),二氧化硫吸收系统则涵盖吸收塔及其进出口。
烟气系统有四种典型流程,推荐采用取消增压风机和烟气旁路、设置管式烟气换热器及湿式电除尘器的方案。增压风机宜与引风机合并设置,轴流式风机为首选。烟气挡板门需有密封风系统,旁路挡板门应有快开功能。净烟道不宜设内撑杆,补偿器宜用非金属材质。
吸收塔可采用填料塔或喷淋塔,塔内烟气流向宜为气液逆流。填料塔填料层宜设1层,喷淋塔喷淋层不宜少于2层,层间距不小于1.8m。吸收塔入口原烟气设计温度为BMCR工况温度加15℃且不超过180℃。海水pH值不宜低于7.5,总碱度不宜低于1.8mmol/L。入口SO2浓度不宜大于2000mg/Nm?(标态),含尘浓度不宜大于30mg/Nm?。除雾器出口雾滴浓度不应大于75mg/Nm?。
海水供应系统包括吸收塔用水和海水恢复系统用水。海水升压泵的配置根据是否设旁路和塔型确定,未设旁路时应美利体育官网首页网址用泵。管道宜采用玻璃钢管或碳钢衬胶管道,并需设置滤网和防水锤措施。
海水恢复系统通过曝气将吸收塔排水的pH值、水温、COD和溶解氧恢复至环评要求。曝气池混合前池应将酸性海水稀释至pH≥5,曝气区域停留时间不宜低于3分钟。曝气风机宜选用离心式,每个曝气池宜设1台备用风机。曝气器推荐中气泡型,氧利用率约0.04~0.06。
工艺水宜采用机组工业水,主要用于除雾器冲洗和事故降温。工艺水箱有效容量按脱硫系统工艺水总耗量的0.5~1h设计,工艺水泵按2×100%或3×50%配置。事故降温系统需保证不少于5分钟的喷淋水量。
防腐设计是海水脱硫系统的关键。净烟气挡板门宜选用DIN1.4529合金,换热元件宜冷镀搪瓷,吸收塔底板及内壁需采用玻璃鳞片加玻璃钢增强层。不同部件对防腐材料的使用寿命有明确要求,例如高镍合金部件≥42000h,玻璃钢≥30000h,碳化硅部件≥60000h。
| 项目 | 填料塔 | 喷淋塔 |
|---|---|---|
| 气液接触方式 | 填料表面湿润 | 雾化液滴 |
| 烟气流速 | 2~3 m/s | 3~4 m/s |
| 液气比 | 相对较低 | 相对较高(约高5%~10%) |
| 喷嘴数量 | 较少 | 较多 |
| 压损 | 适中 | 较低 |
| 能耗 | 较低 | 较高 |
| 适用场景 | 对脱硫效率要求高、空间有限 | 大型机组,易于检修 |
DL/T 5609—2021为海水脱硫系统的设计提供了全面、科学的技术依据,从系统配置到材料选用均体现了技术先进性和经济合理性。标准强调超低排放趋势下应取消旁路和回转式GCH,推荐合并风机,并注重防腐设计。执行本标准可有效指导工程设计,确保脱硫系统安全可靠运行。
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1.0.1 为适应电力建设发展的需要,指导火力发电厂烟气海水脱硫系统设计,做到技术先进、安全适用、经济合理,制定本标准。 1.0.2 本标准适用于400t/h及以上容量锅炉的火力发电厂烟气海水脱硫系统的设计,包括系统拟定、美利体育官网首页网址选型、相关计算及布置设计等。 1.0.3 火力发电厂烟气海水脱硫系统的设计除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
| 吸收塔 | 核心脱硫美利体育官网首页网址,有填料塔和喷淋塔两种类型 |
| 喷嘴 | 雾化海水 |
| 喷淋管 | 输送海水和安装喷嘴 |
| 回转式烟气换热器 | 用于换热,将原烟气热量传递给净烟气 |
| 增压风机 | 克服脱硫系统阻力 |
| 工艺水泵 | 供给工艺水 |
| 工艺水箱 | 储存工艺水 |
| 引风机 | 提供烟气流动动力 |
| 曝气器 中气泡型 | 产生气泡,促进氧化 |
| 曝气风机 | 供气至曝气池 |
| 海水分配器 | 均匀分配海水至填料层 |
| 海水升压泵 | 提升海水压力送至吸收塔 |
| 消音器 | 降低曝气风机噪声 |
| 湿式电除尘器 | 进一步去除烟气中的粉尘 |
| 烟气挡板门 | 用于烟道隔离 |
| 管式烟气换热器 | 管式换热器,用于烟气降温或升温 |
| 除雾器 | 去除烟气中的液滴 |
| 非金属补偿器 | 用于烟道热膨胀补偿 |
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