大型火力發電機組濕法煙氣脫硫系統技術的應用
1 OI2-WFGD核心技術介紹
1.1 OI2-WFGD核心技術工藝特點
大型火力發電機組濕法煙氣脫硫系統技術(簡稱OI2-WFGD)，目前正運用于太倉港環保發電有限公司一、二期2×135MW+2×300MW發電供熱機組煙氣脫硫項目。工程采用單回路逆流噴淋塔工藝布置，含有氧化空氣管道的漿池直接布置于吸收塔底部，吸收塔為圓柱體，底部為循環漿池，上部主要部分為噴淋洗滌區，布置了四層噴嘴，三運一備。太倉一期在工藝布置上采用兩爐一塔方案，兩臺135MW機組鍋爐的原煙氣由煙道匯合引出，經一臺升壓風機增壓后，送至煙氣換熱器GGH。太倉二期也采用兩爐一塔方案，兩臺300MW機組鍋爐的原煙氣經各自的升壓風機增壓后，再匯合引出，送至煙氣換熱器。原煙氣溫度從136℃降至103℃，隨即進入吸收塔進行脫硫。脫硫后的凈煙氣經除霧器，再返回至煙氣換熱器進行加熱，溫度從45℃加至80℃以上，最后再通過煙囪排放至大氣。
一期為了將煙氣脫硫(FGD)系統與鍋爐分離開，整個煙氣系統共設有5個帶執行機構、保證零泄漏的煙氣擋板門，其中有2個原煙氣擋板(設于FGD入口)、1個凈煙氣擋板(設于FGD出口)、2個旁路擋板。二期設有8個擋板門，其中有2個旁路擋板門、2個FGD增壓風機入口擋板門、2個FGD增壓風機出口擋板門、2個凈煙道出口擋板門。為防止煙氣在擋板門中的泄漏，一、二期工程均設有密封空氣系統。
脫硫劑石灰石磨制成粉后(粒徑要求325目，篩余小于10%)，通過制漿裝置配成30%的漿液，然后通過石灰石漿液泵不斷地補充到吸收塔內(石灰石制粉設備和系統為該工程一至四期共用)。脫硫的副產品石膏通過石膏排出泵從吸收塔漿液池中被抽出，然后輸送至石膏旋流站(一級脫水系統)。經過一級脫水后的底流石膏漿液的含水率為40%～50%，直接被送至真空皮帶過濾機進行過濾脫水。石膏脫水后含水率降到10%以下。在第二級脫水系統中還對石膏濾餅進行沖洗以去除氯化物，使成品石膏中的氯化物含量低于100ppm，從而保證各項指標均能滿足生產石膏板或用作生產水泥添加料(摻合物)優質原料(石膏處理系統共用)的要求。該工程一期、二期共用一套脫水裝置，兩套石膏旋流器和真空皮帶機系統，一運一備。每套系統的設計出力為20t/h(石膏含10%的水分)。
1.2 OI2-WFGD核心技術優勢分析
(1)OI2-WFGD具有整套高度集成的系統優化能力，精準優化(Optimization)、個性化(Individuation)、集成化(Integration)是其特點，每個項目的實施方案均貫穿著精確定量優化的思路，從而保證了項目的總性價比最優。
(2)高級計算機輔助設計/分析(CAD/CAE)技術的運用使OI2-WFGD可完全按用戶實際要求，提供最適合的FGD系統，特別適合于老廠改造項目場地狹小、條件多變的情況。
(3)OI2-WFGD是針對火電廠脫硫的FGD技術，我們在開發該技術時力求從底層將FGD系統與主機系統有機嵌合，實現無縫連接高度集成，充分整合利用電廠主體系統資源、簡化運行維護，使之成為最適合電廠、最易于運行的FGD系統。
2 工程應用實例介紹
以OI2-WFGD投入的太倉港環保發電有限公司一、二期2×135MW+2×300MW項目及三、四期2×300MW+2×600MW項目的工程造價和建設周期均比其他同類項目減少30%～40%。
2.1 依托自主核心技術OI2-WFGD和PDMS設計平臺大幅縮短設計周期
由于國內沒有自己開發的FGD核心技術，因此目前FGD項目建設中普遍采用的是國外的FGD技術。在工程實施過程中，為落實性能保證，外方一般要求在若干關鍵點實行確認，該過程通常很耗時，常常成為縮短FGD實施工期的重要障礙。而實現核心技術自主后，即可節約2至3個月的工期。根據國家對FGD建設應與發電工程同步投產的政策，FGD工程的實施進度往往會影響發電機組的投產發電，故縮短FGD工期就可因機組提前發電而獲得巨大的經濟效益。
太倉港環保發電有限公司一期2×135MW發電供熱機組FGD工程依托OI2-WFGD和三維工廠設計軟件Vantage PDMS技術，避免了對外方技術確認的依賴，實現了工藝、儀表、設備、土建、熱控及電氣等專業的并行協同設計，全部的施工圖設計只用了一個半月，比正常設計周期縮短了一半時間。
2.2 實現FGD關鍵設備國產化，大幅縮短采購周期
目前FGD裝置的大部分設備已實現國產化，但仍有部分設備需要進口且大部分集中在以吸收塔為中心的核心區域。進口設備一般由于采購周期太長，對FGD項目實施工期影響較大，甚至會成為制約工期的關鍵因素。這部分設備遲遲不能實現國產化主要是由于外商把持著的被俗稱為工藝包的工藝設計技術。擁有自主開發的工藝包可以從根本上解決這個問題。
為縮短FGD實施工期，積極推進我國FGD的核心設備國產化研制工作，江蘇蘇源環保工程股份有限公司先后與國內多家極具實力的公司合作開發了600MW級及以上級火力發電機組石灰石/石膏濕法煙氣脫硫工程用漿液循環泵、吸收塔FRP噴淋管道、真空脫水皮帶機和熱管/回轉式氣氣換熱器等。應用于太倉一期的漿液循環泵、吸收塔FRP噴淋管道、真空脫水皮帶機等設備采購周期普遍比同類型進口設備縮短了近一半。
2.3 對FGD項目實施總承包(EPC)管理，實現對FGD項目工期的超越
太倉港環保發電有限公司一期2×135MW發電供熱機組FGD工程自2003年11月16日開工以來，以自主核心技術OI2-WFGD和以國際主流項目管理軟件P3為基礎的項目管理平臺為依托，以超短工期相繼實現了一個又一個施工節點計劃。編制總承包項目網絡進度計劃時充分利用了P3軟件的先進功能，統計資源需求、優化資源配置、緊前作業和后續作業有機連接，每一項作業任務都有相關緊前作業為其提供前提保證，列出關鍵路徑事先預見風險并采取相應對策，各項作業或平行開展或交叉進行，達到了最優化的資源配置、最可靠的措施保證和最節省的FGD項目實施工期。在利用P3軟件制定總承包項目網絡進度計劃的初期，我們就預見了吸收塔系統和GGH系統這兩條關鍵路徑上的工期風險，因此對吸收塔噴嘴和GGH驅動裝置等采購周期過長的設備簡化了招標程序，第一時間進行了采購。我們在整個項目實施過程中發揮了總承包的優勢，集設計、采購、施工和調試為一體，如期實現了業主要求的首次試通煙氣和系統整套啟動的目標。在FGD整套啟動期間，各類設備運行正常，系統工況穩定，各種主要保護系統和自動調節系統均已投入使用，各項技術參數達到或超過了設計值。由于采用的是自主核心技術，工程中出現的技術問題的解決過程也相對簡單，僅用了不到十個月的時間就全面完成了一期脫硫工程建設，一舉超越其它同類型工程的建設工期。
石灰石/石膏技術濕法具有脫硫效率高、技術成熟、運轉可靠性好、對煤種變化的適應性強、脫硫副產物便于綜合利用、吸收劑資源豐富、價格便宜、技術進步快、處理煙氣量大等優點，目前其國內市場的占有率超過80%。而且隨著OI2-WFGD核心技術及成套裝置的研發成功，每kW的脫硫投資費用將大大降低，FGD項目實施工期將大幅縮短，其未來的市場占有率將會更高。在OI2-WFGD技術的研發過程中，可以以工程項目為依托進行大量實證研究，建立科學的工程實踐經驗收集反饋體制，進一步完善OI2-WFGD技術，以不斷滿足國家日趨嚴格的環保政策要求為著眼點，跟蹤科技進步、緊扣電力發展的需求，開發出性價比更高的FGD整體解決方案。
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