“近零排放,綠色煤電”--神華國華舟山電廠煙氣超低排放工程實(shí)踐

1、“近零排放近零排放 綠色煤電綠色煤電”-神華國華舟山電廠煙氣超低排放工程實(shí)踐2016.03.29 安徽合肥五、結(jié)束語一、舟山電廠概況 三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)二、舟山 “近零排放”項(xiàng)目背景 四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)p定海北面約16kmp舟山本島北岸p北臨黃大洋p東側(cè)為舟山保稅區(qū)一、舟山電廠概況舟山是中國兩個(gè)以群島建立的地級市之一，有“中國海鮮之都海洋經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市、海洋文化名城、海上花園城市、中國優(yōu)秀旅游城市、國家級衛(wèi)生城市”之稱。 國華舟山電廠位于舟山本島北部。一、舟山電廠概況 舟山電廠4號機(jī)組為1臺350MW超臨界機(jī)組，于2014年6月25日投產(chǎn)運(yùn)行，同步配套建設(shè)煙氣脫硝

2、、海水脫硫、高效除塵等多個(gè)先進(jìn)環(huán)保設(shè)施和日產(chǎn)淡水萬噸級的海水淡化裝置，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 3號機(jī)組為1臺300MW亞臨界機(jī)組，2010年10月投入生產(chǎn)投產(chǎn)運(yùn)行，2014年初根據(jù)國華公司“綠色發(fā)電計(jì)劃”要求開始著手煙塵排放改造工程，2015年12月16日改造完成點(diǎn)火啟動(dòng)。 工程2012年11月28日開工建設(shè)，一、舟山電廠概況五、結(jié)束語一、舟山電廠概況 三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)二、舟山 “近零排放”項(xiàng)目背景 四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)二、舟山 “近零排放”項(xiàng)目背景 黨的十八大提出建設(shè)“生態(tài)文明”、“美麗中國”。作為“有追求、負(fù)責(zé)任”的火電企業(yè)，國華電力認(rèn)真貫徹黨中

3、央、國務(wù)院的方針政策，特別是落實(shí)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃及實(shí)施細(xì)則的要求，積極以“環(huán)保優(yōu)先”、“主動(dòng)環(huán)?！钡睦砟詈团e措，認(rèn)真履行央企的社會(huì)責(zé)任。實(shí)施了“高品質(zhì)綠色發(fā)電計(jì)劃”和“清潔高效近零排放工程”，致力于建設(shè)清潔高效、生態(tài)文明的環(huán)保企業(yè)。 舟山電廠按照神華集團(tuán)“高品質(zhì)發(fā)展電”的要求，積極踐行國華電力以“生態(tài)文明”為旗幟，以“美麗電站”為綱領(lǐng)，以“清潔高效”為路徑的發(fā)展建設(shè)指導(dǎo)思想，旨在打造國內(nèi)首臺新建“近零排放”燃煤機(jī)組，為舟山新區(qū)建設(shè)“生態(tài)文明、清潔高效、近零排放”的“水、電、汽、熱”動(dòng)力中心，助力“生態(tài)新區(qū)、美麗海島”的建設(shè)發(fā)展。五、結(jié)束語一、舟山電廠概況 三、4號

4、機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)二、舟山 “近零排放”項(xiàng)目背景 四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng) 舟山4號機(jī)組作為國華公司 “近零排放”工程首個(gè)投產(chǎn)的項(xiàng)目，在環(huán)保方面深入推進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將“近零排放”的思想深入落實(shí)到每個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，從除塵、脫硫、脫硝等逐個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了深化研究，采用了當(dāng)前先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)，形成了一套比較成熟、高效的“近零排放” 系統(tǒng)。舟山電廠4號機(jī)組“近零排放”環(huán)保技術(shù)路線整體技術(shù)路線：低氮燃燒+SCR+電除塵（4個(gè)常規(guī)電極+1個(gè)旋轉(zhuǎn)電極）+高頻電源+濕式電除塵器+海水脫硫?！敖闩欧拧蹦繕?biāo)燃煤機(jī)組大氣污染物排放低于天然氣機(jī)組限值排放標(biāo)準(zhǔn)，即粉塵5

5、mg/Nm3，SO2 35mg/Nm3，NOx 50 mg/Nm3。三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)4號機(jī)組“近零排放”成本測算近零處理主要技術(shù)-旋轉(zhuǎn)電極電除塵舟山電廠4號機(jī)采用4+1型旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器，即前四電場為常規(guī)電場，末電場為旋轉(zhuǎn)電極電極電場； 收塵機(jī)理與常規(guī)電除塵器完全相同 改傳統(tǒng)的振打清灰為清灰刷清灰，可清除高比電阻粉塵、粘性粉塵；清灰刷置于非收塵區(qū)，最大限度地減少二次揚(yáng)塵。 設(shè)計(jì)效率99.94%，出口煙塵濃度30mg/Nm3；實(shí)際運(yùn)行測量值16.53 mg/Nm3旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)裝置絕緣子室固定電極電場旋轉(zhuǎn)電極電場旋轉(zhuǎn)陽極板陽極清灰裝置陰極振

6、打放電極三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng) 舟山電廠4號機(jī)充分利用海邊電廠的有利條件，采用海水脫硫技術(shù)，成為首個(gè)獲得國家環(huán)保部環(huán)評中心評審?fù)ㄟ^的脫硫效率不低于98%的海水脫硫項(xiàng)目，是電廠二氧化硫近零排放的重要舉措。 海水脫硫工藝是利用火電廠原有冷卻用海水作為脫硫劑的一種脫硫工藝。主要由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)等部分組成。 經(jīng)海水脫硫后SO2小于35mg/Nm，粉塵濃度小于16.5mg/Nm3（脫硫除塵效率按50%計(jì)）；實(shí)際運(yùn)行值粉塵小于10.3mg/Nm3，SO2濃度為2.76mg/Nm。近零處理主要技術(shù)海水脫硫三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng) 超低氮燃燒技術(shù)的應(yīng)

7、用 + SCR脫硝裝置的配置，使得燃煤電廠氮氧化物的排放值低于燃機(jī)排放值。近零處理主要技術(shù)Nox控制技術(shù)三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)與常規(guī)電除塵器的原理相同。濕式電除塵器采用液體沖刷集塵極表面來進(jìn)行清灰。 該技術(shù)在美國、歐洲、日本較為成熟，已有近30年的成功應(yīng)用歷史。 國內(nèi)已有多個(gè)電廠簽訂濕式電除塵器合同或確定采用此技術(shù)。浙能六橫21000MW機(jī)組、寧波中華紙業(yè)250MW機(jī)組等已簽訂濕式電除塵器合同。嘉興三期21000MW機(jī)組、浙能臺州21000MW機(jī)組、溫州發(fā)電廠2600MW機(jī)組等已確定采用此技術(shù)，煙塵排放要求均小于5mg/m3。 濕式電除塵器是舟山電廠4號機(jī)近零排放控制系統(tǒng)的最終精

8、處理技術(shù)裝備。 煙囪出口粉塵排放濃度2.46mg/Nm3工作原理及應(yīng)用近零處理主要技術(shù)濕式電除塵技術(shù)三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)近零處理主要技術(shù)高頻電源技術(shù)三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng) 舟山電廠4號機(jī)常規(guī)電除塵器和濕式電除塵器均采用高頻電源技術(shù)，能大幅提高電除塵器供電效率，節(jié)約電能，并提高除塵效率。 高頻電源是根據(jù)高頻轉(zhuǎn)換技術(shù)開發(fā)的。輸入的三相工頻交流電源經(jīng)過三相全橋整流濾波后變成低壓直流電，再經(jīng)過全橋IGBT等逆變電路裝置逆變控制，產(chǎn)生高頻交流脈沖，高頻高壓整流變壓器最后將低壓高頻交流脈沖升壓整流后，供電給電除塵器電場使用。控制原理圖 神華國華舟山電廠4號燃煤發(fā)電機(jī)組順利完成

9、168小時(shí)試運(yùn)，正式投入商業(yè)運(yùn)行。機(jī)組試運(yùn)行期間，浙江省環(huán)境監(jiān)測中心站獨(dú)立現(xiàn)場取樣監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,主要污染物粉塵排放濃度2.46 mg/Nm3，二氧化硫排放濃度2.76 mg/Nm3，氮氧化物排放濃度19.8 mg/Nm3 。舟山電廠4號機(jī)組168至今大氣污染物排放情況表舟山舟山4號機(jī)組海水脫硫號機(jī)組海水脫硫舟山舟山4號機(jī)組濕式除塵號機(jī)組濕式除塵舟山舟山4號鍋爐、脫硝及靜電除塵器號鍋爐、脫硝及靜電除塵器三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)五、結(jié)束語一、舟山電廠概況 三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)二、舟山 “近零排放”項(xiàng)目背景 四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”

10、處理系統(tǒng) 國華舟山電廠3號機(jī)組投產(chǎn)至今，一直運(yùn)行正常。從電廠的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來看，3號機(jī)組已基本滿足火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB132232011），但距離 “近零排放”的標(biāo)準(zhǔn)還有一定差距。根據(jù)國華電力公司“綠色發(fā)電計(jì)劃”的要求以及將舟山電廠3號機(jī)組努力建設(shè)成為煙塵排放保證值不大于1mg/Nm的環(huán)保示范電站的目標(biāo)，舟山公司結(jié)合干式電除塵電源改造、濕式電除塵改造等各段除塵效果統(tǒng)一考慮，在優(yōu)化傳統(tǒng)除塵技術(shù)的基礎(chǔ)上，努力探索新的除塵技術(shù)，擬為今后燃煤電廠除塵改造提供新思路并起到示范作用。 本次改造于10月31日正式停機(jī)開始，12月16日一次點(diǎn)火啟動(dòng)成功。四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)舟山電廠3

11、號機(jī)組啟動(dòng)高負(fù)荷后排放值機(jī)組在線監(jiān)測數(shù)值達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，后續(xù)環(huán)保檢測待168試運(yùn)后進(jìn)行！舟山電廠3號機(jī)組簡介四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)3號機(jī)組主設(shè)備（鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)）采用上海三大動(dòng)力廠設(shè)備。鍋爐為上海鍋爐廠設(shè)計(jì)、制造的亞臨界壓力、一次再熱、控制循環(huán)汽包鍋爐，單爐膛，四角切圓擺動(dòng)燃燒，“”型露天布置，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，固態(tài)排渣鍋爐。本工程煤質(zhì)如下表：舟山電廠3號機(jī)組綠色改造技術(shù)路線改造目標(biāo)粉塵1mg/Nm3。四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)1、其中低氮燃燒已于2014年完成改造，本次只需將SCR脫硝催化劑由2層加為3層，系統(tǒng)按脫硝裝置入口NOx排放量260mg/Nm3，反應(yīng)器出

12、口小于50mg/Nm3的脫硝效率進(jìn)行催化劑方案設(shè)計(jì)；2、海水脫硫設(shè)計(jì)值能滿足和SO2排放值達(dá)到“近零排放”要求，本次只是改造了吸收塔出口煙道形式，由側(cè)出改為頂出，滿足空間布置要求。3、本次改造主要內(nèi)容為除塵方面：靜電除塵器原四個(gè)電場工頻電源更換為臨界脈沖電源；海水脫硫出口至煙囪入口煙道增設(shè)一臺兩電場濕式電除塵器。臨界脈沖電源技術(shù)四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)舟山電廠3號機(jī)干式除塵器原4個(gè)電場的工頻電源更換為臨界脈沖，“臨界脈沖電源”是將380V三相交流電經(jīng)整流濾波成直流，再逆變?yōu)楦哳l交流，經(jīng)高頻變壓器升壓后，再經(jīng)“臨界柔性功率模塊”變?yōu)閹в形⑿∶}動(dòng)的平穩(wěn)直流。工作電壓不采用“火花率”來控

13、制，電源控制系統(tǒng)根據(jù)電除塵內(nèi)部工況變化，將運(yùn)行電壓始終控制在瞬時(shí)工況下不斷變化的火花始發(fā)點(diǎn)以下臨界處，實(shí)現(xiàn)高有效電壓?？刂圃韴D四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)臨界脈沖電源高效節(jié)能和長期穩(wěn)定的本質(zhì) 臨界脈沖（柔）特性： .臨界脈沖電源具有“硬件儲能與限能”和“微脈沖” 式供電特性，輸出的電壓隨著工況(電場內(nèi)溫度、濕度、壓力、粉塵濃度、粒度、比電阻以及市電波動(dòng))的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)適應(yīng)，使輸出電壓值穩(wěn)定位于火花始發(fā)點(diǎn)以下臨界區(qū)。 .無須大幅降壓或關(guān)斷以熄滅火花，連續(xù)輸出臨界電壓，可實(shí)現(xiàn)最理想的也是運(yùn)行中最高的場強(qiáng)（荷電場強(qiáng)、驅(qū)進(jìn)場強(qiáng)）。 .使電場保持在“二次電子崩”與“流注初期”狀態(tài)，空間自

14、由電荷最多，荷電效率最高。 高電壓低電流：在使電壓保持在臨界區(qū)的同時(shí)，避免了大量的無效電耗，實(shí)現(xiàn)小電流供電。而且，采用高頻技術(shù)功率因數(shù)高。 避免電腐蝕：由于臨界脈沖電源技術(shù)在供電過程都處于無深度火花放電狀態(tài)，避免了對除塵器本體極線、極板的電腐蝕。臨界脈沖電源技術(shù)的優(yōu)勢四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)管式除霧器四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng) 在原有脫硫吸收塔兩層屋脊式除塵器下增設(shè)一層管式除塵器，利用凝聚、捕悉和湮滅的原理，在煙氣高速湍流、劇烈混合、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，將煙氣中攜帶的霧滴和粉塵顆粒脫除。管式除霧器管式除霧器 通過臨界脈沖電源改造和管式除霧器安裝，達(dá)到濕式除塵器入口粉塵濃度（

15、干基）10mg/Nm3的效果。濕式除塵器四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng) 在舟電4號機(jī)組濕法除塵投運(yùn)后一年穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，3號機(jī)組采用濕法除塵進(jìn)行煙塵提效技改。在海水脫硫塔右側(cè)布置濕式除塵器。將吸收塔開口由塔側(cè)改為塔頂，煙氣從塔頂進(jìn)入吸收塔，經(jīng)除霧器后進(jìn)入凈煙道。凈煙道重新加裝，采用兩電場的配置。 其設(shè)計(jì)粉塵去除率達(dá)到90%，即除塵器入口粉塵濃度（干基）按照10mg/Nm3，出口達(dá)到1mg/Nm3。 濕式除塵器濕式除塵器兩電場在線監(jiān)測設(shè)施改造四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng) 為符合 固定污染源排氣中顆粒物和氣態(tài)污染物采樣方法(GB/T 16157一1996) 和固定污染源排放煙氣連續(xù)

16、監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ/T 75一2007) 的規(guī)定，克服技改機(jī)組爐后空間小的困難，合理安排將水平煙道延長至48m，在據(jù)濕法除塵器出口29m處安裝污染源在線監(jiān)測設(shè)施，在自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備采樣點(diǎn)位下游雙側(cè)安裝手工采樣點(diǎn)位。同時(shí)安裝采樣平臺、固定電源，Z字梯。 煙氣流量采用南京益彩YC-TL-F-S水平煙道正中安裝矩陣式的測量裝置，煙塵儀采用SICK- FWE200,二氧化硫、氮氧化物采用ABB-AO2020進(jìn)行測量。流量測量裝置流量測量裝置監(jiān)測設(shè)施、采樣平監(jiān)測設(shè)施、采樣平臺臺四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)改造分析 根據(jù)計(jì)算，本工程改造后，尾部煙氣系統(tǒng)阻力增加約510Pa，原引風(fēng)機(jī)脫硝改造時(shí)，為

17、煙塵改造留有400Pa的裕量（BMCR工況），故本次改造增加阻力為110Pa，阻力增加不多。根據(jù)本次設(shè)計(jì)煤種的燃燒計(jì)算, BRL工況下引風(fēng)機(jī)入口煙氣流量為222m/s。煙氣系統(tǒng)阻力為根據(jù)風(fēng)機(jī)測試報(bào)告計(jì)算，符合實(shí)際情況，并充分考慮了空預(yù)器惡劣工況的阻力上升。根據(jù)當(dāng)前的電廠年平均運(yùn)行負(fù)荷不高的實(shí)際情況，本次改造風(fēng)機(jī)選型以BRL工況為基準(zhǔn)，選取風(fēng)機(jī)TB工況參數(shù)。風(fēng)機(jī)參數(shù)見下表。改造后引風(fēng)機(jī)TB工況在原引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的工作范圍內(nèi)，故原風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)滿足要求，可不進(jìn)行改造。投資估算四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng) 本改造工程靜態(tài)投資6902萬元，單位投資230元/kW。詳見下表。 按機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)5500h，標(biāo)煤價(jià)（含稅）800元/t，按機(jī)組剩余經(jīng)濟(jì)壽命期10年計(jì)算，以投資各方財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率8%測算電價(jià)（含稅），并測算發(fā)電單位成本增加額為3.73元/MWh。五、結(jié)束語一、舟山電廠概況 三、4號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)二、舟山 “近零排放”項(xiàng)目背景 四、3號機(jī)組煙氣“近零排放”處理系統(tǒng)五、結(jié)束語 從2014年的全國首臺新