山东临沂市阳光热力有限公司CFB锅炉的超低排放

中国科学院工程热物理研究所节能环保型循环流化床锅炉发展山东临沂市阳光热力有限公司CFB锅炉的超低排放司CFB锅炉的超低排放包绍麟包绍麟中国科学院工程热物理研究所中国科学院工程热物理研究所中国科学院工程热物理研究所中国科学院工程热物理研究所无锡华光锅炉股份有限公司无锡华光锅炉股份有限公司20162016年年99月月中国科学院工程热物理研究所主要内容一、背景二、CFB锅炉SO2超低排放三、CFB锅炉粉尘的超低排放四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线五、结论中国科学院工程热物理研究所主要内容一、背景二、CFB锅炉SO2超低排放三、CFB锅炉粉尘的超低排放四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线五、结论中国科学院工程热物理研究所一、背景国家发改委、环保部及国家能源局三部委联合下发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014－2020）》要求新建燃煤机组接近或基本达到燃气轮机排放限值。污染物项目GB13223-2011超低排放烟尘mg/m3305SO2mg/m310035达到燃气轮机排放限值。NOxmg/m310050汞及其化合物0.03中国科学院工程热物理研究所一、背景2015年2月25日下午，受环保部委托，华东2015年2月25日下午，受环保部委托，华东督查中心对临沂市人民政府主要负责人进行了约谈。环保部华东督查中心目前对临沂市政府提出六点要求，包括严格环保准入，所有新、改、扩建项目，必须全部进行环境影响评价，并要求在2015年6月4日前将此次约谈要求的落实情况报环境保护部。中国科学院工程热物理研究所一、背景临沂市木材加工业，需要大量的蒸汽，为解决板材企业用热4000余台锅炉造成的能源浪费和大气污染问题，促进板材产业转型升级，2015年市政府决定建设“山东临沂市阳光材产业转型升级，2015年市政府决定建设“山东临沂市阳光热力有限公司”建设5炉3机（3×260t/h、2×130t/h）纯备压机组，供汽能力450t/h，配套环保设施采用国内先进的“超低排放技术”，烟尘低于5mg/m3，SO2低于35mg/m3，NOx低于50mg/m3。无锡华光锅炉股份有限公司承担了锅炉制造任务。2015年开工建设，当年调试，2016年5月20日“中国特种设备检测研究院、节能研究测试中心”对锅炉进行了性能和环保测试。煤质为配煤，5200Kcal/kg，灰分20%。中国科学院工程热物理研究所一、背景山东临沂市阳光热力有限公司2×130t/h、2×260t/h、再建260t/h中国科学院工程热物理研究所主要内容一、背景二、CFB锅炉SO2超低排放三、CFB锅炉粉尘的超低排放四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线五、结论中国科学院工程热物理研究所二、降低CFB锅炉SO2排放99FGD脱硫塔中国科学院工程热物理研究所二、降低CFB锅炉SO2排放10脱硫副产品－石膏中国科学院工程热物理研究所二、降低CFB锅炉SO2排放技术路线脱硫副产品－石膏中国科学院工程热物理研究所二、降低CFB锅炉SO2排放脱硫副产品－石膏中国科学院工程热物理研究所二、降低CFB锅炉SO2排放技术路线炉内添加少量石灰石粉进行预脱硫CFB锅炉尾部湿法脱硫设备SO2进口浓度1249.8mg/m3SO出口浓度16.4mg/m313SO2出口浓度16.4mg/m3中国科学院工程热物理研究所主要内容一、背景二、CFB锅炉SO2超低排放三、CFB锅炉粉尘的超低排放四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线五、结论中国科学院工程热物理研究所三、降低CFB锅炉粉尘的排放布袋除尘器+湿法脱硫+旋流器除石膏雨中国科学院工程热物理研究所三、降低CFB锅炉粉尘的排放旋流器除石膏雨代替了湿电除尘器中国科学院工程热物理研究所二、降低CFB锅炉SO2排放技术路线炉内添加少量石灰石粉进行预脱硫CFB锅炉尾部湿法脱硫设备粉尘进口浓度15.4mg/m3粉尘出口浓度3.6mg/m3旋流器除石膏雨代替湿电除尘器17粉尘出口浓度3.6mg/m3中国科学院工程热物理研究所主要内容一、背景二、CFB锅炉SO2超低排放三、CFB锅炉粉尘的超低排放四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线五、结论中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线脱除烟气中NOx方法SNCR－用氨水或尿素作为还原剂，在850-1100℃温度下，可将NOx还原SNCR－用氨水或尿素作为还原剂，在850-1100℃温度下，可将NOx还原为N2和水，煤粉炉只有30%脱硝效率，而CFB炉有旋风分离器，反应性能很好，可有60%－80%脱硝效率;SCR－需要催化剂，用氨水作为还原剂，在300-480℃温度下，可将NOx还原为N2和水，脱硝效率90%以上，但催化剂需定期更换，运行成本是SNCR的3-4倍;降低NOx难点：做不到像脱硫、除尘那样可以有99%以上的效率，必须降低锅炉的原始NOx排放，才能真正做到超低排放，对于锅炉的设计要求比较高。中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线CFB锅炉NOx排放现状1.燃用烟煤150－200mg/m3，燃用褐煤200-300mg/m3。2.常规NOx控制方法，炉内低氮燃烧结合低成本SNCR达到100mg/m3以下。3.在运CFB锅炉可采用炉内低氧补燃技术结合SNCR达到50mg/m3以下（参见第一届技术交流会我所周达到50mg/m3以下（参见第一届技术交流会我所周托博士研究报告）。4.通过CFB锅炉设计优化技术，保证炉膛出口100mg/m3以下，结合SNCR可以达到50mg/m3以下。中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线CFB锅炉降低NOx排放锅炉设计方面：锅炉设计方面：1、加强锅炉下部强还原气氛，减少NOx的生成;2、锅炉进风均匀，燃烧温度合适（880℃)；3、提高旋风分离器的效率，增加循环灰量，使整个炉膛烟气温度更加均匀，以降低烟气中NOx原始排放。锅炉运行方面：1、床温控制在860－890℃，尽量均匀；2、降低锅炉的氧含量到2-3%；3、风室压力控制在6.5-8.5KPa。中国科学院工程热物理研究所SNCR四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线优化CFB锅炉设计和燃烧工况，降低NOx原始排放浓度，只加SNCR，达到超低排放。优化预留SCR床温890℃中科院工程热物理研究所配合无锡华光锅炉股份有限公司经过几年现场调研测试和摸索，找到了降低CFB锅炉降低NOx原始风室后墙进风，一次风45%加大上层二次强化分级风890℃到了降低CFB锅炉降低NOx原始排放浓度的方法，希望只加SNCR就能够实现超低排放，但在这个项目上还是预留了SCR安装空间。中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线260t/h风室进风方式中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线260t/h强化上层二次风，燃烧室下部形成还原区中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线260t/h旋风分离器的优化设计中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线260t/h旋风分离器的优化设计中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线旋风分离器的优化效果130t/h锅炉飞灰粒径分析结果d50=9.26umd90=31.09um中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线旋风分离器的优化效果260t/h锅炉飞灰粒径分析结果d50=9.49umd90=32.22um中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线260t/h旋风分离器进口SNCR喷枪中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线260t/h尾部烟道预留的SCR空间中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线130t/h锅炉安装了SNCR和SCR装置发现投入少量的氨水已经能够使NOx低于50mg/m3故在260t/h就只安装了SNCR,没有安装SCR设备安装中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线130t/h锅炉进行热工性能测试时，2个小时以内停用SNCR和SCR设备，NOx低于100mg/m3安装中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线4号炉260t/h采用SNCR之后的NOx排放没有安装中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线4号炉260t/h停用SNCR之后的NOx排放中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线3号炉260t/h投入SNCR之后的NOx排放中国科学院工程热物理研究所四、降低CFB锅炉NOx排放技术路线NOx＝48mg/m34号炉260t/h锅炉进行热工性能测试时，2个小时内停用SNCR设备，NOx低于100mg/m3中国科学院工程热物理研究所主要内容一、背景二、CFB锅炉SO2超低排放三、CFB锅炉粉尘的超低排放四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线四、CFB锅炉NOx超低排放技术路线五、结论中国科学院工程热物理研究所结论1.山东临沂市阳光热力有限公司的CFB锅炉可通过采用高效FGD、高效布袋除尘器可以使SO2和粉尘达到超低排放；2.CFB锅炉可以通过锅炉优化设计，降低锅炉出口NOx的原始排放到超低排放，有时也投入（SNCR），实现NOx超低排放；中国科学院工程热物理研究所结论3、风机选型合适，大幅降低了厂用电；4、由于山东临沂市阳光热力有限公司的CFB锅炉的NOx原始排放超低，示范作用明显，很多热电用户到此参观，给锅炉厂带来了较好效益。