电厂烟气协同治理技术介绍

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• 浙江省政府2013年12月31日公布的《浙江省大气污染防治行动 计划(2013年—2017年)》要求:2017年底前,所有新建、在 建火电机组必须采用烟气清洁排放技术,现有60万千瓦以上火 电机组基本完成烟气清洁排放技术改造,达到燃气机组排放标 准要求。即烟囱出口烟尘≤5mg/Nm³;SO2≤35mg/Nm³; NOX≤50mg/Nm³
号机
橘湾电厂
三隅电厂
机组规模 2×1000MW 2×1050MW
1×1000MW
低低温电除尘配置及参数
MGGH + 低 低温 电 除 尘 器 , 烟气温度90℃
MGGH + 低 低温 电 除 尘 器 , 分 室 振 打 , 烟 气 温 度 90℃ , 除 尘 效 率 99.86% , 最 终 烟 尘 排放2 mg/Nm3
2×900MW
MGGH + 低 低温 电 除 尘 器 , 烟 气 温 度 90℃ , 最 终 烟 尘 排 放小于10 mg/Nm3
2004,2010
10
低低温技术 • 本工程低低温电除尘方案
低温省煤器入口烟气温度:120℃; 低温省煤器出口烟气温度:90℃。
名称
单位 设计煤种 校核煤种1 校核煤种2
• 影响吸收塔除尘效率的因素:吸收塔的除尘效率与吸收塔 喷嘴浆液的雾化粒径、液气比、空塔气速及入塔烟尘粒径 等因素相关。
• 除雾器去除液滴机理:常规的两级屋脊式除雾器第一级为 粗除雾器,承担了90%的液滴分离任务,后一级为精除雾 器,结构形式相同,在保证极限分离粒径的同时提高分级 分离效率。但直径小于15μm的液滴占所有液滴体积百分 比是很小的,因此过多增加除雾器级数是不经济的,一般 采用两级除雾器, 必要时采用三级除雾器。
• 若要满足SO2 排放浓度≤35mg/Nm3的脱硫清洁排 放要求,则对于设计煤种,要求脱硫效率不低于 97.3%;对于校核煤种1,要求脱硫效率不低于 97.8%;对于校核煤种2,则要求脱硫效率不低于 99.1%。因此对于设计煤种及校核煤种1,原脱硫 效率保证值98.7%均能满足清洁排放要求。
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脱硫清洁排放技术改造措施
1050MW
日本日立
低低温电除尘配置及参数
MGGH + 低 低温 电 除 尘 器 , 烟气温度90℃
MGGH + 低 低温 电 除 尘 器 , 分 室 振 打 , 烟 气 温 度 90℃ , 除 尘 效 率 99.86% , 最 终 烟 尘 排放2 mg/Nm3
投运时间 2001,2002
2000
舞鹤#1、#2
• 但对于校核煤种2,要达到≤35mg/Nm3的排放要求,难度 很大。脱硫效率的提高可通过提高吸收塔内的气液接触面 积(如提高液气比、设置托盘、增加喷淋层等)、使用添 加剂及调整PH值及增加增效环等措施来实现。本工程在 设置4层喷淋层+2层托盘的吸收系统,要达到校核煤种2脱 硫效率不低于99.1%的要求对目前的脱硫技术而言难度很 大,在不改变校核煤种2含硫量1.5%的情况下,只有采取 串联塔或单塔双循环的方式,对目前阶段而言,受场地限 制实施的可能性很小。因而建议通过控制燃煤含硫量的方 法进行控制,即Sar=1%左右。
• 烟道防腐措施
按有限腐蚀理论适当加大烟道壁厚,若运行中出现腐 蚀,须进行补漏或在大修期间进行更换。另外烟道上 的风门采用双密封设计。属脱硫范围内的烟道已采取 防腐措施。
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脱硫高效除尘技术方案
• 吸收塔除尘机理:在吸收塔内,除尘机理与湿法除尘中的 重力喷雾洗涤器的除尘机理类似,采用浆液洗涤的气液接 触方式,该装置不但具有良好的脱硫功能,而且具有一定 的除尘功能,可以将从电除尘器逸出的颗粒物进行二次捕 集,从而降低烟尘排放浓度,达到协同治理的效果。
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脱硫高效除尘技术方案
• 提高脱硫装置除尘效果技术方案分析: ➢ 采用低低温除尘技术。烟气经低温省煤器之后温度降到
90℃,从而降低飞灰比电阻; ➢ 提高喷嘴压力,降低浆液雾化粒径,喷嘴更换为高效双头
喷嘴; ➢ 更换本工程原有除雾器。原除雾器出口液滴携带量保证值
为50mg/Nm³,若要满足烟尘出口浓度≤10mg/Nm³,液滴 出口浓度必须≤30mg/Nm³,国外也仅仅MUNTS能够进行 性能保证,采用的是高性能三级屋脊式除雾器。 ➢ 保证脱硫装置高效除尘的其他技术措施有:增加吸收塔周 边喷嘴流量及密度,保证喷淋层喷嘴的覆盖率和优化覆盖 均匀度,设置托盘,设置塔壁增效环,进行烟气流场CFD 模拟以及确保除雾器的冲洗等。
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脱硫高效除尘技术方案
• 本工程脱硫装置改造高效除尘方案(根据脱硫公司方案) ➢ 更换喷嘴:现有90°需更换为120°双头喷嘴,喷淋层及
支撑梁可以保持不变,仅更换喷嘴即可; ➢ 更换除雾器:现有除雾器为两级屋脊式,要满足出口液滴
≤30mg/Nm³,采用三级高性能屋脊式除雾器,设计需做如 下改动: 1)原有除雾器支撑梁全部更换; 2)吸收塔上部筒体增加2.2m; 3)吸收塔出口净烟气烟道支架提高2.2m; 4)除雾器冲洗水塔内除雾器支撑梁; 5)除雾器冲洗水增加两层,包括相应的管道及阀门等; 6)除雾器冲洗水钢平台需增加一层;
华能长兴电厂“上大压小” 工程 烟气清洁排放技术路线
主要内容
• 一、项目概况 • 二、烟气清洁排放控制要求 • 三、烟尘清洁排放技术措施
➢ 技术路线 ➢ 低低温技术方案 ➢ 脱硫高效除尘技术方案
• 四、脱硫清洁排放技术措施 • 五、脱硝清洁排放技术措施 • 六、结论
2
项目概况
• 华能长兴电厂 “上大压小”工程是华能“十二五”期间 在浙江省重点投资建设项目,位于浙江省湖州市长兴县吕 山乡杨吴村。本工程拟建2台660MW超超临界机组,同步 建设高效烟气脱硫、脱硝及除尘装置。工程于2013年3月 20日开工建设,计划2014年12月初第一台机组投产, 2014年12月底第二台机组投产。
MGGH + 低 低温 电 除 尘 器 , 分 室 振 打 , 烟 气 温 度 90℃ , 最 终 烟 尘 排 放 小 于 10 mg/Nm3
投运时间 2001,2002
2000
1998
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低低温静电除尘器
低低温除尘器应用情况分析
日本日立低低温除尘器应用情况
业绩 常陆那珂#2
橘湾电厂#2
机组规模 1000MW
• 现有的污染物控制手段很难达到要求,因此很有必要针对本工程 烟尘、SO2及NOx清洁排放技术措施进行研究。
5
烟尘清洁排放技术改造措施
• 近年来,日本烟尘控制≤ 10mg/Nm³。 • 日本两种技术路线:
➢ 技术路线一:低低温除尘技术+湿式除尘技术(仅碧南电厂) ➢ 技术路线二:低低温除尘技术+高效脱硫技术(业绩较多,脱硫前烟
除尘器入口烟气露点温度

102.98
100.58
117.48
11
低低温技术
• 低低温静电除尘器采用5电场,全部高频电源。 其比集尘面积达到158.12 m2/(m3/s),阳极板 总有效面积均超过57000㎡。
• 除尘器入口烟气温度90±1℃,入口含尘 9.17g/Nm³(设计)、24.82g/Nm³(校1)、 34.31g/Nm³(校2);出口含尘≤15mg/Nm³(设 计、校1、校2不考核)
6
低低温静电除尘器
石川岛播磨公司设计建造的日本常陆那珂1000MW机组
7
低低温静电除尘器
低低温除尘器应用情况分析
日本IHI(石川岛播磨)低低温除尘器应用情况
电厂名称
低低温ESP设计值
机组容量 燃料
(MW)
投运时间
入口温度 (℃)
入口粉尘浓度 (mg/Nm3)
除尘器出口 粉尘浓度
(mg/Nm3)
苓北2号机 燃煤 700 2003.06 ≥80
• 目前除尘器按低低温静电除尘器设计,双室五电场,除尘 器出口粉尘浓度≤15mg/Nm³(原技术协议值),除尘效率 ≥99.942%,设备厂家为菲达环保。
• 每台炉设置两台低温省煤器,出口烟气温度90℃,垂直高 位布置,设备厂家为日立(中国)。
• 脱硫装置由武汉凯迪总体设计供货。脱硫装置采用一炉一 塔,不设GGH,不设旁路,引风机与增压风机合并。烟 气脱硫装置能适应锅炉最低负荷(30%BMCR)工况,脱硫 效率≥98.7%。
常陆那珂1号 机
燃煤
1000
2003.12
≥80
住金鹿岛 燃煤 507 2007.01 ≥80
住共新居浜 燃煤 150 2008.04 ≥80
9800 15000 14070 16100
≤100 ≤30 ≤30 ≤30
8
低低温静电除尘器
低低温除尘器应用情况分析
日本三菱低低温除尘器应用情况
日本三菱
业绩 碧南电厂4、5
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脱硫高效除尘技术方案
• 改造费用估算
序号
1
设备费
项目
2
材料及安装施工费
3
建模4Biblioteka 其他合计费用(万元) 1854.1 954 218.5 211.5 3238.1
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脱硫清洁排放技术改造措施
• 本工程吸收塔设计采用带托盘的强制氧化喷淋塔, 原设计SO2 排放浓度≤50mg/Nm3时,对于设计煤 种,要求的脱硫效率不低于96.14%;对于校核煤 种1,要求的脱硫效率不低于96.82%;对于校核 煤种2,要求的脱硫效率不低于98.7%;
二次扬尘的措施
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低本低工温程静低电低除温尘方器案方案防腐
• 低温省煤器的材质、防磨防腐
1)平均烟气流速约10m/s 2)换热面及内部主要支撑件、附件等考虑采用耐硫 酸腐蚀性能优良的ND钢(09CrCuSb) 3)利用再循环调节凝结水出水口温度控制在72℃以上 4)采用模块化设计
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低本低工温程静低电低除温尘方器案方案防腐
12
低低温技术
本工程低温省煤器水侧系统图
13
低温省煤器布置方案
低温省煤器平面布置图
14
低温省煤器布置方案
低温省煤器立面布置图
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低温省煤器布置方案
低温省煤器侧面布置图
16
低本低工温程静低电低除温尘方器案方案防腐
低低温电除尘器 • 除尘器内烟气滞留部分(入口喇叭口,人孔门附近)须有
防腐蚀措施 • 除尘器内需有防止粉尘黏附措施(绝缘子室电加热) • 电除尘灰斗须有防粉尘堵塞对策 • 电除尘出口含尘浓度低于15mg/Nm3时,须采取有效降低
3
项目概况
• 本工程设计煤种为神华煤和扎赉诺尔煤矿褐煤按4:1掺配 的神华混煤,校核煤种为混煤。
• St,ar=0.57(设计煤)/0.67(校核1) )/1.5(校核2) • 飞灰比电阻:109~ 1011 Ω.cm
序号 1 2 3
锅炉空预器出口烟气参数如下表:
项目
空预器出口烟气量 (BMCR) 空预器出口烟气温 度(BMCR) 空预器出口干烟气 含尘量(BMCR)
• 引风机防腐措施
采取的措施有:引风机与烟气接触的定子部分(包括 风机进气箱、壳体、导叶、轴套、扩压管、轴承箱外 冷风围罩、中心筒、补偿器框架等)采用ND钢,后 导叶防磨区采用陶瓷防磨,叶轮的叶片(采用进口 Nax700钢)防磨区喷涂镍基碳化钨防磨层并同时具有 防腐作用,非防磨区喷铝防腐,喷涂层的表面硬度可 达HRC55-65度。
单位 m3/h
℃ g/Nm3
设计煤种 2769958
123 9.17
校核1 校核2 2817723 2846213
128
124
24.82 34.31
4
烟气清洁排放控制要求
• 随着国家对大气污染物排放控制要求的提高,新的火电厂大气污 染物排放标准(GB13223-2011)于2012年1月1日正式实施。新排 放标准对烟尘、二氧化硫、氮氧化排放控制要求都有了很大的提 高。长兴工程地处长三角经济发达地区,须达到特别排放限值的 要求,即烟囱出口烟尘≤20mg/Nm³;SO2≤50mg/Nm³; NOX≤100mg/Nm³
尘20~30mg/Nm³,脱硫除尘效率70~80%,MGGH)
• 国内目前及烟尘清洁排放的控制措施基本沿用日 本的技术路线。但国内电厂来煤的不确定性,运 行负荷的不稳定性(参与调峰)均与日本电厂存 在较大区别,加上缺少运行经验,这给项目决策 带来困难。
• 烟尘清洁排放除了对除尘设施本身要求提高外, 对脱硫设施的除尘效率也提出了更高的要求。
• 烟道防腐措施
按有限腐蚀理论适当加大烟道壁厚,若运行中出现腐 蚀,须进行补漏或在大修期间进行更换。另外烟道上 的风门采用双密封设计。属脱硫范围内的烟道已采取 防腐措施。
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低本低工温程静低电低除温尘方器案方案防腐
• 引风机防腐措施
采取的措施有:引风机与烟气接触的定子部分(包括 风机进气箱、壳体、导叶、轴套、扩压管、轴承箱外 冷风围罩、中心筒、补偿器框架等)采用ND钢,后 导叶防磨区采用陶瓷防磨,叶轮的叶片(采用进口 Nax700钢)防磨区喷涂镍基碳化钨防磨层并同时具有 防腐作用,非防磨区喷铝防腐,喷涂层的表面硬度可 达HRC55-65度。
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