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        鹽城市大天力環境治理有限公司主營:雙分離選粉機,高效回轉式烘干機,電袋復合式除塵器,脈沖單機除塵器,陶瓷多管旋風除塵器

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        技術文章
        燃煤電廠機組超低排放改造技術方案
        2017-02-16
        燃煤電廠機組超低排放改造技術方案


            燃煤電廠機組超低排放改造技術方案


        長期以來,由于我國的能源結構以煤為主,以PM2.5為主導因素的區域灰霾現象日趨嚴重,近兩年引起了公眾越來越廣泛的關注。鍋爐的煙氣脫硫脫硝勢在必行。在這種社會大環境下,超低排放技術近期在火電行業得到了快速推廣。本文就本項目實施過程中超低排放改造的問題及方法進行探討。





         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         








        2013 年以來,我國中東部地區出現持續霧霾天氣,給人民群眾的生產生活和身體健康造成了嚴重影響,火電廠煙氣污染物排放的治理也更加引起了國家發改委、環保部等國家部委的高度重視。20140912日,國家環保部、發改委、國家能源局下發了關于印發 《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014-2020 )》的通知。國家電投積極響應國家號召,并部署集團公司燃煤機組有序進行超低排放改造


        1.改造后排放目標及具體改造措施


        1.1改造后排放目標:


        (1)氮氧化物質量濃度:NOx<50mg/Nm3


        (2)硫氧化物質量濃度:SO2<35mg/Nm3


        (3)固體煙塵質量濃度:SD<5mg/Nm3


        1.具體改造措施


        (1)降低氮氧化物排放質量濃度的改造措施:改造爐內氮氧化物燃燒器,確保鍋爐出口NOx 質量濃度全工況小于350mg/Nm3 ;改造爐外脫硝選擇性催化還原技術,確保煙囪出口氮氧化物排放質量濃度小于50mg/Nm3;改造空氣預熱器,滿足抗堵塞、抗腐蝕的要求,并削弱SCR 脫硝改造對下游空氣預熱器的影響。


        (2)降低SO2排放質量濃度的改造措施:對煙氣系統和吸收系統進行改造,將SO2 排放質量濃度控制在35mg/Nm3以下,同時將脫硫效率由原來的95%提高到98%以上;引風機和增風機合一改造,滿足機組風煙系統以及脫硫、脫硝系統的出力要求。


        (3)降低煙塵排放質量濃度的改造措施:電場除塵+布袋除塵改造,確保煙囪出口煙塵排放質量濃度在5mg/Nm3以下。


        2存在問題及改造方案


        2. 脫硝系統


        SCR脫硝系統出現的主要問題如下:


        (1)脫硝系統出口NOx含量偏高,環保指標不達標。


        (2)SCR出口與煙囪排煙出口NOx偏差大。


        (3)脫硝氨站的設計出力不能滿足特殊工況下低NOx排放要求,影響機組脫硝效率。


        (4)脫硝系統積灰嚴重,催化劑大面積磨損,大大降低了脫銷效率。


        (5)由于脫硝系統的引起空氣預熱器腐蝕、積灰嚴重。


        針對脫銷系統出現的以上問題,解決方案如下:


        (1)優化燃燒調整:正常運行中在保證燃燒的前提下適當降低氧量運行,保持整個系統的低氧狀況。精準控制風煤比例,調整制粉系統風量,在滿足要求的情況下盡量降低一次風量,同時適當調整燃盡風,保證控制燃燒末端風量。


        改進氨噴射系統及導流板:


        調整噴嘴的噴氨量,使氨量與對應的NOx濃度相匹配。通過流體模型試驗,重新對煙道導流板、氨噴射系統靜態混合器、催化劑層上部整流板進行優化設計,并對導流板、整流板進行更換,使煙氣分布的均勻性偏差在合理范圍內,以提高脫銷效率。


        通過以上調整控制脫硝系統的入口NOx含量在350mg/Nm3以下。


        (2) 系統運行發現SCR出口NOx平均值與煙囪出口排煙NOx偏差較大(2-1)。







        原設計SCR進、出口脫硝采樣探頭安裝在相應煙道中部,取樣代表性較差,為了掌握SCR反應器進、出口NOx濃度分布情況,通過網格法進行試驗,SCR反應器人口NOx濃度分布比較均勻,偏差較小。SCR反應器出口NOx濃度分布均勻性較差,出口NOx濃度延寬度和深度方向有較大變化,且局部存在NOx濃度較低的點。出口濃度分布均勻性差,除了煙氣流場不穩定外,噴氨的不均勻性是主要原因。


        為了解決這一問題,通過采用插入式的旁路取樣管方式實現多點取樣。從SCR出口煙道分別引出兩路旁路取樣管至空氣預熱器出口煙道,利用煙道之間的差壓實現旁路管道的煙氣流動,將煙氣分析系統的取樣探頭測點布置在煙道外部的旁路取樣管上。旁路管插人煙道部分,貫穿整個煙道截面,在管道上每隔一段距離開取樣孔,在煙道壁處匯成一路,以求在一定程度上保證煙氣的混合均勻,提高代表性,保證了SCR出口NOx與煙囪排煙NOx趨勢的一致性。圖2-2為改造后曲線。







        (3) 2臺機組脫硝系統共用l套氨氣系統,共配置2臺,l臺運行,1臺備用。蒸發器為蒸汽加熱水浴式氣化器。實際運行中,在2臺機組滿負荷時段,如果脫硝入口NOx含量超過450mg/Nm3,將造成液氨蒸發器水溫達不到設計值80,2臺爐SCR脫硝系統入口供氨管道壓力偏低,影響機組的脫硝效率。為解決此問題,將2臺液氨蒸發器更換,蒸發能力提高,各種工況下2臺爐脫硝系統的供氨需求。


        (4) 針對催化劑磨損嚴重,甚至出現整塊脫落的情況( 2-3),更換脫硝催化劑,并重新設計催化劑,增大了催化劑層的體積,在原有備用層增加第三層催化劑,將每層催化劑高度增加。同時,對煙道流場也進行模擬試驗及優化設計,對各導流板、整流板進行更換,組織煙氣有序流動,*大程度地減少流動阻力。對吹灰系統進行技術改造,在每層催化劑的上方裝有4臺耙式吹灰器的基礎上,又加裝了7臺聲波清灰器。聲波清灰器發出的高能聲波能引起粉塵共振,使其處于游離狀態,防止灰塵粘合、累積在催化劑和SCR反應器內的表面上。運行中,聲波吹灰器投連續工作,耙式蒸汽吹灰器吹灰頻率由每班1次改為每班2次,有效避免了催化劑積灰的不利狀況。







        (5) 針對空氣預熱器的腐蝕、堵灰問題采取以下措施:


        全部更換脫硝催化劑后,可以控制氨逃逸率在正常范圍內,降低NH3HSO4的生成量,減少空氣預熱器堵塞粘灰的隱患。


        在機組進行等級檢修期間,對空氣預熱器蓄熱片進行改造,將冷端蓄熱片全部更換為搪瓷元件,降低NH3HSO4在蓄熱片上的沉積量,有利于積灰的清除,并對熱端損壞蓄熱片進行修復,徹底沖洗蓄熱片上的積灰。


        在保留蒸汽吹灰的前提下,在空氣預熱器受熱面增加聲波吹灰器,以提高對空氣預熱器的吹灰強度。


        2. 脫硫系統


        脫硫系統出現的主要問題如下:


        (1)石灰石石膏系統吸收塔結垢。


        (2)脫硫系統腐蝕。


        (3)磨機系統效率低。


        (4)脫硫系統阻力大。


        (5)除霧器部分沉積結垢。


        針對以上問題采取以下改造方案:改造采用引增合一方式(本方案不包含引風機改造),拆除原有4臺增壓風機及其基礎。脫硫原煙道重新優化設計,由主煙道直接接入吸收塔入口,實現大漿液量循環五層噴淋三層除霧深度脫硫。具體方案如下:


        為實現SO2排放濃度≤35 mg/Nm3,脫硫效率由原有的95.1%提高到98.1%以上,根據計算,考慮采用增加雙相整流裝置后,保留現有的循環泵及*下方三層噴淋層,更換*上層噴淋層,再新增加一層噴淋層及循環泵,總共五層噴淋層。


        將原有二級屋脊式除霧器及頂部塔體保留并向上頂升,在原有二級屋脊式除霧器下方新增加一級屋脊式除霧器,原有一級管式除霧器移位安裝到新增噴淋層上方位置。除霧器高度由原有2.5m增加到5m。為減少石膏雨發生的可能性,*上一層噴淋層到除霧器的距離從1.8m提高到2.5m。吸收塔塔徑不變,循環停留時間3.8分鐘,根據計算需增高吸收塔漿液池高度2m。吸收塔本體總高度由原有的29m增加到36.6m,共7.6m,其中漿液池高度提高2m,噴淋層及除霧器段提高5.6m。


        2. 除塵系統


        電除塵系統出現的主要問題如下:


        (1)整流器變壓器燒壞可控硅被擊穿。


        (2)除塵效率低。


        (3)極板積灰嚴重,振打裝置清灰效果不佳。


        (4)煙氣粉塵濃度變化極易影響除塵效率。


        針對以上問題對電除塵器進行電袋復合


        除塵器改造:


        電袋復合除塵器是指在一個箱體內緊湊安裝電場區和濾袋區,有機結合靜電除塵和過濾出塵兩種機理的一種新型除塵器(3-1)。龍凈FE型電袋復合除塵器工作時高速含塵煙氣流入進口喇叭,在內部得到緩沖、擴散、均衡后低速進入電場區,在高壓電暈作用下大部分煙塵被電場收集,已荷電的少量煙塵隨氣流繼續流向濾袋區被過濾攔截,干凈的煙氣通過凈氣室、提升閥、出風煙箱排出而實現了煙氣≤10mg/Nm3的凈化目標。為保證除塵器持續正常運行,振打裝置和清灰系統按設定的程序間歇性工作,使依附于極板和濾袋表面的粉塵層剝離并落入灰斗過渡倉儲。由于電場區在除塵過程中發揮了*作用,因而他成為電袋技術的核心機理(3-2)。







        改造方案:


        該方案采用電袋復合除塵器對原有電除塵器進行改造,不加長柱距,不加寬跨距,保留原支架、殼體、灰斗、進口喇叭等。*、二電場保持原樣,第三、四、五電場及后部空間改造為長袋中壓脈沖行噴吹袋式除塵區。改造范圍包括前至電除塵器進口喇叭前煙道直段(包含煙氣隔離門及預涂灰系統),后至出口水平煙道末端(與垂直段交界處),上至頂部起吊設備,下至灰斗下法蘭手動卸灰閥,配套電氣控制及相應土建工程.


        4.成本核算及經濟效益分析


        4.1成本核算


        兩臺機組總體改造費用:


        總投資增加2.5億元,其中設備購置增加1.5億元、建筑安裝增加3000萬元,年運行費用增加7000萬元。


        4.2經濟效益估算


        (1) 脫硝系統改造后有效實現NOx質量濃度小于50mg/Nm3的控制目標,脫硝效率達87.5%。改造后每年可減排NOx1600t,每年節約排污費約628.35萬元。


        (2) 脫硫增容改造后,脫硫效率可達到99.462%,每年減排SO21500t,每年節約排污費約352.6萬元。


        (3)對靜電除塵器進行電除塵+布袋除塵改造后煙塵質量濃度236mg/Nm3降為5mg/Nm3以下。每年可減排煙塵約500t,每年節約排污費約181.84萬元。


         


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