神华国能--实现燃煤电厂烟尘超低排放新途径课件

神华国能（神东电力）神华国能（神东电力）集团集团实现燃煤电厂烟尘超低排放的新途径实现燃煤电厂烟尘超低排放的新途径20152015年年1111月月神华国能（神东电力）集团1一、国内外烟尘超低排放技术分析二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术三、超低排放技术的工程应用四、结论和建议一、国内外烟尘超低排放技术分析2一、国内烟尘外超低排放技术分析电除尘电除尘50mg/m3电袋改造电袋改造过去十年过去十年20mg/m3现在现在基本叫停基本叫停将来将来煤耗煤耗成本成本SO3水耗水耗ESP+FGD5mg/m3ESP+FGD+WESP现在现在10mg/m3可以不上可以不上将来将来煤耗煤耗水耗水耗成本成本SO3一、国内烟尘外超低排放技术分析电除尘50mg/m3电袋一、国内烟尘外超低排放技术分析日本颗粒物及日本颗粒物及SO3超低排放超低排放ESP+FGDESP+FGD+WESP90年代初年代初90年代末年代末欧洲至今欧洲至今SCR+DESP+FGDPMSO2NOXCO2，热电效率46%荷兰MPP31070MW一、国内烟尘外超低排放技术分析日本颗粒物及SO3超低排1.1.低排放低排放 (NO(NOx xSOSO2 2PMPM10PM2.5PMPM10PM2.5等等)2.2.从系从系统、协同性角度出同性角度出发，多种技，多种技术集成一体化集成一体化3.3.多煤种多煤种 (硫灰等适硫灰等适应、神、神华煤、烟煤、煤、烟煤、贫煤、褐煤等）煤、褐煤等）4.4.低成本（一次投低成本（一次投资、运行、效益）、运行、效益）5.5.无或少二次无或少二次污染物（染物（废水、袋等）水、袋等）6.6.等离子体点炉等离子体点炉7.7.湿烟气在湿烟气在线监测颗粒物（尘和石膏）低排放颗粒物（尘和石膏）低排放是目前最大的挑战是目前最大的挑战二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术低排放(NOxSO2PMPM10PM2.5等)颗粒 燃煤机组烟气污染物超低排放技术路线燃煤机组烟气污染物超低排放技术路线二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术燃煤机组烟气污染物超低排放技术路线二、超低排放基本原则SO2&PM海水海水:FGD:FGD 前前实现PMPM超低排放超低排放石灰石石灰石:ESP+FGD:ESP+FGD 系系统实现超低排放超低排放CFB:CFB+ESP+FGD CFB:CFB+ESP+FGD 系系统实现超低排放超低排放低氮燃低氮燃烧、SCRSCR、SNCR SNCR NOxSO3控制控制SCRSCR的氧化率和低温省煤器的氧化率和低温省煤器+常常规电除除尘二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术SO2&PM海水:FGD前实现PM超低排放石灰石:SCRESPFGD烟囱烟囱控制控制SO2SO3氧化氧化ESP&FGDESP&FGD协同除尘协同除尘PM2.5 2.5mg/m3PM:5-20mg/m3NOx:50mg/m3流场优化流场优化&高效除雾高效除雾雾滴雾滴 20mg/m 20mg/m3 3常规或低低温常规或低低温PM2.5 2.5mg/m3PM:5-20mg/m3NOx:50mg/m3SO2:35mg/m3二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术SCRESPFGD烟囱控制ESP&FGDPM2.5新型高效除雾除尘一体化装置新型高效除雾除尘一体化装置新型高效除雾除尘一体化装置新型高效除雾除尘一体化装置新型新型新型新型三相高效电源控制技术三相高效电源控制技术三相高效电源控制技术三相高效电源控制技术大功率可调等离子无油点火技术大功率可调等离子无油点火技术大功率可调等离子无油点火技术大功率可调等离子无油点火技术氟塑料新型氟塑料新型氟塑料新型氟塑料新型GGHGGH系统系统系统系统湿烟气超低浓度烟尘在线监测湿烟气超低浓度烟尘在线监测湿烟气超低浓度烟尘在线监测湿烟气超低浓度烟尘在线监测关键技术关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术新型高效除雾除尘一体化装置新型三相高效电源控制技术大功率可电除尘入口烟温电除尘入口烟温（C）入口尘浓度（入口尘浓度（g/Nm3）低省、神华煤低省、神华煤低省低省CFB烟煤掺贫煤烟煤掺贫煤工况：工况：温度高烟尘高灰粘性大本体：本体：集尘面积小大分区电源：电源：控制落后关键技术关键技术11除尘器改造除尘器改造二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术电除尘入口烟温（C）入口尘浓度（g/Nm3）低省、神华煤低Matts&Ohnfeldts模型排放排放 迁移速度（m/s)S 比集尘面积(m2/m3/s)MattsS.andOhnfeldtP.O.(1963)EfficientgascleaningwithSFelectrostaticprecipitation,SFRev1963-1964,6,7,105-22传统的电除尘选型模型传统的电除尘选型模型比集尘面积比集尘面积煤特性煤特性二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术Matts&Ohnfeldts模型排放电除尘指数电除尘指数M0：电除尘入口浓度g/m3m:电除尘出口浓度mg/m3Ea:平均电场强度kV/cmEp:峰值电场强度kV/cmS:比集尘面积m2/m3/sa,b:经验系数二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术电除尘指数M0：电除尘入口浓度g/m3二、超低排放基本原电除尘电除尘1、选型模型：、选型模型：改造方案改造方案2、本体结构：、本体结构：分区和振打分区和振打3、高压电源：、高压电源：系统控制和主电路系统控制和主电路4、运行优化：、运行优化：烟气温度、煤、本体制造烟气温度、煤、本体制造高效电除尘设计运行的关键技术？高效电除尘设计运行的关键技术？50-100mg/Nm3 10-20mg/Nm310-20mg/Nm3 5-10mg/Nm35-10mg/Nm3 5mg/Nm3除尘器改造重点除尘器改造重点二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术电除尘1、选型模型：改造方案高效电除尘设计运行的关键技术？关键技术关键技术22脱硫除雾除尘脱硫除雾除尘脱硫脱硫1、烟尘、烟尘(没有被脱硫喷淋层洗涤没有被脱硫喷淋层洗涤)2、液滴液滴3、二次脱硫产物的携带、二次脱硫产物的携带 石膏、石灰石、亚硫酸钙等石膏、石灰石、亚硫酸钙等高效脱硫设计运行的关键技术？高效脱硫设计运行的关键技术？SO2:50-100mg/Nm3 35mg/Nm3PM:灰灰+石膏石膏+结晶物结晶物 5mg/Nm3PM?液滴？液滴？二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术关键技术2脱硫除雾除尘脱硫1、烟尘(没有被脱硫喷淋层洗第一层喷淋洗涤后第二层喷淋洗涤后第三层喷淋洗涤后第一层喷淋后烟气携带的二次产物第二层喷淋后烟气携带的二次产物第三层喷淋后烟气携带的二次产物脱脱硫硫后后煤煤灰灰类类烟烟尘尘减减少少二二次次产产物物类类固固体体颗颗粒粒物物增增多多二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术第一层喷淋洗涤后第二层喷淋洗涤后第三层喷淋洗涤后第一层喷淋后高效除雾除尘一体化装置 气流均布及预捕集装置气流均布及预捕集装置 高效、异形除雾除尘叶片高效、异形除雾除尘叶片 除雾除尘模块采用差异化布置除雾除尘模块采用差异化布置 相转变及细微颗粒及液滴的团聚技术相转变及细微颗粒及液滴的团聚技术 涡街扰动对颗粒物及液滴的团聚及捕集技术涡街扰动对颗粒物及液滴的团聚及捕集技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术高效除雾除尘一体化装置气流均布及预捕集相转变及细微颗粒的团聚技术相转变及细微颗粒的团聚技术 烟气温度变化对固体颗粒径的影响烟气中湿度变化对固体颗粒径的影响细细微微液液滴滴及及颗颗粒粒团团聚聚、凝凝并并是是关关键键二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术相转变及细微颗粒的团聚技术烟气温度变化颗粒的团聚效率：团聚前团聚后涡街扰动作用对涡街扰动作用对液滴的捕集液滴的捕集是脱硫固体颗是脱硫固体颗粒超低排放的基础粒超低排放的基础 二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术颗粒的团聚效率：团聚前团聚后涡街扰动作用对液滴的捕集是脱硫关键技术关键技术33大功率等离子无油点火系统大功率等离子无油点火系统鸳鸯湖电厂660MW机组煤粉锅炉，煤粉浓度在0.1Kg/Kg下，煤粉可靠点燃、燃尽率高，同时电除尘与脱硫设施全程投入使用，解决了煤粉锅炉启动点火温升不可控、氧化皮生成与脱落、炉膛爆燃与尾部二次燃烧问题。国内首套国内首套二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术关键技术3大功率等离子无油点火系统鸳鸯湖电厂660M关键技术关键技术33大功率等离子无油点火系统大功率等离子无油点火系统二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术关键技术3大功率等离子无油点火系统二、超低排放基本原则、在在强强酸酸环境境下下具具有有优秀秀的的耐耐腐腐蚀特特性性，可可长久久使使用用。对烟烟气气组分分、酸酸露露点点无无要要求求，无无需需壁壁温温控控制制，适适用用性性强强。使使用用温温度度范范围宽广广，可可在在-180-180至至+260+260正正常常工工作作。材材料料自自身身具具有有自自清清洁特特性性，防防沾沾黏黏，易易清清洗洗。使使用用寿寿命命长久久，运运行行维护成本低，投成本低，投资回回报率高。率高。ESP/FF关键技术关键技术44氟塑料新型氟塑料新型GGHGGH系统系统&海水脱硫海水脱硫二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术在强酸环境下具有优秀的耐腐蚀特性，可长久使用。对烟气组分、关键技术关键技术44氟塑料新型氟塑料新型GGHGGH系统系统&海水脱硫海水脱硫二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术关键技术4氟塑料新型GGH系统&海水脱硫二、超低排放基由国家环保监测总由国家环保监测总站进行同步测试比站进行同步测试比对，在线监测数据对，在线监测数据与总站监测差值小与总站监测差值小于于 0.5mg/Nm 0.5mg/Nm3 3关键技术关键技术55在线烟尘测量在线烟尘测量二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术二、超低排放基本原则、技术路线及关键技术由国家环保监测总站进行同步测试比对，在线监测数据与总站监测差三、超低排放技术的工程应用从2014年开始，神华集团全部新建机组要全部实现超低排放，到2017年全部机组实现超低排放改造。神神华华目目前前已已经经有有29台台燃燃煤煤机机组组完完成成了了超超低低排排放放改改造造，占占全全国国的的40%以以上上。如果全国燃煤发电机组全面应用超低排放技术，煤电主要污染物排放较2013年可降低约90%。三、超低排放技术的工程应用从2014年开始，神华集团全部新建燃煤电厂燃煤电厂PM2.5排放治理排放治理天津大港天津大港全国首个环全国首个环保示范电厂保示范电厂NOx35mg/m3SO250mg/m3PM5mg/m3PM2.52.5mg/m3废水水废渣零排放渣零排放资源环境技术领域主题项目资源环境技术领域主题项目：重点行业重点行业PM2.5PM2.5过过程控制与减排技术与装备程控制与减排技术与装备SQ2013AAJY3111（2013-20152013-2015）20132013年示范年示范 2014 2014年国内首个年国内首个ETVETV环保技术验证环保技术验证 三、超低排放技术的工程应用燃煤电厂天津大港NOx35mg/m3资源环境技术领域主题项三、超低排放技术的工程应用序号电厂改造内容和合同目标（改造内容和合同目标（mg/Nmmg/Nm3 3）ESP电源本体低省脱硫ESPFGD1大港1&2号2x328.5MW2054电场大港#3号328.5MW5电场大港#4号328.5MW1552王曲1&2号2x600MW3鸳鸯湖1&2号2x660MW1554电场4灵州1&2号2x135MW30105阜康1&2号2x145MW2010三、超低排放技术的工程应用序号电厂改造内容和合同目标（mg/投运时间投运时间机组容量(MW）备注20132013年年11月大港2号机组328.52014.8月验收，连续运行500天12月王曲1号机组6002015年3月验收,山西首台20142014年年2月大港1号机组328.52014.8月神华首家环保示范电厂验收,焦点访谈2014-11-7报道4月大港4号机组5月大港3号机组6月鸳鸯湖1号机组6602015.3月验收、西北首台阜康1号机组145待验收待验收7月王曲2号机组6002015.3月验收8月鸳鸯湖2号机组6602015.3月验收9月灵州1号机组1352015.10月验收10月灵州2号机组阜康2号机组145待待验收收12月秦皇岛4号机组32020152015年年6月、10月秦皇岛（1、2）、3号机组220、320三、超低排放技术的工程应用投运时间机组容量(MW）备注2013年11月大港2号机组31.1.天津大港电厂：天津大港电厂：全国首家“超低排放”环保示范电厂,2015年10月26日，成为天津市第一个全厂四台机组一次取得超低排放上网电价的企业2.2.宁夏鸳鸯湖电厂：宁夏鸳鸯湖电厂：西北地区首家“超低排放”600MW机组以上燃煤电厂3.3.王曲电厂：王曲电厂：神华集团首家长周期运行并通过中国环境监测总站烟尘超低排放监测的环保示范电厂,山西首家“超低排放”600MW级燃煤电厂4.4.灵州电厂：灵州电厂：国内首台具备大气污染物排放燃气机组排放标准能力的CFB机组5.5.秦皇岛发电公司：秦皇岛发电公司：国内首台氟塑料新型GGH示范应用新闻三、超低排放技术的工程应用天津大港电厂：全国首家“超低排放”环保示范电厂,2015年王曲电厂（王曲电厂（2X600MW)2X600MW)控制控制NOxNOx和和SOSO2 260-70%60-70%的烟煤的烟煤40-30%40-30%的的贫煤煤灰的粘性大灰的粘性大清灰困清灰困难放放电困困难本体改造本体改造电极改造极改造电源改造源改造ESP出口：15-16mg/m3FGD出口：5mg/m3山西首台600MW超低排放机组，2015-3-15通过验收三、超低排放技术的工程应用技技术路路线：三相三相电源改造源改造+高效脱硫除高效脱硫除雾除除尘装置改造装置改造煤的特性煤的特性全水9.35%硫0.35%灰20.85%固定碳56.94%高位热值(MJ/kg)25.94低位热值(MJ/kg)21.23王曲电厂（2X600MW)控制NOx和SO260-70%的烟2 2号机号机改造前改造前1 1号机号机改造后改造后2014.1.23早9:00三、超低排放技术的工程应用王曲电厂王曲电厂2号机1号机2014.1.23早9:00三、超低排放技术的工王曲电厂王曲电厂烟囱入口烟囱入口PM(mg/NmPM(mg/Nm3 3)测量次序（次）测量次序（次）1 1号机组号机组2 2号机组号机组中国环境中国环境监测总站监测总站100%负荷负荷1号机组测试号机组测试2015-1-28-291.6mg/Nm32号机组测试号机组测试2015-1-26-273.8mg/Nm3三、超低排放技术的工程应用王曲电厂烟囱入口PM(mg/Nm3)测量次序（次）1号机组2鸳鸯湖电厂（鸳鸯湖电厂（2X660MW)2X660MW)低温省煤器低温省煤器三相三相电源改造源改造脱硫增容改造脱硫增容改造ESP：12-18mg/m3FGD：5 mg/m3西北首台600MW超低排放机组，2015-3-11通过验收煤的特性煤的特性全水12.59%硫0.98%灰24.56%固定碳45.68%高位热值(MJ/kg)21.86低位热值(MJ/kg)18.75三、超低排放技术的工程应用高效除高效除雾除除尘一体化一体化装置装置鸳鸯湖电厂（2X660MW)低温省煤器三相电源改造脱硫增容改三、超低排放技术的工程应用鸳鸯湖电厂（鸳鸯湖电厂（2X660MW)2X660MW)三、超低排放技术的工程应用鸳鸯湖电厂（2X660MW)PM10PM2.5马元坤等，科技导报,2015,33(6),69 三相电源低三相电源低低温电除尘低温电除尘排放与电耗排放与电耗三、超低排放技术的工程应用鸳鸯湖电厂（鸳鸯湖电厂（2X660MW)2X660MW)PM10PM2.5马元坤等，科技导报,2015,33(大港电厂大港电厂(4X328MW)(4X328MW)低温省煤器低温省煤器烟气温度从160C降低到110C时，PM10下降了81.3%，PM2.5下降了86.2%三、超低排放技术的工程应用技技术路路线：三相三相电源改造源改造+高效脱硫除高效脱硫除雾除除尘装置改造装置改造煤的特性煤的特性全水11.77%硫0.46%灰18.88%固定碳43.51%高位热值(MJ/kg)22低位热值(MJ/kg)21.04大港电厂(4X328MW)低温省煤器烟气温度从160C降低三、超低排放技术的工程应用PM:20mg/m3PM10:20mg/m3PM2.5:2.5mg/m3电除尘电除尘PM:5mg/m3PM10:5mg/m3PM2.5:2.5mg/m3脱硫塔脱硫塔20142014年年8 8月月2424号通过环保示范电厂验收号通过环保示范电厂验收央视焦点访谈央视焦点访谈2014-11-72014-11-7报道报道大港电厂大港电厂(4X328MW)(4X328MW)三、超低排放技术的工程应用PM:20mg/m3电除尘P灵州电厂灵州电厂(2X135MW(2X135MW）循循环流化床流化床烟温：烟温：170C170C尘：70g/m70g/m3 3低温省煤器降温至低温省煤器降温至120-140C120-140C增加湿式脱硫增加湿式脱硫分区改造分区改造高高压电极改造极改造高高压电源改造源改造ESP出口：24mg/m3FGD出口：10mg/m3三、超低排放技术的工程应用技技术路路线：低温省煤器低温省煤器+三相三相电源改造源改造+高效脱硫除高效脱硫除雾除除尘装置改造装置改造灵州电厂(2X135MW）循环流化床烟温：170C低温省煤三、超低排放技术的工程应用三、超低排放技术的工程应用灵州电厂灵州电厂ELPI测试ESP出口PM10：15-18mg/Nm3PM2.5：1.5mg/Nm3三、超低排放技术的工程应用灵州电厂ELPI测试ESP出口三、超低排放技术的工程应用16 台台 600-1000MW34 台台200-350MW11 台台125-150MW8 台台 75-220T/h王仕龙等，科技导报，2014,32（33）23三、超低排放技术的工程应用静电除尘器改造后静电除尘器改造后PM10PM10与与PM2.5PM2.5的关系的关系16台王仕龙等，科技导报，2014,32（33）23三、四、结论和建议1.利用SCR+ESP+FGD或SNCR+ESP+FGD技术路线实现燃煤机组三大污染物的超低排放，并具有投资运行费用低、煤种适应强、运行稳定等特点；2.因传统的电除尘选型模型只考虑到电除尘本体大小，电除尘招标几乎是本体招标，导致运行参数低或排放高，需要二次改造；3.四或五电场的电除尘通过改造可实现电除尘出口PM2.5排放不高于2.5mg/m3；4.新建电除尘可按10mg/Nm3排放要求设计，集成ESP和FGD可实现超低排放(1mg-5mg)。四、结论和建议利用SCR+ESP+FGD或SNCR+ESP 谢谢大家！谢谢大家！谢谢大家！