烟气协同治理技术在金陵电厂超低排放改造中的应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2016,年,12,月,1,华能南京金陵发电有限公司,烟气协同治理技术,在金陵电厂超低排放改造中的应用,2016年12月1华能南京金陵发电有限公司烟,2,技术路线,实施效果,概,述,改造实施情况,2技术路线实施效果 概 述改造实施情况,3,华能南京金陵发电有限公司（电厂）长江南京段龙潭水道南岸，背靠长江大堤，距离南京市中心约,27km,，建有两台,1030MW,超超临界燃煤发电机组。锅炉、汽轮机和发电机由哈尔滨锅炉厂和上海电气电站设备有限公司制造。,1,、,2,号机组分别于,2009,年,12,月,23,日和,2010,年,12,月,3,日投入商业运行。,自投入运行以来，电厂秉承华能“三色”企业宗旨，不断夯实安全生产基础，不断提升经营管理业绩，机组的脱硫、脱硝及除尘设施运行稳定，各项污染物排放指标合格。,一、概述,3 华能南京金陵发电有限公司（电厂）长江,4,改造前脱硫采用石灰石湿法工艺，一炉一塔布置，有回转式烟气换热器（,GGH,）。入口硫份按照,2142mg/m,3,设计，二氧化硫排放在,100mg/m,3,左右。脱硝采用选择性催化还原（,SCR,）工艺，装有,2,层催化剂（预留,1,层），改造前入口氮氧化物按照,350mg/m,3,设计，排放,65 mg/m,3,左右。除尘采用三室四电场静电除尘器，电除尘出口浓度,20,30mg/m,3,。,为实现烟气污染物,超低,排放，金陵电厂采用了华能国际烟气协同治理技术并取得了全面成功，尤其,1,号,机组（,2014,年度,国家能源局,煤电机组环保改造示范项目）已,连续运行,400,天的实践证明，,该技术具有投资少、系统简单、占地小、施工工期短、运行可靠的特点，是一种适应环保形势新常态、经济实用并可推广的烟气治理技术。,4 改造前脱硫采用石灰石湿法工艺，一,5,技术路线,实施效果,概,述,改造实施情况,5技术路线实施效果 概 述改造实施情况,6,烟气协同治理技术是指在同一设备内实现两种及以上的烟气污染物的同时脱除，或为下一流程设备的污染物脱除创造有利条件，以及某种烟气污染物在多个设备间高效联合脱除的技术。,烟气协同治理技术的最大优势在于强调设备间的协同效应，充分提高设备主、辅污染物的脱除能力，在满足烟气污染物治理的同时，实现经济、优化及稳定运行。,二、技术路线,6 烟气协同治理技术是指在同,7,2.1,烟气排放污染物指标,全面贯彻上级公司关于实现环保与节能综合效益最大化的要求，烟尘治理采用低低温除尘技术，脱硝采用低氮燃烧器改造，脱硫采用吸收塔高效脱硫除尘的技术方案，不设置湿式电除尘器。环保排放指标按照烟尘,5mg/m,3,、二氧化硫,35 mg/m,3,、氮氧化物,50mg/m,3,进行设计，达到烟气超低排放标准。,72.1 烟气排放污染物指标,8,2.2,烟气协同治理图解,图为金陵电厂环保超低排放改造构成图，烟气系统主要由低氮燃烧系统,+,脱硝系统,(SCR)+,烟气冷却器（,FGC,）,+,低低温电除尘（,ESP,）,+,高效除尘湿法脱硫系统,(FGD)+,烟气再热器（,FGR,）,+,烟囱构成。,环保改造以烟气流向为主线、以设备单元为节点，同时强化燃料采购源头控制及配煤掺烧工作，全面实现污染物的协同治理。,SCR,ESP,AH,FGD,S,T,A,C,K,FGC,Boiler,FGR,高效脱硝系统,低低温静电除尘器,高效烟气脱硫装置,烟气冷却器,超低,NO,x,燃烧系统,烟气再热器,82.2烟气协同治理图解图为金陵电厂环保超低排放改造构成图，,9,2.3,烟气协同治理改造难点问题,技术难,点问题,在烟尘、,二氧化硫,及氮氧化物三项污染物治理中，氮氧化物及,二氧化硫,的脱除在理论及工程应用中相对比较成熟。,由于原有的湿法脱硫装置在系统认识、设计、设备选型及测量方法等方面的种种不足，造成改造前的脱硫系统协同除尘能力较差。因此，烟气协同治理技术的难点是通过低低温电除尘和高效除尘的湿法脱硫装置解决烟尘超低排放的问题。,92.3 烟气协同治理改造难点问题技术,10,技术难,点问题,低低温电除尘,高效除尘湿法脱硫,难点,1,：,适用条件,难点,2,：防止,低温腐蚀,难点,3,：,防止二次扬尘,难点,4,：原系统,只考虑脱硫性能,难点,5,：喷嘴形式及布置不良,难点,6,：除雾器性能不佳,难点,7,：烟气流场不佳,难点,8,：原有,GGH,泄漏,10技术难低低温电除尘高效除尘湿法脱硫,11,技术难,点问题,低低温电除尘,难点,1,：,适用条件,难点,2,：防止,低温腐蚀,难点,3,：,防止二次扬尘,结论：设计煤质条件,灰硫比,50,安全,结论：,灰斗板材,、,人孔门周围,采用内衬不锈钢板,结论：调整振打机制,降低烟气流速,11技术难低低温电除尘难点1：适用条件,12,技术难,点问题,高效除尘湿法脱硫,难点,4,：原系统,只考虑脱硫性能,难点,5,：喷嘴形式及布置不良,难点,6,：除雾器性能不佳,难点,7,：烟气流场不佳,难点,8,：原有,GGH,泄漏,结论：烟气协同治理,按照除尘效率,80%,设计脱硫塔,结论：更换为新型高效雾化喷嘴,消除喷淋盲区,结论：更换为,Munters,新型高效除雾器,降低吸收塔出口雾滴浓度,结论：流场数字模拟及优化，增加托盘,结论：更换为,WGGH,，消除烟气泄漏,12技术难高效除尘湿法脱硫难点4：原系,13,技术路线,实施效果,概,述,改造实施情况,13技术路线实施效果 概 述改造实施情况,14,三、总体情况,3.1,设计煤质条件,14三、总体情况3.1 设计煤质条件,15,3.2,除尘改造方案,经过评估及计算，设计及常用煤种的灰硫比,50,，系统腐蚀风险受控。因此,电除尘系统采用可调温低低温除尘,（,WGGH,）,及高效电源改造相结合的改造方案。除尘器入口烟冷器换热面积按照烟气余热,140,降低至,90,进行设计；除尘器全部更换为高效电源，,并优化在线振打程序，,控制除尘器出口,烟尘,浓度不大于,25mg/m,3,，再利用湿法脱硫高效除雾系统控制烟尘排放不大于,5mg/m,3,。,除尘器本体,不,增加集尘面积，,加装,WGGH,系统。,WGGH,的烟气冷却器布置在电除尘进口，单台机组共,6,台。换热管采用椭圆形,H,翅片，高温段材质为,20G,，低温段材质为,ND,钢。烟气再热器,布置在吸收塔出口烟道水平段，,单台机组,共,1,台。换热管采用螺旋翅片，低温裸管段材质采用,2205,双相不锈钢，中温段材质采用,316L,，高温段材质采用,ND,钢,。,153.2 除尘改造方案经过评估及计算,16,3.3,脱硫系统改造方案,脱硫提效采用原吸收塔抬升，改造后塔总高,45.4,米。按照脱硫装置入口原烟气,SO,2,浓度,2142mg/m,3,，出口,SO,2,浓度不大于,35mg/m,3,，脱硫效率,98.4%,进行设计。,改造,的关键在于,原浆液池,抬升,、,塔顶,切割抬升,后,增加一层喷淋层,(,改后合计五层喷淋,),，增加一层,托盘并设置合理高度、加装,3,层增效环,并更换为,3,层,高效屋脊式,除雾器,，喷淋层喷嘴全部更换为双头高效雾化喷嘴，吸收塔出口新增一套平板式烟道除雾器。对脱硫系统进行数次流场优化及验证，用以指导系统设计。同时,配合低低温除尘器改造，将回转式,GGH,改造为水媒介质管式,GGH,，,保证烟囱出口烟气温度控制在,80,运行,，,避免烟气低温排放造成的“石膏雨”及“白烟”。,163.3 脱硫系统改造方案脱硫提效采,17,3.4,脱硝（低氮燃烧器）系统改造方案,低氮燃烧器按照,SCR,入口,氮氧化物,排放浓度不大于,180mg/m,3,，锅炉效率不小于,94%,，飞灰含碳量不大于,1.0%,进行设计，不新增预留的催化剂。燃烧器采用哈尔滨锅炉厂引进三菱公司技术设计生产的,MPM,低氮燃烧器，不再进行煤粉在锅炉高度方向上的浓淡分离，只采用一个煤粉喷口通过浓淡分离使得一次风喷口处形成中心浓而外部淡的煤粉气流分布形式，从而使喷口中心处于氧含量少而煤粉浓度高的富燃料燃烧状态，使火焰内部保持还原氛围从而抑制,氮氧化物,生成。再利用原有,SCR,两层催化剂控制氮氧化物排放低于,50mg/m,3,。,低氮燃烧系统取消原,PM,燃烧器中的浓、淡煤粉燃烧器以及,PM,煤粉分离器，将原有的多余的二次风喷口进行封堵；更换,A-A,风风室喷口，以满足燃尽风风量增大后的需要。保留,A,层燃烧器保留原有等离子点火设备；保留现有的油枪点火器与火检系统。,173.4 脱硝（低氮燃烧器）系统改造方案,18,3.5,控制烟尘排放重点改造措施,1-,低低温除尘,由于采用了低低温电除尘技术将烟气温度降至,90,左右，降低了烟尘比电阻及除尘器中的烟气流速，确保电除尘器出口烟尘浓度至,25mg/m,3,以下，同时增大了电除尘器出口排放的烟尘粒径，为下游湿法脱硫对烟尘的脱除创造了有利条件。脱硫塔在实现二氧化硫高效脱除的同时，大幅度提高除尘效率。,低低温除尘器与常规除尘器,出口颗粒粒径分布,183.5 控制烟尘排放重点改造措施1-低低温除尘,19,3.5,控制烟尘排放重点改造措施,2-,托盘、喷嘴及增效环,吸收塔加装托盘后形成稳定的持液层，烟气从下至上强制通过增强传质，机理与鼓泡相同。烟尘被托盘筛孔流下来的液滴所捕获，气流在改变方向时部分较粗的尘粒沉降到塔的底部被底部液膜捕集；而大部分微细烟尘随烟气通过托盘的筛孔进入泡沫层，激起大量的气泡。烟尘在惯性、扩散作用的同时又不断地受到泡沫的扰动，使烟尘不断改变方向，增加了烟尘与液体的接触机会，气体得到净化。经托盘净化过的含尘烟气继续向上运动，到达吸收塔的喷淋层进一步除尘。,增效环确保了烟气在塔壁附近无法穿过喷淋层，防止烟尘通过烟气走廊产生泄漏。,193.5 控制烟尘排放重点改造措施2-托盘、喷嘴及增效环,20,3.5,控制烟尘排放的重点改造措施,3-,除雾器,吸收塔及出口烟道采用,Munters,（蒙特）原装进口最新高效除雾器。脱硫后的净烟气经过喷淋洗涤，大部分的烟尘被雾滴包裹。有研究表明雾滴中的含固量与浆池中的含固量不同，而和除雾器排放的液滴粒径分布有关，估算除雾器出口液滴浓度,20mg/m,3,时，液滴含固量为,7.5%,，液滴携带含固量为,1.5mg/m,3,。高性能除雾技术通过对除雾器的结构以及流场精细化、个性化设计，确保净烟气的雾滴含量不超过,20mg/m,3,，控制出口雾滴的浓度从而降低烟尘排放。,203.5 控制烟尘排放的重点改造措施3-除雾器,21,3.5,控制烟尘排放的重点改造措施,4-,流场设计,为进一步优化烟冷器入口流场，提高烟冷器模块的换热能力，对,2,号烟冷器入口烟道进行了优化设计并整体进行了向上抬升，同时优化导流板设计,，使烟冷器入口流场更加均匀，强化了上部模块换热,。,托盘高度设置在吸收塔入口烟道上沿,2,米处，,为客观评价托盘设置高度对脱硫效率、吸收塔高效除尘能力的影响，在上级公司的支持下，对塔内流场进行了详细的验算及分析。经过模拟计算分析，,最终控制,除雾器入口烟气流速接近均匀最大相对偏差在,15%,左右,，使吸收塔流场达到理想状态以实现设计值。,优化后的,2,号,WGGH,烟冷器入口烟道外形图,213.5 控制烟尘排放的重点改造措施4-流场设计,22,3.5,控制烟尘排放的重点改造措施,5-WGGH,烟道除雾器及,WGGH,加热器对脱除烟气携带出吸收塔的固体颗粒物（,烟尘,）起到了相当大的作用。对于不设置湿式电除尘器的烟气,超低,处理系统，,烟尘,在吸收塔内的脱除是难点。从本项目实施的效果来看，单托盘的吸收塔设置烟道除雾器并采用合适的,WGGH,加热器鳍片管,拦截净烟气中的烟尘是,达标,排放的,必要保证条件,。,通过烟冷器投、撤对比试验发现，烟冷器出口烟温为,90,时，电除尘出口烟尘浓度,21mg/m,3,烟囱出口烟尘浓度,1.9 mg/m,3,；当热媒水停运而烟冷器出口烟温升高为,110,时，低低温系统开