锅炉设备管理之四环保设备管理

锅炉管理及节能减排新技术高级培训班主讲：王和平设备技术管理培训中心12Part3.锅炉设备管理2.锅炉设备管理（1）受热面设备管理（2）燃烧设备管理（4）辅助设备管理（3）环保设备管理2019/10/43环境保护的目的、任务及其基本概念2019/10/44环境管理的目的、任务及其基本概念一、目的环境问题的产生有两个层次上的原因：一是思想观念层次上的；一是社会行为层次上的，基于这种思考，人类终于认识到必须改变自身一系列的基本思想观念，必须从宏观到微观对人类自身的行为进行管理，以尽可能快的速度逐步恢复被损害了的环境，并减少甚至消除新的发展活动对环境的结构、状态、功能造成新的损害，保证人类与环境能够持久地、和谐地协同发展下去。这就是环境管理的根本目的。2019/10/45环境管理的目的、任务及其基本概念二、任务转变人类社会的一系列基本观念和调整人类社会的行为。三、实质环境管理是人类有意识的自我约束，这种约束通过行政的、经济的、法律的、教育的、科技的等手段来进行，它是人类社会发展的根本保障和基本内容。2019/10/46环境管理的目的、任务及其基本概念四、概念环境管理是管理中最一般的规律科学，它在寻求正确处理自然生态规律与社会经济发展规律对立、统一的关系的理论和方法，为企业和社会发展提供理论和方法上的指导。2019/10/47环境问题：①全球变暖；②臭氧层破坏；③酸雨；④淡水资源危机；⑤能源短缺；⑥森林资源锐减；⑦土地荒漠化；⑧物种加速灭绝；⑨垃圾成灾；⑩有毒化学品污染等众多方面环境管理的目的、任务及其基本概念2019/10/48环境污染源主要有以下几方面：1）企业排出的废烟、废气、废水、废渣和噪音；2）人们生活中排出的废烟、废气、噪音、脏水、垃圾；3）交通工具（所有的燃油车辆、轮船、飞机等）排出的废气和噪音；4）大量使用化肥、杀虫剂、除草剂等化学物质的农田灌溉后流出的水。环境管理的目的、任务及其基本概念2019/10/49机械噪声源：空气动力性噪声源：电磁噪声源：声源指向性：撞击噪声的特征：声波的吸收：环境保护专业名词（声波污染）2019/10/410二氧化硫：氮氧化物(nitrogenoxides)：粉尘：环境保护专业名词（烟气污染）2019/10/411COD：悬浮物：PH值：环境保护专业名词（污水污染）2019/10/412烟气中主要污染因子1、烟气的种类：燃煤锅炉、燃油锅炉、烟气锅炉、垃圾焚烧炉、工业炉窑（如烧结机、玻璃窑、冶炼炉等）2、主要污染因子：烟尘、SO2、NOX、F－、Cl－、CO23、主要防污措施：洁净燃料、高空稀释、烟气治理我国SO2的排放总量已达2700万吨，居世界第一2019/10/413硫的存在形式烟气中主要污染因子无机硫有机硫硫醇硫醚生命体（蛋白质等）单质硫SS2－SO3、SO24－SO2、SO23－2019/10/414为什么会污染？煤中硫的形态有机硫（CxHySz）硫化物硫（FeS2）煤中含硫无机硫元素硫（S）硫酸盐硫（MeSO4）2019/10/415a.硫酸盐硫:硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它形态的硫能燃烧放出热量。通常所说的SOx污染物只包括有机硫、硫化物，不包括MeSO4。b.硫化铁硫：是主要的含硫成分，常见形态是黄铁矿硫。黄铁矿：硬度6—6.5,比重4.7—5.2本无磁性，但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此，可把其从煤中脱除。c.有机硫：以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。2019/10/416燃料燃烧过程影响燃烧过程的主要因素1．燃烧过程及燃烧产物2．燃料完全燃烧的条件3．发热量及热损失4.燃烧产生的污染物2019/10/417燃烧过程及燃烧产物燃烧是可燃混合物的快速氧化过程，并伴有能量的释放，同时使燃料的组成元素转化成相应的氧化物。多数化石燃料完全燃烧的产物是CO2、水蒸汽；不完全燃烧过程将产生黑烟、CO和其它部分氧化产物等。若燃料中含S、N会生成SO2和NOx，燃烧温度较高时，空气中的部分氮会被氧化成NOx。FuelNOx(燃料型NOx)——燃料中的NNOx生成量ThermalNOx(热型NOx)——高温时空气中2019/10/418燃烧产生的污染物硫氧化物SOx：随温度变化不大，主要是煤中S。粉尘：随燃烧温度而变化(增高、不变、降低均有变化)。CO及HC化合物：随燃烧温度而变化(增高、不变、降低均有变化)。NOx：随燃烧温度而变化(增高、不变、降低均有变化)。锅炉的烟气净化烟尘的危害与排放标准（1）烟尘的危害烟尘的组成：一是煤烟（炭黑）。它是煤在高温缺氧条件下分解和裂化出来的一些微小碳粒，其粒径为0.05～1.0μm。烟气中炭黑多时即形成黑烟。二是尘（飞灰）。是由于烟气的扰动作用而被带走的灰粒和一部分未燃尽的煤粒，其粒径一般在1～100μm。尘又有飘尘和降尘之分。烟尘的危害妨碍植物的光合作用，造成植物叶片退绿，园林受害；烟尘粒子吸附有害物质，随人的呼吸被带入体内，危害人体健康；污染空气，降低空气可见度，增加城市交通事故；烟尘的遮挡减弱了太阳紫外线辐射，影响儿童发育；使空气的温度、湿度及雨量发生变化，影响某些工业产品的质量；等等。（2）烟尘排放标准锅炉烟尘排放标准是为了防止大气污染、保护环境而对锅炉烟尘排入环境的数量所作的限制的规定。规定采用标准状态下1m3排烟体积中含有烟尘的质量（mg）来表示锅炉排出烟气的含尘量，称为烟尘浓度。锅炉房的烟尘排放应符合《锅炉大气污染物排放标准》的规定，并应符合本地区环保部门的有关规定。在实际燃烧过程中，要使燃料全部完全燃烧是不可能的，要烟气中一点飞灰没有也是不可能的。一般所说的消烟除尘，只是把烟气的黑度和含尘量降低到不至于污染环境和危害人体健康的程度。（2）锅炉大气污染物排放量计算燃煤锅炉烟尘排放量MA锅炉房烟囱出口处烟尘的排放浓度CA燃煤锅炉二氧化硫排放量MSO2（3）选择除尘器时应注意的几个问题：排烟含尘浓度首先应了解当地锅炉烟尘运行排放浓度及锅炉排烟的含尘浓度，计算处出除尘器应具有的除尘效率，然后选配除尘器的型式和级数。除尘器应具有的除尘效率：22烟尘的分散度锅炉排烟的飞灰是由大小不同的尘粒组成的，烟尘的粒径范围一般为3～500μm。通常将灰尘按一定直径范围分组，各组重量占烟尘总重量的百分数称为它的分散度。不同形式的除尘器，对于尘粒的分散度具有不同的适应性。实际应用中，常用分级效率为50％的粒径dc50来表示除尘器对不同尘粒的捕集能力，称为分割粒径。分割粒径是反应旋风除尘器性能的一项重要指标，dc50越小，说明除尘效率越高。烟气量各种除尘器都有与其相适应的设计处理烟气量。在此烟气量下工作，可使除尘器处于最佳运行工况。实际负荷变化时，将会引起除尘效率的变化。当实际负荷低于设计负荷时除尘效率将下降；当负荷高于设计负荷时，会使除尘器的阻力增加。工业锅炉运行时烟气量往往变化很大。锅炉高负荷运行时，排烟量增加；低负荷运行时，排烟量减小。因此，选择除尘器时，应考虑烟气量及其变化这一因素。24锅炉的除尘设备锅炉除尘设备按其作用原理可以分为：机械式除尘器（重力沉降除尘器、惯性除尘器、离心除尘器）、湿式除尘器（冲击式除尘器、泡沫除尘器、麻石水膜除尘器）、过滤式除尘器（袋式除尘器）和静电除尘器。2526272829除尘设备的选用（1）除尘设备的选择原则选择除尘设备时，应根据有关标准和规定，及不同燃烧方式的锅炉在额定蒸发量下出口的烟尘浓度，和除尘器对负荷的适应性等因素，经技术经济比较，选用高效、低阻、设备投资少、运行费用低的除尘器。供热锅炉房多采用旋风除尘器。对于往复炉排、链条炉排等层燃式锅炉，一般采用单级旋风除尘器。对抛煤机炉、煤粉炉、沸腾炉等室燃炉锅炉。一般采用二级除尘；当采用干法旋风除尘达不到烟尘排放标准时，可采用湿式除尘。对湿式除尘来说，其废水应采取有效措施使排水符合排放标准。在寒冷地区还应考虑保温和防冻措施。当采用多台并联除尘器时，应考虑并联的除尘器具有相同的性能，并应考虑其前后接管的压力平衡。烟气脱硫简述在锅炉燃烧中，由于供应的空气是过量的，产生的烟气中除了烟尘外，还有SO2、SO3、NO、N2O、NO2以及碳氢化合物等。其中SO2、SO3浓度超标会诱发人体呼吸道疾病，腐蚀工业设备及建筑物。更严重的会造成酸雨，破坏植被、森林、庄稼和生态平衡。为此，我国制定了《大气污染物综合排放标准》和《锅炉大气污染物排放标准》，来严格控制锅炉烟气中SO2的排放对大气的污染。防止SO2对大气污染的途径有：采用低硫燃料燃料脱硫烟气脱硫2019/10/432电厂锅炉脱硫2019/10/433脱硫技术比较－－概述目前国际上研究过的脱硫技术达200余种。•燃烧前脱硫如洗煤、型煤等•燃烧中脱硫如炉内喷钙、循环流化床等•燃烧后脱硫（烟气脱硫FGD）世界上唯一大规模商业化应用的技术2019/10/434脱硫技术比较－－分类按脱硫产物是否可回收分•抛弃法（95%）•回收法（5%）按产物是否可再生分•可再生（7%）•不可再生（93%）按脱硫剂形态分湿法（91%）干法半干法（9%）注：括号中数据为美国电力工业FGD装置应用情况（1987）2019/10/435二氧化硫国家排放标准（mg/m3）国家新电厂旧电厂国家新电厂旧电厂奥地利200-1620200-2000荷兰200-700400比利时250-2000250-2000新西兰125—加拿大715—波兰540-1755675-4160丹麦400-2000810西班牙400-2000—芬兰380-2540620-2540瑞典160-540160-920法国400-2000400-2000瑞士430-2145430-2145德国400-2000400-2500英国400-30002000-3000意大利400-2000400-2000美国740-14801480日本170-860170-8602019/10/436我国规定的火电厂二氧化硫排放标准在燃料含硫量小于1%的情况下为1200mg/m3,在燃料含硫分大于1%为2100mg/m3规定的工业锅炉二氧化硫排放mg/m3二氧化硫排放浓度mg/m3锅炉类型I时段II时段燃煤锅炉1200900轻柴油、煤油700500燃油锅炉其它燃料1200900燃气锅炉100100I时段为2000年12月31日前建的电厂，II时段为2000年12月31日后建的电厂2019/10/437一、烟气脱硫原理循环悬浮式半干法烟气脱硫技术，采用消石灰作为脱硫剂，在两级电除尘器和布袋除尘器之间安装循环脱硫反应器系统，烟气从脱硫塔下部布风板进入反应器，与消石灰颗粒充分混合，SO2、SO3及其他有害气体，如HCl、HF等与消石灰发生反应，生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O等。2019/10/438化学反应式为化学反应式为：Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2O2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2OCa(OH)2+2HF=CaF2+2H2O2019/10/439二、干法脱硫技术2019/10/440环保循环干法烟气脱硫工艺2019/10/441炉内喷钙脱硫流程示意图2019/10/442RCFB-FGD工艺2019/10/443CFB-FGD工艺2019/10/444三、半干法脱硫技术2019/10/445ABB的NID工艺2019/10/446四、湿法脱硫技术2019/10/447丹麦FLS.Miljo公司的GSA工艺2019/10/448GSA工艺示范工程2019/10/449脱硫塔电除尘器回料系统控制室脱硫剂系统浆液雾化2019/10/450石灰储存消化制浆系统吸收浆液喷入区2019/10/451大同二电厂6＃炉机组容量：200MW脱硫装置外观燃煤含硫量：1.