燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運行與管理

燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運行與管理 第一章 燃煤及污染物 煤炭現(xiàn)主要用于電力、鋼鐵、化工、水泥建材及民用燃料，其中 電廠 鍋爐及 工業(yè) 鍋爐耗煤占 70%，尤其是 火電廠 是我國最大的耗煤行業(yè)，其耗煤占全國耗煤量的 50%-65%。 環(huán)境污染治理設(shè)施運營資質(zhì)許可管理辦法 對大氣污染控制資質(zhì)培訓(xùn)主要內(nèi)容是燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運行與管理 大氣污染 熱電廠 燃煤型污染 介紹：我國的大氣污染情況 1997年我國能源消費結(jié)構(gòu) 我國煤炭消耗與部分污染物排放 年分 煤炭消耗（億噸） 污染物排放 （萬噸） 2000年 16 1995 二氧化硫 2003年 12.45 2158.7 二氧化硫 1048.7 煙塵 1500 氮氧化物 3508501350185023501998 1999 2000 2001 2002 2003二氧化硫排放總量 煙塵排放總量 工業(yè)粉塵排放量年全國工業(yè) SO2、煙塵、粉塵排放量比較 2003年大氣污染物排放總量又有所上升 2003年二氧化硫排放總量 2220萬噸 ，超環(huán)境容量 80% 萬噸 火力發(fā)電 火電廠是我國控制酸雨和空氣污染的 關(guān)鍵行業(yè)（ 2003年數(shù)據(jù)） 項目 總量 火電 裝機容量（億千瓦） 3.84 2.86（ 74.3） 發(fā)電量 （億千瓦時） 19080 15800（ 82.8） 原煤消耗 （億噸） 16 9 （ 56.3） 二氧化硫排放（萬噸） 2158.7（工業(yè)） 1331.9 （ 61.7） 煙塵排放（萬噸） 1048.7 （工業(yè)） 486.6 （ 46.4） 燃煤產(chǎn)生的主要污染物 燃煤產(chǎn)生的主要污染物有煙塵、 SO2、 NOX和碳氧化物。目前受到排放限制的污染物是煙塵、 SO2、 NOX。 煙塵： 是指冶金過程或燃燒過程中所形成的固體微粒。粒徑 0.1-200微米。降塵大于 10，飄塵小于 10.（可吸入顆粒物）； 總懸浮顆粒物是指懸浮在大氣中不易沉降的所有的顆粒物，包括各種固體微粒，液體微粒等，直徑通常在 .微米之間。 硫氧化物（ SOx） 主要是 SO2和 SO3，燃煤和石油產(chǎn)生。 1t煤中含硫 550kg， 1t石油中含硫 5 30kg。 危害： 腐蝕性較強； 損害植物葉片，影響生長； 刺激呼吸系統(tǒng)，引起肺氣腫和支氣管炎，致癌作用； 形成酸雨，生成二次污染物硫酸氣溶膠危害更大。 2）氮氧化物（ NOx） 主要是 NO和 NO2，來自礦物燃料燃燒和化工廠及金屬冶煉廠排放的廢氣。 危害： NO和血紅蛋白結(jié)合比 CO親和力 大數(shù)百倍 ； NO2則具有腐蝕性和刺激作用，能損害農(nóng)作物； 引起呼吸道疾病； 形成 光化學(xué)煙霧 和酸雨的主要因素。 硫酸煙霧 硫酸煙霧：大氣中的 SO2等硫化物，在有水霧、含有重金屬的飄塵或氮氧化物存大時，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成硫酸鹽或硫酸鹽氣溶膠。 硫酸煙霧引起的刺激作用和生理反應(yīng)等危害，要比 SO2氣體強烈得多。 1952.12.5 8， 英國倫敦?zé)熿F 事件。 2.1 燃煤工業(yè)鍋爐 2.1.1 概述 1.鍋爐 一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，把燃料中的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)換為熱能，加熱給水，從而產(chǎn)生一定溫度和壓力的蒸汽或熱水。 第二章 燃煤工業(yè)鍋爐 鍋爐： 鍋 盛裝水和氣并承受壓力的部分，作用：吸收爐放出的熱量，把水加熱到一定 溫度 和壓力 （熱水鍋爐）或蒸汽（蒸汽鍋爐）； 爐 燃料與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生高溫火焰和煙氣的部分，作用 : 最大限度的把燃料的 熱能 釋放出來； 附屬設(shè)備、附件及儀表 保證鍋爐正常運行。 壓力表 三大安全附件 安全閥 水位計 2.鍋爐的分類 按用途、煙氣的流動、燃料、出廠形式、輸出介質(zhì)、水循環(huán)方式、噸位、壓力、燃燒方式、通風(fēng)方式、安裝方式分類。 3.鍋爐常用物理量和狀態(tài)指標(biāo) 鍋爐在燃燒和傳熱過程中狀況是由各種物理量來表示。 （ 1）溫度 熱力學(xué)溫度，符號是“ K” ；攝氏溫度，符號是“ ”；華氏溫度，符號是“ F” 。 （ 2）壓力 帕斯卡，符號是“ Pa” ，鍋爐常以 MPa為單位。 鍋爐的壓力由于水受熱汽化為蒸汽后體積膨脹所導(dǎo)致。 大氣壓力，符號為“ atm” ； 表壓力 是指壓力表上的數(shù)值，是容器內(nèi)壓力 高于或低于大氣壓的部分；（銘牌上標(biāo)為表壓力） 絕對壓力 指實際壓力，數(shù)值等于 表壓力加大氣壓力 。 （ 3）熱量 熱量是指物體吸收或放出熱的數(shù)量，用符號 Q。 焦耳，用符號“ J” 表示、 kJ為單位。 焦耳 是法定計量單位，卡是非法定計量單位。 （ 4）蒸發(fā)量 (出力 ) 對于熱水爐來講就是鍋爐生產(chǎn)熱水放出的熱量，單位為kJ h；采用 法定計量單位制 后，熱水鍋爐的出力，改用熱功率表示，單位為 MW/h。 2.2、鍋爐分類 可以從不同角度出發(fā)對鍋爐進行分類： 1.按結(jié)構(gòu)形式可分為 鍋殼 鍋爐（火管鍋爐）、水管鍋爐和水火管鍋爐。 2.按用途不同可分為 電站 鍋爐、 工業(yè) 鍋爐、生活鍋爐等。 3.按容量大小可分為 大型 鍋爐、中型鍋爐和小型鍋爐。習(xí)慣上，蒸發(fā)量大于 100t h的鍋爐為大型鍋爐，蒸發(fā)量 20 100t h的鍋爐為中型鍋爐，蒸發(fā)量小于 20t h的鍋爐為小型鍋爐。 4.按 蒸汽壓力 大小可分為低壓鍋爐（ p2.5MPa）、中壓鍋爐（ 2.5MPp5.9MPa）、高壓鍋爐（ p 9.8MPa）、超高壓鍋爐（ p 13.7MPa）等。 5.按 燃料和能源種類不同 可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、廢熱（余熱）鍋爐等。 6.按燃料在鍋爐中的 燃燒方式 可分為層燃爐、沸騰爐、室燃爐。 7.按工質(zhì)在蒸發(fā)系統(tǒng)的 流動方式 可分為自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐等。 2.3 鍋爐結(jié)構(gòu) 鍋爐的結(jié)構(gòu)，是根據(jù)所給定的蒸發(fā)量或熱功率、工作壓力、蒸汽溫度或額定進出口水溫，以及燃料特性和燃燒方式等參數(shù)，并遵循 蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 、 熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 及鍋爐受壓元件強度計算標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)規(guī)定確定的。一臺合格的鍋爐，不論屬于那種形式，都應(yīng)滿足“ 安全運行，高效低耗，消煙除塵，保產(chǎn)保暖” 的基本要求。 鍋爐工作示意圖 2.4 鍋爐型號 一、燃煤、燃油、燃氣、生物持鍋爐型號 （一）型號： 按 JB/T1626-92 工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號編制方法 規(guī)定，鍋爐號由三部分組成，各部分之間用短橫線相連，如下面式樣表示 第三章 燃煤電廠鍋爐概述 第一節(jié) 鍋爐設(shè)備的作用及構(gòu)成 鍋爐是能源工業(yè)發(fā)展的主要組成部分 火力發(fā)電站三大主機之一； 火力發(fā)電 三種能量轉(zhuǎn)換； 表 1-1 典型電廠鍋爐簡況 二、鍋爐設(shè)備的構(gòu)成 1. 鍋爐本體 構(gòu)成鍋爐的基本組成部分稱為鍋爐本體，由汽鍋、爐子及安全附件組成。 1）汽鍋 鍋爐本體中汽水系統(tǒng)，高溫燃燒產(chǎn)物煙氣通過受熱面將熱量傳遞給汽鍋內(nèi)溫度較低的水，水被加熱，沸騰汽化，生成蒸汽。 2）爐子 鍋爐本體中燃燒設(shè)備，燃燒將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 3）安全附件 水位計、壓力表、安全閥 2、氣水系統(tǒng) 3、燃燒系統(tǒng) 2 鍋爐輔機 給煤機、磨煤機、送風(fēng)機、吸風(fēng)機、給水泵、吹灰器、碎渣機、除塵器、灰漿泵。 三、電站鍋爐的分類及型號 2、鍋爐型號的表示方法 第二節(jié) 鍋爐燃燒理論基礎(chǔ)（ p18） 1）著火前的準(zhǔn)備：煤粉進入爐膛至著火前這一階段為著火前的準(zhǔn)備階段。在此階段內(nèi)，煤粉中的水份蒸發(fā)，揮發(fā)份析出，煤粉溫度升高到著火溫度，故又稱為干燥、揮發(fā)階段，這是一個吸熱階段。這個階段在爐膛內(nèi)為著火區(qū)。 預(yù)熱干燥。 105 左右時，水分蒸發(fā) （ 2）燃燒階段：當(dāng)煤粉溫度升高到著火點，而煤粉濃度又適合時，開始著火進入燃燒階段。揮發(fā)份首先著火燃燒并放出大量熱量，對焦炭直接加熱，于是焦炭在高溫下燃燒。此階段是一個強烈放熱階段，在爐膛中為燃燒區(qū)。 干餾。 300 左右時，揮發(fā)物不斷析出并與空氣混合，開始燃燒。固定碳的燃燒。揮發(fā)物燃燒后，爐膛溫度不斷升高，固定碳逐漸點燃 （ 3）燃燼階段：未燃燼的少量固體炭繼續(xù)燃燒，直到燃燼。此階段是在氧氣供應(yīng)不足，氣粉混合較弱，爐內(nèi)溫度較低的情況下進行的，過程時間長。此階段在爐膛中為燃燼區(qū)。 這些階段的劃分不是絕對的，不能截然分開，其實它們是互相聯(lián)系并交錯進行的。并且各個階段的長短與煤粉性質(zhì)有關(guān)，與鍋爐設(shè)備的結(jié) 構(gòu)和操作方法也有關(guān)。 三、燃燒條件 燃料完全燃燒的條件 1） 空氣條件 ：按燃燒不同階段供給相適應(yīng)的空氣量。 2） 溫度條件 ：只有達到著火溫度，才能與氧化合而燃燒。 著火溫度：在氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒必須達到的最低溫度。各種燃燒的著火溫度見表 2-2 ， P26。 3） 時間條件 燃料在燃燒室中的停留時間影響燃燒完全的程度。 反應(yīng)速度隨溫度升高而加快， T t。 4） 燃燒與空氣的混合條件 燃料與空氣中氧的充分混合是有效燃燒的基本條件。 在大氣污染物排放量最低條件下實現(xiàn)有效燃燒的四個因素：空氣與燃料之比 、 溫度 (temperature)、 時間 (time)和 湍流(torrent)，后三者通常稱為燃燒過程的“ 三 T”。 燃燒設(shè)備簡介 根據(jù)燃料在爐內(nèi)的燃燒方式不同分四種：火床燃燒、火室燃燒、沸騰燃燒和旋風(fēng)燃燒。 第三節(jié) 煤的組成及其性質(zhì) 一 、 元素分析和工業(yè)分析 測定煤組成的方法分工業(yè)分析和元素分析兩大類 。 二、煤的成分 通常說煤炭，有的地方習(xí)慣叫石炭。但煤不是碳。煤是由古代植物遺體埋在地層下或在地殼中經(jīng)過一系列非常復(fù)雜的變化而形成的。是由有機物和無機物所組成的復(fù)雜的混合物，主要含有碳元素，此外還含有少量的氫、氮、硫、氧等元素以及無機礦物質(zhì)（主要含硅、鋁、鈣、鐵等元素）。煤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 1、碳 碳 元素是組成煤的有機高分子的最主要元素。碳含量隨煤化度的升高而增加。個別煤化度更高的無煙煤，其碳含量多在 90以上，如北京、四望峰等地的無煙煤，碳含量高達95 98。因此，整個成煤過程，也可以說是增碳過程。 固定碳含量越高，越南燃燒； 2、氫 3、硫 4、氧 5、氮 6、灰分 7、水分 三 、 煤的工業(yè)成分分析 工業(yè)分析 包括測定煤中水分 、 灰分 、 揮發(fā)分和固定碳以及估測硫含量和熱值 ， 這是評價工業(yè)用煤的主要指標(biāo) 。 1、 水分 指單位重量的煤中水的含量 。 煤中的水分有 外在水分 、 內(nèi)在水分和結(jié)晶水 三種存在狀態(tài) 。 一般以煤的 內(nèi)在水分