浅谈烟气脱硫项目设备平面布置

浅谈烟气脱硫项目设备平面布置

冯良萍

中国昆仑工程有限公司大连分公司 辽宁省 大连市 116085

摘 要 烟气脱硫项目平面布置的一些要点。

关键词 设备平面布置原则 洗涤塔布置 泵布置

一、前言

1.1、装置设备平面布置的重要性。

设备平面布置是个复杂的系统工程，涉及各专业的相关知识。一个好的平面布置，不仅可以使装置整齐美观，而且可以节省投资。在整个投资中，弹性最大的部分就是管道。管道在一个炼油装置中所占的比例一般约占12%，一个相对合理的设备平面布置可大量节约管道用量，进而节省投资。

1.2、装置设备平面布置的原则

（1）满足工艺流程要求，按物流顺序布置设备；

（2）工艺装置的设备、建筑物、构筑物平面布置的防火间距应满足表5.1.10的要求，符合安全生产和环境保护要求；

（3）应考虑管道安装经济合理和整齐美观，节省用地和减少能耗，便于施工、操作和维修；

（4）应满足全厂总体规划的要求；装置主管廊和设备的布置应根据装置在工厂总平面图上的位置以及有关装置、罐区、系统管廊、道路等的相对位置确定，并与相邻装置的布置相协调；

以下本人参考关于设备平面布置设计的资料,并结合自己参与的项目，浅谈烟气脱硫项目设备平面布置。

二、某120万吨/年催化裂化烟气脱硫装置设备布置

2.1、工艺流程

该装置烟气脱硫处理规模为164000Nm3/h，操作弹性：60~110%，运行时数：8400h。

工艺采用WGS（湿法洗涤系统）技术。 WGS系统包括JEV型文丘里洗涤塔、文丘里、烟囱、循环泵等。循环碱喷入文丘里洗涤器，对烟气进行抽吸、洗涤，在脱硫弯头处脱除固体颗粒和二氧化硫，脱除的烟气经过烟囱塔盘和规整填料层分离水分后排放大气，净化烟气中剩余的固体颗粒和二氧化硫远远低于规定排放的限度。WGS系统需要连续或间断补充水和碱，WGS系统排出一小股废液需要进入废液处理系统（PTU）。

PTU系统采用絮凝+沉淀+氧化的方式，排出废液经过沉降—过滤—废水氧化等过程去除COD。经过上述处理过程，系统过滤排出含有泥状湿固体，采用安全填埋处理；系统氧化后排出废水达到直排标准，排入污水处理场或直排。

2.2、设备布置

（1）平面说明：

烟气脱硫属于催化装置的附属设施，介质主要为碱液、污水、烟气等不可燃介质。根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160 、《石油化工工艺装置布置设计规范》SH3011，与周边设施无安全距离要求；压滤机厂房与周边泵房等建筑物的防火间距，应执行《建筑设计防火规范》GB50016的相关要求，

（2）布置说明：

按照工艺流程和设备特点，烟气脱硫设施主要可以分为烟气洗涤系统和废液处理系统两个部分。

2.2.1、洗涤塔部分主要设备为洗涤塔、文丘里及洗涤塔循环泵。其中洗涤塔下段为分离塔，上段为烟囱，文丘里管通过脱硫弯头与分离塔连接，组成一套完整的塔系结构。

2.2.1.1、洗涤塔布置

烟道从余热锅炉出口引出，至洗涤塔上部，经集合管均匀分配，再分别由分支烟道接至文丘里入口处。为了减少烟道产生的烟气压降及降低投资，应尽量将洗涤塔部分布置在余热锅炉附近，以减少烟道长度。且应满足烟道跨距要求，需在靠近余热锅炉至洗涤塔构架之间设置烟道支架以支撑烟道。

2.2.1.2、洗涤塔支撑设置

洗涤塔的支撑方式主要考虑两种形式：裙座支撑和从地面起构架支撑。

由于碱液是一种具有很强腐蚀性的液体，对设备材质有一定的要求。考虑到碱液的腐蚀及磨蚀性，故洗涤塔设备材质主要为不锈钢（316L）。不锈钢相比碳钢材质价格贵很多，如果采用裙座支撑，洗涤塔筒体本身需要承受塔体自重和风荷载等影响，这样就需要增加塔体壁厚来满足，从而增加了设备的投资。从经济性及节省投资方面考虑，塔系采用构架支撑，洗涤塔所受荷载均由构架来承担，塔体本身只需考虑设备刚度和腐蚀问题，从而使塔体壁厚减薄。而构架本身对塔系起到支撑和分段固定及导向作用，减少了风荷载对整个塔系的影响，其整体稳定性也比较好。而且钢结构相对与不锈钢便宜很多，所以选用构架支撑以达到节省投资及增加塔系稳定性。具体形式见附图1-1.

附图1-1

2.2.1.3、洗涤塔循环泵布置

循环泵布置在地面层，尽量靠近洗涤塔构架布置。这样便于操作管理；保证泵入口管线“短而直”，出口管线应“步步高”敷设去洗涤塔，防止管线振动，在满足管道柔性前提下，并在出入口管线设置刚性支架和减震管托，以减少管道系振动；由对于输送循环浆液，管道采用304L不锈钢材质，确保装置长周期运行且靠近布置可以缩短管道长度。

2.2.1.4、主烟道支撑

烟气通过主烟道，在通过烟道集合管进入两个分支烟道，分支烟道需对称布置，与文丘里入口相连。两个分支烟道利用文丘里框架进行支撑，主烟道支撑主要根据现场情况有两种布置方式。一种是增加主烟道及烟道集合管支撑构架，并与塔系构架连接，形成一个整体构架，这样有利于塔系构架受力，使整体更加稳定，也便于支架设置。但是由于各个地方地质情况及可利用区域空位的限制，也可采用从塔系构架上设置三角支架，以支撑主烟道，这样就对塔系构架的受力不是很有利。因此，在有条件的情况下，应尽量采用构架支撑主烟道。

设备平面布置见附图2-2

附图2-2 附图3-3

2.2.2、PTU部分主要设备为澄清器、氧化罐、污水缓冲罐、助絮凝剂撬块、污水外排过滤器、压滤机及附属的机泵。在满足工艺要求的同时，设备按其功能相对集中布置。管廊贯穿于装置中间区域，相关设备分别布置在管廊附近，便于管道安装。

2.2.2.1、澄清器、氧化罐、污水缓冲罐相对集中布置，附属机泵靠近罐体集中布置。罐组布置主要根据各项目位置情况，考虑中心线对齐布置、罐体切线对齐布置、三角形成组布置，这样易于联合平台设置，方便操作及检维修。

2.2.2.2、压滤机需布置在厂房内，压滤机厂房分一层和二层。一层设计需考虑装卸车辆进出方便；二层布置压滤机，需设置吊梁，满足压滤机吊装及检维修的要求。3-3附图为该烟气脱硫装置设备平面布置图。

小结：装置的平面布置，在满足工艺过程要求和国家各种标准规范要求的同时，也要特别注意穿插与装置的检修通道、消防通道和操作维护通道以及围堰和排水沟的规划设计，使其有机的与装置融为一体。

参考文献：

[1]《石油化工装置工艺管道安装设计手册》第一篇 设计与计算（第三版）张德姜、王怀义、刘绍叶主编

[2]《石油化工管道安装设计便查手册》王怀义 主编

[3]《全国压力管道设计审批人员培训材料》张德姜 修长征 主编

作者简介： 冯良萍（1984-），女，辽宁省大连市，工程师，2007年毕业于辽宁石油化工大学化学工程与工艺专业，研究方向：石油化工管道设计。