燃煤电厂脱硫除尘一体化超低排放的改造实践——司宏光(华润首阳山)

河南华润电力首阳山有限公司2016年6月1目录2一•改造背景意义、公司简介及现有环保设施二•超低排放目标、技术路线选择、脱硫除尘单塔一体化技术介绍三•改造方案和实施要点四•实施效果、后续改善及结束语1改造背景意义2014年9月12日，国家发改委、国家环保部、国家能源局联合发文“关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》”。2014年12月，河南省出台《2014-2020年煤电节能减排升级与改造行动计划》，明确要求到2020年，省内燃煤发电机组大气污染物排放浓度原则上接近或达到燃气发电机组排放限值。环保形势日益严峻34超低排放改造的政策支持41、增加发电利用小时数2、电价补贴3、政策奖励4、排污费减半1改造背景意义5绿色环保——我们一直在行动511连续大流量使用中水22中水泥浆再利用33脱硝除尘改造44超低排放改造1改造背景意义2公司简介6公司位于河南省偃师市首阳山镇，南依陇海铁路，北临连霍高速，背靠邙岭，面向洛河，东距郑州108公里，西距洛阳市22公里2公司简介7公司成立于2004年11月11日。总规划装机容量为4×600MW级燃煤超临界发电机组。建设、运营2×630MW超临界燃煤发电机组。●中国美丽电厂●国家安全生产一级达标企业●华润集团EHS示范基地●标杆电厂建设试点单位●华润集团精益管理优秀基层单位●NOSA四星企业●河南省污染减排十大领军企业……883原有环保设施2013年环保设施提效改造：在国内首次成功实施了电除尘组合提效改造：低温省煤器+高频电源+移动极板。新增SCR脱硝系统，2+1层催化剂。锅炉燃烧器全面改造。引增合一改造。9污染物环保设施原设计排放mg/Nm3实际排放值mg/Nm3新排放限值mg/Nm3Ash低温省煤器+高频电源+移动极板+湿法脱硫≤4015≤10SO2湿法脱硫≤12180≤35NOXSCR脱硝≤10090≤50现有环保设施技术性能4原环保参数目录10一•改造背景意义、公司简介及现有环保设施二•超低排放目标、技术路线选择、脱硫除尘单塔一体化技术介绍三•改造方案和实施要点四•实施效果、后续改善及结束语1超低排放目标11为适应国家和电力市场发展需求，秉承我司环保责任理念，超低排放改造势在必行，通过分析对比论证，同时结合我司地处于环保旅游城市现状，制定了具体改造目标。改造目标：Nox＜50mg/Nm3，SO2＜35mg/Nm3，Ash＜5mg/Nm3（国标Ash＜10）改造总体思路：超低排放、煤种适应性强、改动量小、工期短、运行维护费用低。改造总体时间计划：2015年6月完成#1机超低排放改造2015年10月完成#2机超低排放改造2技术路线选择12超净技术路线选择2十二家知名环保企业132技术路线选择十二家知名环保企业主要超低排放技术流派汇总123456789101112电除尘电源改为脉冲电源或采用叠加变压器单塔高效除雾器+湿式电除尘器单塔双区高效脱硫+湿式电除尘器单塔高效除尘脱硫（增加托盘）单塔改造+湿式电除尘器-管式单塔高效除雾器+湿式电除尘器脱硫除尘单塔一体化技术湿式电除尘-板式湿式电除尘-板式湿式电除尘-管式湿式电除尘-管式湿式电除尘-板式北京信实德北京博奇上海龙净环保武汉凯迪德创环保山东三融国电清新菲达环保浙江南源西安热控院山东国舜建设福建龙净环保14造价（万）450070060353002200其它一体化其它一体化其它一体化工期（天）运维费用（万/年）针对我公司已有环保设施的实际情况，采用脱硫除尘一体化技术相比其它技术的优势：2技术路线的对比15超低排放改造方案确定123456789101112电除尘电源改为脉冲电源或采用叠加变压器单塔高效除雾器+湿式电除尘器单塔双区高效脱硫+湿式电除尘器单塔高效除尘脱硫（增加托盘）单塔改造+湿式电除尘器-管式单塔高效除雾器+湿式电除尘器脱硫除尘单塔一体化技术湿式电除尘-板式湿式电除尘-板式湿式电除尘-管式湿式电除尘-管式湿式电除尘-板式2技术路线的确定162技术路线的确定—存在的风险不论采用哪种改造方案，本次脱硫除尘改造总阻力将增加约800pa；SCR增加一层催化剂，阻力将增加200pa；吸风机裕量略显不足。但经设计院及风机厂家核算，吸风机TB点余量仅剩余6.8%；如吸风机及电机不变，运行中若出现空预器、SCR等堵塞将的异常情况，将影响机组的正常带负荷运行。管束式除尘除雾装置技术应用时间短（不足6个月），存在一定的风险。但就其工作原理来讲是可行的、可靠的，且其造价低，工期短，故我公司将本次改造视为对现有除雾器的改造。如果将来环保排放标准再提高，我们再增加湿式电除尘器，总费用也不会增加。因本次改造选择吸收塔塔体不抬高的方案，将直接影响机组对高硫煤的适应性（仍按原设计1%硫分改造）。3脱硫除尘单塔一体化技术介绍17脱硫除尘一体化技术特点1）高效旋汇耦合脱硫除尘技术。2）高效节能喷淋技术。3）离心管束式除尘除雾技术。18高效旋汇耦合脱硫除尘技术特点：强传质机理增设多个湍流单元产生湍流空间空气动力学三相充分接触脱硫效率高、除尘效率高、低能耗可靠性高、稳定性强，运行维护方便对污染物含量和烟气量的波动适应性强1233脱硫除尘单塔一体化技术介绍高效节能喷淋装置：优化的喷淋布置方式合理的覆盖率高效喷嘴的组合避免气液短路和壁流降低能耗3脱硫除尘单塔一体化技术介绍离心管束式除尘除雾装置：1、结构管束筒体——内筒壁面光洁，筒体垂直，断面圆滑，无偏心。增速器——确保以最小的阻力条件提升气流的旋转运动速度。分离器——实现不同粒径的雾滴在烟气中的分离。汇流环——控制液膜厚度，维持合适的气流分布状态。导流环——控制气流出口状态，防止捕悉液滴被二次夹带。2、优势除尘效率高，达到5mg/Nm³以下。彻底消除烟气中浆液的携带。不耗电、增加吸收塔阻力100Pa左右。免维护、结构简单。性能可靠，无性能衰减。3脱硫除尘单塔一体化技术介绍21脱硫除尘一体化整体优势：1）脱硫效率高、除尘效率高：吸收塔入口SO2浓度在1500～15000mg/Nm3时，脱硫效率高达99.8%；吸收塔入口烟尘浓度在50mg/Nm3以下时，出口烟尘浓度≤5mg/Nm3，净烟气雾滴含量≤30mg/Nm3。2）改造工期短、工程量小：可利用原有吸收塔改造，不改变吸收塔外部结构。布置简洁，工程量小，改造工期根据原吸收塔结构变化一般为20～40天。3）投资低、运行费用低：该技术改造吸收塔内构件，实现脱硫除尘一体化，投资低于常规技术约40%。且离心管束式除尘除雾装置不耗电，阻力与原屋脊式除雾器相当。运行费用是常规技术的15%～30%。4）系统运行稳定，可靠性高：对烟气污染物含量和负荷波动适应性强，系统运行稳定，操作简单，对运行人员而言未增加额外的操作量，可靠性高。3脱硫除尘单塔一体化技术原理目录22一•改造背景意义、公司简介及现有环保设施二•超低排放目标、技术路线选择、脱硫除尘单塔一体化技术介绍三•改造方案和实施要点四•实施效果、后续改善及结束语23脱硫除尘一体化方案：旋汇耦合+高效喷淋+管束式除尘除雾装置+浆液循环泵增容管束式除尘除雾装置入口烟道抬升1.3米旋汇耦合器高效喷淋装置吸收塔ABCD四台浆液泵除雾器喷淋层1改造方案脱硫增容提效—旋汇耦合24旋汇耦合装置依据动力学、双模理论等原理，使烟气产生旋流，加强烟气与介质接触。1改造方案脱硫增容提效—高效节能喷淋25优化喷嘴布置，改为小流量喷嘴，减少短路可能，提高覆盖率，同时达到节能的效果。1改造方案脱硫增容提效—两台浆液循环泵增容261改造方案脱硫增容提效—抬高入口烟道27入口烟道吸收塔抬升1.3米加大浆液容积1改造方案除尘增容提效-管束式除尘除雾装置28通过气流的增速、汇流、分离、捕捉，最终达到出口烟尘低于5mg/Nm3。1改造方案脱硝提效—增加催化剂层29通过增加备用层催化剂脱硝效率由原来的83.5%提高到现在的93.3%。下层催化剂1改造方案低氮燃烧器的优化30低氮燃烧器优化后，脱硝入口氮氧化物由平均550mg/Nm3降至500mg/Nm3以下。1改造方案对吹损的催化剂进行更换。脱硝SCR蒸汽吹灰器抬高。催化剂修复及吹灰器优化净烟气CEMS测点设备更新、移位至烟囱60米311改造方案增设高精度粉尘仪32测量曲线1改造方案作业程序1332实施要点施工准备办理工作票停机前塔外架搭设塔外需要拆除的管道、电缆拆除顶层喷淋层满铺板，拆除除雾器塔内满膛脚手架搭设塔底部清淤保温拆除停机后塔外工作停机后塔内工作烟气入口膨胀节拆除，吊耳焊接吸收塔入口烟道提升湍流层大梁安装旧喷淋层拆除新喷淋层大梁安装新除尘器大梁安装塔壁板、新增塔外加强圈安装膨胀节安装塔内部清理、打磨塔内交防腐342实施要点塔内交防腐除尘器安装塔外管道安装、设备安装喷淋层安装配套电仪安装湍流器安装脚手架拆除清塔、塔底检查、防腐修补封门作业程序2实施照片352实施要点旧喷淋层母管拆除喷淋层优化管束式除尘除雾装置安装安全管理362实施要点吸收塔改造施工属于高风险作业，塔内工作量大，交叉作业多，人员繁杂，存在高空坠落、高空落物、火灾、触电等多种风险，故做好塔内作业的安全管理，是确保改造成功的关键要素。我们认为在施工改造中应重点做好以下方面的管理工作：受限空间管理。内部防火管理。高空作业管理。交叉作业管理。大型脚手架的验收和使用管理。目录37一•改造背景意义、公司简介及现有环保设施二•超低排放目标、技术路线选择、脱硫除尘单塔一体化技术介绍三•改造方案和实施要点四•实施效果、后续改善及结束语燃烧器改善及催化剂增加效果良好1实施效果38燃烧器改善后NOX低于500mg/Nm3脱硝效率平均大于95%改造前改造后#1、2机组超低改造工作均已圆满完成，分别2015年6月7日、10月24日并网投运。具体排放均值如下：NOX:35mg/Nm3，SO2：23mg/Nm3，Ash:2.1mg/m3，优于限值排放标准。本技术路线：节省投资约4000余万元，运行成本年节约400余万元。1实施效果9.28环保验收达标公告10.30发改委#1超低电价批复#1、2机组分别于2015年9月28日、12月16日通过河南省环保厅超低排放验收。1实施效果2后续改善41#1机组改造完成后于2015年6月7日并网。1、机组投运后发现吸收塔阻力超出改前设计值。2、6月30日停机临检中，发现离心管束式除尘除雾装置的冲洗水管芯有部分脱落。一体化改造后存在的问题2后续改善42旋汇耦合装置，改造前按照1000pa阻力进行核算，但实际运行中发现旋汇耦合装置阻力随浆液循环泵投运台数不同而变化。在机组高负荷、四台浆液循环泵全部运行时，旋汇耦合装置阻力已超过设计值，额外的阻力给吸风机带来了比较大的影响。根据运行中的阻力情况，利用#1机组临停机会，在保证脱硫、除尘效果不发生明显变化的前提下，在旋汇耦合装置封板部位进行开孔，降低吸收塔阻力150～200Pa。#2机组在改造前的设计时就避免了以上类似的问题，特意调整了旋汇耦合器叶片的角度，并根据空间的大小制作了部分小旋汇耦合器。问题的改进解决2后续改善43#1机组调峰停机后对离心管束式除尘器检查发现，部分冲洗水管芯托帽脱落，主要原因是托帽与管芯间完全靠自紧及摩擦力固定，无任何锁定结构，冲洗水带来的震动造成托帽逐渐向上滑动脱出。离心管束式除尘器冲洗水分支管脱落较多，主要原因为冲洗分支水管通过螺栓连接于冲洗水管母管上，当冲洗时管道内充压振动时导致冲洗分支水管连接处松懈而逐步脱落。处理方案：#1机组调峰停机期间，更换为二代新的带防退槽的冲洗管，冲洗水管的连接改为带固定座式的连接方式。问题的改进解决新管托帽安装部位管身加有止退槽冲洗水管的连接改为固定连接座式华润首阳山#1机组的超低排放改造方案被列为华润电力控股示范工程，已被成功水平推广；华润首阳山两台机组超低排放的顺利实现，为华润电力控股燃煤机组超低排放改造提高了成功的改造经验，为改善区域大气环境积极努力。美丽电厂碧水蓝天标杆电厂3结束语45绿色环保持续前行引领商业进步，共创美好生活