电厂流程CEMS系统简介.

电厂环保中控系统简介序言一、电力企业生产流程二、电力企业一般锅炉形式三、除尘、脱硫技术四、低氮燃烧技术五、在线监测系统简介六、友联CEMS系统简介电力企业生产流程简介主要污染物产生点电厂与锅炉排污节点不同煤燃烧方式的燃烧特性比较燃烧特性层燃煤粉燃烧循环流化床燃烧温度℃1100~13001200~1500850~900燃料尺寸mm0~500~0.20~8烟气流速2.5~34.5~94.5~6.5升温速度℃/s110-10410~103燃尽时间s1000~110~50混合强度差差强燃料停留时间~10002~3~5000典型燃烧方式1、层状燃烧特点：燃料的全部燃烧过程主要在炉蓖上进行，采用层状燃烧的锅炉称为链条炉。优点：燃料层能保持相当大的热量，燃烧比较稳定，不易灭火缺点：只能使用固体块状燃料悬浮燃烧特点：适用于固体、气体、液体燃料燃料在炉内停留时间短，不般不超过2-3s，并且燃料与空气的接触面积大，燃烧速度快，燃烧效率高，适用于大型锅炉旋风燃烧特点：燃烧稳定，强烈而且比较完全。对煤种适应性广，捕渣能力强，燃烧效率高。缺点：燃烧设备的结构复杂，通风能量消耗多，燃烧高灰份的煤种时灰渣物理损失大流化燃烧特点1、低温燃烧2、极好的燃料适应性3、低的污染物排放低温燃烧、分级燃烧，NOX为煤粉炉的1/4~1/3，通过炉内加入脱硫剂，可达到90%以上的脱硫效率4、灰渣便于综合利用除尘设施1、湿式除尘器利用水的湿润作用，将灰粒从烟气中分离出来2、电气除尘器（效率85%左右）利用电晕放电，使烟气中的灰粒带电，通过静电作用进行分离（效率99%以上）3、过滤式除尘器利用过滤介质，使烟气中的灰粒过滤下实现分离（效率99.8%以上）粉煤灰的综合利用1、制灰渣砖、灰渣砌块砖和空气砌块砖2、水泥掺合料及橡胶工业添加剂3、农用肥料或代替土壤4、筑路工程中做路面基础5、制造保温纤维和提炼稀有金属脱硫技术介绍分类1、燃烧前脱硫：1）洗煤;2）微波脱硫（实验室阶段）;3）强磁分离（科研试验阶段）2、燃烧过程中脱硫：燃烧过程中添加固硫剂实现脱硫。3、燃烧后烟气脱硫：应用最多的湿式石灰石—石膏法，其他的活性炭吸收法、亚纳循环法等。燃烧过程中脱硫煤燃烧过程中SO2析出的动态特性:有机硫在煤加热至400℃时开始大量分解，一般认为有机硫首先分解为中间产物H2S，尔后在遇氧气逐步被氧化为SO2黄铁矿硫在300℃时失去硫份，在650℃以上大量分解，形成SO2各种因素对SO2析出的影响010203040506070809010030s60s90s120s150s180s210s240s270s淮南煤阳泉煤燃烧过程中SO2转化率随时间的增长各种因素对SO2析出的影响SO2生成影响最大的因素是温度和过量空气系数。050100150200250300350400650℃700℃750℃800℃850℃900℃950℃1000℃Sar=0.70%Sar=0.65%各种因素对SO2析出的影响05010015020025030011.11.21.3so2ppm过量空气系数对SO2生成的影响脱硫剂的选择炉内脱硫技术主要应用于循环流化床锅炉循环流化床锅炉燃烧过程中最常用的脱硫剂是钙基脱硫剂，如CaCO3、白云石（CaCO3MgCO3）。CaCO3→CaO+CO2-183kj/molCaO+SO2+O→CaSO4影响脱硫效率的各种因素1、Ca/S摩尔比被认为是影响脱硫效率的首要因素2、床温的影响3、颗粒度的影响4、氧浓度的影响5、分段燃烧的影响燃烧烟气后脱硫1、石灰石－石膏湿法脱硫工艺流程系统的构成1、吸收剂制备系统制备系统方案一般有两种，外购石灰石粉加水搅拌成制成石灰石浆液、外购块状石灰石经石灰石湿磨制成石灰石浆液。石灰石中CaCO3的含量易高于90％，SiO2小于2％，石灰石粉的细度要求。低硫煤应保证250目，高硫煤应保证325目。2、烟气吸收和氧化系统由吸收塔、喷淋系统、除雾器、氧化风机、事故浆液系统组成。3、脱硫副产品处置系统主要由石膏漩流器和真空皮带脱水机组成，设计时要为石膏的综合利用创造条件。燃烧烟气后脱硫4、脱硫废水系统根据环评要求，废水系统单独设立或经过预处理去除重金属、氯离子后排入电厂废水处理系统。脱硫废水不可以直接进入电厂废水稀释排放，最好用于干灰加湿随干灰处理5、烟气及烟气再热系统由脱硫进出口挡板门、旁路挡板门、增压风机、GGH、烟道等组成。6、自控和在线监测系统控制回路主要有：增压风机压力控制、石灰石浆液补充控制、石膏浆液排放控制、废水系统控制、真空皮带机石膏厚度控制。在线监测系统安装在脱硫进出口，并将测得的信号转化为4～20mA的直流信号输入DCS中自动监测与控制。石灰石/石膏流程11石灰石运入2净水排放石膏外运12浆液/水流程1416污泥排放烟气/空气流程171819209348721222365151、锅炉；2、除尘器；3、增压风机；4、烟气再热器（GGH）；5、脱硫反应塔；6、浆液槽；7、除雾器；8、烟囱；9、旁路；10、氧化风机；11、石灰石贮仓；12、湿式球磨机；13、石膏浆液旋流器；14、真空皮带脱水机；15、清水池；16、中和池；17、反应池；18、絮凝池；19、澄清池20、石灰；21、有机硫；22、FeClSO4；23、絮凝剂典型的石灰石－石膏烟气脱硫工艺的流程简图吸收剂制备系统脱硫氧化塔系统GGH石膏脱水系统废水处理系统烟气系统脱硫剂石灰石经过湿式球磨机制备成石灰石浆液（浓度约20％～30％），然后用供浆泵打入脱硫塔底部的浆液槽，以补充塔内由于脱硫过程消耗的脱硫剂。浆液槽内的脱硫浆液通过循环泵，由喷淋装置的喷嘴喷出，进入脱硫段。在脱硫段，洗涤用的脱硫浆液与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。锅炉引风机排出的锅炉烟气经脱硫增压风机增压后，首先进入烟气再热器（GGH）实现热量综合利用，然后进入脱硫塔进行脱硫净化，净化后的烟气排出脱硫塔后，再次进入烟气再热器进行升温，而后由烟囱排出。氧化风机将空气鼓入浆液槽中，将亚硫酸钙强制氧化为石膏。生成的石膏浆液排出塔外，首先通过石膏浆液旋流器进行预脱水，浓缩后的石膏浆液进入脱水机，将石膏脱水至水分含量低于10％。脱水机滤液返回脱硫塔，或进入吸收剂制备系统回收利用，脱水石膏由卡车运出填埋或综合利用。为控制脱硫塔脱硫浆液中Cl－以及重金属离子的浓度，石膏浆液旋流器的溢流除一部分返回脱硫塔外，其它则进入废水处理系统。脱硫系统的主要影响因素2、影响脱硫效率的主要因素1、浆液PH值较高的PH值有利于石灰石的溶解，提高SO2的俘获率，但高PH值会增加石灰石的耗量，使得浆液中残留的石灰石增加，影响石膏的品质。应根据每天石膏化验结果、燃料硫份合理调节。一般控制在5.4～5.82、钙硫比（Ca/S）钙硫比（Ca/S）是指注入吸收剂量与吸收二氧化硫量的摩尔比，它反应单位时间内吸收剂原料的供给量。在保持浆液量（液气比）不变的情况下，钙硫比增大，注入吸收塔内吸收剂的量相应增大，引起浆液pH值上升，可增大中和反应的速率，增加反应的表面积，使SO2吸收量增加，提高脱硫效率。按照脱硫工艺的不同：湿法烟气脱硫工艺的Ca/S＝1.05脱硫效率＝90％循环流化床锅炉Ca/S＝2；脱硫效率达到∽90%，烟气循环流化床干法脱硫Ca/S＝1.5脱硫效率＝70％半干法脱硫Ca/S＝1.3脱硫效率＝80％烟气后脱硫3、石灰石根据吸收塔浆液PH值、烟气中SO2含量及烟气量来调节石灰石的配置和加入。运行中有时PH值异常可能是石灰石中CaO含量引起的，石灰石粒径的大小影响其溶解，进而影响脱硫率。4、液气比（L/G）单位（升/立方米L/m3）液气比（L/G）是指与流经吸收塔单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量，它直接影响设备尺寸和操作费用。在其他参数值一定的情况下，提高液气比相当于增大了吸收塔内的喷淋密度，使液气间的接触面积增大，脱硫效率也增大，另一方面，提高液气比将使浆液循环泵的流量增大，从而增加设备的投资和能耗，同时，高液气比还会使吸收塔内压力损失增大，增加风机能耗。L/G的计算是脱硫公司的专利技术，具体的数值各公司之间的差别较大,一般为12～20L/m3烟气后脱硫5、进塔烟温根据吸收过程的气液平衡可知，进塔烟温越低，越有利于SO2的吸收。6、粉尘浓度经过吸收塔的洗涤后，烟气中的粉尘都会留在浆液中，其中一部分通过排放废水、石膏排除，另一部分仍会留在吸收塔中，浆液中粉尘过多会影响石灰石的溶解，导则浆液中PH值降低、脱硫效率下降。这时应开启真空皮带机或增大废水流量，连续排除浆液中的杂质，可以恢复脱硫效率。重视电除尘的管理，提高电除尘的除尘效率是保证脱硫设施安全稳定运行的重要条件之一脱硫系统的主要影响因素3、影响石膏质量的主要因素1、吸收塔对石膏质量的影响吸收塔的合理设计可以提高液气比，减小液滴直径，高度恰当可延长接触时间、也可提高烟气流速，提高脱硫效率。2、溶液中的杂质对石膏质量的影响浆液中杂质或粒径不合理，生成石膏的杂质增多，影响石膏的质量和使用。3、浆液中PH值对氧化反映的影响PH值对亚硫酸钙和硫酸钙的溶解度有较大的影响，PH值低时溶液中含有大量的亚硫酸钙，结晶使石灰石钝化。当PH值低于5时，亚硫酸钙将生成亚硫酸氢钙，当PH值骤然升高时，急速结晶导致结垢。脱硫系统的主要影响因素4、氧化反映的影响氧化的好坏影响石膏的生成和质量的提高5、溶液中的过饱和度过饱和度太高会引起结垢，6、石膏残留水分影响石膏残留水分的因素有石膏漩流站的运行压力、漩流子磨损、皮带机滤布的清洁程度、皮带机真空度、滤布冲洗水量等等。通过检查石膏的质量可以反映的脱硫的运行状况石膏（CaSO42H2O）的定期化验的项目：含水率＜10％Cl－＜1000ppm碳酸钙(CaCO3)＜3%半水亚硫酸钙（CaSO3·1/2H2O）＜1%不溶解酸＜3%石膏含量＝100－碳酸钙－半水亚硫酸钙－不溶解酸钙硫比＝(碳酸钙/100)/(石膏/172+半水亚硫酸钙/129)+1低NOx燃烧技术1低过量空气燃烧使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氧的减少，可以抑制NOx的生成。这是一种最简单的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放15－20%。但如炉内氧浓度过低（3%以下），会造成浓度急剧增加，增加化学不完全燃烧热损失，引起飞灰含碳量增加，燃烧效率下降。因此在锅炉设计和运行时，应选取最合理的过量空气系数。低NOx燃烧技术2空气分级燃烧基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。在第一阶段，将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的70－75%（相当于理论空气量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。此时第一级燃烧区内过量空气系数α＜1，因而降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。因此，不但延迟了燃烧过程，而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反应率，抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。为了完成全部燃烧过程，完全燃烧所需的其余空气则通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA（overfireair）――称为火上风喷口送入炉膛，与第一级燃烧区在贫氧燃烧条件下所产生的烟气混合，在α＞1的条件下完成全部燃烧过程。由于整个燃烧过程所需空气是分两级供入炉内，故称为空气分级燃烧法。若用空气分级燃烧方法改造现有煤粉炉，应对前墙或前后墙布置燃烧器的原有炉膛进行改装，将顶层燃烧器改作火上风喷口，将原来由顶层燃烧器送入炉膛的煤粉中形成富燃料燃烧，从而NOx生成。可降低15－30%。新设计的锅炉可在燃烧器上方设火上风喷口。低NOx燃烧技术3燃料分级燃烧在燃烧中已生成的NO遇到烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时，会发生NO的还原反应，反应式为：4NO+CH4=2N2+CO2+2H2O2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2=N2+2nCO2+mH2O2NO+2CO=N2+2CO22NO+2C=N2+2CO2NO+2H2=N2+2H2O利用这一原理，将80-85%的燃料送入第