上海电气锅炉环保技术

150
100
11版重 点地区
50
100 100 30 20 50 100
NOx:50mg/m3 SO2:35mg/m3 粉尘：5mg/m3 近零排 放标准
5 35
粉尘浓度 SO2浓度 NOx浓度
50 0
50
排放标 准03版
排放标 准11版
3
节 能 减 排
刻 不 容 缓
一
近期我国多地遭遇雾霾袭击
4
节 能 减 排
连续、稳定的投运要求，所以解决低负荷时脱硝入口烟气温度
偏低的问题成为关注的焦点。
21
一、省煤器出口烟温分析
300MW亚临界省煤器出口烟温
400 380 360 340 320 温度℃
314 ℃
300
280 260 240 220 200 BMCR 额定 70% 60% 50% 35% 高加全切
嘉兴 外高桥 吴泾 莱城
值均＜50mg/m³，同时极大地节约脱硝改造投资和运行成本。
15
高级复合空气分级技术介绍 高级复合空气分级技术介绍
主要表现为建立早期稳定着火 和空气分段燃烧技术实现NOx排放值 得大幅降低。通过高位燃烬风、低 位燃烬风两段式空气分级将炉膛划 分为四个区域： 1. 主燃烧区； 2. 还原区； 3. 燃尽区Ⅰ； 4. 燃尽区Ⅱ。
燃烬风水平摆动能够有效调整烟温偏差；
燃烬风上下摆动，可控制燃烧中心，调整 炉膛出口烟温。
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技术特点——预置水平偏角的辅助风喷嘴
技术特点——预置水平偏角的辅助风喷嘴
水平方向推迟一次风煤粉与二 次风的混合，降低NOx生成；
风包粉，减少灰渣在水冷壁上 的沉积；
在四周水冷壁形成富氧区，提 高灰熔点温度，减轻结渣，并 降低高温腐蚀倾向； 对炉膛结渣的控制提高了下部 炉膛的吸热量，同时也降低了 炉膛出口烟气温度，进一步减 轻了上部炉膛的结渣。
刻 不 容 缓
一
石膏雨问题日趋严重
在采用湿法脱硫的火力发电厂中，机组大负荷运行时，烟气流量 大，流速高，其携带石膏浆液现象较为严重，若未经处理，直接排 放，易对周边环境带来严重的“石膏雨”污染。
5
节 能 减 排
刻 不 容 缓
一
面对严峻的大气环境及日趋严格的排放标准， 上海电气的环保除 污染物排放治理刻不容缓。
器出口烟温的目的。
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全负荷脱硝改造方案特性对比
分级省煤器 可靠性 与改造前相比，安 全性不变。 提高给水温度 由于增加抽汽管 路及相应的调节 阀门等，需对新 增设备的质量及 可靠性进行评估。 热水再循环 需对增加的炉水 泵及相应的阀门 质量及可靠性进 行评估，并对锅 炉水动力进行分 析计算。 高负荷时对锅炉 效率无影响，低 负荷下排烟温度 升高，锅炉效率 降低；增加了热 水循环泵，厂用 电率升高。 25℃～50℃ 省煤器流量置换 由于增加了炉水 泵及相应的阀门， 需对新增设备的 质量及可靠性进 行评估。
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“近零”排放环保解决方案
二
超低NOx燃烧技术工程应用业绩
改造项目 负荷 MW 国华定洲发电有限责任公司 1号炉 600 280~450 改造前 NOx mg/m3 折算至6%氧量 改造后 NOx mg/m3 折算至6%氧量 数据来源 2号炉 600 280~450 国华粤电台山发电有限公司 1号炉 600 ~400 2号炉 600 ~400 4号炉 600 ~400
8
“近零”排放环保岛解决方案
二
环保岛整体解决方案优势
1、环保性能最优化：统筹考虑系统内各设备的设计，保证环保设 备工作在最合理的条件下，使环保设备性能达到最优化； 2、设计余量最优化：统一考虑系统内各设备设计余量，在保证环 保要求的前提下使设计余量达到最优化； 3、运行能耗最低化：对环保系统进行优化设计，并对烟气余热回 收利用，使系统运行能耗达到最低化； 4、占地面积最小化：根据电厂的场地情况合理布置环保岛内各设 备，优化连接结构，使占地面积达到最小化。
~57% 负荷
22
600MW亚临界省煤器出口烟温
400 380 360 340 320 温度℃ 定洲 300 280 260 240 220 200 BMCR TMCR ecr 75% 50% 30% 高加全切 台山 吴泾
宁海
~65% 负荷
23
600MW超临界省煤器出口烟温
400 380 360 340 320 温度℃ 太仓 300 280 潍坊 当涂 珠海
例：新日铁住金鹿岛电厂低低温电除尘技术应用情况
新日铁住金鹿岛电厂装机容量为507MW×1，燃用煤种灰分为11%，硫 分为0.5%，烟气排放处理工艺流程为：锅炉出口+SCR+热回收器+低低温静 电除尘器+FGD+再加热器的方式，经过处理后的烟气因含尘量极低且排烟温 度高，因此在烟囱出口的烟气基本透明。 11
9
“近零”排放环保岛解决方案
二
粉尘排放＜5 mg/m3的解决方案
1、电除尘入口粉尘浓度小于25 g/m³ --低低温电除尘系统 2、电除尘入口粉尘浓度大于25 g/m³ --低低温电除尘系统+电除尘改造 --低低温电除尘系统+湿式电除尘
10
“近零”排放环保岛解决方案
二
粉尘排放＜5 mg/m3的解决方案
（3）燃尽区Ⅰ：部分燃尽风喷射进入炉膛，促进煤粉的 进一步燃烧，同时保持该区域还原性气氛，抑制并还原该区域
NOx
（4）燃尽区Ⅱ：剩余的燃尽风喷入炉膛，并在该区造成 富氧状态，以促进所有剩余煤粉的燃尽
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技术特点——燃烬风系统
技术特点——燃烬风系统
提高燃尽风的穿透深度和扰动，在燃烧 后期提高风粉混合速度，在降低NOx排放的同 时提高燃烧效率。 采用两段分离燃尽风，保证炉内空气 分布的最优化，降低NOx排放； 提高了空气分级燃烧对煤种的适应性；
低负荷wenku.baidu.com 温提升幅度
20℃～30℃
34
三、分级省煤器改造方案
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改造原理
1 、通过减少 SCR 反应器前省煤器的吸热量，达到提高 SCR 反应器入口温度在 300℃ 以上的目的，以保证 SCR 可
以在最低稳然负荷以上所有负荷正常运行。
2 、烟气通过 SCR 反应器脱氮预热器进、出口烟温基本 不变。 3 、在保证 SCR 最低穩燃负荷以上所有负荷正常投运的 同时，保证锅炉的热效率等性能指标不受影响。
低负荷工况 HP
补汽阀 再热减温水 减温器 给水 #1高加 超超临界新型回热系统示意图
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B：在补汽阀与缸口之间选择合适
HP
的抽汽点，增加一路抽汽，通
过配置前置加热器对给水进行 加热。提高给水温度可以改善
补汽阀
省煤器出口烟气温度，但给水
温度不能无限制提高。
给水 前置加热器 #1高加
前置加热器方案示意图
脱硝
空预器
热回 收器
干式 除尘
脱硫
湿式 除尘
引风机
再加 热器
烟囱
粉尘浓度 （mg/Nm3）
>25,000
<30
<10
<5
<5
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“近零”排放环保岛解决方案
二
NOx排放＜50 mg/m³的解决方案
1、超低氮燃烧技术+SCR 2、超低氮燃烧技术+ SNCR+SCR
上海电气研制的高级复合空气分级低NOx燃烧系统，NOx排放值最低可达到 100mg/m3，并已在台山、定洲、沧东等电厂锅炉上成功应用。结合上海电气 SNCR、SCR以及SNCR/SCR联合技术，能够实现在燃用不同煤种条件下NOx排放
烟囱出口粉尘浓度
5mg/Nm3
2mg/Nm3
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“近零”排放环保岛解决方案
二
粉尘排放＜5 mg/m3的解决方案
锅炉
脱硝
空预器
热回 收器
干式 除尘
脱硫 再加 热器 烟囱
引风机
粉尘浓度 <25,000 （mg/Nm3）
<20
<5
<5
13
“近零”排放环保岛解决方案
二
粉尘排放＜5 mg/m3的解决方案
锅炉
~60% 负荷
~40% 负荷
25
二、解决方案分析与比较
方案1：分级省煤器 方案2：提高低负荷给水温度 方案3：热水再循环 方案4：省煤器流量置换 方案5：省煤器加中间集箱 方案6：省煤器给水旁路 方案7：烟气旁路
26
方案1：分级省煤器改造
在SCR反应器后增设一 级省煤器（减少部分原省煤器 受热面积）。给水直接引至位 于SCR反应器后的省煤器，
锅炉环保改造技术交流
上海电气电站服务公司
2014年6月
1
节能减排 刻不容缓 近零排放环保岛解决方案
上海电气 先进的环保 技术推介
低低温电除尘系统 锅炉其它优化改造
2
节 能 减 排
刻 不 容 缓
一
GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》
mg/m3
450
450 400
400 350 300 250 200
110/103
116/104
109
121
115
热态燃烧 调整试验
性能试验报告 20
“近零”排放环保解决方案
二
全负荷脱硝解决方案
在国家颁布 GB13223-2011 并实施后，大量的火电锅炉都 配有脱硝（SCR）装置，而SCR催化剂的正常运行对进口烟气 温度具有一定要求（310~420℃），而锅炉在低负荷阶段，省 煤器出口烟气温度偏低，过低的烟气温度不能满足脱硝系统的
260
240 220 200 BMCR
~60% 负荷
~50% 负荷
BRL
THA
75%
50%
30%
高加全切
24
400 380 360 340 320 温度℃
1000MW超临界空预器入口烟温
300
280 260 240 220 200 BMCR BRL BECR 75% 50% 30% 高加切除
北疆 外高桥 平海 谏壁
“近零”排放环保岛解决方案
二
粉尘排放＜5 mg/m3的解决方案
例：新日铁住金鹿岛电厂低低温电除尘技术应用情况
鹿岛电厂只有一台低低温电除尘器，为双室三电场布置。 设计值
处理烟气量 低低温电除尘器入口 粉尘浓度 低低温电除尘器出口 粉尘浓度 除尘效率
实测值
1485800Nm3/h 13130mg/Nm3 30mg/Nm3 99.77% 13000mg/Nm3 15mg/Nm3 99.88%
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高级复合空气分级技术介绍 高级复合空气分级技术介绍
各功能区分析： （1）主燃区：煤粉燃烧的主要区域，整个炉膛的大部分
热量在该区被释放出来，煤粉在主燃区着火、燃烧，释放出煤
粉中大部分氮元素，生成NOx及HCN/NHi等中间产物 （2）还原区：主燃烧器上部到低位燃烬风之间的区域，
主燃区生成的NOx与HCN/NHi等中间产物发生还原
再通过连接管道引至位于
SCR反应器前的省煤器。通 过减少SCR反应器前省煤器 的吸热量，达到提高SCR反 应器入口温度的目的。
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方案2：提高低负荷给水温度（适用于超超临界机组）
高负荷工况
A：在补汽阀与缸口之间选择合适 的抽汽点，增加一路抽汽，与 原第一级回热抽汽并联接入#1 高加。在机组低负荷时，通过 投运新增的一路抽汽，关闭原 第一级回热抽汽，提高给水温 度，从而提升省煤器出口烟 温。
经济性
对锅炉效率无影响。 对于由于煤种变化 等原因导致排烟温 度偏高的电厂，还 可通过加装分级省 煤器获得降低排烟 温度的额外收益 20～50℃
高负荷时对锅炉 效率无影响，低 负荷下排烟温度 升高，锅炉效率 降低，汽轮机热 耗率下降。
高负荷时对锅炉 效率无影响，低 负荷下排烟温度 升高，锅炉效率 降低；增加了热 水循环泵，厂用 电率升高。 20℃～50℃
统，进一步提高省煤器出口烟温。
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方案5：省煤器加中间集箱
通过增加一个省煤器中间 集箱和一套流量调节系统，
在低负荷时，通过控制低温
段省煤器的流量使其吸热量 减少，达到提高省煤器出口 烟温的目的。
32
方案6:省煤器给水旁路
锅炉给水分为两路，一路为
主给水管路，介质流程同原锅炉
汽水流程；一路为给水旁路，将 部分直接引至省煤器悬吊管出口 集箱或其引出管道，减少给水在 省煤器中的吸热，达到提高省煤
尘理念，用经济、 安全的手段为用户 提供成熟、先进的 需要找到一种改造工作量小、减排效果好、 环保改造方案 同时能消除石膏雨的技术。
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节能减排 刻不容缓 近零排放环保岛解决方案 低低温电除尘系统 锅炉其它优化改造
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上海电气 先进的环保 技术推介
“近零”排放环保岛解决方案
二
环保岛整体解决方案
粉尘排放小于5mg/m³ NOx排放小于50mg/m³ SO2排放小于35mg/m³
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方案3：热水再循环
增加循环泵，在低负荷时，通过抽取高温热水进入省煤器
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入口，提高省煤器入口水温，达到提高省煤器出口烟温的目的。
方案4：省煤器流量置换
在省煤器给水旁路的基础上 加装一套省煤器热水再循环系统，
以进一步减少省煤器的吸热量，
从而提高脱硝装置入口烟温。当 负荷较高时，先利用给水旁路系 统进行烟温调节；当负荷进一步 下降，开启省煤器热水再循环系
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改造方案
• 将锅炉原来布置在尾部烟道低温再热器下侧的省煤器拆