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福田汽车
福田公司长沙汽车厂
榔梨厂区锅炉脱硫除尘设备项目
设计方案
湖南湘牛环保实业有限公司
工程设计资质等级:
甲级第3381号
2008年11月
一、项目概况
北汽福田汽车股份有限公司长沙汽车厂为发展生产的需要,设置了一台YL(G)-6000kw有机热载体加热燃煤锅炉,该锅炉配置了多管除尘器作锅炉外排烟气除尘,能除去烟气中的部分烟尘,但对烟气中的二氧化硫没有净化效果。
为保证外排烟气中的二氧化硫、烟尘浓度达国家规定的排放标准。
决定在现场配制烟气脱硫除尘一体化装置,作锅炉外排烟气的脱硫除尘治理改造。
以减少SO2和烟尘对大气的污染。
依据北汽福田汽车股份有限公司长沙汽车厂,提供的YL(G)-6000kw有机热载体燃煤锅炉有关的技术参数,国家相关的现行环境保护设计规范、标准,以及我公司技术人员作的现场勘查,对该台YL(G)-6000kw燃煤有机热载体锅炉的外排烟气作脱硫除尘系统工艺改造进行方案设计。
我公司拟提供的炉外脱硫除尘一体化系统,脱硫除尘设备塔是已获国家专利(专利号为:
ZL200420068920.9,)的旋流脱硫除尘设备塔,该塔结构合理、技术先进、是成熟可靠的产品,整个生产过程符合ISO/9000质量保证体系。
确保脱硫除尘系统运行的安全、经济、可靠。
二、脱硫除尘治理效率要求
1、有机热载体锅炉技术参数(甲方提供参数)表1
序号
项目
参数
1
有机热载体锅炉规格:
YL(G)-6000kw
2
有机热载体锅炉外排烟气温度:
210℃
3
烟气酸露点温度:
60℃(参考值)
4
有机热载体锅炉外排烟气量:
30000m3/h(计算量)
5
有机热载体锅炉出口烟气负压:
100Pa(参考值)
6
有机热载体锅炉外排SO2浓度:
1485.3mg/Nm3(计算量)
7
有机热载体锅炉外排烟尘浓度:
2000Nmg/m3(参考值)
8
引风机技术参数:
Pa=3037PaQ=35000m3/h
9
燃煤含硫量:
3%
9
有机热载体锅炉耗煤量:
600kg/h
2、烟气治理要求
有机热载体燃煤锅炉外排烟气,经炉外烟气脱硫除尘工程改造后,外排烟气要求达到GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》中二类区第Ⅱ时段标准值,即:
表2
序号
项目
标准
1
烟尘排放浓度
≤200mg/Nm3
2
SO2排放浓度
≤900mg/Nm3
3
林格曼黑度
1级
SO2产生浓度:
600×2×0.03×0.80×103×103/30000m3/h=960mg/m3
960mg/m3×483/273=1698mg/Nm3
要求脱硫效率:
(1698-900)/1698×100%≥47%
要求除尘效率:
(2000-200)/2000×100%≥90%
三、设计依据及原则
1、设计依据
(1).《中华人民共和国大气污染防治法》;
(2).《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001
(3).《湿式烟气脱硫除尘装置技术条件》HCRJ040-1999
(4).《城市区域划分标准》GB/T16157-1996中的相关规定;
(5).《优质碳素结构钢技术条件》GB/T699-88;
(6).《工程建筑防腐设计规范》GB50046-1995;
(7).《焊接件通用技术条件》JC205-92;
(8).《三废处理工程技术手册(废气卷)》;
(9).现有厂房设备布置及污染现状。
2、设计原则
(1)尽量少影响现有工艺设备的操作和维护;不损害建筑物结构安全。
(2)治理设施美观、耐用,尽量和现有设施、建筑物保持风格一致。
(3)采用系统阻力小,脱硫除尘效率高的工艺设备,确保系统的投资和运行费用较低。
(4)治理后的烟气完全达到或优于国家排放标准。
四、设计范围、分界点
1、设计范围
(1)拆除现场原配置的多管除尘器,按建设方提供的烟气量参数设计配置YL(G)-6000kw燃煤有机热载体加热锅炉外排烟气脱硫除尘一体化系统;作设备安装总平面布置设计;设备安装基础施工图。
(2)循环水系统采用烧碱搅拌澄清液做吸收中和剂。
设置废液沉淀池;设置烧碱液搅拌配置池;设计选型循环给水泵,设计循环给、排水管系统。
(3)经废液过沉淀池沉淀的烟尘灰渣,按人工清理设计。
(4)参照总平面布置图作作管网吊挂、支撑架,配置施工图设计。
2、设计分界点
电:
引风机、循环水泵电源由北汽福田汽车股份有限公司接到设备配电箱。
水:
水源由北汽福田汽车股份有限公司接到烧碱液搅拌配置池、循环水池。
五、脱硫除尘工艺方案
5.1、脱硫除尘工艺系统流程
图1脱硫除尘工艺流程
1、脱硫除尘工艺采用的NTL-10t/h型湿式旋流脱硫除尘设备塔,设备塔压力总阻耗为1000Pa,系统烟气管压力总阻耗为550Pa,系统总阻耗为1500Pa。
2、脱硫工艺采用NTL-10t/h湿式旋流脱硫除尘设备塔;液气比为0.85:
1;配置防腐耐磨砂浆泵HT80-50-200A,11kW,1台。
5.2、处理工艺说明
(1)工艺设备选择说明
NTL-10t/h湿式旋流脱硫除尘设备塔是针对SO2含量高、烟尘颗粒结构小,设计开发的多级吸收反应的脱硫除尘一体化设备。
其最大的特点是烟气在塔体内的传质快、吸收反应时间长,脱硫除尘效率高,对含SO2浓度高的烟气有很高的吸收反应处理能力。
(2)NTL-10t/h湿式旋流脱硫除尘设备塔工作原理
NTL-10t/h除尘脱硫设备塔,采用液柱洗涤工艺技术。
含尘(粉)烟气流沿设备进口切线进入旋流喷淋室,在塔体内旋转上升。
设备内的喷雾装置将高压液化的液体,喷向塔底,形成一道环型液柱,含尘(粉)烟气流沿在塔体内旋转上升中必须穿透液柱,在与液柱不断的碰撞;与雾化成一定粒度的净化液体在紊流状态下进行良好、充分的接触,烟气得到浸润、吸收,同时细的烟尘颗粒增大了粘结凝聚力。
使气、固、液三相的传质得到了优化,湿式净化的液体黏附、滞留、碰撞、吸收的运动双膜理论的各项净化机理得到了更好的发挥,对烟尘净化与脱除二氧化硫都有良好的效果。
NTL-10t/h除尘脱硫设备塔烟气流速大,气流与液雾之间相对运动速度高,传质效率也相对高。
同时烟气体在塔内旋转运动的路程长,烟气被捕集的概率也增加。
同时烟气流在旋转运动的离心力和高压液雾法线力的作用下,粘结凝聚的(粉)尘被是甩向塔壁面,被塔壁面的水膜粘附,沿塔壁面流下,随外排水外排。
NTL-10t/h除尘脱硫设备塔,采用三次不同液柱洗涤工艺技术,改变吸收塔常用的吸收方式,使吸收剂成为连续相而吸收质成为分散相,从而大大降低传质阻力,加快反应效率。
达到高效除尘脱硫的目的,净化效率高。
还通过烟气急冷及空间配合解决干湿交界面处的烟尘结晶性积垢问题,防止了设备结垢堵塞,为湿式除尘脱硫工艺提供了完美的基础平台。
NTL-10t/h除尘脱硫设备塔内壁满衬防腐耐磨板的麻石板,塔内结构采用316L不锈钢材料,保证塔体结构防腐耐磨的工艺要求。
设备(装置)塔使用十年以上。
(3)NTL-10t/h除尘脱硫设备塔结构技术参数;
1、处理风量:
35000m3/h
2、进风口截面积:
0.8m×0.6m
3、出风口截面积:
断面:
φ0.9m;
4、进口风速:
20.25m/s
5、出口风速:
15.18m/s
6、空塔速率:
2.78m/s
7、设备外型轮廓尺寸:
φ2.20m×高5.64m(h)
8、液气比:
1.33~1L/m3
9、配置泵:
HT80-50-200A,11kW,1台。
10、脱硫装置塔运行阻力:
≤850Pa(管网运行阻力450Pa)
11、脱硫剂用量:
碱性液(pH10~12)46.5m3/h
12、出口废气含水率:
≤8%
13、设备漏风率:
≤2%
14、脱硫效率:
80%以上
15、总运输量:
4.5吨(不含进、外排烟气管道)
(4)脱硫工艺及碱液配制循环池
在化学吸收烟气的脱硫过程中,吸收液性质决定了SO2吸收效率,因而对吸收剂的性质和工艺有一定的要求。
本脱硫工艺方案拟采用钠碱法吸收、中和脱硫除尘工艺。
钠碱是以NaOH或Na2CO3液作吸收烟气中的SO2,烟气送入吸收脱硫塔的吸收反应段,通过高压喷嘴喷出的雾化吸收碱液进入吸收反应段进行吸收、反应脱硫,吸收二氧化硫后的废吸收液落到吸收脱硫塔下部的水封池后外溢;外溢的废吸收液由外排管(沟)进入沉淀池,经过沉淀后的含酸废液经PP-R管自流到碱液配制池,加碱搅拌后溢流到循环碱液池。
沉淀池底部的烟尘灰渣,由人工清理外排。
吸收碱液输送管采用PP-R管,按1.2~2m/s流速设定吸收液输送管直径。
排废液管采用PP-R管和明沟,按0.6~1.0m/s流速设定收集输送管直径。
按处理用量为46.5m3/h设定沉淀池和碱液配置池、循环碱液池。
脱硫中和反应原理
○吸收反应:
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
该过程中由于使用钠碱作为吸收液,因此吸收系统中不会生成沉淀物。
此过程的主要副反应为氧化反应,生成Na2SO4:
2Na2SO3+O2=2Na2SO4
○脱硫剂用量:
二氧化硫发生量:
600kg/h×2×0.80×0.03=28.8kg/h
二氧化硫需去除量:
28.8×0.47=13.5kg/h
NaOH需要量:
13.5×2×40/64=16.92kg/h
将固体碱、锅炉冲渣水搅拌配置成pH值为9~12碱液作塔内反应脱硫的补充液。
(5)其它工艺设备设计及选型
循环水泵:
型号:
HT80-50-200A,11kW,1台。
数量:
一台/套
参数:
H=43mQ=46.5m3/hN=11Kw
碱液搅拌机:
立桨Φ1000N=3kwF=80n/min
(6)系统进烟气管道和排烟气管道阻损设计
根据低阻中温量工艺,优化管网设计,降低系统阻损。
设备塔阻损1000Pa,风管网计算阻损控制在450Pa。
系统总阻损控制在1450Pa。
设计设备塔进烟气风管为0.75m×0.6m,管风速控制在18.52m/s
烟管系统设计原则:
a、为确保设备正常安全使用降低系统阻损;
b、设置必要的监测、调控设施,确保设备正常安全使用;
c、NTL-10t/h除尘脱硫设备塔进、出口烟气管制作安装50mm厚岩棉保温层。
D、进烟气管、排烟气管外表面刷防锈漆、调和漆。
F、排烟气管的气流速度为12m/s~15m/s。
烟气管道采用δ=3~5mm的优质Q-235钢板制作。
在NTL-10t/h除尘脱硫设备塔进、排烟气管上设置Φ80检测孔,并设置钢结构采样平台。
5.3、锅炉炉外脱硫系统主要设备技术参数
表3脱硫系统主要设备技术参数一览表
序号
名称
技术规格
单位
数量
备注
1
引风机出烟气管
Ф900、Q-235
米
15
现场制作
2
NTL-10t/h脱硫除尘
设备塔
NTL-10t/h
Ф2100×5100
处理烟气量=35000m3/h
台
1
湘牛环保实业
3
设备塔外排烟气管
Ф800、Q-235
米
10
现场制作
4
HT80-50-200A
离心泵
Q=46.5m3/hH=43mN=11KW
台
1
杭州碱泵有限公司
5
碱液搅拌机
立桨Φ1000(立式摆线减速)
N=2.2kwF=80r/min
台
1
江苏泰龙
5.4、土建工程设计
(1)灰渣沉淀池
采用钢砼结构,沉淀池尺寸:
8.0m×2.1m×3.5m(h)。
(2)碱液搅拌配制池
2.1m×2.1m×3.5(h)m。
采用搅拌机搅拌,立桨Φ1000N=3kwF=80r/min
(3)碱清液循环池
2.1m×2.1m×3.5(h)m。
5.5、电气控制设计
炉外脱硫系统共设置一套控制系统。
控制系统采用机位控制方式,本系统电气设备控制可实现软手操、就地控制。
(1)供配电系统
本除尘系统为两级负荷,其中引风机电机、给水泵采用380V电压等级,系统用电设备为380V/220V电压等级。
(2)电气室包括低压控制操作室
在操作室可以进行设备集中操作。
控制机柜其大小尺寸在工艺设计时确定。
提供的控制机柜有足够的强度和刚度,不易变形。
控制装置设置防尘、防水、防小动物进入,以确保设备安全;
控制系统的I/O点不少于15%的富裕量;控制机柜设置自动通风措施,以降低温度,保证该部件的正常运行,其控制开关应具有启动-停止-自动的选择功能;
控制机柜设置防电磁干扰,保证系统不会误动。
(3)机旁操作点
根据工艺控制的要求,现场设置1个机旁操作点,以便对设备进行机旁控制和检修操作。
六、设备明细及分项报价表
6.1、工程直接费
工程直接费=土建费+设备及安装费=a+b=31.67万元。
a.土建费:
表4
序号
名称
规格尺寸
(L×B×H)m
结构形式
总价
(万元)
备注
1
沉淀池
10.5×2.9×3.5
砖混
2.70
新建
2
碱液搅拌配制池
2.5×2.5×3.5
砖混
0.57
新建
3
碱清液循环池
2.5×2.5×3.5
砖混
0.57
新建
4
设备基础
一批
钢砼
1.00
5
合计
4.84万元
b、设备及安装费表5
序号
项目名称
规格型号
数量
单价
总价
生产厂家
1
NTL-10t/h
除尘脱硫设备塔
NTL-10t/h
Ф2100×5100
Q-235A316L
内衬防腐耐磨材料
1台
14.80
14.80
湖南湘牛
2
烟气管道
弯头
Ф900、Ф800Q-235
外表面岩棉保温层
1套
1.38
1.38
现场制作
湖南湘牛
3
烟气管道管网吊挂、支撑架,排气筒支撑架
Q-235A
10#槽钢、6#角钢
现场制作安装
1套
0.70
0.70
现场制作
湖南湘牛
4
钢制爬梯、工作台、扶手栏杆
6#角钢、其他型钢
1套
0.90
0.90
现场制作
湖南湘牛
4
循环水泵
HT80-50-200A
Q=46.5m3/hH=43mN=11KW
1台
0.75
0.75
杭州碱泵
公司
5
循环给、排水管
给水Φ100Φ65PE管
排水Φ200PPR管
1套
0.50
0.50
外购
现场制作
6
立桨搅拌机
立桨Φ1000
N=2.2kwF=80n/min
1台
1.20
1.20
江苏泰龙
8
电器控制
含现场设置开关箱
1台
1.40
1.40
湖南湘牛
9
设备运输费
1台
0.40
0.40
湖南湘牛
10
安装费
含现场吊装
1台
1.20
1.20
湖南湘牛
11
共计
23.23
6.2、工程间接费
工程间接费=设计费+调试费=c+d=3.50万元。
c、设计费2.00万元
d、调试费(不含药剂)1.50万元
6.3、税金
税金=(工程直接费+工程间接费)×7%=2.21万元。
6.4、工程总造价
工程总造价=工程直接费+工程间接费+税金=33.78万元。
春节期间施工加班费:
2.00万元
合计:
35.78万元
报价说明:
(1)池体不考虑抗浮,地质按坚土考虑,遇其它地质情况费用另计;
(2)管道、电气只考虑废水处理系统以内部分;
(3)不包括现有设施的拆除、环保检测费及工程的验收费用。
七、运行费用估算
7.1、减少SO2排污费
年共脱SO2:
13.5kg/h×7200=97200kg
按标准应交排污费97200kg×0.6元/kg=5.83万元。
锅炉经旋流加鼓泡板脱硫设备塔处理后,二氧化硫排放减少97.2t,可节约排污费5.83万元。
7.2、系统脱硫除尘设备运行成本表6
项目
用量
单价
金额(万元/年)
碱液
0.0564t/h×7200h
800元/t
32.50
搅拌机、
碱液水泵用电
13.5×7200
0.55元/度
5.34
合计
37.84
7.3、折旧费:
设备按10年折旧。
7.4、操作工人工资:
可由锅炉操作工兼任。
八、生产进度计划
8.1、合同签订后10天内完成施工图设计;
8.2、土建施工完成20天;
8.3、设备制作、安装准备30天;
8.4、运行调试、监测5天(需锅炉、引风机配合);
实际共计划45个工作日。
九、监测及培训
改造项目竣工后,在锅炉和旋流加鼓泡板脱硫设备塔、引风机、烟囱正常运行的条件下,正常运行72小时后,由甲方联系当地环境监测部门,按国家规定的方法对项目进行验收监测。
我公司向甲方提供装置操作规程,免费负责培训甲方的操作人员3-5人至熟练掌握为止。
十、技术质量、服务承诺
旋流加鼓泡板脱硫设备塔装置严格按国家环保总局发布的HCRT012—1996《湿式烟气脱硫除尘装置认定技术条件》来编制生产工艺、技术文件;按照Q/DAFC010-2001企业标准进行施工与管理,有严格的生产管理和检测规范。
对用户作出如下服务承诺:
一、主体装置运行寿命10年以上;
二、装置喷嘴及给水管道保质期1年;
三、产品保质期内如出现故障,无偿维修;
附工艺设计图:
出师表
两汉:
诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂,今天下三分,益州疲弊,此诚危急存亡之秋也。
然侍卫之臣不懈于内,忠志之士忘身于外者,盖追先帝之殊遇,欲报之于陛下也。
诚宜开张圣听,以光先帝遗德,恢弘志士之气,不宜妄自菲薄,引喻失义,以塞忠谏之路也。
宫中府中,俱为一体;陟罚臧否,不宜异同。
若有作奸犯科及为忠善者,宜付有司论其刑赏,以昭陛下平明之理;不宜偏私,使内外异法也。
侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等,此皆良实,志虑忠纯,是以先帝简拔以遗陛下:
愚以为宫中之事,事无大小,悉以咨之,然后施行,必能裨补阙漏,有所广益。
将军向宠,性行淑均,晓畅军事,试用于昔日,先帝称之曰“能”,是以众议举宠为督:
愚以为营中之事,悉以咨之,必能使行阵和睦,优劣得所。
亲贤臣,远小人,此先汉所以兴隆也;亲小人,远贤臣,此后汉所以倾颓也。
先帝在时,每与臣论此事,未尝不叹息痛恨于桓、灵也。
侍中、尚书、长史、参军,此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之、信之,则汉室之隆,可计日而待也
。
臣本布衣,躬耕于南阳,苟全性命于乱世,不求闻达于诸侯。
先帝不以臣卑鄙,猥自枉屈,三顾臣于草庐之中,咨臣以当世之事,由是感激,遂许先帝以驱驰。
后值倾覆,受任于败军之际,奉命于危难之间,尔来二十有一年矣。
先帝知臣谨慎,故临崩寄臣以大事也。
受命以来,夙夜忧叹,恐托付不效,以伤先帝之明;故五月渡泸,深入不毛。
今南方已定,兵甲已足,当奖率三军,北定中原,庶竭驽钝,攘除奸凶,兴复汉室,还于旧都。
此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。
至于斟酌损益,进尽忠言,则攸之、祎、允之任也。
愿陛下托臣以讨贼兴复之效,不效,则治臣之罪,以告先帝之灵。
若无兴德之言,则责攸之、祎、允等之慢,以彰其咎;陛下亦宜自谋,以咨诹善道,察纳雅言,深追先帝遗诏。
臣不胜受恩感激。
今当远离,临表涕零,不知所言。
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