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低低溫電除塵系統(tǒng)技術(shù)推介
——火電環(huán)保近零排放最新技術(shù)上海電氣服務(wù)公司上海鍋爐廠有限公司2013年12月二、低低溫電除塵系統(tǒng)介紹
介紹內(nèi)容五、超低排放技術(shù)路線選擇四、嘉華低低溫項目介紹三、低低溫電除塵運行情況介紹一、節(jié)能減排刻不容緩(1)石膏雨問題日趨嚴(yán)重節(jié)能減排刻不容緩一在采用濕法脫硫的火力發(fā)電廠中,機(jī)組大負(fù)荷運行時,煙氣流量大,流速高,其攜帶石膏漿液現(xiàn)象較為嚴(yán)重,若未經(jīng)處理,直接排放,易對周邊環(huán)境帶來嚴(yán)重的“石膏雨”污染。(2)近期我國多地遭遇霧霾襲擊節(jié)能減排刻不容緩一新華視點:【半壁江山圖盡罩霾霧中】8日10時,中央氣象臺繼續(xù)發(fā)布霧和霾橙色雙預(yù)警。這已是中央氣象臺連續(xù)3天發(fā)布霾橙色預(yù)警。一周以來,一場罕見的大范圍霧霾籠罩我國,從華北到東南沿海、甚至是西南,已有25個省份、100多座大中城市出現(xiàn)不同程度的霧霾天氣,覆蓋將近一半的國土。上海霧霾真實寫照節(jié)能減排刻不容緩一“世界上最遙遠(yuǎn)的距離不是生與死,而是你在馬路對面,聽見你的聲音卻看不見你的臉?!边@段網(wǎng)上流傳正火的段子,恰恰是上海霧霾的真實寫照。節(jié)能減排刻不容緩一
(3)GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》正式頒布實施大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)粉塵排放允許值(mg/m3)粉塵濃度SO2濃度NOx濃度排放標(biāo)準(zhǔn)03版排放標(biāo)準(zhǔn)11版11版重點地區(qū)近零排放標(biāo)準(zhǔn)
除塵器常規(guī)改造增加電場數(shù)量增設(shè)濕式除塵器吸收塔后增設(shè)位置受除塵器后布置設(shè)備限制、除塵效率提高有限、改造工作量大,需要停機(jī)時間長電除塵改布袋除塵使用旋轉(zhuǎn)電極使用高頻電源節(jié)能減排刻不容緩一煙氣阻力很大、布袋容易破損、更換繁瑣、更換后布袋無有效處理方案容易產(chǎn)生二次污染、改造工作量大,需要停機(jī)時間長除塵效果提高不明顯運行環(huán)境腐蝕性強(qiáng),材料要求高,設(shè)備內(nèi)流速較慢,占地面積大高粉塵環(huán)境下旋轉(zhuǎn)設(shè)備容易損壞,電場增大困難使用濕式電除塵能去除飄散石膏,但無法去除雨。使用回轉(zhuǎn)式GGH能去除石膏雨,但有煙氣泄漏,設(shè)備容易堵塞,故障率高節(jié)能減排刻不容緩一節(jié)能減排刻不容緩一
面對嚴(yán)峻的大氣環(huán)境及日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),污染物排放治理刻不容緩。需要找到一種改造工作量小、減排效果好、同時能消除石膏雨的技術(shù)。一、節(jié)能減排刻不容緩四、嘉華低低溫項目介紹五、近零排放技術(shù)路線選擇三、低低溫電除塵運行情況介紹
介紹內(nèi)容二、低低溫電除塵系統(tǒng)介紹
(1)系統(tǒng)構(gòu)成:熱回收器,低低溫電除塵器,再加熱器鍋爐脫硝空預(yù)器除塵器引風(fēng)機(jī)吸收塔再加熱器煙囪增壓風(fēng)機(jī)熱回收器
低低溫電除塵器吸收塔再加熱器11熱回收器二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹常陸那珂火力發(fā)電廠的全景圖電除塵前增設(shè)熱回收器,降低除塵器入口溫度,利用煙氣、粉塵特性改變達(dá)到更好的除塵效果,吸收塔后增加再加熱器,利用煙氣余熱抬升煙氣溫度,防止下游設(shè)備腐蝕,無煙氣泄露,可以徹底消除白煙及石膏雨。低低溫電除塵利用了煙氣體積流量隨溫度降低而變小和粉塵比電阻隨溫度降低而下降的特性。隨溫度降低,粉塵比電阻減少至1011以下,此時的粉塵更容易被捕集。所以,煙氣流經(jīng)電除塵器的溫度范圍在80~100℃之間時,除塵系統(tǒng)效率將會明顯提高。二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹
(2)低低溫電除塵系統(tǒng)設(shè)計原理13(3)熱回收器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖—垂直流二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹高溫層碳鋼低溫層碳鋼中溫層碳鋼垂直流熱回收器流速較慢,粉塵與煙氣接觸時間長,更有利于SO3的去除。設(shè)備底部設(shè)置灰斗,可以去除部分大顆粒粉塵。14(4)熱回收器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖—水平流120℃80℃
水平流熱回收器不設(shè)灰斗,布置需要空間更小,適用于改造機(jī)組。二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹(5)熱回收器實物圖二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹16(6)再加熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹裸管管組低溫管組高溫管組脫硫裝置煙囪不銹鋼耐硫酸鋼碳鋼CS+玻璃磷片耐硫酸鋼48℃80℃以上50℃66℃(7)再加熱器實物圖二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹(8)低低溫電除塵器結(jié)構(gòu)示意圖二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹陽極集塵板振打裝置陰極放電極二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹(9)低低溫電除塵器結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成低低溫除塵系統(tǒng)---環(huán)保型低低溫除塵系統(tǒng)---節(jié)能型常規(guī)除塵器+低溫省煤器(熱回收器)
(電除塵器)(再加熱器)(空預(yù)器)(引風(fēng)機(jī))(脫硫塔)(煙囪)(熱回收器)(加熱鍋爐補(bǔ)給水)(空預(yù)器)(引風(fēng)機(jī))(煙囪)(電除塵器)(脫硫塔)(熱回收器)(加熱鍋爐補(bǔ)給水)(引風(fēng)機(jī))(脫硫塔)(煙囪)(電除塵器)(空預(yù)器)?采用不產(chǎn)生煙氣泄漏的無泄漏式煙氣換熱器,應(yīng)對嚴(yán)格的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)?電除塵器效率提高?脫硫補(bǔ)給水量的減少?無需擔(dān)心熱回收器的腐蝕、堵塞?無需煙囪防腐,消除石膏雨?用第一級熱回收器的熱量加熱鍋爐的給水,從而提高鍋爐的熱效率?電除塵器效率提高?脫硫補(bǔ)給水量減少?無需擔(dān)心熱回收器的腐蝕、堵塞?用第一級熱回收器的熱量加熱鍋爐的給水,從而提高鍋爐的熱效率?電除塵器效率沒有提高?脫硫補(bǔ)給水量減少?熱回收器存在腐蝕風(fēng)險(熱回收器)(低低溫電除塵器)SO3350℃130℃SO3粉塵H2SO4粉塵80℃H2SO4(低溫省煤器)SO3350℃130℃SO380℃H2SO4H2SO4SO3(10)低低溫電除塵系統(tǒng)的防腐蝕原理(空預(yù)器)(引風(fēng)機(jī))(引風(fēng)機(jī))(脫硫塔)(煙囪)(煙囪)(脫硫塔)(電除塵器)(空預(yù)器)H2SO4粉塵H2SO4二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹21(11)低低溫電除塵系統(tǒng)的效果二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹(12)設(shè)計考慮重點二低低溫電除塵系統(tǒng)介紹二、低低溫電除塵系統(tǒng)介紹一、節(jié)能減排刻不容緩四、嘉華低低溫項目介紹五、近零排放技術(shù)路線選擇
介紹內(nèi)容三、低低溫電除塵運行情況介紹(1)業(yè)績介紹三低低溫電除塵運行情況三低低溫電除塵運行情況介紹(2)常陸那珂1號機(jī)運行2年后的熱回收器三低低溫電除塵運行情況介紹裸管段高溫段低溫段三低低溫電除塵運行情況介紹(3)常陸那珂1號機(jī)運行2年后的再加熱器煙氣(4)常陸那珂1號機(jī)運行4年后的低低溫除塵器三低低溫電除塵運行情況介紹運行4年后,電除塵器的放電極和集塵板僅有少量積灰,沒有腐蝕。29(5)易損換熱管位置示意必須注意的檢查點煙氣流向三低低溫電除塵運行情況介紹結(jié)合設(shè)計經(jīng)驗,設(shè)備多年的運行情況,煙氣流速分布和飛灰濃度分布模擬計算,針對每個項目給出容易磨損和腐蝕的換熱管位置示意圖,方便業(yè)主檢修維護(hù)。三、低低溫電除塵運行情況介紹二、低低溫電除塵系統(tǒng)介紹一、節(jié)能減排刻不容緩五、近零排放技術(shù)路線選擇
介紹內(nèi)容四、嘉華低低溫項目介紹(1)煤質(zhì)參數(shù)表名稱及符號單位設(shè)計煤種校核煤種1校核煤種2工業(yè)分析全水分Mar%14±414.19干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf%36.50±536.5240收到基灰分Aar%11±511.0820元素分析收到基碳Car%60.3360.3057.35收到基氫Har%3.623.643.78收到基氧Oar%9.949.927.75收到基氮Nar%0.700.711.12收到基全硫St,ar%0.41±0.30.431.0灰份分析三氧化二鋁Al2O3%10~1210.8822.15三氧化二鐵Fe2O3%10~1412.588.34二氧化鈦TiO2%0.70.721.11氧化鈣CaO%15~2520.231.89氧化鎂MgO%1~1.51.380.55三氧化硫SO3%5~76.14.95氧化鈉Na2O%0.3~0.70.200.91氧化鉀K2O%0.3~0.90.601.091、嘉華煤質(zhì)參數(shù)如表所示,通過對嘉華煤質(zhì)參數(shù)中灰分、硫分和堿金屬含量等成分進(jìn)行分析計算,可知本項目適合使用低低溫電除塵技術(shù)。2、針對國內(nèi)電廠運行過程中煤種頻繁變化的問題,我司結(jié)合IHI設(shè)計基準(zhǔn),進(jìn)行二次開發(fā),可針對國內(nèi)不同煤種測算低低溫電除塵系統(tǒng)可以運行的最低溫度,為業(yè)主日后順利運行提供依據(jù)。四嘉華項目介紹(2)設(shè)計參數(shù)四嘉華項目介紹項目單位熱回收器再加熱器入口煙氣溫度℃11948出口煙氣溫度℃85.680煙氣量m3N/h5162233252207交換熱量KJ/h23748241141979145壓損Pa420845入口煙氣流速mN/s34.5傳熱面積㎡5635032367熱媒循環(huán)流量t/h2221330進(jìn)口熱媒溫度℃7096.3粉塵(dryO26%)mg/Nm3≤2.592×104--經(jīng)改造低低溫電除塵器出口粉塵濃度將達(dá)到15mg/Nm3。(3)低低溫系統(tǒng)總布置圖四嘉華項目介紹
6臺熱回收器/爐2臺濕式電除塵器/爐1臺再加熱器/爐(4)熱回收器總布置圖空預(yù)器電除塵四嘉華項目介紹(5)熱回收器側(cè)面布置圖四嘉華項目介紹四嘉華項目介紹(6)熱回收器平面布置圖(7)再加熱器總布置圖濕式電除塵器再加熱器煙囪四嘉華項目介紹(8)再加熱器側(cè)面布置圖四嘉華項目介紹煙氣流向(9)再加熱器平面布置圖四嘉華項目介紹(10)低低溫系統(tǒng)流程圖四嘉華項目介紹
該項目低低溫系統(tǒng)包括熱回收器、再加熱器、加藥罐、熱媒罐、熱媒加熱器和熱媒循環(huán)泵。熱媒為加入除氧劑(N2H4)的除鹽水。鍋爐滿負(fù)荷狀態(tài)時,熱媒循環(huán)泵將70℃的熱媒送至熱回收器,在低溫?fù)Q熱器內(nèi)部與煙氣進(jìn)行熱交換,水溫被加熱到96.3℃后流出熱回收器,隨后進(jìn)入再加熱器,加熱濕式電除塵出口的低溫?zé)煔猓篃煖靥嵘?0℃。低負(fù)荷運行時,低溫?fù)Q熱器入口煙氣溫度降低,熱媒吸收的熱量不足以將后端煙氣溫度提升至80℃,故需要添加輔氣,經(jīng)過熱媒輔助加熱器的加熱,再流入再加熱器。41(11)換熱器材質(zhì)熱回收器再加熱器殼體ND鋼不銹鋼換熱管高溫段ND鋼高溫段ND鋼低溫段不銹鋼低溫段裸管段不銹鋼四嘉華項目介紹在嘉華項目中,業(yè)主要求將防腐材料等級提高。
氣流分布模擬實驗,增設(shè)進(jìn)口氣流分布板殼體強(qiáng)度、剛度,鋼架穩(wěn)定性等(12)低低溫電除塵改造1、校核強(qiáng)度和振打2、校核氣流分布3、增設(shè)強(qiáng)制熱風(fēng)吹掃裝置電除塵器絕緣件位置設(shè)置熱風(fēng)吹掃裝置,包括風(fēng)機(jī)、管道、閥門、溫度開關(guān)等儀表;傳動箱、保溫箱內(nèi)改造。4、增設(shè)灰斗輔助蒸汽加熱裝置5、全場改設(shè)高頻電源四嘉華項目介紹
嘉華百萬燃煤機(jī)組煙氣超低排放環(huán)保示范工程是國內(nèi)首套真正意義上的低低溫電除塵系統(tǒng)。低低溫電除塵系統(tǒng)將節(jié)能與環(huán)保有效結(jié)合,綜合性能優(yōu)越,是針對資源環(huán)境壓力日益加大而提出的,體現(xiàn)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會要求的可持續(xù)技術(shù)。四嘉華項目介紹三、低低溫電除塵運行情況介紹四、嘉華低低溫項目介紹二、低低溫電除塵系統(tǒng)介紹一、節(jié)能減排刻不容緩
介紹內(nèi)容五、近零排放技術(shù)路線選擇粉塵排放<5mg/m31、使用低低溫電除塵(<入口粉塵濃度小于20g/Nm3)2、吸收塔后增設(shè)濕式除塵3、使用以低低溫電除塵系統(tǒng)為核心的環(huán)保島五近零排放技術(shù)路線選擇例:新日鐵住金鹿島電廠低低溫電除塵技術(shù)應(yīng)用情況
新日鐵住金鹿島電廠裝機(jī)容量為507MW×1,燃用煤種灰分為11%,硫分為0.5%,煙氣排放處理工藝流程為:鍋爐出口+SCR+熱回收器+低低溫靜電除塵器+FGD+再加熱器的方式,經(jīng)過處理后的煙氣因含塵量極低且排煙溫度高,因此在煙囪出口的煙氣基本透明。(1)使用低低溫電除塵五近零排放技術(shù)路線選擇粉塵排放<5mg/m3例:新日鐵住金鹿島電廠低低溫電除塵技術(shù)應(yīng)用情況鹿島電廠只有一臺低低溫電除塵器,為雙室三電場布置。設(shè)計值實測值處理煙氣量1485800Nm3/h低低溫電除塵器入口粉塵濃度13130mg/Nm313000mg/Nm3低低溫電除塵器出口粉塵濃度30mg/Nm315mg/Nm3除塵效率99.77%99.88%煙囪出口粉塵濃度5mg/Nm32mg/Nm3五近零排放技術(shù)路線選擇(1)使用低低溫電除塵粉塵排放<5mg/m3碧南電廠1-3號機(jī)的排煙處理裝置和設(shè)計值
采用雙電場濕式除塵器,除塵效率71%,流速低,占地面積較大。常規(guī)改造無法提供空間。(2)吸收塔后增設(shè)濕式電除塵器五近零排放技術(shù)路線選擇粉塵排放<5mg/m3碧南電廠4、5號機(jī)的排煙處理裝置和設(shè)計值
采用低低溫除塵器之后,大幅度提高了干式電除塵的除塵效率,減輕了下游濕式電除塵器的除塵壓力,4、5號機(jī)只采用了單電場即可滿足排放要求。(3)使用以低低溫電除塵系統(tǒng)為核心的環(huán)保島五近零排放技術(shù)路線選擇粉塵排放<5mg/m3序號項目單位電改袋+濕式電除塵+濕式以低低溫電除塵為核心的環(huán)保島備注1入口粉塵濃度g/m32525252出口粉塵濃度mg/m35553系統(tǒng)要求除塵效率%99.98%99.98%99.98%4原電除塵除塵效率99.8%99.8%99.8%5改造后除塵器除塵效率99.9%99.88%99.9%6改造后新增占地面積-617m2(6.8*90m)300m2(7*7*6)電除塵改造增加1個電場五近零排放技術(shù)路線選擇粉塵排放<5mg/m3序號項目單位電改袋+濕式電除塵+濕式以低低溫電除塵為核心的環(huán)保島備注7其中FGD除塵效率---50%8濕式除塵器除塵效率80%87%60%9濕式除塵器規(guī)格二電場三電場一電場10濕式除塵器新增占地面積612m2(17*18*2)828m2(23*18*2)396m2(11*18*2)11改造后除塵器增加壓損Pa1500-50012引風(fēng)機(jī)增加電耗Kw27000壓頭增加與流量減少抵消13初期投資2.53.01.0五近零排放技術(shù)路線選擇粉塵排放<5mg/m31、超低氮燃燒技術(shù)改造2、增設(shè)SNCR超低氮燃燒改造后,原有NOx排放可降低50%以上,脫硝系統(tǒng)不做改造的情況下即可達(dá)到超低排放水平。增加1層催化劑,脫硝效率最高可達(dá)90%。構(gòu)成SNCR+SCR組合法。利用SNCR可在爐內(nèi)去除掉30%-40%的NOx,維持SCR效率不變。還原劑制備系統(tǒng)可以共用,改造成本較低3、增設(shè)一層催化劑五近零排放技術(shù)路線選擇NOx排放<50mg/Nm3第1代同心切圓燃燒系統(tǒng)吳涇600MW亞臨界鍋爐全燒神混煤,240~600MW,NOx排放308~514mg/m3(O2=6%)第1代同心切圓燃燒系統(tǒng)五近零排放技術(shù)路線選擇NOx排放<50mg/Nm3第2代引進(jìn)型低NOx切向燃燒系統(tǒng)項目單位603.2MWA側(cè)B側(cè)試驗日期2006.1.16預(yù)熱器進(jìn)口實測氧量%2.72.8鍋爐NOx排放水平mg/m3205216飛灰可燃物%0.490.51收到基水分Mar%13.60收到基灰分Aar%9.80干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf%34.21低位發(fā)熱量Qnet.arMJ/kg23.94鎮(zhèn)江600MW超臨界鍋爐全燒神混煤,600MW,NOx排放205~216mg/m3(O2=6%)五近零排放技術(shù)路線選擇NOx排放<50mg/Nm3第3代復(fù)合空氣分級低NOx切向燃燒系統(tǒng)五近零排放技術(shù)路線選擇NOx排放<50mg/Nm3復(fù)合空氣分級低NOx燃燒系統(tǒng)研發(fā)歷程2009~20102010~20112010~20112010~2011機(jī)理研究(30KW一維爐)中試研究(3MW煤燃燒實驗平臺)數(shù)值計算(高性能計算機(jī))新型低氮燃燒器設(shè)計五近零排放技術(shù)路線選擇NOx排放<50mg/Nm3低NOx燃燒技術(shù)工程業(yè)績改造項目國華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司國華粵電臺山發(fā)電有限公司1號爐2號爐1號爐2號爐4號爐負(fù)荷MW600600600600600改造前NOx折算至6%氧量mg/m3280~450280~450~400~400~400改造后NOx折算至6%氧量mg/m3110/103116/104109121115數(shù)據(jù)來源熱態(tài)燃燒調(diào)整試驗性能試驗報告五近零排放技術(shù)路線選擇NOx排放<50mg/Nm3低NOx燃燒技術(shù)工程業(yè)績新建項目廣東平海發(fā)電廠1號爐2號爐負(fù)荷MW10007506001000750600合同要求NOx折算至6%氧量mg/m3300300實測NOx折算至6%氧量mg/m3180/150154/148~150182/182
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