天津北疆發(fā)電廠一期工程1機組煙氣污染物超低排放改造工程可行性研究報告

10-F451E27K-A01-01天津北疆發(fā)電廠一期工程#1機組煙氣污染物超低排放改造工程可行性研究報告說明書中國電力工程參謀集華北電力設(shè)計院工程2021年02月北京

批準：詹揚審核：靳朝暉校核：彭紅文杜小軍張燕生周軍吳冰高青王慶賢李雅馬欣欣孟凌張萍賈江濤編寫：劉闖曹建王惠蕓孫育文王勇強夏妍萍王文臣趙旭紅孔祥正劉韞穎邢宇萌姚四旺可行性研究報告圖紙目錄序號名稱圖號1總說明F451E27K-A01-012投資估算及經(jīng)濟評價F451E27K-E013煙氣系統(tǒng)改造流程圖F451E27K-A01-J-014凝結(jié)水系統(tǒng)改造流程圖F451E27K-A01-J-025爐后及脫硫區(qū)域改造布置圖F451E27K-A01-J-03

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1總論 11.1工程概況 11.2編制依據(jù) 11.3設(shè)計標準及標準 21.4研究范圍與分工 21.5工作簡要過程及主要參加人員 22廠址簡述 42.1廠址地理位置及地形條件 42.2氣象條件 42.3巖土工程條件 52.4交通運輸 92.5電廠總體布置 102.6鍋爐設(shè)備 102.7煤質(zhì)分析及灰成份分析資料 113脫硫、脫硝及除塵系統(tǒng)現(xiàn)狀 123.1電除塵系統(tǒng)現(xiàn)狀 133.2脫硫系統(tǒng)現(xiàn)狀 143.3脫硝系統(tǒng)現(xiàn)狀 144主要改造原那么及改造設(shè)計參數(shù) 154.1主要改造原那么 154.2改造要求及設(shè)計參數(shù) 154.3改造技術(shù)路線的選取 175除塵改造方案 185.1一期除塵器配置情況 185.2改造后除塵效率要求及可選方案 195.3除塵改造可選方案的介紹 195.4干式除塵器改造方案比選 235.5低低溫電除塵器改造方案 255.6濕式除塵器設(shè)置 266脫硫脫硝改造方案 336.1一期脫硫配置情況 336.2脫硫改造方案 346.3一期脫硝配置情況 396.4脫硝改造方案 417煙氣綜合凈化改造的其它影響 427.1對引風(fēng)機的影響 427.2對鍋爐的影響 457.3對煙囪的影響 457.4對熱力系統(tǒng)的影響 457.5綜合技術(shù)經(jīng)濟比擬 458凈煙氣再熱消除煙囪“白煙〞 468土建結(jié)構(gòu)局部 528.1結(jié)構(gòu)改造內(nèi)容及要求 528.2地基根底 538.3建〔構(gòu)〕筑物結(jié)構(gòu)形式 549電氣局部 559.1本期改造電氣負荷匯總 559.2電氣改造方案 559.3直流電系統(tǒng) 569.4二次線控制、測量 5610熱工自動化局部 5710.1設(shè)計范圍 5710.2自動化水平 5710.3控制方式 5711水工局部 5811.1用水量 5811.2系統(tǒng)布置 5812消防局部 5813化學(xué)局部 5913.1一期工程脫硝復(fù)原劑貯存和制備系統(tǒng)簡述 5913.2復(fù)原劑用量及設(shè)備配置 5913.3設(shè)備布置 5914暖通局部 5915建筑局部 6015.1建筑設(shè)計原那么 6015.2建筑物一覽表 6015.3建筑材料選型 6015.4防火及疏散 6015.5建筑裝修 6016工程實施的條件和建設(shè)進度及工期 6016.1工程實施的條件 6016.2建設(shè)進度及工期 6317環(huán)境保護 6317.1環(huán)境保護標準 6317.2現(xiàn)有工程概況 6317.3本次改造方案概況 6418投資估算 6619改造一覽表 6620結(jié)論與建議 6820.1結(jié)論 6820.2建議 681總論1.1工程概況天津北疆發(fā)電廠廠址位于天津市濱海新區(qū)東北部的漢沽區(qū)雙橋子，處于沿海地區(qū)和京津唐電網(wǎng)負荷中心，距離天津市外環(huán)線56公里。電廠規(guī)劃容量為4×1000MW機組、40×104t/d海水淡化裝置，并留有擴建的余地。北疆發(fā)電廠一期工程是國家循環(huán)經(jīng)濟試點工程，建設(shè)2×1000MW超超臨界燃煤機組，并同步建設(shè)日產(chǎn)20萬噸淡水的海水淡化工程。北疆發(fā)電廠一期工程的1、2號機組已分別于2009年9月24日和11月30日通過168試運行投產(chǎn)發(fā)電。北疆發(fā)電廠二期擴建工程建設(shè)2×1000MW超超臨界燃煤機組，并同步建設(shè)日產(chǎn)30萬噸淡水的海水淡化工程，目前該工程已經(jīng)取得國家發(fā)改委對工程核準的批復(fù)意見。自2021年年初以來，我國中東部地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)霧霾天氣，其中京津冀地區(qū)尤為嚴重，給人民群眾的生產(chǎn)生活和身體健康都造成了嚴重影響，火電廠煙氣污染物排放等污染源的治理也更加引起了國家開展改革委、環(huán)保部等國家部委的高度重視。保護環(huán)境是我國開展的根本國策。為了保證北疆電廠既能推動當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟開展，又能最大限度減少對環(huán)境的污染，投資方擬進一步增加環(huán)保投入，根據(jù)天津國投津能發(fā)電的要求，北疆發(fā)電廠一期工程#1機組大氣污染物排放擬參照?火電廠大氣污染物排放標準?〔GB13223-2021〕中燃氣發(fā)電廠排放標準局部，進行脫硝脫硫及除塵系統(tǒng)改造。經(jīng)過與燃氣輪機組的實際煙氣量、含氧量、污染物排放標準進行比照，改造后1號爐的煙氣污染物排放擬控制在：煙塵排放濃度≯5mg/Nm3，二氧化硫排放濃度≯35mg/Nm3，氮氧化物排放濃度≯50mg/Nm3。1.2編制依據(jù)1.2.1天津國投津能發(fā)電設(shè)計委托1.2.2天津北疆發(fā)電廠一期工程施工圖設(shè)計資料1.2.31.2.3?電力建設(shè)工程概算定額?〔2006年版〕?電力建設(shè)工程預(yù)算定額?〔2006年版〕；1.2.5?大中型火力發(fā)電廠設(shè)計標準?〔GB50660-20211.2.6?火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定?DL/T5375-1.3設(shè)計標準及標準?火電廠大氣污染物排放標準? GB13223-2021?大中型火力發(fā)電廠設(shè)計標準? GB50660-2021?火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程? DL5000-2000?火力發(fā)電廠初步設(shè)計文件內(nèi)容深度規(guī)定? DL/T5427-2021?電力工程制圖標準? DL5028-93?火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程? DL/T5121-2000?設(shè)備及管道保溫技術(shù)通那么? GB4272-92?火力發(fā)電廠保溫材料技術(shù)條件? DL/T776-2001?火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計規(guī)程? DL/T5072-2007?工業(yè)金屬管道工程質(zhì)量檢驗評定標準? GB50184-93?工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程質(zhì)量檢驗評定標準? GB50185-93?火力發(fā)電廠鋼制平臺扶梯設(shè)計技術(shù)規(guī)定? DLGJ158-2001?固定式壓力容器平安技術(shù)監(jiān)察規(guī)程? TSGR0004-2021?壓力容器? GBl50-20211.4研究范圍與分工1.4.1改造工程主體設(shè)計單位為中國電力工程參謀集團華北電力設(shè)計院工程(以下簡稱我公司)，主要包括；#1爐脫硫改造、脫硝改造、除塵系統(tǒng)改造、爐后改造區(qū)域布置等改造；煙風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備核算及煙道改造；為適應(yīng)煙氣污染物超低排放改造所需要新加或撤除和加固原有結(jié)構(gòu)局部的設(shè)計；相應(yīng)增加自動控制設(shè)備、配電設(shè)備等；投資估算及經(jīng)濟效益分析；1.4.2投資估算范圍：#1爐脫硫、1.5工作簡要過程及主要參加人員1.52021年9月，天津國投津能發(fā)電安生部對#1爐脫硫增容、煙塵改造及煙氣余熱利用改造技術(shù)方案進行了初步的明確。2021年9月～11月，天津國投津能發(fā)電屢次組織召開了環(huán)保設(shè)施綜合改造技術(shù)交流會。2013年11月6日，天津國投津能發(fā)電正式2013年11月18日，在我公司組織召開了環(huán)保設(shè)施2021年02月10日，在我公司對環(huán)保綜合改造方案向天津國投津能發(fā)電領(lǐng)導(dǎo)進行了匯報，進一步明確了改造的原那么。1.51.5序號姓名職務(wù)1詹揚主管總工程師2靳朝暉工程經(jīng)理3尹元豹方案管理工程師1.5.2.2序號專業(yè)主設(shè)人主工1熱機劉闖彭紅文2結(jié)構(gòu)王勇強吳冰3電氣曹建杜小軍4二次王惠賈江濤5水工工藝王惠蕓張燕生6熱控孔祥正馬欣欣7化學(xué)孫育文周軍8總圖夏妍萍高青9施工組織王文臣王慶賢10建筑劉韞穎孟凌11暖通張萍12技經(jīng)趙旭紅李雅13環(huán)保孟憲彬付鐵2廠址簡述2.1廠址地理位置及地形條件天津北疆發(fā)電廠廠址位于天津市漢沽東北部沿渤海區(qū)域。電廠西北距漢沽城區(qū)約9km，南距海濱大道約0.50km。本工程為改造工程，改造場地位于電廠一期工程的東側(cè)爐后及煙囪區(qū)域，改造場地為一期施工用地，已進行回填，回填標高3.0m～4.0m。廠區(qū)豎向布置采取平坡式布置，室內(nèi)外地坪標高差為0.30m。場地排水坡度一般為0.52.2氣象條件本廠址位于漢沽地區(qū)。漢沽位于渤海西部，受季風(fēng)環(huán)流控制，氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候，四季清楚；春旱多風(fēng)，冷暖多變；夏熱濕大，雨水集中；秋高氣爽；冬寒少雪。項目單位統(tǒng)計值多年年平均氣溫℃11.9極端最高氣溫39.7極端最低氣溫-20.7最冷月(1月)平均氣溫-4.7最熱(7月)月平均氣溫26多年多年平均氣壓hPa1016.6多年年平均蒸發(fā)量mm1590.6多年年最大平均蒸發(fā)量2021.4多年年最小平均蒸發(fā)量1304.4多年年平均降水量mm556.7年最大降水量896.5年最小降水量296.0多年1d最大降水量321.1多年1h最大降水量95多年10min最大降水量33.2最大1次降水量及歷時369.4多年平均相對濕度%65最小相對濕度1多年平均絕對濕度11.7多年平均風(fēng)速m/s3.6多年最大瞬時風(fēng)速31多年最長結(jié)冰日數(shù)d173多年最大積雪厚度cm31多年最大凍土深度cm57最長1次大風(fēng)日數(shù)d5最長1次沙塵暴持續(xù)時間h3廠址處五十年一遇根本風(fēng)壓為0.55kN/m2，相應(yīng)的五十年一遇10m高、10分鐘平均最大風(fēng)速為29.7m/s2.3巖土工程條件根據(jù)巖土工程勘測報告，廠區(qū)地層為第四系陸相、海相、海陸交互相沉積層，本次勘測鉆探最大深度70m。根據(jù)土層的沉積成因、物理力學(xué)性質(zhì)，將本次勘測所揭露的土層自上而下分為五大層，各土層性質(zhì)分述如下：表層(層號0)：素填土，新近回填，以黃褐色粉質(zhì)粘土、粉土為主，局部地段含有磚塊和植物根。該層底部局部地段為灰黑色淤泥?；靥钔梁穸葹?.00～3.60m。第一大層(層號①)，本層為陸相沉積物，以黃褐色粉質(zhì)粘土為主，在該層的頂局部布有素填土或淤泥。素填土，黃褐色，濕～很濕，由粉質(zhì)粘土組成，松散～稍密，屬高壓縮性土。一般厚度為0.50～1.50m，平均厚度為1.00m。該層分布于鹽池的池堤地段，為曬鹽及養(yǎng)蝦池挖掘堆積形成。淤泥，黑色、黑灰色，流塑，很濕，含腐植質(zhì)和植物根，有腥臭味，屬高壓縮性土。一般厚度為0.20～0.50m。在曬鹽及養(yǎng)蝦的過程中，局部地段人工挖掘了溝槽，因此該段淤泥沉積厚度相對較大，約為0.80m～1.20m。淤泥分布于鹽池的池底，主要由養(yǎng)殖過程中形成。粉質(zhì)粘土，黃褐色，很濕，軟塑，局部為流塑，稍有光澤，干強度中等，韌性中等。含氧化鐵、少量碎貝殼。局部土質(zhì)不均勻，夾粉土薄層。屬高壓縮性土。一般厚度在0.80～2.90m，平均厚度為1.80m。該層在廠區(qū)內(nèi)均有分布。第二大層(層號②)，本層為海相沉積物，以灰色粉質(zhì)粘土為主，夾有粉土、粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和粉細砂層。按巖性特征及物理力學(xué)性質(zhì)分為三個亞層：②1層：粉質(zhì)粘土，灰色，以軟塑狀態(tài)為主，局部呈流塑狀態(tài)，濕～很濕。稍有光澤，干強度中等，韌性中等。夾有粉土、粉砂薄層，呈互層狀，局部層位相變?yōu)橛倌噘|(zhì)粉質(zhì)粘土。該層土大局部層位含少量貝殼碎片，局部貝殼碎片較富集呈薄層狀。在鉆探過程中該層土存在縮徑現(xiàn)象。該層土屬高壓縮性土。該層土底板埋深為16.0～25.0m，平均埋深為18.4m，層厚為10.8～22.8m，平均厚度為14.9m。該層在廠區(qū)內(nèi)均有分布。②2層：粉土，灰色，中密～密實，濕，搖震反響中等，局部層位稍有光澤，干強度中等，韌性低。含少量貝殼碎片和氧化鐵。夾有粉質(zhì)粘土和粉砂薄層，呈互層狀。本層整體厚度較小，主要以夾層形式存在，層厚為0.6～5.2m，平均厚度為2.0m。該層土屬中等壓縮性土。②3層：粉細砂，灰色，中密～密實，飽和，含少量貝殼碎片，夾有粘性土薄層。本層位于第二大層的底部，該層土頂板埋深為17.6～22.0m，平均埋深為18.4m，底板埋深為20.2～29.5m，平均埋深為23.4m，層厚為1.8～8.1m，平均厚度為4.5m。該層在廠區(qū)的大局部地段均有分布，僅煤場以西地段缺失。該層土屬中等～低壓縮性土。第三大層(層號③)，本層為陸相沉積物，以黃褐色粉質(zhì)粘土為主，局部夾有粘土、粉土或粉砂層。在廠區(qū)的東部本層頂部普遍分布一層厚0.1～0.2m的泥炭或腐木層。本層下部砂性增大，大局部地段至底部出現(xiàn)粉土或粉砂層。按巖性特征及物理力學(xué)性質(zhì)分為三個亞層：③1層：粉質(zhì)粘土，褐黃色、灰黃色，以可塑狀態(tài)為主，局部為軟塑，稍濕～濕，稍有光澤，干強度中等，韌性中等。夾有粉土薄層，呈互層狀，含云母、少量螺殼和少量姜石，見氧化鐵條紋。該層土屬中等壓縮性土。該層土底板埋深一般為22.5～30.2m，平均為26.7m，層厚一般為0.6～10.6m，平均厚度為4.8m。該層在廠區(qū)內(nèi)均有分布。③2層：粉土，褐黃色、灰黃色，中密～密實，稍濕～濕，搖震反響中等，無光澤，干強度中等，韌性低。夾有粉質(zhì)粘土和粉砂薄層，呈互層狀，含少量貝殼碎片和姜石，見氧化鐵條紋。該層土屬中等壓縮性土。該層土底板埋深一般為24.5～33.4m，平均為29.8m，層厚一般為1.0～3.5m，平均厚度為2.6m。該層分布于廠區(qū)內(nèi)大局部地段。③3層：粉砂，褐黃色、灰黃色，中密～密實，飽和，搖震反響迅速，無光澤，干強度低，韌性低。夾有粉質(zhì)粘土和粉土薄層，呈互層狀，含少量貝殼碎片。該層土底板埋深為26.6～35.5m，平均埋深為31.6m，層厚為1.5～7.8m，平均厚度為3.7m。該層分布于廠區(qū)內(nèi)大局部地段。第四大層(層號④)，本層以海陸交互相沉積的粉質(zhì)粘土層為主，夾粘土、粉土和粉細砂層。粘土、粉土和粉細砂層的分布和厚度在水平向變化較大，無明顯的規(guī)律性。粉質(zhì)粘土：灰褐色、灰黃色，可塑，局部為硬塑，濕～很濕，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，含少量貝殼碎片及其薄層，含姜石，見氧化鐵條紋，土質(zhì)不均勻，夾粉土薄層。粘土：灰褐色、灰黃色，可塑，局部為硬塑，濕～很濕，切面有光澤，干強度高，韌性高，見氧化鐵條紋，含少量貝殼碎片及其薄層。粉土：灰褐色、灰黃色，密實，濕～很濕，切面無光澤，干強度中等，韌性低，見氧化鐵條紋，含少量貝殼碎片及其薄層，含姜石。土質(zhì)不均勻，夾粉質(zhì)粘土薄層。粉細砂：灰褐色、灰黃色，密實，飽和，成分以石英、長石為主。該層土底板埋深為43.0～54.0m，平均埋深為47.6m，層厚為9.9～20.0m，平均厚度為14.9m。該層在整個廠區(qū)內(nèi)均有分布。第五層，(層號⑤)，本層由陸相沉積的黃褐色粉細砂、粉質(zhì)粘土、粉土互層組成，局部有粘土層。按巖性特征及物理力學(xué)性質(zhì)分為兩個亞層：⑤1層：粉細砂，褐黃色、褐灰色，飽和，密實，以石英、長石為主，含云母，大局部層位砂質(zhì)均勻，局部層位夾粉土薄層。⑤2層：粉質(zhì)粘土，褐黃色、灰褐色，可塑～硬塑，稍濕～濕，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，含氧化鐵條紋和少量姜石，土質(zhì)不均勻，夾粉土薄層，呈互層狀。該大層鉆孔揭露的厚度大于20m，未揭穿，在廠區(qū)內(nèi)均有分布。各層地基土主要物理力學(xué)性質(zhì)指標值見表2.3-1，各層地基土的樁基參數(shù)值見表2.3-2。表2.3-1各層地基土主要物理力學(xué)性質(zhì)指標值表地層編號地基土名稱重力密度(kN/m3)壓縮模量抗剪強度(固結(jié)快剪)承載力特征值fak(kPa)Es1-.2(MPa)Es2-4(MPa)Es4-6(MPa)Es6-8(MPa)粘聚力C(kPa)內(nèi)摩擦角φ(°)①粉質(zhì)粘土18.02.04.015880素填土18.04.06.0101590②1粉質(zhì)粘土18.03.04.56.512875②2粉土18.55.08.011.01520160②3粉細砂19.015.025.030.030250③1粉質(zhì)粘土18.06.010.014.017.020.017.0190③2粉土18.58.012.018.024.020.025.0200③3粉砂19.010.015.022.030.025220④粉質(zhì)粘土19.07.011.015.019.04015220粉土19.510.016.023.026.03024⑤1粉細砂20.020.025.030.040.035300⑤2粉質(zhì)粘土19.59.013.017.020.04514280表2.3-2各地基土樁基參數(shù)推薦值表地層編號地基土名稱灌注樁預(yù)制樁樁極限側(cè)阻力標準值qsik(kPa)樁極限端阻力標準值qpk(kPa)樁極限側(cè)阻力標準值qsik(kPa)樁極限端阻力標準值qpk(kPa)①素填土2020粉質(zhì)粘土1515②1粉質(zhì)粘土3025036②2粉土4045055②3粉細砂80900803500③1粉質(zhì)粘土50550552700③2粉土6065③3粉砂701100653200④粉質(zhì)粘土50粉土60⑤1粉細砂801500⑤2粉質(zhì)粘土601300(3)地下水條件廠區(qū)原為曬鹽池兼作養(yǎng)蝦池，在本次勘測之前池水已抽干。由于組成池堤的粉質(zhì)粘土滲透性很低，鹽池中池水抽干后短時間內(nèi)地下水位下降，在本次勘測期間，大局部地段地下水位埋深約為0.5～0.7m，相應(yīng)標高為0.2～0.7m。地下水類型為潛水。廠區(qū)四周現(xiàn)為曬鹽池兼作養(yǎng)蝦池，水面標高約1.60～1.80m，且有可能長期保持不變?？紤]到廠區(qū)回填到標高4.00m后，場地內(nèi)的地下水位會有一定程度的升高，其標高約為1.80～2.00m。廠區(qū)場地整平標高為4.0m，長期來看地下水位標高約為1.80～2.00m。按照?巖土工程勘察標準?(GB50021-2001)的有關(guān)規(guī)定，勘測場地環(huán)境類型為Ⅱ類，當(dāng)建(構(gòu))筑物根底埋深標上下于1.80～2.00m時，建(構(gòu))筑物根底就處于長期浸水狀態(tài)，由水樣化驗結(jié)果判定地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具強腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有弱腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。當(dāng)建(構(gòu))筑物根底埋深標高高于1.80～2.00m時，根底就處于干濕交替狀態(tài)，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具強腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有強腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。(4)場地地層巖性鉆孔的剪切波速測試結(jié)果，20m深度內(nèi)土層等3個等效剪切波速為115.3、117.3和120.9m/s，場地覆蓋層厚度大于80m。根據(jù)?建筑抗震設(shè)計標準?(GB50011-2021)，判定建筑場地類別為Ⅳ類。根據(jù)?中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖?(GB18306-2001)，廠址所在區(qū)域地震動峰值加速度為0.20g，地震根本烈度為8度。根據(jù)中國地震局地震工程研究中心所完成的?天津北疆發(fā)電廠工程場地地震平安性評價報告?，50年超越概率為10%的場地設(shè)計地震動峰值加速度為0.195g，對應(yīng)地震烈度為8度。綜合判定場地地基土不液化。(5)標準凍結(jié)深度根據(jù)?建筑地基根底設(shè)計標準?(GB50007-2002)，廠區(qū)土壤標準凍結(jié)深度為0.602.4交通運輸公路運輸目前，漢沽境內(nèi)擁有干線公路2條、區(qū)級公路5條、高速公路1條。各級道路縱橫交錯，構(gòu)成了漢沽公路運輸網(wǎng)，交通運輸極為便利。其中干線公路包括蘆漢公路和津漢公路，區(qū)級公路包括漢(沽)北(塘)公路、漢榆公路、漢南公路、蘆堂公路、塘漢公路和海濱大道。鐵路運輸津山鐵路橫貫全區(qū)，在本境段為復(fù)線運行，雙程計長為29km。漢(沽)南(堡)鐵路，始建于1958年，由京山鐵路漢沽車站接軌，延伸至南堡鐵路，全長31.80km，境內(nèi)20.60km。此鐵路主要運輸漢沽、南堡兩場海鹽，并兼客運。2.5電廠總體布置全廠總體規(guī)劃天津北疆發(fā)電廠工程規(guī)劃建設(shè)規(guī)模為：4×1000MW等級超超臨界燃煤發(fā)電機組，配套50萬噸/日海水淡化。工程分兩期實施。一期工程已投產(chǎn)，二期工程處于施工準備階段。一期工程總平面布置一期工程采用四列式布置格局，主廠房固定端朝南，擴建端朝北，汽機房朝西。具體布置方案為：廠區(qū)自西向東依次為500kV(GIS)配電裝置區(qū)、水塔區(qū)及海水淡化設(shè)施、主廠房及脫硫設(shè)施區(qū)、貯卸煤設(shè)施區(qū)。主廠房區(qū)自西向東依次布置為汽機間、除氧間、煤倉間、鍋爐房(集中控制樓布置在兩爐之間)、靜電除塵器、引風(fēng)機、煙囪及煙道、脫硫設(shè)施場地。石灰石漿液制備車間、脫硫廢水處理車間、石膏脫水車間布置在脫硫區(qū)域與貯煤場之間。電廠一期目前共設(shè)有四個出入口，其中電廠西路(第二出入口)為人流通道，電廠東路(第三出入口)為物流通道，煤場東路(第四出入口)為運灰渣通道。電廠西路和電廠東路向北與廠區(qū)北側(cè)的漢南路相連接；煤場東路與電廠東側(cè)的灰場相連接。廠區(qū)南側(cè)的主進廠道路(第一出入口)將在112國道開通后封閉，不再作為人流通道使用。2.6鍋爐設(shè)備一期工程鍋爐采用上海鍋爐廠生產(chǎn)的1000MW鍋爐，型號為SG3100/27.56-M54X。鍋爐型式為超超臨界參數(shù)直流爐、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、∏型布置、八角雙切圓燃燒方式、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)、半露天布置、固態(tài)排渣煤粉爐。采用帶循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)。不投油最低穩(wěn)燃負荷不高于鍋爐的30%B-MCR。主要技術(shù)標準(BMCR工況)：a)鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)3102t/hb)過熱器出口蒸汽壓力27.46MPa(g)c)過熱器出口蒸汽溫度605℃d)再熱蒸汽流量2563t/he)再熱器進口蒸汽壓力6.31MPa(g)f)再熱器出口蒸汽壓力6.11MPa(g)g)再熱器進口蒸汽溫度379℃h)再熱蒸汽出口溫度603℃i)省煤器進口給水溫度299.8℃j)鍋爐保證熱效率≥93.86%k)排煙溫度(修正后)124℃l)NOx排放濃度(6%含氧量)300mg/Nm32.7煤質(zhì)分析及灰成份分析資料本工程改造階段所用設(shè)計煤種及校核煤種的煤質(zhì)及灰分分析資料見表2.7-1。表2.7-1煤質(zhì)分析及灰成份分析資料項目符號單位設(shè)計煤種校核煤種1校核煤種2平朔安太堡煤神府東勝煤山西內(nèi)蒙混煤全水分Mt%7.31421.6枯燥基水分Mad%2.48.499.21收到基灰分A%21.3118.70枯燥無灰基揮發(fā)分Vdaf%37.73738.49收到基低位發(fā)熱量Qnet，arkJ/kg220002276020320收到基碳Car%57.3760.3354.19收到基氫Har%4.193.623.36收到基氧Oar%7.579.9510.65收到基氮Nar%1.40.690.71收到基硫Sar%<0.870.410.79可磨性指數(shù)HGI565653灰成分分析二氧化硅SiO2%52.3136.7146.19三氧化二鋁Al2O3%33.513.9914.64二氧化鈦TiO2%0.70.86三氧化二鐵Fe2O3%3.6013.8517.56氧化鈣CaO%4.6522.928.06氧化鎂MgO%0.811.281.80氧化鉀K2O%0.670.721.55氧化鈉Na2O%0.491.230.56五氧化二釩V2O5%無三氧化硫SO3%1.679.37.78二氧化錳MnO2%0.020.052其它%1.58變形溫度DT℃＞150011301120軟化溫度ST℃11601130半球溫度HT℃1140熔融溫度FT℃121011503脫硫、脫硝及除塵系統(tǒng)現(xiàn)狀北疆發(fā)電廠一期工程電除塵器于2021年投產(chǎn)，每臺爐設(shè)置了兩臺菲達公司生產(chǎn)的三室五電場靜電除塵器，設(shè)計效率99.89%，保證效率99.82%，除塵器出口煙塵濃度不大于60mg/Nm3，經(jīng)濕法脫硫后，煙囪入口煙塵排放濃度不大于30mg/Nm3。煙氣脫硫裝置由北京博奇電力EPC總承包建設(shè)，脫硫裝置設(shè)計含硫量為1.0%，設(shè)計脫硫效率不低于96.3%，SO2設(shè)計排放值為81.4mg/Nm3(標、干、6%O2)。煙氣脫硝裝置原設(shè)計為預(yù)留，后于2021年5月由北京國電龍源環(huán)保公司EPC總承包建設(shè)投產(chǎn)，脫硝裝置入口設(shè)計NOx濃度400mg/Nm3，脫硝效率不低于80%，催化劑2+1設(shè)置，最低連續(xù)運行煙溫293℃。3.1電除塵系統(tǒng)現(xiàn)狀#1、#2機組分別于2009年9月26日、11月30日通過168投入運行，運行期間曾發(fā)生過氣流孔板磨損脫落導(dǎo)致一電場短路現(xiàn)象、變壓器燒損、振打軸斷等缺陷。每次停機檢修均安排進入電除塵內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)陽極板有輕度沾灰現(xiàn)象、無明顯腐蝕。每年機組檢修后進行電除塵效率試驗，電除塵電場空載電壓試驗均在50kv以上,運行比擬穩(wěn)定，電除塵除塵效率根本保持原有設(shè)計水平。華北電科院于2021年對#1號機組的電除塵系統(tǒng)進行試驗，其有關(guān)數(shù)據(jù)詳見下表：表1：#1爐電除塵A試驗數(shù)據(jù)表工程單位入口1入口2入口3出口1出口2出口3標干煙氣流量Nm3/h563806543457527990567134547914566031煙氣動壓Pa112106100112106115煙氣靜壓kPa-3.03-3.02-3.03-3.37-3.35-3.45煙氣全壓kPa-2.95-2.94-2.96-3.29-3.27-3.37煙氣流速m/s13.6613.3713.0713.5813.2913.91煙氣溫度℃121127129115120125采樣截面面積m218.618.618.618.618.618.6大氣壓力kPa100.1100.1100.1100.1100.1100.1煙氣含濕量％5.95.95.95.95.95.9煙氣含氧量％5.35.15測試工況下濕煙氣流量m3/h902621883202862445897264877846919361實測煙塵濃度mg/Nm3197651988520366716470折算煙塵排放濃度(1.4)mg/Nm3686066除塵器本體漏風(fēng)率％2.80%除塵器除塵效率％99.65%除塵器本體阻力Pa360表2：#1爐電除塵B試驗數(shù)據(jù)表工程單位入口4入口5入口6出口4出口5出口6標干煙氣流量Nm3/h564067535339541721567127568371551768煙氣動壓Pa115102104115114107煙氣靜壓kPa-2.97-3.11-3.1-3.41-3.43-3.36煙氣全壓kPa-2.89-3.04-3.02-3.33-3.35-3.28煙氣流速m/s13.9913.1213.2513.9913.9113.36煙氣溫度℃131125124127122119采樣截面面積m218.618.618.618.618.618.6大氣壓力kPa100.1100.1100.1100.1100.1100.1煙氣含濕量％5.95.95.95.95.95.9煙氣含氧量％4.74.54.8測試工況下濕煙氣流量m3/h925387866462874498925387916013881863實測煙塵濃度mg/Nm3200271939819727719791折算煙塵排放濃度(1.4)mg/Nm3658884除塵器本體漏風(fēng)率％2.81%除塵器除塵效率％99.55%除塵器本體阻力Pa3303.2脫硫系統(tǒng)現(xiàn)狀脫硫系統(tǒng)與主機系統(tǒng)同步建設(shè)投產(chǎn)，運行期間曾發(fā)生過噴淋管組斷裂、氧化風(fēng)機斷軸等嚴重缺陷。兩臺機組均已完成取消旁路改造工作。每次停機檢修均安排進入吸收塔內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)吸收塔中部有石膏堆積、內(nèi)壁防腐無明顯腐蝕。每年機組檢修后進行脫硫效率試驗，脫硫效率根本保持原有設(shè)計水平。華北電科院于2021年對#1號機組的脫硫系統(tǒng)進行試驗，有關(guān)數(shù)據(jù)詳見下表：表1.試驗主要數(shù)據(jù)除塵器出口〔原煙氣〕序號項目單位數(shù)值1O2平均值％4.262過量空氣系數(shù)1.25453SO2測量平均值ppm7854SO2折算濃度〔α=1.4〕mg/Nm32021脫硫系統(tǒng)出口〔凈煙氣〕序號項目單位數(shù)值1O2平均值％4.222過量空氣系數(shù)1.25153SO2測量平均值ppm294SO2折算濃度〔α=1.4〕mg/Nm3745η脫硫效率%96.32經(jīng)此次試驗測得，北疆電廠1號機組鍋爐額定負荷運行期間，脫硫裝置SO2脫除效率為96.32％。3.3脫硝系統(tǒng)現(xiàn)狀國家環(huán)保監(jiān)測總站分別于2021年1月13～14日和5月11～12日進行了#1機組和#2機組的脫硝工程竣工驗收監(jiān)測工作，天津市環(huán)保局分別以津環(huán)保管便［2021］23號文和津環(huán)保管便［2021］44號文同意北疆電廠一期脫硝工程試生產(chǎn)，2021年9月11日環(huán)保部在工程現(xiàn)場召開了竣工驗收現(xiàn)場會。2021年11月15日，國家環(huán)保部以“環(huán)驗【2021】251號〞文函復(fù)北疆電廠一期兩臺機組脫硝工程通過環(huán)保驗收。2021年前11個月#1、2機組脫硝投運率分別為98.78%、98.03%，綜合脫硝效率分別為74.76%、72.60%，氮氧化物排放濃度分別為70.68mg/Nm3和83.30mg/Nm3，優(yōu)于國家及地方排放標準，滿足與天津市政府簽訂的“十二.五〞減排責(zé)任書規(guī)定綜合脫硝效率70%以上的要求。4主要改造原那么及改造設(shè)計參數(shù)4.1主要改造原那么改造目標：燃煤機組大氣污染物排放到達?火電廠大氣污染物排放標準?〔GB13223-2021〕中燃氣電廠標準。經(jīng)與業(yè)主溝通，本次改造的主要原那么如下：除塵技術(shù)改造擬采用常規(guī)除塵器改造+脫硫除霧器改造+增設(shè)濕式除塵器的方案。其中，將原常規(guī)除塵器改造為低低溫除塵器，出口煙塵濃度不大于20mg/Nm3〔6%O2，標態(tài)，干煙氣〕；脫硫改造后出口煙塵〔含石膏〕濃度不大于20mg/Nm3〔暫按脫硫塔煙塵脫除率50%，不含石膏的出口煙塵濃度為10mg/Nm3；脫硫出口液滴含量由75mg/Nm3改造為50mg/Nm3，含固率20%計，石膏隨液滴排出的濃度為10mg/Nm3〕；濕式除塵器效率不低于75%。綜合以上三種措施，煙囪入口煙塵排放濃度到達5mg/Nm3。脫硫系統(tǒng)增效改造盡量減少對主體工程的影響，脫硫塔和除霧器格局不變，占地不增加，同時考慮除霧器增效，減少石膏顆粒物隨液滴帶出。脫硝系統(tǒng)增效改造盡量減少對主體工程的影響，采用加裝預(yù)留層催化劑，調(diào)整更換催化劑周期的方式。同時考慮消除煙囪“白煙〞的措施。4.2改造要求及設(shè)計參數(shù)干式除塵器改造條件及要求干式電除塵器改造入口煙氣條件〔一臺爐BMCR工況〕工程名稱單位數(shù)值備注過量空氣系數(shù)～1.288入口濕煙氣量Nm3/h～3250000標態(tài)，濕基，實際氧入口干煙氣量Nm3/h～2950000標態(tài)，干基，實際氧入口煙氣溫度℃～130入口含塵量g/Nm3～25標態(tài)，干基，6%O2要求改造后，除塵器效率不低于99.92%，出口煙塵濃度小于20mg/Nm3。增設(shè)濕式電除塵器的煙氣條件及要求工程名稱單位設(shè)計煤種備注過量空氣系數(shù)～1.327入口濕煙氣量Nm3/h～3480000標態(tài)，濕基，實際氧入口干煙氣量Nm3/h～3060000標態(tài)，干基，實際氧入口煙氣溫度℃～50正常運行工況℃80耐熱入口煙塵濃度mg/Nm320標態(tài)，干基，6%O2考慮脫硫島除塵效率50%煙塵含石膏入口霧滴濃度mg/Nm350入口霧滴中石膏濃度mg/Nm310標態(tài)，干基，6%O2霧滴含固率按20%計入口SO2濃度mg/Nm335標態(tài)，干基，6%O2加裝的濕式電除塵器效率按75%考慮，出口煙塵〔含石膏〕濃度到達5mg/Nm3。脫硫系統(tǒng)改造入口煙氣條件〔一臺爐BMCR工況〕工程名稱單位數(shù)值備注入口濕煙氣量Nm3/h～3250000標態(tài)，濕基，實際氧入口干煙氣量Nm3/h～2950000標態(tài)，干基，實際氧入口煙氣溫度℃～90考慮煙氣余熱利用或采用低低溫除塵器180事故工況入口煙氣壓力Pa～4000入口SO2濃度mg/Nm32200標態(tài)，干基，6%O2入口含塵量mg/Nm320標態(tài)，干基，6%O2脫硫系統(tǒng)改造后脫硫效率不低于98.5%，出口SO2濃度小于35mg/Nm3，除霧器出口霧滴濃度小于50mg/Nm3，煙塵〔含石膏〕濃度小于20mg/Nm3。脫硝裝置改造條件及要求脫硝裝置改造入口煙氣條件〔一臺爐BMCR工況〕工程名稱單位數(shù)值備注過量空氣系數(shù)1.20入口濕煙氣量kg/s1066.62入口濕煙氣量m3/s1906.2入口煙氣溫度℃363入口NOx濃度mg/Nm3400標態(tài)，干基，6%O2設(shè)計取用值，以NO2計入口含塵量g/Nm3～25標態(tài)，干基，6%O2要求改造后，SCR脫硝效率不低于87.5%，出口NOx濃度小于50mg/Nm3。4.3改造技術(shù)路線的選取目前我國已投運電廠的污染物排放還達不到接近燃機的水平，尤其是煙塵排放還遠達不到5mg/Nm3以下排放水平。華能、國電、神華〔國華〕、浙能等發(fā)電集團均已安排相關(guān)的研究工作，有多個工程已在實施的過程中。對于煙氣綜合凈化，工程公司非常重視，與設(shè)計院一起進行了屢次相關(guān)的技術(shù)交流，并進行了大量的調(diào)研工作。根據(jù)我國目前脫硝、脫硫、除塵的技術(shù)開展狀況，煙氣綜合凈化技術(shù)路線選擇如下：〔1〕通過研究，我們認為煙氣綜合凈化技術(shù)是整個煙氣系統(tǒng)的優(yōu)化、整合技術(shù)，宜統(tǒng)籌規(guī)劃。煙氣NOx、SO2、煙塵綜合治理，宜最大限度的利用成熟技術(shù)，并拓展利用其他行業(yè)的相關(guān)技術(shù)，以到達煙氣綜合凈化的較高目標。〔2〕煙塵治理——對于煙塵，國內(nèi)尚無到達5mg/Nm3以下排放濃度的長期投運經(jīng)驗。按照目前的技術(shù)開展和認可度情況，脫硫前干式除塵器+濕式脫硫難以到達5mg/Nm3的排放濃度要求，故擬考慮采用脫硫裝置前干式除塵器、濕法脫硫與脫硫裝置后濕式除塵器相結(jié)合的除塵方式。北疆一期工程干式除塵器運行狀況良好，充分利用這一優(yōu)勢，改造后到達較低的煙塵排放濃度，經(jīng)脫硫裝置FGD進一步脫除煙塵后，進入濕式除塵器脫除含固液滴和煙塵，經(jīng)過三級的除塵后，煙囪出口煙塵濃度到達5mg/Nm3水平?！?〕SO2治理——充分利用成熟的石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，采用脫硫裝置工藝流程優(yōu)化或塔內(nèi)精細化設(shè)計，提高脫硫效率，煙囪出口SO2排放濃度不高于35mg/Nm3。為減輕脫硫裝置出口濕式除塵器的壓力，優(yōu)化除霧器型式或增加除霧器層數(shù)、改善除霧器性能，使除霧器出口液滴含量不高于50mg/Nm3?！?〕NOx治理——充分利用鍋爐低NOx燃燒技術(shù)，設(shè)置高效率的脫硝裝置〔SCR〕，到達NOx排放濃度不高于50mg/Nm3。5除塵改造方案5.1一期除塵器配置情況北疆一期工程，每臺爐配置2臺菲達公司生產(chǎn)的三室五電場靜電除塵器，除塵器保證效率99.82%，除塵器出口煙塵濃度小于60mg/Nm3〔干基，標態(tài)，6%O2〕。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表序號工程單位數(shù)據(jù)1設(shè)計效率%99.89保證效率%≥99.82本體阻力Pa<245Pa3本體漏風(fēng)率%<1.5％電場通道數(shù)個3×36每個電場的有效長度m全部電場的總有效長度m24電場的有效寬度m42.12電場的有效高度m15.0總集塵面積〔每臺爐〕m2155520有效斷面積m26486長、高比1.67室數(shù)/電場數(shù)8陽極板型式及總有效面積〔每臺爐〕C型/1555209陰極線型式及總長度〔每臺爐〕第一、二、三電場采用RSB系列線/907200m；第四、五電場采用螺旋線/129600m10m2/m3/s102.13/95.3311cm/s煙氣流速m/sec13每臺除塵器灰斗數(shù)量個3014灰斗電加熱形式管式電加熱15每臺除塵器所配整流變壓器數(shù)量臺1516每臺整流變壓器的額定容量kVA前二個電場(1.8A/72KV)183/后三個電場(2,0A/72KV)20517電氣總負荷〔每臺爐〕kVA626318最大運行負荷〔每臺爐〕kW36755.2改造后除塵效率要求及可選方案脫硫塔煙塵脫除率一般為50～80%，以國內(nèi)的認可度，較低煙塵入口濃度的脫硫塔脫除煙塵的效率建議按較為保守的50%考慮，脫硫裝置出口液滴中含固〔石膏〕率建議按20%考慮。經(jīng)調(diào)研及征求業(yè)主意見，首先將北疆一期現(xiàn)有的除塵器進行改造，除塵器出口排放濃度降至20mg/Nm3〔6%O2，標態(tài)，干煙氣〕，除塵器效率提升至99.92%。脫硫出口煙塵濃度不高于10mg/Nm3，脫硫出口液滴濃度不高于50mg/Nm3,那么脫硫出口煙塵〔含石膏〕不高于20mg/Nm3；濕式除塵器效率不低于75%，煙塵出口濃度到達5mg/Nm3。為使北疆一期除塵器，改造后效率到達99.92%，出口排放濃度降至20mg/Nm3〔6%O2，標態(tài)，干煙氣〕，在現(xiàn)有的條件下，可選的改造方案有：1、改造為電袋除塵器：前兩個電場保存不變，將后三個電場改造為布袋過濾除塵，此方案可將出口煙塵濃度降至20mg/Nm3甚至更低水平。2、改造為旋轉(zhuǎn)電極電除塵器，前四個電場保存不變，將最末電場改造為旋轉(zhuǎn)板極電場，同時輔以電源改造，可將出口煙塵濃度降至20mg/Nm3。3、改造為低低溫電除塵器，除塵器本體根本保存不變，在除塵器前設(shè)置前端換熱器，將除塵器入口煙溫降至煙氣酸露點溫度以下，實現(xiàn)電除塵器低低溫運行。同時輔以電源改造，可將出口煙塵濃度降至20mg/Nm3。5.3除塵改造可選方案的介紹電袋除塵器電袋復(fù)合除塵器有機結(jié)合了電除塵器與袋式除塵器的除塵特點，先由前級電場預(yù)收煙氣中70%～90%以上的粉塵量，再由后級袋式除塵捕集煙氣中剩余的細微粉塵。前級電場的預(yù)除塵作用和荷電作用為提高電袋復(fù)合除塵器的性能起到了重要作用。預(yù)除塵降低了濾袋的粉塵負荷量即降低了除塵器的阻力上升率；同種電荷的荷電使得粉餅層變得疏松，在相同的粉塵負荷下，帶有同種電荷的粉餅層阻力更小。這兩者的共同作用使得濾袋的清灰周期變長，從而可以節(jié)省清灰能耗、延長濾袋使用壽命。同時由于進入袋式除塵器的粉塵濃度較低，減少了粉塵的磨損作用，也延長了濾袋的清灰周期，可以延長濾袋的使用壽命。電袋復(fù)合除塵器受煙溫條件及煙氣含硫量和含濕量影響較大，煙溫高、含硫量大、含濕量高時需選用更好的濾料，本錢升高。有研究顯示，前端電場放電，會產(chǎn)生臭氧，對布袋有腐蝕作用。布袋的壽命問題，一直電袋除塵器運行中的最突出的問題，各廠的實際運行情況也不盡相同，有的廠聲稱運行三年布袋零破損，也有的廠那么因為布袋破損，排放濃度超標而被迫停機。圖1電袋除塵器結(jié)構(gòu)示意圖電袋復(fù)合除塵器的效率不受煤種、飛灰特性影響，排放濃度容易實現(xiàn)在20mg/Nm3甚至更低水平，且長期穩(wěn)定。但排放濃度要求越高，會使電袋除塵器的通風(fēng)阻力越大，運行電耗越高。破損布袋的更換及后處理問題，會隨袋式除塵器使用年限的增加而日顯突出。旋轉(zhuǎn)電極除塵器旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器是一種高效電除塵設(shè)備，由前級固定電極電場(常規(guī)電場)和后級旋轉(zhuǎn)電極電場組成，其收塵機理與常規(guī)電除塵器完全相同，工作原理如圖2所示。圖2旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器工作原理圖旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動電機傳動鏈條收塵區(qū)域清灰刷組件鏈輪清灰刷驅(qū)動電機非收塵區(qū)域旋轉(zhuǎn)陽極板煙氣鏈輪陰極線圖3旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器結(jié)構(gòu)簡圖旋轉(zhuǎn)電極電場中陽極局部采用回轉(zhuǎn)的陽極板和旋轉(zhuǎn)的清灰刷，如圖2所示。旋轉(zhuǎn)陽極板在頂部驅(qū)動輪的帶動下緩慢地上下移動，附著于回轉(zhuǎn)陽極板上的粉塵在尚未到達形成反電暈的厚度時，就被布置在非電場區(qū)的旋轉(zhuǎn)清灰刷徹底去除，因此不會產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，并最大限度地減少了二次揚塵，增加粉塵驅(qū)進速度，大幅提高電除塵器的除塵效率，降低排放濃度，同時降低對煤種變化的敏感性。旋轉(zhuǎn)電極除塵器技術(shù)優(yōu)勢：a)可有效消除二次揚塵的發(fā)生b)可有效消除反電暈發(fā)生c)可有效消除極板沾灰造成的效率下降d)可有效消除電場紊流現(xiàn)象發(fā)生旋轉(zhuǎn)電極除塵器缺點:a)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；b)對安裝技術(shù)要求較高；c)設(shè)備穩(wěn)定性差，對運行維護水平要求高；低低溫電除塵器低低溫電除塵器主要是通過在除塵器進口煙道上設(shè)置換熱裝置，通過冷源換取煙氣的熱量，降低除塵器進口煙溫(酸露點以下)，到達低低溫的水平。低低溫電除塵器是在常規(guī)低溫電除塵器根底上的一次改進和升級，由于除塵器進口煙氣溫度的降低1)除塵器處理的煙氣體積流量減小，對于即有的除塵器，比集塵面積增加，提高除塵效率；2)飛灰比電阻降低，煤灰更易被收集，除塵效率提高，運行穩(wěn)定，也更加節(jié)能；3)可有效脫除煙氣中的SO3，降低尾部受熱面的腐蝕風(fēng)險；4)可有效利用煙氣余熱，提高機組熱效率，或用來加熱凈煙氣，提高排煙的擴散能力。低低溫電除塵器的入口煙溫一般在85～90℃，在常規(guī)理解的酸露點溫度之下，為何在此條件下沒有產(chǎn)生低溫腐蝕是低低溫除塵技術(shù)的關(guān)鍵點。這與SO3煙氣調(diào)質(zhì)的作用機理有些相似，煙氣中的SO3與水蒸汽結(jié)合形成氣溶膠，會吸附在飛灰外表，既降低了飛灰比電阻，又除去了SO3。正由于煙氣溫度低于了酸露點，SO3由氣態(tài)轉(zhuǎn)為氣溶膠，更有效的被煙塵所吸附，通過電除塵器被收集和排除，所以不會對低溫受熱面產(chǎn)生腐蝕。低低溫除塵器在日本有大量的投產(chǎn)業(yè)績，相應(yīng)的廠商有日立，三菱，IHI等。通過理論體系的完善和運行實例的證明，低低溫電除塵器是可行的，平安的，高效的。低低溫除塵體系中的前端換熱器，會增加通風(fēng)阻力(約500～800Pa)，增加一定的運行電耗，但除塵器電耗可減少，綜合電耗相差不大。低低溫電除塵技術(shù)可與煙氣余熱利用技術(shù)相結(jié)合，將煙氣余熱利用裝置設(shè)置在電除塵入口，實現(xiàn)除塵器低低溫，同時換取的煙氣余熱可用來加熱局部凝結(jié)水，提高機組熱效率，或用來加熱脫硫后的凈煙氣，增強排煙的擴散能力，改善環(huán)境污染。低低溫電除塵器本體較常規(guī)靜電除塵器的區(qū)別，目前能查閱到的文獻只是說控制漏風(fēng)防止局部漏入冷風(fēng)產(chǎn)生低溫腐蝕、絕緣子加熱、灰斗加熱及防堵等幾個問題，總體上并無太大差異。5.4干式除塵器改造方案比選在對上述三種方案進行比選之前，首先要介紹一下近幾年被廣泛采用的煙氣余熱利用技術(shù)。眾所周知，降低鍋爐排煙溫度，有助于提高機組熱效率，降低煤耗。大容量機組由于采用回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，為防止空預(yù)器冷端低溫腐蝕，無法將排煙溫度降得很低，通常鍋爐排煙溫度〔空預(yù)器出口〕在120～130℃水平。如果能將此溫度降至85℃，可節(jié)省發(fā)電標煤耗1.36g/kWh。同時，由于進入吸收塔的煙溫降低，可顯著節(jié)省脫硫耗水，以采用濕法脫硫的百萬機組為例，每臺機組的耗水量可減少～60t/h，煙氣余熱換熱器同時會增加引風(fēng)機電耗約850kW。綜上分析，煙氣余熱利用的技術(shù)優(yōu)勢明顯，推薦采用。低低溫除塵器將電除塵技術(shù)與煙氣余熱利用技術(shù)進行了有機的結(jié)合，通過設(shè)置于除塵器前的前端換熱器，將除塵器進口煙溫降至85℃左右，實際了電除塵器在低低溫狀態(tài)下運行，提高了除塵效率，同時有效利用了煙氣余熱，提高機組熱效率。為使5.2節(jié)的三個改造方案具有可比性，電袋除塵器改造方案和旋轉(zhuǎn)電極除塵器改造方案應(yīng)與煙氣余熱利用技術(shù)相結(jié)合后，再與低低溫除塵改造方案進行比擬。對于電袋除塵器改造和旋轉(zhuǎn)電極除塵器改造方案，可配套采用常規(guī)的煙氣余熱利用方案，將煙氣余熱換熱器布置于吸收塔入口。電袋除塵器、旋轉(zhuǎn)電極除塵器與低低溫電除塵器的比照見下表序號電袋除塵器(+煙氣余熱利用)旋轉(zhuǎn)極板除塵器(+煙氣余熱利用)低低溫電除塵器1除塵效率、排放濃度1.1除塵器出口煙塵排放濃度＜20mg/m3除塵器出口煙塵排放濃度＜20mg/Nm3〔需輔以電源改造〕除塵器出口煙塵排放濃度＜20mg/m3〔需輔以電源改造〕1.2煤種、灰比電阻變化不影響除塵效率煤種、灰比電阻變化影響除塵效率煤種、灰比電阻變化影響除塵效率2運行阻力與通風(fēng)電耗2.11500～2000Pa～1000Pa<1000Pa2.2+1050kW+500kW+500kW3結(jié)構(gòu)3.1結(jié)構(gòu)較復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)簡單4適應(yīng)性4.1適應(yīng)燃燒劣質(zhì)煤，不受煤質(zhì)灰分限制，高硫高水燃煤，需采用耐高溫的濾料受煤種變化影響較大受煤種變化影響大，燃煤的灰硫比、煙氣酸露點宜穩(wěn)定4.2灰中二氧化硅和三氧化二鋁等對濾袋磨損輕高二氧化硅和三氧化二鋁粉塵不易收集煤種宜穩(wěn)定，煙氣酸露點變化不宜過大4.2除塵效率不受飛灰比電阻及入口濃度影響，對微細粉塵收集效率不高除塵效率受比電阻值、入口濃度影響比擬大，對微細粉塵收集效率相對較高除塵效率受比電阻值、入口濃度影響較大，對微細粉塵的收集效率適中4.3對負荷變化適應(yīng)性好，運行管理較復(fù)雜對負荷變化適應(yīng)性較好，運行管理較復(fù)雜對負荷變化適應(yīng)性較好，運行管理較簡便5可靠性5.1布袋每三～四年更換一次安裝要求高，轉(zhuǎn)動機械較多，可靠性差，清灰刷4年更換一次與常規(guī)電除塵器相同，換熱器需考慮磨損、堵灰和腐蝕問題5.2濾袋用壓縮空氣清灰機械振打清灰，周期可調(diào)機械振打清灰，周期可調(diào)6業(yè)績6.1國內(nèi)有1000MW機組投運業(yè)績國內(nèi)有300MW機組業(yè)績，1000MW機組有訂貨業(yè)績國內(nèi)有訂貨業(yè)績，暫無實際運行業(yè)績。日本有大容量機組運行業(yè)績。7占地7.1將后三個電場改為布袋，不額外增加占地將末級電場改為旋轉(zhuǎn)電極，不額外增加占地在除塵器入口煙道上裝設(shè)前端換熱器，不額外增加占地8改造費用〔設(shè)備費〕8.12200萬+1600萬1600萬+1600萬2200～2500萬9運維工作量及費用9.1布袋在運行中易破損，影響除塵效率，每三至四年需大面積更換布袋，運維工作量較大，更換布袋對工人健康損傷大。運行維護費用高除塵器運行中有轉(zhuǎn)動部件，運行中旋轉(zhuǎn)極板易卡澀，影響除塵效率。運維工作量大。運行維護費用較高除塵器前端換熱器有磨損和腐蝕風(fēng)險。除塵器本體運行維護工作量小，運維費用低。6其它6.1啟爐前需進行預(yù)涂灰鍋爐啟動即可運行鍋爐啟動即可運行6.2對脫硫效率無影響對脫硫效率無影響對脫硫效率無影響引風(fēng)機體積流程減小，電耗相對降低綜上分析，綜合考慮到運行可靠性、投資、運維本錢及工作量等因素，結(jié)合煙氣余熱利用技術(shù)，一期工程改造擬采用低低溫電除塵改造方案。同時，考慮5個電場全部進行電源改造〔三相電源或高頻電源〕，以滿足改造后除塵器效率不低99.92%，除塵器出口煙塵排放濃度不超過20mg/Nm3的要求。5.5低低溫電除塵器改造方案除塵器前端換熱的設(shè)置除塵器前端換熱器進口煙溫取用128℃，出口煙氣溫度取用85℃。根據(jù)電廠實際運行數(shù)據(jù)，考慮一定的換熱端差，結(jié)合各級低加凝結(jié)水的進出口溫度，THA工況前端換熱器水側(cè)進口擬由7號低加出口凝結(jié)水接入，與8號低參加口的凝結(jié)水混合至～70℃后接入前端換熱器，吸收熱量后接入6號低參加口，水溫暫定100℃，所需的凝結(jié)水量約為820t/h。除塵器前端換熱器初步數(shù)據(jù)如下(每臺爐THA工況)：1入口濕煙氣量2814912Nm3/h2入口/出口煙氣溫度128℃/85℃3換熱量34.51MW4冷卻介質(zhì)凝結(jié)水5冷卻介質(zhì)流量～830t/h6冷卻水進出口水溫70/107冷卻器形式管式換熱器8換熱管材質(zhì)ND鋼10換熱面積73778m11吹灰形式脈沖吹灰12壓損要求<600Pa 注：當(dāng)采用熱二次風(fēng)加熱凈煙氣的方案時，前端換熱器入口煙溫為109℃，凝結(jié)水回水溫度按90℃考慮。除塵器本體改造.1原電除塵器的檢查，修復(fù)與調(diào)整低低溫改造后，煙氣負壓有一定增加，應(yīng)對殼體強度和剛度進行核算和評估；改造后，煙氣溫度變化帶來振打制度的改變，影響陽極板積灰，從而影響鋼架各立柱荷載，需進行復(fù)核。更換和修復(fù)失效的陰極線及變形嚴重的陽極板；檢查振打桿是否出現(xiàn)彎曲變形，振打位置是否發(fā)生偏移，振打錘和振打桿都應(yīng)恢復(fù)到合理位置；檢查電場內(nèi)有否可能出現(xiàn)煙氣短路通道〔如中間柱兩側(cè)〕，如有必要用擋板封堵；檢查振打桿與異軌間是否存在間隙過大，此間隙應(yīng)保證盡可能小。應(yīng)根據(jù)改造后的煙道條件進行氣流分布試驗，氣流分布均勻系數(shù)應(yīng)到達σ≤0.115標準，設(shè)備安裝完成后應(yīng)進行現(xiàn)場氣流分布測試。應(yīng)對殼體灰斗設(shè)人孔門，檢查門處密封進行檢查、完善，保證殼體漏風(fēng)在標準之內(nèi)。電除塵器電場的供電是電除塵器實現(xiàn)高性能的根本保證，必須最大程度保證在不同的煙氣條件下正常供電，防止反電暈出現(xiàn)，為此電源控制系統(tǒng)應(yīng)有間歇供電的工作方式。.2除塵器本體改造1〕熱空氣密封裝置：低低溫改造后，電除塵器內(nèi)煙氣溫度已低于煙氣露點溫度，因此必須防止低溫?zé)煔膺M入絕緣套管內(nèi)側(cè)和絕緣子室〔包括陰極振打傳動瓷軸周圍〕。為此，需設(shè)置熱空氣密封裝置，需將絕緣子支撐結(jié)構(gòu)改造為用于帶熱風(fēng)裝置。熱風(fēng)裝置應(yīng)能提供一定量的110℃枯燥、清潔的空氣，每臺電除塵器可設(shè)置三套熱風(fēng)裝置，熱風(fēng)裝置包括：電加熱器，風(fēng)機，熱風(fēng)管路，閥門等。2〕灰斗加熱：原灰斗由板式電加熱器加熱。改造后應(yīng)使全灰斗壁溫不低于120℃，以保證排灰暢通。3〕易漏風(fēng)處〔如人孔門等周邊〕需貼補不銹鋼。4〕電源改造，按全部5個電場進行高頻電源或三相電源改造考慮，投資暫按高頻電源計列。5.6濕式除塵器設(shè)置濕式電除塵器目前在我國主要應(yīng)用于化工、冶金等行業(yè)，尤以冶金行業(yè)應(yīng)用居多，在大型燃煤電廠，投產(chǎn)業(yè)績較少。在國外，濕式電除塵器在電廠已有近30年的應(yīng)用歷史，主要作為大氣復(fù)合污染物控制系統(tǒng)的最終精處理技術(shù)裝備，用于去除濕法脫硫后的粉塵、石膏漿液霧滴、控制PM2.5的排放及解決煙氣排放濁度等問題，可將煙塵排放限值控制在10mg/m3甚至5mg/m3以下。濕式電除塵器的收塵原理與干式電除塵器相同，均經(jīng)歷荷電、收集和清灰三個階段。金屬放電線在直流高電壓的作用下，將其周圍氣體電離，使粉塵或霧滴粒子外表荷電，荷電粒子在電場力的作用下向收塵極運動，并沉積在收塵極上，清灰方式多采用噴淋水流從集塵板頂端流下，在集塵板上形成一層均勻穩(wěn)定的水膜，將板上的顆帶走，也有依據(jù)收集霧滴自流的清灰方式。濕式電除塵器可有效收集微細顆粒物(PM2.5、氣溶膠)、重金屬、有機污染物(多環(huán)芳烴、二惡英)等，煙塵排放濃度可達5mg/Nm3甚至更低水平；收塵性能與粉塵特性關(guān)系不大，對黏性大或高比電阻粉塵也能有效收集，同時也適用于處理高溫、高濕的煙氣；沒有振打設(shè)備的運動部位，可靠性較高；但會將煙氣降溫至飽和溫度，需設(shè)置廢水處理設(shè)備及采用防腐。圖4濕式電除塵器工作原理濕式電除塵器根據(jù)極板材質(zhì)的不同，大致可分為金屬極板濕式電除塵，導(dǎo)電玻璃鋼極板濕式電除塵，及柔性極板濕式電除塵等幾種類型。按布置方式的不同，又可分為臥式布置濕式電除塵器和立式布置濕式電除塵器。5.6該技術(shù)多為日本和歐洲公司〔如三菱、日立、B&W、SIEMENS等〕采用，極板材質(zhì)多為不銹鋼，其結(jié)構(gòu)型式與常規(guī)干式靜電除塵器根本相同，陽極板采用平板結(jié)構(gòu)，噴水清灰，除塵器多為臥式布置，煙氣平進平出。除塵效率可保證70%(一個電場)/85%(兩個電場)，不同廠家略有不同。國內(nèi)大型燃煤機組采用這種濕式電除塵器的有浙能六橫電廠、浙能嘉華電廠、國華舟山電廠等。圖5金屬極板臥式濕式電除塵器5.6該技術(shù)多用于我國冶金及化工行業(yè)。這種濕式電除塵器極板材料采用導(dǎo)電玻璃鋼FRP，收塵板結(jié)構(gòu)形式為管式，有圓形、方形、正多邊形等，以多邊形居多，間斷噴水清灰，這種除塵器因為極板為管式結(jié)構(gòu)，故多為立式布置，煙氣上下進出。除塵效率可達60～90%，主要靠煙氣流速的選取和調(diào)整極板長度來實現(xiàn)除塵效率的要求。國內(nèi)大型燃煤機組采用這種濕式電除塵器的工程有華能黃臺電廠、國電泰州二期工程等。圖6立式布置管式極板濕式電除塵器示意圖圖7導(dǎo)電玻璃鋼極板實物圖5.6該技術(shù)為山大能源的專利技術(shù)，它與導(dǎo)電玻璃鋼極板濕式電除塵器根本一致，所以不同的就是采用了有機合成纖維作極板材料，被浸濕的纖維極板有了導(dǎo)電性，來收集煙氣中的霧滴。清灰方式是靠極板的全外表均勻水膜自流，可實現(xiàn)運行零水耗。這種除塵器的極板如采用管式結(jié)構(gòu)，那么除塵器宜立式布置，煙氣上下進出，如極板采用板式結(jié)構(gòu)，那么除塵器為臥式布置，煙氣水平進出。采用這種濕式電除塵器的工程有國電益陽電廠、滎陽電廠等。圖9柔性極板實物圖5.6.4對于大型燃煤機組，金屬極板臥式布置濕式電除塵器在日本碧南電廠有5臺機組的運行實例，國內(nèi)已有兩臺機組在安裝中，11臺機組處于訂貨生產(chǎn)階段。金屬極板濕式電除塵的極板材料主要采用316L不銹鋼，根據(jù)電廠運行經(jīng)驗，316L抗腐蝕能力較差，據(jù)有關(guān)廠家介紹，金屬極板外表形成穩(wěn)定水膜是除塵的關(guān)鍵，需要在沖洗水中參加氫氧化鈉來調(diào)整PH值，用以中和煙氣中酸霧凝結(jié)形成的酸液，防止對極板造成嚴重腐蝕。導(dǎo)電玻璃鋼極板的濕式電除塵器，在我國冶金和化工行業(yè)應(yīng)用較多，有上百套的業(yè)績。玻璃鋼材料的抗腐蝕性好，但已投運業(yè)績中處理的煙氣成分均較本工程有差異，冶金或化工行業(yè)多為除霧作用，除去煙氣中的液體，目前多家電廠正在進行相關(guān)的試驗研究工作。柔性極板濕式電除塵器，在結(jié)構(gòu)型式及性能上均較導(dǎo)電玻璃鋼極板濕式電除塵器無太大差異，目前采用此技術(shù)的投產(chǎn)機組有國電益陽電廠〔300MW機組〕。山大能源被神華集團收購，也有多個工程擬采用此技術(shù)進行改造方案的研究。序號工程名稱金屬極板濕式電除塵器柔性陽極濕式電除塵器導(dǎo)電玻璃鋼濕式電除塵器1技術(shù)源流在美國、日本和歐洲有電廠的應(yīng)用案例，是國外際主流的電廠濕式電除塵技術(shù)。美國巴威公司、日本三菱公司、日立公司，歐洲阿爾斯通公司都采用金屬極板濕式電除塵器。國外應(yīng)用較少。概念最早由美國俄亥俄大學(xué)于1998年提出，后將該技術(shù)轉(zhuǎn)讓給美國南方環(huán)保，經(jīng)過幾年的開展，到目前只有Smurfit-StoneContainerCorp電廠燃油鍋爐一個應(yīng)用案例。該技術(shù)在化工行業(yè)、冶金行業(yè)應(yīng)用較多，稱為電除霧器。世界上第一條電除霧器1907年投入運行，用于制硫酸工藝中三氧化硫酸霧的去除。該技術(shù)成熟可靠，已制定?電除霧器?標準HJ/T323-2006。2結(jié)構(gòu)差異陽極板采用平行懸掛的金屬極板，極板材質(zhì)為SUS316L不銹鋼；金屬極板外表采用連續(xù)噴淋的水膜覆蓋和清灰；配置噴淋水循環(huán)系統(tǒng)，噴淋水經(jīng)過收集、加堿中和、過濾后，一小局部進入脫硫補水，大局部回到噴淋系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)。陽極布置成由方形孔道組成，煙氣沿孔道流過。陽極采用非金屬柔性織物材料，通過潤濕使其導(dǎo)電，柔性陽極四周配有金屬框架和張緊裝置，框架材料采用2205、2507不銹鋼。陰極采用陰極線，位于每個方形孔道四個陽極面的中間，陰極線材料采用鉛銻合金；電極無噴淋清灰系統(tǒng)，有酸液導(dǎo)流裝置，酸液〔每小時1-2噸〕帶出細灰顆粒，收集沉淀后進入脫硫漿液系統(tǒng)；無水循環(huán)系統(tǒng)。陽極布置成由六角形形孔道組成的蜂窩形式，煙氣沿孔道流過。陽極采用導(dǎo)電玻璃鋼材料，因玻璃鋼材料內(nèi)添加有碳纖維氈、石墨粉等導(dǎo)電材料，自身可以導(dǎo)電。陰極采用陰極線，位于每個六角形孔道六個陽極面的中心，陰極線材料采用鈦合金、超級雙相不銹鋼；配置水噴淋清灰系統(tǒng)，每個模塊每天停電沖洗一次，沖洗后的液體直接進入脫硫漿液系統(tǒng)；無水循環(huán)系統(tǒng)。3性能比照金屬極板，機械強度高，剛性好