超低排放技术路线

四角切圆
800
500
400
300
225
250 / 350
旋流对冲 W型火焰
— 1000
500 900
400 —
300 —
225 —
Leabharlann Baidu
250 / 350 —
注：（1）褐煤锅炉制粉系统如采用风扇磨煤机，宜选250 mg/Nm3；如采用中速磨煤机煤机，宜 选350 mg/Nm3。
中国大唐集团公司燃煤发电企业氮氧化物 排放控制指导意见（试行）
储料
喷射物料量
SO3浓度
控制系统
SO2浓度
S%
锅炉负荷
20
三、超低排放改造技术路线——NOx
21
三、超低排放改造技术路线——PM
第九条 烟尘排放控制技术路线 优先采用除尘器提效改造与脱硫除尘一体化改造。脱硫除尘一体化改造技术主要是 通过优化喷淋层、除雾器设计或脱硫塔内安装高效均流装置，提高脱硫协同除尘效 率，同时降低脱硫塔出口液滴含量。
10
三、超低排放改造技术路线——NOx
第八条 氮氧化物控制技术路线 优先采用低氮燃烧技术、SCR烟气脱硝技术实现氮氧化物达标排放。如已采用 低氮燃烧技术，应按照《中国大唐集团公司燃煤发电企业氮氧化物排放控制指导意 见（试行）》的要求，通过优化达到改造目标值；如已采用SCR烟气脱硝技术，应 通过在催化剂预留层加装催化剂以提高脱硝效率。如采用上述改造方案氮氧化物不
零号高加技术
1 、调节温度不大于 20℃ （外三案例）； 调节性能好 2、超超临界机组。
1 、调节温度 20℃ 左右， 调节性能较好 对高硫煤效果更明显。
1、需要增加零号高加，增设一套 涉及到锅炉侧和汽机侧，调节 抽装置，对系统影响较大。 复杂。 2、排烟温度升高。
1 、仅对选择的烟道位置开孔，系 统基本无影响。 2、对锅炉效率无影响。 3、需要碱性物质的消耗。
燃煤电厂烟气污染物超低排放改造 技术路线
中国大唐集团科学技术研究院 2015年8月
主 要 内 容
一、技术路线制定背景
二、超低排放技术改造原则
三、超低排放技术改造方案 四、超低排放技术改造管理
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一、技术路线制定背景
1、国家政策——燃煤机组大气污染物排放标准及监管办法日趋严苛
2011年9月《火电厂大气污染物排放标准GB 13223-2011》
2 3 4 蒸 汽 吹 灰
5
5
B烟气
A烟气 A机组催化剂磨损统计
B机组浓度场不均匀
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三、超低排放改造技术路线——NOx
氮氧化物控制技术重点关注问题——NH3/NOX摩尔比分布
脱硝运行关系曲线
脱硝运行NH3/NOx 摩尔比 上限 :小于设计的 NH3 未反应量(如:小于 3ppm) 下限 :大于设计的脱硝效率 (如:大于 80%) 设计的脱硝效率 NH3 未反应量 (ppm)
100
脱硝效率 (%)
运行时 NH3/NOx 摩尔比
设计的 NH3未反应量
0
NH3/NOx 摩尔比
14
三、超低排放改造技术路线——NOx
氮氧化物控制技术重点关注问题——温度场 NH3 和SO3 的体积浓度比小于2 : 1 时： NH3 + H2O + SO3 NH4HSO4
SO3+NH3+H2O
SO3吸附技术
SO3的检测困难
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三、超低排放改造技术路线——NOx
降低硫酸氢铵（ABS）的核心是控制烟气中的氨逃逸和降低烟气中的SO3 专利号（201410721263.1）
降低SO3
碱 性 颗 粒 注 射 技 术 SO3 HCL HF
碱性物质+
盐类+H2O、CO2
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三、超低排放改造技术路线——NOx
8
二、超低排放技术改造原则
1、改造原则
改造方案应统筹考虑低氮燃烧器、脱硝、除尘、脱硫、烟囱等设施的相互影响，充 分发挥各环保设施对污染物的协同脱除能力，在满足烟气污染物达标排放的同时， 实现环保设施经济高效运行。（第五条）
2、改造前提
超低排放改造应充分挖掘管理减排的潜力，优先考虑加强燃煤管理，完善环保设备
5）挖掘除尘器减排潜力+末电场采用供电分区技术+电源新技术。 区技术+电源新技术。
1）挖掘除尘器减排潜力+本体增容技术+电 1）挖掘除尘器减排潜力+本体增容技术+电源新技术； mg/Nm3 源新技术；
50-100
2）挖掘除尘器减排潜力+低温/低低温电除尘器技术+电源新技术； 2）挖掘除尘器减排潜力+低温/低低温电除 3）挖掘除尘器减排潜力+本体增容技术+调质技术+电源新技术； 尘器技术+电源新技术；
SCR入口温度场偏差超过15 ℃
370 ℃
气 态
207 ℃
液 态
146 ℃
固 态
130 ℃
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三、超低排放改造技术路线——NOx
氮氧化物控制技术重点关注问题——全负荷
影响因素
SO3 <5ppm >5ppm
数值区间
堵塞可能性极小
预防措施
与煤中硫份大、催化剂活性高相关
NH3
<3ppm
>3ppm >脱硝设计温度 <脱硝设计温度
配置，恢复设备性能等方式，确保环保设施达设计值。（第六条）
3、改造范围
超低排放技术改造范围包括：低氮燃烧器、烟气脱硝装置、烟气冷却器（可选择安 装）、除尘器、湿法烟气脱硫装置、湿式电除尘器 ( 可选择安装）、烟气再热器 （可选择安装）及附属设施。 （第七条）
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三、超低排放改造技术路线
污染物 改造目标 目前排放 技术路线 1.低氮燃烧改造或优化+催化剂预留层加装催化剂 2.低氮燃烧改造或优化+催化剂预留层加装催化剂+ 配煤 3.低氮燃烧改造或优化+催化剂预留层加装催化剂+ 配煤+增设SNCR脱硝装置 优化喷嘴布置、增加喷淋层数量、增加均流构件、 控制内部PH值等 1.单塔单循环 2.单塔双区 3.单塔双循环 4.双塔双循环（串塔） 原除尘器改造+脱硫除尘一体化
1 、需要烟道开孔，在对锅炉系统 影响大； 1、调节温度调节温度20- 调 节 性 能 取 决 于 2 、一般使 SCR 入口烟气温度升高 省煤器烟气旁路 80 ℃ 运行人员的水平。 14℃ ，锅炉排烟温度上升 5℃ ，锅 炉效率降低约0.24% 1 、调节温度一般不大于 20℃。 调节性能好 2 、对超临界锅炉效果更 明显。
省煤器水旁路
1 、需要改造锅炉给水系统，对锅 炉系统影响大； 省煤器出口水存在汽化的风险。 2、排烟温度升高。 1 、省煤器出口水存在汽化的风 1 、需要改造锅炉给水系统，对锅 险。 炉系统影响较大； 2 、循环热水与给水可能混合不 2、排烟温度升高。 好，影响省煤器内传热，有在汽 化的风险。
1、调节温度30-60℃ 省煤器流量置换 2 、亚临界锅炉效果更明 调节性能较好 显。
• 研究行业内超低排放改造成功案例 • 分析技术适用条件，制定重点项目方案 • 对环保技术改造方案进行验证、追踪、评估
中国大唐集团公司燃煤电厂烟气污染物超低排放技术改造 指导意见
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二、超低排放技术改造原则
我国燃煤电厂烟气治理经历了： 除尘
除尘脱硫
除尘脱硫脱硝
燃煤电厂的烟气治理是一个环环相扣的系统工程 单项技术上的问题需要从多污染物协同脱除的角度才能彻底解决 协同脱除、均衡控制是优化电厂环保设备合理选择
WESP FGR S T A C K
Boiler
SCR
AH
FGC
低（低）温
高效 除尘
ESP
FGD
可选
核心
高效电源技术：原除尘器比集尘面积大于100 m2/m3/s、改造前除尘器出口烟尘排放浓度小于100 mg/Nm3的机组 低温/低低温除尘器：锅炉全年平均排烟温度大于 140℃的机组，灰硫比大于100、煤种含硫量小于 1.5%的机组
催化剂
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三、超低排放改造技术路线——NOx
氮氧化物控制技术重点关注问题——全负荷
应优先采用锅炉燃烧调 整、优化吹灰方式、改善 催化剂配方等较经济的方 式。 主要技术方案包括： 省煤器分级技术 省煤器烟气旁路技术 省煤器水旁路技术 省煤器流量置换技术 弹性回热技术 SO3吸附技术等
1、分级省煤器
3、省煤器给水旁路
NH3分布均匀，堵塞可能性极小
进行燃烧优化调整；喷氨优化调整；检查催化 剂活性是否降低，必要时更换催化剂 堵塞可能小 加热烟气温度、提高给水温度 容易堵塞 较好 不容易堵塞（所有的沉积都在一层内） 钒钨钛催化剂效率高 催化剂改性
烟气温度
空预器
冷段或中间层较短 冷段或中间层较长 冷段较长 >300℃ <300℃
2、省煤器烟气旁路
4、弹性回热
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三、超低排放改造技术路线——NOx
全负荷脱硝技术 省煤器分级 适用范围 调节特性 对机组的影响 危险点分析 1、调节温度20-80℃ 1 、对锅炉系统影响较大，特别是 不 能 调 节 ， 不 可 脱硝反应器尺寸和钢结构。 高负荷时反应器入口温度超温 2 、脱硝反应器有足够空 逆 的危险。 间。 2、对锅炉效率基本无影响。 1 、对烟道、调节挡板材质、密 封要求高，挡板容易变形，高负 荷挡板关闭不严容易超温； 2 、高温烟气与脱硝入口烟气要 求混合均匀。
烟尘
GB 13223-2011 一般要求 特别排放限值 煤电节能减排与升 级改造行动计划 美国 欧盟 日本 30 20
二氧化硫
新建锅炉：100 现有锅炉：200 50
氮氧化物
100 100
汞
0.03 0.03 2015年执行Hg控制
10（5）
20 30 50-100
35
184（效率大于95%） 200 200
改造时间短、运行经验不足、效果有待验证
截至2015年8月，大唐科研院已组
织专家对集团公司35个电厂、82
台机组的超低排放改造方案进行 了审查
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一、技术路线制定背景
整合 调研 交流 研究 分析 论证 • 整合技术力量专题攻关 • 对各种环保技术的特点和应用情况进行充分调研
• 与设备厂商和行业内专家进行深入交流
氮氧化物
50
50-100/200
35-50 二氧化硫 35 50-100/200 10-20
10 烟尘 5
20-30
5-20 20-30
原除尘器改造+脱硫除尘一体化+其他措施 原除尘器改造+脱硫除尘一体化+湿式电除尘器（可 选择安装） 原除尘器改造+脱硫除尘一体化+其他措施+湿式电 除尘器（可选择安装）
能实现达标排放，可配合采用配煤或SNCR脱硝技术进一步降低氮氧化物排放。
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三、超低排放改造技术路线——NOx
燃煤锅炉低氮燃烧技术改造目标值
无烟煤 燃烧型式 Vdaf≤12% 贫煤 12%≤Vdaf≤1 17%≤Vdaf≤2 7% 3% 烟煤 23%≤Vdaf ≤30% 30%≤Vdaf ≤40% 褐煤⑴ Vdaf≥40 %
50
135 200 200
0.03
0.02 0.03 N/A
东部 11 省：新建、 在役30万千瓦
2015年，河北、山西、陕西、河南等中西部地区。。。。。。
4
一、技术路线制定背景
2、地方法规——高于国家标准
5
一、技术路线制定背景
3、集团公司——燃煤机组将面临新一轮超低排放改造
改造机组多，技术选取难度大，改造工期紧 传统技术力不从心
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三、超低排放改造技术路线——PM
除尘器改造方案
现电除尘器出口排放 除尘器排放限制30 mg/Nm3技术路线 1）挖掘除尘器减排潜力+电源新技术； 2）挖掘除尘器减排潜力+本体增容技术； 小于50 mg/Nm3 3）挖掘除尘器减排潜力+低温/低低温电除尘器技术； 4）挖掘除尘器减排潜力+调质技术； 除尘器排放限制20 mg/Nm3技术路线 1）挖掘除尘器减排潜力+本体增容技术+电 源新技术； 2）挖掘除尘器减排潜力+低温/低低温电除 尘器技术+电源新技术； 3）挖掘除尘器减排潜力+末电场采用供电分
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三、超低排放改造技术路线——NOx
氮氧化物控制技术重点关注问题——流场
A机组甲侧反应器 声波吹灰
1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15 14 13 12 11 10 9
声波吹灰 8
A机组乙侧反应器
7 6 5 4 3 2 1 1
A机组催化剂磨损情况
2 蒸 汽 吹 3 灰 4
2013年3月《关于执行大气污染物特别排放限值的公告》
2013年9月《大气污染防治行动计划》 2014年9月《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020）》 2014年3月《燃煤发电机组环保电价及环保设施运行监管办法》 2014年4月《大气污染防治行动计划实施情况考核办法（试行）》 2015年1月《环境保护法》生效：史上最严格的“按日计罚”制度 部分地区或省市等出台了更为严厉的污染物防治要求
地方环保电量（电价）优惠政策激励
第十五条 燃煤发电机组二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放浓度小时均值超过 限值要求仍执行环保电价的，由政府价格主管部门没收超限值时段的环保电价 款。超过限值1倍及以上的，并处超限值时段环保电价款5倍以下罚款。
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一、技术路线制定背景
1、国家政策——燃煤机组大气污染物排放标准及监管办法日趋严苛