燃煤锅炉超低排放技术讲稿(第12至14节)

旋汇耦合脱硫除尘单塔一体化新技术培训讲稿（第12节至第14节）张云峰2017.8.19超低排放技术指标（煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）要求达到《火力发电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011燃气轮机组排放限值）《浙江省地方燃煤热电联产行业升级改造行动计划》规定300MW以下燃煤机组需在2017年底前完成超低排放改造污染物项目燃煤锅炉排放限值重点地区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（现有）5035烟尘mg/Nm330205性能保证：•脱硫效率：99%以上•除尘效率：90%以上•SO2排放：35mg/Nm3•烟尘：5mg/Nm3单塔一体化脱硫除尘深度净化技术石灰石-石膏湿法脱硫CaCO3+SO2+1/2O2+2H2OCaSO4.2H2O+CO2单塔一体化技术的主要构成离心式管束式除尘除雾装置高效旋汇耦合脱硫除尘装置高效节能喷淋装置•高脱硫、除尘效率•系统稳定性强•煤质适应性强12强传质机理增设多个湍流单元可控湍流空气动力学3三相充分接触一、旋汇耦合高效脱硫除尘技术旋汇耦合脱硫除尘技术传质单元数与脱硫效率关系无旋汇耦合器NTUversusDesulfurizationEfficiencyNTU2.01.03.04.0405060708090100%脱硫效率5.0NTU=-ln(1-fractionalefficiency)实验数据有旋汇耦合器经过旋流器后促使吸收塔内烟气均布，有效避免了空塔喷淋气流分布不均，喷淋层失效的问题。旋汇耦合脱硫除尘技术有旋流器无旋流器一二喷淋层中间截面上的速度分布有旋流器无旋流器1、在实现高脱硫效率、高除尘效率的同时，维持低运行成本高脱硫效率低运行成本均气效果远优于空塔喷淋超强的传质能力，脱硫除尘效率比空塔喷淋高3%-5%降温速度快，经过湍流器的高温烟气快速降低40~60度，使吸收反应更彻底提高烟气停留时间35%液气比非常低，同等条件下，比空塔喷淋低约30-40%。虽然旋流器会使引风机的电耗增加，由于浆液循环量大幅降低，脱硫系统综合电耗比空塔喷淋低10-30%。旋汇耦合装置技术优势湍流塔的脱硫效率曲线01020304050607080901000100200300400500600700机组负荷（MW）S02脱除效率（%）综合脱硫效率喷淋层效率旋流器效率注：上述数据条件为：烟气入口含SO2量为2500mg/Nm3，机组为600MW.由于旋流器具有超强的传质能力，洗涤效果强，当烟气含硫量波动时，系统脱硫效率仍然可以稳定在设计值附近。吸收塔是通过旋流器和喷淋层共同实现高效脱硫的目的，综合脱硫效率是由旋流器脱硫效率和喷淋层脱硫效率叠加而成。随着烟气量的增加，喷淋层的脱硫效率逐渐降低，旋流器的脱硫效率逐渐提高。所以烟气量和烟气温度波动时，系统综合脱硫效率较为稳定。2、对硫含量和烟气量波动的适应性强高效节能喷淋技术优化的喷淋布置方式，打造合理的覆盖率高效喷嘴的组合，在提升自身雾化效果的同时提高了二次碰撞的效果设计了防壁流装置，避免气液短路管束式除尘技术烟气通过分离器，产生高速离心运动，在离心力的作用下，雾滴与尘向筒体壁面运动，在运动过程中相互碰撞、凝聚成较大的液滴，液滴被抛向筒体内壁表面，与壁面附着的液膜层接触后湮灭，实现雾滴与尘的脱除。在分离器之间设置增速器、导流环、汇流环，提升气流的离心运动速度，并维持合适的气流分布状态，以控制液膜厚度，控制气流的出口状态，防止液滴的二次夹带。挡水环增速器分离器筒体改造前后能耗对比分析220021501201601.011.19改造前改造后对于在粒径2.5um以上的脱除效率达到95%以上对于在粒径1.6um以上的脱除效率达到85%以上对于在粒径0.4um以上的脱除效率达到60%以上不同粒径的脱除效率曲线除雾器是依靠烟气中液滴的惯性作用和重力作用为工作原理。设计流速一般选定在3.5～5.5m/s之间。折返式除雾器的工作原理及运行流速决定了无法除去细小液滴，即使多层屋脊式除雾器也实现不了出口尘浓度5mg/Nm3。对比项目传统除雾器离心管束式除尘器运行阻力管式+2层屋脊式除雾器阻力约200Pa运行阻力约350Pa堵塞问题有石膏堵塞风险无堵塞风险局限性应用有局限性不能适应所有项目能适应所有项目吸收塔出口指标雾滴≤40mg/Nm³;尘排放≤15-20mg/Nm³雾滴20-25mg/Nm³;尘排放≤5mg/Nm³对比传统除雾器传统除雾器示意图1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。脱硫效率高、除尘效率高2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，改造工期为20—30天。改造工期短、工程量小3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30%。且离心管束式除尘器不耗电，阻力与除雾器相当。运行费用是常规技术的15%—30%。投资低、运行费用低4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，可靠性高。系统运行稳定、可靠性高管束式除尘装置旋汇耦合高效脱硫装置高效节能喷淋装置与湿式电除尘技术的对比对比项目湿电除尘器离心管束式除尘器改造工程量需进行大规模改造无需大规模的改造复杂程度场地受限，荷载大布置简洁，重量轻设备阻力增加约500Pa新增约150pa工期4个月1个月投资和运行运行费用高，投资成本大运行费用是常规技术的15%-30%，投资成本比常规技术低约30%以上“除雾器+湿式电除尘”可实现5mg/m3的要求，但该工艺设备庞大笨重，占地大，投资大，运行费用高，在已建项目上改造难度大。单塔一体化与湿式电除尘的能耗对比（以600MW机组为例）项目空塔喷淋+湿除单塔一体化技术入口SO2浓度(mg/Nm³)38443844出口SO2浓度(mg/Nm³)3232循环泵流量(台×m³/h)5×113002×13000+8530循环泵功率(kW)（1000+1120+1120+1250/1400）*0.85=5006.5（1000+1400+1400）*0.85=3230旋流器/阻力(Pa)无800湿电/电耗(KW.h/h)/阻力(Pa)有/475/400管束除尘器（+100）吸收塔+湿电总阻力(Pa)1300pa折算电耗1498kW1700pa实际电耗1698kW循环泵及烟风系统能耗（kW）6979.54928单台运行节能(KW.h/h)2051.5（节能29.4%）单台600WM机组年节约成本307.8万元0100020003000400050006000循环泵电耗湿电/管束除尘吸收塔+湿电5006.5460.914983230349.61698单塔一体化与常规方案的能耗对比（以600MW机组为例）单台运行节能(KW.h/h):2051.5（节能29.4%）300MW以上火力发电厂业绩序号项目名称机组容量起止时间工程质量1华润电力湖北有限公司二期工程烟气脱硫总承包2×1000MW2010.9至2012.7.1优质工程2内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司三期工程2×600MW2004.12.19至2006.9.8优质工程3内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司二期工程2×600MW2005.3.21至2006.11.11优质工程4内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司四期工程2×600MW2005.7.21至2007.5.1优质工程5内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司一期工程2×600MW2006.6.2至2007.10.15优质工程6大唐信阳华豫发电有限责任公司一期2×300MW2×300MW2006.3.2至2006.12.31优质工程7山西大唐国际云冈热电有限责任公司二期2X300MW2×300MW2007.8.8至2008.3.5优质工程8内蒙古托克托工业园区自备热电厂新建工程2X300MW2×300MW2007.1.31至2008.1.15优质工程9大唐洛阳首阳山电厂2×300MW烟气脱硫工程2×300MW2007.6.26至2007.12.28优质工程10大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂炉烟气脱硫改造工程1.6号1150MW2×125MW（一期）2×250MW（二期）2×200MW（三期）2007.12.12至2008.6.30优质工程11华能新华发电有限责任公司1×330MW机组烟气脱硫改造工程1×330MW2008.7.26至2009.10.28优质工程12山西大唐国际临汾河西热电厂2X300MW机组烟气脱硫工程2×300MW2009.3至2010.12.1优质工程13金岭集团东营市热力公司2×300MW热电联产项目2×300MW2010.4至2011.8.1优质工程山西大唐国际云冈热电有限责任公司二期3#机组山西大唐国际云冈热电有限责任公司二期原为2×300MW供热发电机组，在2014年6月将其扩容至2×320MW2014年8月，采用了“单塔一体化技术”对3#机组脱硫系统进行改造。此示范工程已于9月完成改造，成功投运示范工程改造前后设计参数改造前设计参数改造设计参数机组负荷(MW)300320烟气量(Nm3/h)10800001160000入口SO2(mg/Nm3)30003000出口SO2(mg/Nm3)20035入口尘(mg/Nm3)5030出口尘(mg/Nm3)205云冈电厂3#吸收塔现场改造照片SO2：112mg/Nm3烟尘：14.8mg/Nm3SO2：2106mg/Nm3烟尘：76.1mg/Nm3改造前运行实时画面循环泵3台运行机组负荷：300.52MW改造后运行实时画面SO2：9.5mg/Nm3烟尘：3.0mg/Nm3SO2：1937mg/Nm3烟尘：18.2mg/Nm3改造前后SO2和粉尘排放浓度对比19413595.3%99.5%75%85%改造前粉尘、SO2排放浓度改造后粉尘、SO2排放浓度220021501201601.011.19改造后吸收塔出口表观测试对比4#吸收塔测试5分钟后3#吸收塔测试5分钟后杭州江东富丽达热电有限公司4×130t/h锅炉湿法脱硫除尘改造工程杭州江东富丽达热电有限公司4×130t/h锅炉湿法脱硫塔除尘改造项目是响应《浙江省地方燃煤热电联产行业升级改造行动计划》而实施的超低排放改造工程。项目于2015年11月30日开工，用时25天完成了除尘器的改造。项目利用原有脱硫塔进行改造，施工占地面积少，对电厂运行影响小，除尘效果达到了超低排放标准。示范工程改造前后设计参数改造前设计参数改造设计参数烟气量(Nm3/h)4×2500004×250000入口尘(mg/Nm3)3535出口雾滴(mg/Nm3)5030出口尘(mg/Nm3)205富丽达热电现场改造照片烟尘：3.9mg/Nm3烟尘：10mg/Nm3改造后运行实时画面机组负荷：40%感谢大家！