燃煤鍋爐超低排放技術(shù)講稿(12至14節(jié))

1、旋匯耦合脫硫除塵單塔一體化新技術(shù)培訓(xùn)講稿（第12節(jié)至第14節(jié)）張云峰2017.8.19超低排放技術(shù)指標(biāo)（煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）要求達(dá)到火力發(fā)電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值）浙江省地方燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)升級改造行動計劃規(guī)定300MW以下燃煤機(jī)組需在2017年底前完成超低排放改造污染物項(xiàng)目燃煤鍋爐排放限值重點(diǎn)地區(qū)排放限值超低排放限值氮氧化物mg/Nm3100200（03年前）10050二氧化硫mg/Nm3100（新建）200（現(xiàn)有）5035煙塵mg/Nm330205性能保證： 脫硫效率：99%以上 除塵效率：90%以上 SO2排放：3

2、5mg/Nm3 煙塵 ： 5mg/Nm3單塔一體化脫硫除塵深度凈化技術(shù)石灰石-石膏濕法脫硫CaCO3 +SO2 +1/2 O2+2H2O CaSO4.2H2O + CO2單塔一體化技術(shù)的主要構(gòu)成離心式管束式除塵除霧裝置高效旋匯耦合脫硫除塵裝置高效節(jié)能噴淋裝置高脫硫、除塵效率系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)12強(qiáng)傳質(zhì)機(jī)理增設(shè)多個湍流單元可控湍流空氣動力學(xué)3三相充分接觸一、旋匯耦合高效脫硫除塵技術(shù)旋匯耦合脫硫除塵技術(shù)傳質(zhì)單元數(shù)與脫硫效率關(guān)系無旋匯耦合器NTU versus Desulfurization Efficiency NTU2.01.03.04.0405060708090100% 脫硫效率5.0N

3、TU =-ln(1-fractional efficiency)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有旋匯耦合器經(jīng)過旋流器后促使吸收塔內(nèi)煙氣均布，有效避免了空塔噴淋氣流分布不均，噴淋層失效的問題。旋匯耦合脫硫除塵技術(shù)有旋流器無旋流器一二噴淋層中間截面上的速度分布有旋流器無旋流器1、在實(shí)現(xiàn)高脫硫效率、高除塵效率的同時，維持低運(yùn)行成本高脫硫效率低運(yùn)行成本均氣效果遠(yuǎn)優(yōu)于空塔噴淋超強(qiáng)的傳質(zhì)能力，脫硫除塵效率比空塔噴淋高3%-5%降溫速度快 ，經(jīng)過湍流器的高溫?zé)煔饪焖俳档?060度，使吸收反應(yīng)更徹底提高煙氣停留時間35%液氣比非常低，同等條件下，比空塔噴淋低約30-40%。雖然旋流器會使引風(fēng)機(jī)的電耗增加，由于漿液循環(huán)量大幅降低，脫

4、硫系統(tǒng)綜合電耗比空塔噴淋低10-30%。旋匯耦合裝置技術(shù)優(yōu)勢綜合脫硫效率噴淋層效率旋流器效率注：上述數(shù)據(jù)條件為：煙氣入口含SO2量為2500mg/Nm3，機(jī)組為600MW.由于旋流器具有超強(qiáng)的傳質(zhì)能力，洗滌效果強(qiáng)，當(dāng)煙氣含硫量波動時，系統(tǒng)脫硫效率仍然可以穩(wěn)定在設(shè)計值附近。吸收塔是通過旋流器和噴淋層共同實(shí)現(xiàn)高效脫硫的目的，綜合脫硫效率是由旋流器脫硫效率和噴淋層脫硫效率疊加而成。隨著煙氣量的增加，噴淋層的脫硫效率逐漸降低，旋流器的脫硫效率逐漸提高。所以煙氣量和煙氣溫度波動時，系統(tǒng)綜合脫硫效率較為穩(wěn)定。2、對硫含量和煙氣量波動的適應(yīng)性強(qiáng)高效節(jié)能噴淋技術(shù)優(yōu)化的噴淋布置方式，打造合理的覆蓋率高效噴嘴的組

5、合，在提升自身霧化效果的同時提高了二次碰撞的效果設(shè)計了防壁流裝置，避免氣液短路管束式除塵技術(shù)煙氣通過分離器，產(chǎn)生高速離心運(yùn)動，在離心力的作用下，霧滴與塵向筒體壁面運(yùn)動，在運(yùn)動過程中相互碰撞、凝聚成較大的液滴，液滴被拋向筒體內(nèi)壁表面，與壁面附著的液膜層接觸后湮滅，實(shí)現(xiàn)霧滴與塵的脫除。在分離器之間設(shè)置增速器、導(dǎo)流環(huán)、匯流環(huán)，提升氣流的離心運(yùn)動速度，并維持合適的氣流分布狀態(tài)，以控制液膜厚度，控制氣流的出口狀態(tài)，防止液滴的二次夾帶。擋水環(huán)增速器分離器筒 體改造前后能耗對比分析220021501201601.011.19改造前改造后對于在粒徑2.5um以上的脫除效率達(dá)到95%以上對于在粒徑1.6um以上

6、的脫除效率達(dá)到85%以上對于在粒徑0.4um以上的脫除效率達(dá)到60%以上不同粒徑的脫除效率曲線 除霧器是依靠煙氣中液滴的慣性作用和重力作用為工作原理。設(shè)計流速一般選定在3.5 5.5m/s 之間。折返式除霧器的工作原理及運(yùn)行流速決定了無法除去細(xì)小液滴，即使多層屋脊式除霧器也實(shí)現(xiàn)不了出口塵濃度 5mg/Nm3 。對比項(xiàng)目傳統(tǒng)除霧器離心管束式除塵器運(yùn)行阻力管式+2層屋脊式除霧器阻力約 200Pa運(yùn)行阻力約350Pa堵塞問題有石膏堵塞風(fēng)險無堵塞風(fēng)險局限性應(yīng)用有局限性不能適應(yīng)所有項(xiàng)目能適應(yīng)所有項(xiàng)目吸收塔出口指標(biāo)霧滴40mg/Nm;塵排放15-20mg/Nm霧滴20-25mg/Nm;塵排放5mg/Nm對

7、比傳統(tǒng)除霧器傳統(tǒng)除霧器示意圖1吸收塔入口SO2濃度在150015000mg/Nm3時，脫硫效率高達(dá)99.8%；吸收塔入口煙塵濃度在50mg/Nm3以下時，出口煙塵濃度5mg/Nm3，凈煙氣霧滴含量30mg/Nm3。脫硫效率高、除塵效率高脫硫除塵技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢2可利用原有吸收塔改造，不改變吸收塔外部結(jié)構(gòu)。布置簡潔，工程量小，改造工期為2030天。改造工期短、工程量小3該技術(shù)改造吸收塔內(nèi)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)脫硫除塵一體化，投資低于常規(guī)技術(shù)約30%。且離心管束式除塵器不耗電，阻力與除霧器相當(dāng)。運(yùn)行費(fèi)用是常規(guī)技術(shù)的15%30%。投資低、運(yùn)行費(fèi)用低4對煙氣污染物含量和負(fù)荷波動適應(yīng)性強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單，可靠

8、性高。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高管束式除塵裝置旋匯耦合高效脫硫裝置高效節(jié)能噴淋裝置與濕式電除塵技術(shù)的對比對比項(xiàng)目濕電除塵器離心管束式除塵器改造工程量需進(jìn)行大規(guī)模改造 無需大規(guī)模的改造 復(fù)雜程度場地受限，荷載大布置簡潔，重量輕設(shè)備阻力增加約500Pa 新增約150pa工期4個月1個月投資和運(yùn)行運(yùn)行費(fèi)用高，投資成本大 運(yùn)行費(fèi)用是常規(guī)技術(shù)的15%-30%，投資成本比常規(guī)技術(shù)低約30%以上“除霧器+濕式電除塵” 可實(shí)現(xiàn)5mg/m3的要求，但該工藝設(shè)備龐大笨重，占地大，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，在已建項(xiàng)目上改造難度大。單塔一體化與濕式電除塵的能耗對比（以600MW機(jī)組為例）項(xiàng)目空塔噴淋+濕除單塔一體化技術(shù)入口SO

9、2濃度(mg/Nm)38443844出口SO2濃度(mg/Nm)3232循環(huán)泵流量(臺m/h)511300213000+8530循環(huán)泵功率(kW)（1000+1120+1120+1250/1400）*0.85=5006.5（1000+1400+1400）*0.85=3230旋流器/阻力(Pa)無800濕電/電耗(KW.h/h)/ 阻力(Pa)有/475/400管束除塵器（+100）吸收塔+濕電總阻力(Pa)1300 pa折算電耗1498kW1700pa實(shí)際電耗1698kW循環(huán)泵及煙風(fēng)系統(tǒng)能耗（kW）6979.54928單臺運(yùn)行節(jié)能(KW.h/h)2051.5（節(jié)能29.4%）單臺600WM機(jī)組

10、年節(jié)約成本307.8萬元單塔一體化與常規(guī)方案的能耗對比（以600MW機(jī)組為例）單臺運(yùn)行節(jié)能(KW.h/h): 2051.5（節(jié)能29.4%）300MW以上火力發(fā)電廠業(yè)績序號項(xiàng)目名稱機(jī)組容量起止時間工程質(zhì)量1華潤電力湖北有限公司二期工程煙氣脫硫總承包21000MW2010.9至2012.7.1優(yōu)質(zhì)工程2內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司三期工程2600MW2004.12.19至2006.9.8優(yōu)質(zhì)工程3內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司二期工程2600MW2005.3.21至2006.11.11優(yōu)質(zhì)工程4內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司四期工程2600MW2005.7.21至2007.5

11、.1優(yōu)質(zhì)工程5內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程2600MW2006.6.2至2007.10.15優(yōu)質(zhì)工程6大唐信陽華豫發(fā)電有限責(zé)任公司一期2300MW2300MW2006.3.2至2006.12.31優(yōu)質(zhì)工程7山西大唐國際云岡熱電有限責(zé)任公司二期2X300MW2300MW2007.8.8至2008.3.5優(yōu)質(zhì)工程8內(nèi)蒙古托克托工業(yè)園區(qū)自備熱電廠新建工程2X300MW2300MW2007.1.31至2008.1.15優(yōu)質(zhì)工程9大唐洛陽首陽山電廠2300MW 煙氣脫硫工程2300MW2007.6.26至2007.12.28優(yōu)質(zhì)工程10大唐國際發(fā)電股份有限公司陡河發(fā)電廠爐煙氣脫硫改造工程

12、1.6號1150MW2125MW（一期）2250MW（二期）2200MW（三期）2007.12.12至2008.6.30優(yōu)質(zhì)工程11華能新華發(fā)電有限責(zé)任公司1330MW 機(jī)組煙氣脫硫改造工程1330MW2008.7.26至2009.10.28優(yōu)質(zhì)工程12山西大唐國際臨汾河西熱電廠2X300MW 機(jī)組煙氣脫硫工程2300MW2009.3至2010.12.1優(yōu)質(zhì)工程13金嶺集團(tuán)東營市熱力公司2300MW 熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目2300MW2010.4至2011.8.1優(yōu)質(zhì)工程山西大唐國際云岡熱電有限責(zé)任公司二期3#機(jī)組山西大唐國際云岡熱電有限責(zé)任公司二期原為2300MW供熱發(fā)電機(jī)組，在2014年6月將其擴(kuò)容

13、至2320MW2014年8月，采用了“單塔一體化技術(shù)”對3#機(jī)組脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造。此示范工程已于9月完成改造，成功投運(yùn)示范工程改造前后設(shè)計參數(shù)改造前設(shè)計參數(shù)改造設(shè)計參數(shù)機(jī)組負(fù)荷(MW)300320煙氣量(Nm3/h)10800001160000入口SO2 (mg/Nm3)30003000出口SO2 (mg/Nm3)20035入口塵 (mg/Nm3)5030出口塵 (mg/Nm3)205云岡電廠3#吸收塔現(xiàn)場改造照片SO2：112mg/Nm3煙塵：14.8mg/Nm3SO2：2106mg/Nm3煙塵：76.1mg/Nm3改造前運(yùn)行實(shí)時畫面循環(huán)泵3臺運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷：300.52MW改造后運(yùn)行實(shí)時畫面SO2：9.5mg/Nm3煙塵：3.0mg/Nm3SO2：1937mg/Nm3煙塵：18.2mg/Nm3改造前后SO2和粉塵排放濃度對比19413595.3%99.5%75%85%改造前 粉塵、SO2排放濃度改造后 粉塵、SO2排放濃度220021501201601.011.19改造后吸收塔出口表觀測試對比4#吸收塔 測試5分鐘后3#吸收塔 測試5分鐘后杭州江東富麗達(dá)熱電有限公司4130t/h鍋爐濕法 脫硫除塵改造工程杭州江東富麗達(dá)熱電有限公司4130t/h鍋爐濕法脫硫塔除塵改造項(xiàng)目是響應(yīng)浙江省地方燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)升級改造行動計劃而實(shí)施的超低排放改造工程。項(xiàng)目于2015年11