朱法华-北京-CFB机组超低排放的技术路线

GE 9FA
392.35 254.55 2381.6 87.9 2327.7 53.9 6.07 0.9805
GE 9FB
458.29 300.89 2422.7 77.49 2362.2 60.5 5.29 1.0086
SIMENS 4000F
402.47 284.74 2513.66 107.8 — — 6.25 0.9288
6、白烟、蓝烟
基于湿式电 除尘器多污染 深度净化
3、细颗粒的前体物
SO3、NH3、 SO2、NOx等
5、重金属汞等
4、酸性气体
SO3、HCl、HF等
多污染物深度净化技术
典型案例 应用效果
2014年5月30日1000MW煤电机组
锅炉
A
SCR脱硝
海水脱硫
E
湿式电除尘
B
空预器
C
静电除尘
D
F
2014年6月25日350MW燃煤机组

研究员级高工/教授级高工 享受国务院政府特殊津贴专家 环保部清洁空气研究计划 专家 国资委节能减排 专家 全国“十佳”环境科技工作者 江苏省优秀科技工作者 CIGRE国际委员 中国电机工程学会理事 中国环境科学学会理事 电力环保专委会主任委员 环评专委会副主任委员 电力行业环保标准化技术委员会常 务副主任委员 13次获得省部级科技进步奖，出版 专著教材等15部，制定标准12项
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
SCR入口烟气含氧量 SCR入口烟气含NOX量 SCR出口烟气含氧量 SCR出口烟气含NOX量 出口烟气粉尘含量 出口烟气SO2含量 出口烟气CO含量 出口烟气温度 出口烟气流量 出口烟气湿度 出口烟气含NOX量 出口烟气含NO量 出口烟气含氧量 出口烟气压力
35
35 0.15Ib/ MBtu （耗煤量热值排放） 185
50
50 0.11Ib/ MBtu （耗煤量热值排放） 135
1.0 Ib/MWh（发电排 0.70 Ib/MWh（发电排 放） 放，最高脱硫效率 97%） 136.1 95.3 200 200 200 200
澳大利亚
100
200
460
在燃用煤质较为适宜的情况下、采用技术经济可行的烟气 污染治理技术，使得烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别 小于10 毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米的 煤电机组，称为超低排放煤电机组。
超净电袋，不上湿电
Boiler
NH3 ACI
SCR
NOx Hg
WESP
PM, Hg, SO3
CO2 Reduction
SNCR
APH
ESP
PM
Baghouse
PM, Hg, HCl
Scrubber
SOx, Acid Gases, Hg Gypsum
Stack
Efficiency Improvements
NOX Controls
Bottom Ash
Top Ash
PAC Ash
CCRs
Groundwater Monitoring/Dry Handling/Landfilling/Pond Maintenance
Scrubber Waste Water
Scrubber Waste Treatment System
国电院WESP
治理工程—电科院已建成6个工程（2760MW）
1、13年3月，国电益阳电厂#1机组（300MW）通过验收（烟尘浓度<18.5 mg/m3，液
滴浓度<13.5 mg/m3）--第一个WESP示范工程投运 2、13年10月国电荥阳#2（630MW）机组通过验收（烟尘浓度<19.7mg/m3）； 3、13年11月国电九江#15机组（350MW）通过验收（烟尘浓度<10.4mg/m3）； 4、国电荥阳#1（630MW）机组（烟尘浓度<17.8 mg/m3）； 5、国电民权#2机组（630MW）（烟尘浓度<15.5 mg/m3）； 6、国电电力邯郸电厂#13机组（220MW）（烟尘浓度<12 mg/m3）。
2012年9月中电投首先提出了符合燃机排放标准的燃煤电 厂 国电2011年11月双塔双循环脱硫、2013年3月WESP的运行 ，推动了符合燃机排放标准的电厂2013年的环评审批 浙江能源集团2014年5月实现了百万机组的超低改造
神华集团2014年6月实现了新建机组的超低排放 2014年底全国有16个电厂21台机组实现了超低排放
一期工程2台1000MW，电除尘器前、后各加1套低温省煤器， 降低煤耗 从理论上更进一步降低污染物排放，满足燃机标准要求
上电漕泾#1机组测试数据
改造后（1000MW） 试验项目 凝结水温度 提高（℃） 汽机热耗降 低（%） 发电煤耗降 低 （ g/kW.h ） 改造前 （1000MW） 0 / 0 试验值 理论值
2012年9月19日，上海漕泾二期工程环境效益分析报告验收会 拟建2台1000MW燃煤机组，采用2套除尘效率99.86％以上的五 电场低温静电除尘器，并安装2套除尘效率60%的湿式除尘器 ，一炉一套 采用2套石灰石-石膏湿法脱硫，设计脱硫效率≥98% 采用2套SCR脱硝工艺，配套低氮燃烧技术，脱硝效率≥80%
Water Balance
Process Water
Cooling Tower Blowdown
316 A & B Intake Water
主要燃煤国家煤电大气污染物排放最严标准限值 比较（毫克/立方米）
国家 中国一般地区新建 中国重点地区 烟尘* 30 20 二氧化硫 100 50 氮氧化物 100 100
除尘器出口烟尘浓度从30.5毫克/立方米下降 到22.8毫克/立方米
↑15.5 ↓0.56 ↓1.59 A 侧 ： 99.86 B 侧 ： 99.87 A 侧 ： 14.29 B 侧 ： 13.8 ↓39.75 ↓0.7 / /
除 尘 效 率 A侧：99.8 （%） B侧：99.81 粉尘排放浓 A侧：21.57 度 （ mg/Nm3 ）B侧：20.86 脱硫水耗降 低（t/h） 0
效率95% 19.5 10.6 3166 32.2 3.83 11.27 1.03
效率97% 20.0 12.0 3770 35.6 3.65 14.02 1.03 5.67/10.34 7.9/14.5
t/h t/h
5.55/10.13 7.74/14.2
环保部首次批复石灰石-石膏湿法脱硫效率97%，满足特别排放限值50的要求
% mg/Nm3 % mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 ℃
/ /Leabharlann 2013年4月16-17日，国电泰州二期工程环境影响报告书审 查
提出了该工程的三大亮点 工程示范-二次再热，科技部科技支撑计划、发改委示范 环保示范-达到燃机排放标准 环评示范-首次开展PM2.5的研究 微颗粒聚合装置、低低温ESP、单塔双循环脱硫、湿式ESP
泰州电厂二期工程
主要内容
1 超低排放的发展与定义 2 CFB机组的烟气特点 3 技术路线的选择
2011年5月27日，环境保护部环境工程评估中心在北京主 持召开燃煤火电项目大气污染控制措施研讨会。参加会议 的有环境保护部环境影响评价司、中电投远达环保工程有 限公司、广东省电力设计研究院、北京国华电力有限责任 公司、国电环境保护研究院、西南电力设计院、北京国电 龙源环保工程公司、南京龙源环保工程有限公司、北方联 合电力有限责任公司、浙江菲达环保科技股份有限公司等 10个单位26位代表和专家，会议聘请了9名专家
7、国电承德热电1、2号机组（2×330MW）
8、国电浙江北仑第三发电（2×1000MW机组） 9、国电怀安热电1、2号锅炉（2×330MW）
多污染物深度净化技术
国电科学技术研究院创新开发技术的六大功能
1、细颗粒物治理
过滤颗粒物 凝结颗粒物
2、WFGD/SCR次生物
氨逃逸 携带的液滴（石膏雨）
国 电 永 福 电 厂 300MW 双 塔 双 循 环 2011年11月19日 脱硫效率99%
次生物： 氨逃逸、 SO3
次生物：石膏 雨、凝结颗粒 物
基于WESP的烟 气多污染物深度 净化装置
湖南益阳、上海长兴岛
上 海 长 兴 岛 二 厂 低 温 省 煤 器
2013年65吨/小 时锅炉
烟尘
SO2
35
NOX
50 50 35 35 35 100 100 50
标态O2
15% 15% 3% 3% 6%
燃气轮机组与煤电超低排放烟气量比较
机型 参数（单位） 联合循环总发 电量 燃机单机发电 量 满负荷排烟量 排烟温度 满负荷进气量 满负荷燃气量 单位负荷烟气 质量流量 排烟温度对应 密度 单位发电量烟 气体积流量 MW MW t/h ℃ t/h t/h kg/kWh kg/ m3 m3/kWh
4（效率99.985）
1减少烟尘排放 2减少水滴与水雾排放
PM2.5 0.8
3减少汞等重金属排放
4减少SO3排放
二氧化硫 三氧化硫
全汞
25.4 3.05
5解决石膏雨问题
0.007
从环境、技术角度看，燃煤电厂污染物排放将不会成为其发展的关键制约因素。 40亿吨×30%×90%×（1-99.9%）×10000=108万吨
CFB机组超低排放的技术路线
朱法华
研究员级高工、博士
国电科技研究院 副院长 国电环保研究院 副院长 《电力科技与环保》 主编
国电环境保护研究院，成立 于1980年，原电力部南京环 保所 国电科学技术研究院，成立 于2008年
面向行业：环评、能评、监 理、验收、检测、水保、ESP 高频电源及CEM、氨检测、安 评、环保工程等 面向集团：五大评价、生产 服务、技术监督、节能改造 、调试
国电院WESP
治理工程—电科院在建9个工程（7010MW）
1、国电益阳2号机组（300MW） 2、国电民权#1机组（630MW） 3、国电常州1、2机组（2×630MW）
4、国电康平#1、#2机组（2×600MW）
5、国电新疆红雁池1、2号（2×300MW） 6、国电青山热电#13、#14机组（2×350MW）
40亿吨3090199910000108万吨治理工程电科院已建成6个工程2760mw113年3月国电益阳电厂1机组300mw通过验收烟尘浓度185mgm滴浓度135mgm第一个wesp示范工程投运213年10月国电荥阳2630mw机组通过验收烟尘浓度197mgm4国电荥阳1630mw机组烟尘浓度178mgm5国电民权2机组630mw烟尘浓度155mgm6国电电力邯郸电厂13机组220mw烟尘浓度12mgm国电院wesp治理工程电科院在建9个工程7010mw1国电益阳2号机组300mw2国电民权1机组630mw3国电常州12机组2630mw4国电康平12机组2600mw5国电新疆红雁池12号2300mw6国电青山热电1314机组2350mw7国电承德热电12号机组2330mw8国电浙江北仑第三发电21000mw机组9国电怀安热电12号锅炉2330mw国电院wespnox等2wfgdscr次生物携带的液滴石膏雨1细颗粒物治理凝结颗粒物4酸性气体sohclhf等6白烟蓝烟5重金属汞等基于湿式电除尘器多污染深度净化国电科学技术研究院创新开发技术的六大功能多污染物深度净化技术典型案例应用效果多污染物深度净化技术2014年5月30日1000mw煤电机组scr脱硝海水脱硫静电除尘锅炉2014年6月25日350mw燃煤机组2012年9月中电投首先提出了符合燃机排放标准的燃煤电国电2011年11月双塔双循环脱硫2013年3月wesp的运行推动了符合燃机排放标准的电厂2013年的环评审批浙江能源集团2014年5月实现了百万机组的超低改造神华集团2014年6月实现了新建机组的超低排放2014年底全国有16个电厂21台机组实现了超低排放aphstackaciscrnoxhgesppmbaghousepmhghclscrubbersoxacidgaseshgboilerbottomashccrsgroundwatermonitoringdryhandlinglandfillingpondmaintenancetopashpacashcontrolssncrgypsumscrubberwastewaterscrubberwastetreatmentsystemnhprocesswatercoolingtowerblowdownwesppmhgso3efficiencyimprovementsco2reductionwaterbalance3
使得烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别小于5毫克/立方 米、35毫克/立方米、50毫克/立方米的煤电机组，称为超 超低排放煤电机组或满足燃汽轮机组排放标准的煤电机组
烟尘
燃气轮机组 GB132232011 2001/80/EC (2001-10-23) 天燃气锅炉 GB132232011 2001/80/EC (2001-10-23) 煤电超低排 放 GB132232011 5 5 5 5
GB13223-2011于2011年7月18日获得批准，7月29日发布
广东珠江电厂1000MW煤电扩建工程
2011年5月27日在北京，在设计煤种（S=0.52)和校核煤 (S=0.63), 脱硫效率由95%提高到97% 相关主要设计参数 对比
项目
喷淋层数 浆液循环量 浆液停留时间 石膏浆液停留时间 氧化空气量
燃煤机组
6.19
5.24
6.73
（标干O2量15%） （标干O2量15%） （标干O2量15%） （ 标 干 O2 量 6% ）
3.5
）
燃气轮机组实际污染物排放
烟尘、二氧化硫排放很低，远低于GB13223-2011的规定，仅有NOX排放较高。
表4. 北京XX燃气联合循环热电厂二期工程1号余热锅炉试验期间DCS表盘记录数据 （100%负荷，试验期间平均值） 序号 项目 单位 记录表盘 序号 表5. 北京XX燃气联合循环热电厂二期工程1号余热锅炉试验期间DCS表 盘记录数据(75%负荷，试验期间平均值） 项目 单位 记录表盘
发改能源[2014]2093
燃机排放（氧量15%） 美国（2005-2-28～ 2011-5-3） 折算结果 美国（2011-5-3及以 后新建、扩建） 折算结果 德国 日本
10
5 0.015Ib/ MBtu （耗煤量热值排放） 18.5 0.090Ib/ MWh（发电 排放，最高除尘效率 99.9%） 12.3 20 50
单位
层 m3/h min h Nm3/h
效率95%
4 9500 5 57 7766
效率97%
5 9500 5 67 7930
项目 吸收塔直径 浆池高度 浆池容积 吸收塔总高度 烟气流速 L/G液气比 Ca/ S比 石灰石用量(设计/ 校核煤) 石膏产量 (设计/校核煤)
单位 m m m3 m m/s l/Nm3