循环流化床锅炉超低排放改造技术及应用
- 格式:doc
- 大小:38.50 KB
- 文档页数:4
循环流化床锅炉技术的现状及发展前景循环流化床锅炉技术是一种利用高效循环流化床燃烧技术实现煤炭、石油焦等固体燃料的洁净、高效燃烧的技术。
其主要特点是燃料与气相、固相平衡流化,燃烧效率高、燃烧温度可控、污染物排放少。
1. 技术成熟:循环流化床锅炉技术已经经过多年的研究和发展,在我国已经建成的循环流化床锅炉装机容量已达数千兆瓦,形成了一定的产业化规模。
2. 功能完善:循环流化床锅炉技术的自动化程度逐渐提高,监控系统成熟,操作方便,运行稳定可靠。
循环流化床锅炉还具备灵活燃烧、硫捕集、脱硝、脱电除尘等多种功能。
3. 效果显著:循环流化床锅炉技术在煤炭、石油焦等固体燃料的燃烧效率上有明显改善,已实现了燃烧效率高于传统锅炉的目标。
循环流化床锅炉对污染物的排放也有明显改善,特别是对于二氧化硫和氮氧化物的排放效果显著。
4. 排放达标:循环流化床锅炉技术采用先进的脱硫、脱硝、脱电除尘等技术手段,可以有效控制燃烧过程中的污染物排放,达到甚至超过国家标准的排放要求。
1. 燃料多元化:循环流化床锅炉技术适应性强,可以适应各种固体燃料的燃烧,包括煤炭、石油焦、生物质等,未来可以实现更多种类燃料的利用,提高资源利用率。
2. 清洁化发展:循环流化床锅炉技术可以通过改进燃烧方式和燃烧设备,进一步降低污染物排放,实现更清洁的能源转换。
3. 高效节能:循环流化床锅炉技术具备灵活燃烧、高效热交换等优点,未来可以进一步提高能源的利用效率,减少能源消耗。
4. 大型化发展:循环流化床锅炉技术在我国已初步形成一定的规模,未来可以进一步发展为大型化设备,满足国家能源需求。
循环流化床锅炉技术在煤炭、石油焦等固体燃料的洁净、高效燃烧方面具有显著的优势,并且具备广阔的发展前景。
随着对环境保护要求的提高和能源利用效率的追求,循环流化床锅炉技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
第一篇:生物质循环流化床锅炉存在的问题及控制措施(定稿)生物质循环流化床锅炉存在的问题及控制措施摘要:循环流化床锅炉是一种非常适合燃烧生物质的锅炉,但是相较煤炭而言,生物质中含有较多的碱金属和氯元素,这给燃烧生物质的锅炉带来了一系列特殊的问题,文章在探讨这些问题的基础上,提出了相应的控制措施。
关键词:生物质循环流化床锅炉;床料烧结控制措施;高温腐蚀控制措施;低温腐蚀控制措施1 循环流化床锅炉简介循环流化床锅炉具有效率高、煤种适用性广、调峰能力强、污染物排放量低、炉渣综合利用性好等特点,自上世纪80年代以来循环流化床锅炉得到了迅速的发展,技术也日趋成熟。
循环流化床锅炉是一种流态化燃烧的锅炉,在炉膛内部存在着大量的循环床料。
一次风从炉膛底部进入锅炉,把大量的床料吹起,使床料在炉膛的中间部分沿炉膛向上运动,而在炉膛的四周,床料则沿着水冷壁下降,并在下降过程中完成热量交换。
循环流化床锅炉的特点是设置了由分离器和返料器组成的物料循环回路。
燃料在炉膛内燃烧生成大量的烟气,这些烟气携带大量的物料从炉膛进入分离器,在分离器内物料和烟气进行气固分离,烟气从分离器顶部进入锅炉尾部烟道,而分离下来的物料则通过返料器再次进入炉膛,参与下一次燃烧循环。
因此循环流化床锅炉具有很高的燃烧效率。
2 生物质循环流化床锅炉简介煤炭作为一种不可再生的化石能源,在国民生产生活中扮演着重要的角色,但是一方面煤炭是一种不可再生能源,这使得寻找替代能源已成为无法回避的问题;另一方面煤炭也是一种高污染的能源。
当前环境污染已经成为我国面临的重大问题之一,为了治理环境污染,我国出台了一系列的法律法规,燃煤锅炉将受到越来越严格的限制。
生物质的可再生性和清洁性,使它在热电领域成为了煤炭的理想替代者,近年来燃用生物质的锅炉已经得到了广泛的应用。
目前燃烧生物质的锅炉主要有两种,一种是炉排式的层燃锅炉,一种是流化床锅炉。
生物质燃料的一般特点是水分很高、发热值偏低,因此着火和燃尽都比较困难。
65燃煤锅炉烟气超低排放技术研究文_张莹莹 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司资源环境管理局摘要:对循环流化床锅炉实现超低排放改造的除尘技术进行综合分析比较,并分析了超低排放改造的投资和运行成本,从而提出了循环流化床锅炉实现超低排放的技术路线,为循环硫化床锅炉实施超低排放改造提供参考。
关键词:燃煤锅炉烟气;超低排放;技术改造Research on Ultra Low Emission Technology of Coal Fired Boiler Flue GasZHANG Ying-ying[ Abstract ] The dust removal technology of CFB boiler to achieve ultra-low emission is analyzed and compared, and the investment and operation cost of ultra-low emission transformation are analyzed, and the technical route of realizing ultra-low emission of circulating fluidized bed boiler is proposed, which provides reference for the implementation of ultra-low emission transformation of circulating fluidized bed boiler.[ Key words ] coal fired boiler flue gas; ultra low emission; technical transformation针对某公司2×480t/h超高压循环流化床锅炉进行烟气超低排放技术改造,在原有脱硫塔内部增加烟气托盘和高效管束除雾器,使烟气与脱硫剂充分混合并利用离心力在高效管束除雾器内分离粉尘和水滴,进一步降低烟气中的SO2和粉尘浓度,使之满足超低排放标准。
循环流化床燃烧技术循环流化床燃烧(CFBC)技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下,即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术.循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入,一次风从布风板下部送入,二次风从燃烧室中部送入.石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳。
气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床,燃煤烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除。
为了提高吸收剂的利用率,将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用.钙硫比达到2~2.5左右时,脱硫率可达90%以上。
流化床燃烧方式的特点是:1.清洁燃烧,脱硫率可达80%~95%,NO x排放可减少50%;2.燃料适应性强,特别适合中、低硫煤;3.燃烧效率高,可达95%~99%;4.负荷适应性好。
负荷调节范围30%~100%.循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。
其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分;对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分.循环流化床锅炉属低温燃烧。
燃料由炉前给煤系统送入炉膛,送风一般设有一次风和二次风,有的生产厂加设三次风,一次风由布风板下部送入燃烧室,主要保证料层流化;二次风沿燃烧室高度分级多点送入,主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬;三次风进一步强化燃烧. 燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下,发生剧烈扰动,部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛,其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动,一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置,炉膛内形成气固两相流,进入分离装置的烟气经过固气分离,被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室,经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后,离开锅炉。
因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置,被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛,使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度,因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式,而且还有对流及热传等传热方式,大大提高了炉膛的传导热系数,确保锅炉达到额定出力.循环流化床锅炉概述循环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能产品.自问世以来,在国内外得到了迅速的推广与发展.但由于循环流化床锅炉自身的特点,在运行操作时不同于层燃炉和煤粉炉,如果运行中不能满足其对热工参数的特殊要求,极易酿成事故。
附件全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造,是推进煤炭清洁化利用、改善大气环境质量、缓解资源约束的重要举措。
《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》(以下简称《行动计划》)实施以来,各地大力实施超低排放和节能改造重点工程,取得了积极成效。
根据国务院第114次常务会议精神,为加快能源技术创新,建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系,实现稳增长、调结构、促减排、惠民生,推动《行动计划》“提速扩围”,特制订本方案。
一、指导思想与目标(一)指导思想全面贯彻党的十八届五中全会精神,牢固树立绿色发展理念,全面实施煤电行业节能减排升级改造,在全国范围内推广燃煤电厂超低排放要求和新的能耗标准,建成世界上最大的清洁高效煤电体系。
—4—(二)主要目标到2020年,全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)。
全国有条件的新建燃煤发电机组达到超低排放水平。
加快现役燃煤发电机组超低排放改造步伐,将东部地区原计划2020年前完成的超低排放改造任务提前至2017年前总体完成;将对东部地区的要求逐步扩展至全国有条件地区,其中,中部地区力争在2018年前基本完成,西部地区在2020年前完成。
全国新建燃煤发电项目原则上要采用60万千瓦及以上超超临界机组,平均供电煤耗低于300克标准煤/千瓦时(以下简称克/千瓦时),到2020年,现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时。
二、重点任务(一)具备条件的燃煤机组要实施超低排放改造。
在确保供电安全前提下,将东部地区(北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、—5—浙江、福建、山东、广东、海南等11省市)原计划2020年前完成的超低排放改造任务提前至2017年前总体完成,要求30万千瓦及以上公用燃煤发电机组、10万千瓦及以上自备燃煤发电机组(暂不含W型火焰锅炉和循环流化床锅炉)实施超低排放改造。
循环流化床锅炉机组节能降耗措施循环流化床锅炉在工作中是流态方式,其燃烧温度一般保持在850℃—900℃,特点在于工作效率很高,并且燃碳率极高,燃料适应性比较广。
尤其是锅炉造价低于煤粉炉,是一种环保型的绿色锅炉。
但是因为循环流化床锅炉的辅机电耗比较大,功率也比较大,致使厂电率较高,浪费了很多资源,这样就影响了企业的经济效益。
在这种情况下需要对机组进行节能降耗方面的考虑,让用电率和供电煤耗都可以降低,机组运行更加经济和高效。
因此,对循环流化床锅炉机组启动节能降耗做分析有一定现实意义。
本文先对循环流化床锅炉结构做简析,然后在设备改造、锅炉运行调整与汽机运行调整基础上,详细分析和阐述循环流化床锅炉机组节能降耗措施。
标签:循环流化床锅炉机组;节能降耗一、循环流化床锅炉结构循环流化床锅炉炉膛温度要比一般煤粉炉低,炉膛内气固两相混合物对水冷壁的传热系数比煤粉炉大的多,可大幅节省受热面的金属耗量。
锅炉的炉膛底部位置,是浓度与传热系数最大的部分,在炉膛高度的提升下逐渐减小,也就是热流曲线最大值集中在底部。
这方面特点让炉膛高热密度位置正好处在炉膛下部部分,这样可以解决炉膛中热流曲线过高的问题。
所以,循环流化床锅炉中热流分布可以便于对水冷壁金属温度管控。
循环流化床锅炉使用的是单炉膛、单布风板结构,并且有很大宽深比,此结构利于加强前后墙二次风穿透性,从而达到了通过合理的二次风配比,减少炉膛中心缺氧和控制氮氧化物排放。
锅炉使用前后墙是为了保障炉内热量平衡与减少单个给煤装置故障时,对炉内热平衡的影响。
二、循環流化床锅炉机组节能降耗(一)设备改造要想实现锅炉机组启动节能降耗,就需要对机组设备做优化和改善。
比如在除尘器后的烟道内增加低温省煤器,在各种锅炉的工作中,排烟热损失是最大的。
而产生排烟热损失的关键就在于排烟温度,排烟温度每上升12到15℃,排烟热损失会增加1%。
而通过增加低温省煤设备,能够把排烟温度急速降至105℃,可见节能效果非常突出。
技术创新与展望区域治理随着我国工业化水平的提高,人们在关注生产质量与生产效率的同时,逐渐关注资源的利用效率,环保性能、节能降耗效果成为了评价工业设备的重要参考依据。
350MW超临界机组循环流化床锅炉具有燃烧性大、燃料利用率高、热量吸收率高以及有害气体排放量小的优势,具有较强的环保性,本文就针对350MW超临界机组循环流化床锅炉的技术特点以及相关性能展开论述。
一、350MW超临界机组循环流化床锅炉的工作原理在流化床锅炉之中,燃料与空气会一起被置于一种流态化的燃烧室之中,在燃烧室中,燃料与空气会进行充分的混合,在这种情况之下燃料便具备的充分的氧气进行助燃,燃料的燃烧也会更为的彻底。
在燃烧的过程之中,燃料的消耗会产生一定量的烟气,这些烟气中夹杂了部分燃料物的颗粒,烟气会在流化床锅炉出口经过气固分离器进行分离,较小的颗粒会随着烟气一起排出锅炉,而体积相对较大的颗粒会通过分离器在此进入到锅炉内,并进行二次燃烧。
二、350MW超临界机组循环流化床锅炉运行技术特点1 燃烧性大传统的煤粉炉在运行的过程之中,首先对高温火焰中心进行建立,然后在此基础之上高温环境之下会形成一定的烟气,而煤粉炉正是运用高温烟气以及火焰的热辐射来对新进燃料进行燃烧,并形成一个相对稳定的燃烧状态。
传统的煤粉炉存在两个方面的弊端,一方面,煤粉炉燃烧性能相对较小、辐射幅度较大;另一方便,燃烧的燃烧质量会对煤炉运行的情况造成一定程度上的影响。
不同于煤粉炉,循环流化床锅炉能够有效解决这些问题,在其运行的过程之中,能够对煤炉内燃料的充足性进行保障,同时,煤炉内燃料的储备量还会随着燃料热值的提升而增加。
除此之外,350MW超临界机组循环流化床锅炉与传统的煤粉炉在燃烧方式上也有所差异,新进燃料会在接近恒温的循环回路之中按照一定的次序进行挥发,挥发粉的燃烧与固体碳的燃烧会使得燃烧过程更为彻底,因此350MW超临界机组循环流化床锅炉具有燃烧性大的特点,且能够在此基础之上对锅炉燃烧的工况进行一定的保证。
COA脱硝技术的应用分析及优化建议厦门国贸中顺环保能源股份有限公司原有3×75t/h循环流化床锅炉在原有炉外半干法脱硫除尘装置基础上,采用福建某上市环保公司自主研发的COA脱硝技术,实施脱硝改造,实现锅炉尾部烟气中NOx具备超低排放能力(即NOx≤35mg/m3),是火电行业首个使用COA 脱硝技术的工程案例,并与该技术研发单位进行不断合作摸索及工艺改进。
1COA脱硝技术工艺原理及特点1.1脱硝工艺原理COA脱硝主要是将锅炉尾部烟气中难溶于水、不易被碱性吸收剂反应吸收的NO,通过脱硝剂(NaClO2)作用,增强将其转化为易于反应吸收的NO2机率,再利用炉外(半)干法脱硫塔利用消石灰进行中和反应完成脱硝。
其脱硝主要化学反应为:NaClO2+2NO→2NO2+NaCl2NO2+NaClO2+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+NaCl+H2ONaClO2作为脱硝剂,在前一个反应中主要起强氧化作用,而在后一个Ca(OH)2与NO2吸收反应中起催化作用。
相关生成物均为无毒害的Ca(NO3)2、NaCl和H2O,对原有脱硫系统无其他危害。
1.2脱硝工艺特点COA脱硝技术将脱硝方式从催化还原的传统模式转为氧化吸收方向,有别于常用的低氮燃烧、SNCR、SCR等,具有以下优点:(1)对脱硝温度、粉尘浓度等没有特别的限制要求,属炉外脱硝,受锅炉运行工况、温度场等影响小,特别适合难以实施SNCR、SCR脱硝工艺的中小型锅炉;(2)结合已有炉外脱硫吸收塔进行协同处置,只需增加脱硝添加剂给料装置,改造投资金额和运行维护费用少;(3)脱硝副产物为无毒害,无废水排放及二次污染;(4)系统简洁,一般由脱硝剂进料模块、溶液配置与存储模块、溶液输送及喷射模块组成,启停方便,设备占地小、运行可靠;(5)根据NOx浓度变化,可通过调解吸收剂和脱硝剂的耗量来实现良好适应性;(6)脱硝效率高,可实现60%以上。
2COA脱硝工艺当前存在的不足2.1须配合炉外吸收装置使用COA脱硝技术主要起氧化和催化吸收作用,仅靠COA脱硝工艺并不能完成对氮氧化物的脱除,须配合炉外吸收塔使用才能实现脱硝。
150MW循环流化床锅炉的节能分析摘要:循环流化床锅炉燃烧技术具有自身优势,但在能源利用效率方面还需要进一步提升。
本文针对150mw循环流化床锅炉,在几个方面提出了节能的改进措施,其中既结合了当前循环流化床锅炉实际运行中遇到的一些问题,又结合了当前发电企业燃煤方面的问题,具有一定的理论意义和实际应用价值。
关键词:电力企业网络安全解决方案互联一、引言循环流化床锅炉(cfb)燃烧技术作为一种新型的低污染的燃煤技术,具有煤种适应性强、变负荷调整能力强、污染物排放少等独特优势,因此在近年取得了广泛的推广应用。
然而,循环流化床锅炉也有其自身的不足,例如:故障率高便是循环流化床锅炉在实际运行中最为突出的问题之一,据2008年的数据,循环流化床机组年利用小时数不足常规煤粉机组的2/3。
本文对150mw 循环流化床锅炉机组进行分析,并结合实际运行状况和相关单位的运行经验进行归纳,指出了提高循环流化床锅炉机组在实际运行中节能的有效方法[1-4]。
二、循环流化床锅炉的应用现状1.循环流化床燃煤锅炉是洁净煤技术中投入实际运营的、比较成熟的商业化技术,由于其煤种适应面、燃烧效率高、炉内脱硫脱氮等优势,近几年来在我国洁净煤发电领域处于优先地位而广泛的被应用。
流化床锅炉在应用中表现出良好的燃烧稳定性,对燃料的适应性很好,但并不能保证经济有效地利用性质差别较大的多种煤料。
由于近年来煤电供应的现状,导致大量燃煤电站不得不掺烧与原有设计煤种煤质差别较大的多种煤料,特别是劣质煤料,这就不可避免的导致全厂热效率下降和煤耗增加。
锅炉煤耗变化与煤质特性、发电热效率、电能产量等因素有关。
由于多种煤的性质有较大区别,且国内的运行人员的实际运行经验不足,尚未深入掌握循环流化床锅炉发电技术,综合煤质变化较大、机组维修和启停次数较多等因素,从而造成了循环流化床锅炉的煤耗增加、实际运行经济性下降等问题。
2.循环流化床锅炉节能的必要性循环流化床锅炉应用的现状决定了,节能需要结合当前燃料的现状和发电状况来进行。
75t/h循环流化床锅炉超低排放技术改造工程总承包项目技术协议甲方:热电厂乙方:==----日期:二〇一八年十二月技术协议一、总则1.1、本协议适用于热电厂2台75t/h循环流化床锅炉超低排放工程(含锅炉低氮燃烧改造及炉本体漏风处理),对设备的功能、设计、结构、性能、安装和试验等方面提出技术要求。
改造后指标具体要求以环保部门检测指标为准:SO2:小于 35 mg/Nm3;NOx:小于 50 mg/Nm3。
颗粒物:小于10mg/Nm3。
工期:签订合同后110天,竣工验收合格交付业主。
1.2、超低排放工艺:乙方根据甲方公司锅炉及现有环保设施情况,选择最优的、最合理的方案完成超低排放改造。
本次改造采用锅炉低氮燃烧改造及炉本体漏风处理,脱硝设施采用原锅炉SNCR尿素法+新增SCR,脱硫设施采用原CFB 锅炉炉内喷钙脱硫+新增半干法脱硫吸收塔脱硫,除尘设施采用原电袋除尘器+新增布袋除尘器,使烟气排放指标满足超低排放要求。
1.3、本协议提出了最低限度的技术要求,并未规定所有的技术要求和适用的标准,乙方应提供满足本协议和有关最新标准要求的高质量产品及其服务。
对国家有关安全、环保等强制性标准,必须满足其要求。
签订协议后,乙方还要及时跟踪执行建设项目所在地相关强制性标准的要求。
1.4、乙方须执行本协议所列标准及相应的国家和行业相关技术要求和适用的标准。
有矛盾时,按较高标准执行。
1.5、合同签订后10天,乙方提出设备的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、试验、运行和维护等标准清单给甲方,乙方应选择性价比较高的优质产品,且企业信誉良好、资信等级较高、用户评价优良。
系统扩容而新增的设备、部件等,尽量保持与原设备、部件一致,保证其接口、备件等的通用性。
1.6、其它未尽事宜,甲、乙双方友好协商解决。
二、建设目标及工程范围2.1、工程概况2.1.1、本工程拟在现有装置的基础上,对2台循环流化床锅炉进行超低排放技术改造。
350MW超临界循环流化床锅炉运行优化及实践摘要:为了响应当前保护环境政策,大型循环流化床运行的过程中需要不断进行优化。
当前,350MW超临界CFB机组已经大批次投运,正逐渐发展为大型CFB机组的主力机型。
由于CFB锅炉技术水平是逐步提高的,且入炉煤质变化较大,各机组运行性能参差不齐,锅炉运行优化和实践亟待广泛开展。
本文通过介绍国内首批次投运的某电厂350MW超临界CFB锅炉在入炉煤粒径、一二次风量、环保参数以及管式空预器漏风率等方面的运行优化措施,提出典型的负荷工况锅炉运行参数指导值。
通过锅炉运行的优化和实践,350MW超临界CFB锅炉机组主要运行参数及整体性能指标水平得到明显提升,可为机组长周期运行提供技术保障。
关键词:350MW;超临界;流化床;锅炉运行;优化实践引言自2015年晋能集团国金电厂全套自主设计的世界首台350MW超临界循环流化床锅炉投产以来,因其燃料适应性广、负荷调节范围大、污染物生成及控制成本低等优势,超临界循环流化床锅炉迅速在中国大力发展应用,先后投产350MW 超临界循环流化床锅炉约40台。
超临界循环流化床锅炉的设计、制造、运行、规模,为循环流化床燃烧技术研发和应用创造树立了品牌,同时也占据了世界领先地位。
1.概述某电厂350MW超临界CFB锅炉为DG1150/25.4-II1型超临界CFB锅炉。
锅炉为超临界直流炉,单炉膛、三分离器M型布置、平衡通风、一次中间再热、全紧身封闭、循环流化床燃烧方式,采用高温冷却式旋风分离器进行气固分离。
锅炉主要由膜式水冷壁炉膛、三台旋风分离器和尾部烟道三个部分组成,采用不带再循环泵的内置式启动循环系统。
炉膛与尾部烟道之间布置三台冷却式旋风分离器,其下对应的布置一台U型返料器,返料器为一分二结构,保证了炉膛宽度方向物料的均匀分布。
2.行优化措施2.1入炉煤粒径锅炉燃煤筛碎系统采用“两碎三筛”,粗碎系统设置两台滚轴筛和两台粗碎机,由于CFB锅炉对入炉煤粒径和级配要求较高,合理的燃煤粒径分布是锅炉稳定经济运行的重要保障。
******有限公司锅炉烟气超低排放工程技术协议需方:***************供方:**************签订日期:二零一五年八月十六日简述现有1台150t/h和1台90t/h循环流化床锅炉装置,1台150t/h循环流化床锅炉待建,燃烧介质为烟煤、造气炉灰的混合煤种,混合比例为:烟煤:造气炉灰=70:3。
随着国家环保要求标准的不断提高,原有脱硫装置已无法满足国家规定的烟气排放要求,为了NO X、SO2排放达到区域标准及符合NO X、SO2排放总量控制的要求,以及国家有关法规、规范和排放的要求,需对现有的1台150t/h和1台90t/h以及待建的1台150t/h循环流化床锅炉装置配套建设相应的烟气脱硫脱硝装置。
一期建设一套氨法脱硫装置(包括脱硫、硫酸铵后处理、氨区)和两套SNCR脱硝装置(现有锅炉),二期预留一套氨法脱硫装置(硫酸铵后处理和氨区共用一期装置)以及一套SNCR脱硝系统(待建锅炉),单套氨法脱硫装置烟气负荷按照3台锅炉满负荷同时运行烟气量进行设计,即按照三炉两塔方式进行配置,锅炉考虑三台同时运行,脱硫塔为一用一备运行;本工程范围内为三炉一塔。
根据国家发改委《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020)》的要求,东部地区11 省市新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50 mg/m3)。
江苏、浙江等沿海发达省份,当地政府已发文要求燃煤发电机组达到超低排放。
超低排放就是燃煤发电机组(燃煤锅炉)的排放达到天然气锅炉及燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于5、35、50 mg/m3)。
同时,为做好河北省大气污染防治技术支撑,根据河北省大气污染防治工作领导小组办公室印发的《河北省燃煤发电机组超低排放升级改造专项行动实施方案》的要求,相关单位开展编制并发布了河北省关于征求《燃煤电厂大气污染物排放标准(征求意见稿)》(全文),同时该标准已申报省质量技术监督局立项,不日实施。
1
循环流化床锅炉超低排放改造技术及应用
引 言
近些年我国加强了节能减排方面的管理,循环流化床锅炉属于发电中最为重
要的设备,面临着非常严峻的减排压力。但是因为循环流化床锅炉自身较为特殊,
所以实现超低排放技术路线也有所差异。本文主要分析循环流化床锅炉超低排放
改造技术路线,提出循环流化床锅炉烟气超低排放的使用条件。
1 循环流化床锅炉超低排放改造技术路线分析
1.1 炉内改造
对于循环流化床锅炉来说,其影响 NOx最主要的因素就是锅炉的床温以及
氧化还原性能,随着锅炉床温的下降以及氧化还原性的增加,锅炉炉膛出口的
NOx值会逐渐下降。遵照此原理,可以利用优化给煤粒度,增加物料的平均粒度、
降低底部密相区的悬浮浓度来提升快速床流动有效床料比例,可以确保炉膛内部
燃烧热量的有效分配,防止底部出现超温的情况。
1.2 增设 SNCR 装置
如果锅炉所用的煤种是烟煤,那么通过简单的炉内改造就无法实现 NOx的
超低排放要求,此种情况下可以增设价格较低的 SNCR 烟气脱硝设备。
1.3 增设半干法脱硫设施
对于循环流化床锅炉来说,最主要的脱硫方式包括炉内钙法脱硫、炉外半干
法脱硫以及炉外湿法脱硫等类型。通过不同炉内钙法脱硫的 300 MW 循环流化床
锅炉 SO2排放测试,得知其排放质量浓度比较低(仅为 200 mg/m3)。如果想
要实现SO2的超低排放就要确保脱硫效率控制在 98%上,只通过炉内钙法脱硫是
无法实现的。从目前来看,循环流化床锅炉超低排放更多采用的是炉内钙法脱硫
+炉外半干法脱硫、炉外湿法脱硫等方式。
1.4 增设超净电袋复合除尘设施
从以往试验数据能够得知,采用超净电袋复合除尘设施之后烟尘排放质量浓
度<10 mg/m3,绝大多数除尘器的运行阻力都在 900 Pa 下。所以在符合超低排
放属性的基础上,可以优先采取超净电袋复合除尘设施。
2
2 应用案例分析
2.1 工程基本概况
神华神东电力有限责任公司上湾热电厂位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗
乌兰木伦镇,建有 2×150 MW 空冷抽凝式汽轮发电机组,配置 2×520 t/h 超
高压循环流化床锅炉,项目于 2008 年 4 月 2 日开工建设,2009 年 12 月建
成并进入设备和系统调试阶段。为响应国家“节能减排”政策号召,顺利完成
“十三五”减排任务,上湾热电厂拟于 2019 年完成机组的煤种适应性改造,使
锅炉的床温不高于原设计值,NOx原始排放浓度≤150 mg/Nm3(干烟气,6%O2),
蒸汽温度达到额定汽温。
2.2 锅炉优化改进方案
根据上述情况,可通过优化二次风位置强化分级燃烧效果,布风板风帽更换
提高布风均匀性,SNCR 脱硝提效等以达到降低 NOx排放目的;屏过入口分配集
箱设置节流圈,降低屏过壁温偏差,具体优化改造方案如下:提高二次风口,增
强分级配风效果(高效二次风方案):
(1)方案描述高效二次风系统是一种先进的炉内分级、降低 NOx、去除SO2、
优化炉内燃烧的技术,通过改变锅炉炉膛燃烧场的方法,在锅炉效率不受影响,
甚至稍有提高的情况下,减少石灰石消耗或提高 CFB 锅炉的脱硫效率、降低现
有 NOx排放。结合入炉煤燃料的特性,通过数值模拟,锅炉在常规二次布置的
基础上提高上二次风的标高、优化了二次风喷口的位置、二次风的喷口入炉角度
及数量。
通过采用高效二次风,提高上二次风口以下还原区域高度,分级燃烧效果得
到强化,可以有效降低 NOx排放浓度。具体实施改造内容:原设计下二次风口
距离布风板很近有利于燃烧,但分级燃烧效果不明显。通过提高下二次风标高,
起到强化分级燃烧的作用,降低氮氧化物生成量。
二次风改造分两个方面:①提高下二次风;②提高上二次风。
(2)提高下二次风口原设计下二次风口距离布风板很近有利于燃烧,但分
级燃烧效果不明显。通过提高下二次风标高,起到强化分级燃烧的作用,降低氮
氧化物生成量。原设计下二次距离布风板只有1 m,本次改造为将下二次风向上
提高,如图 1 所示。
3
(3)提高上二次风口,即高效二次风方案将原上二次风口提高到炉膛下部
拐点以上,进一步增大还原区高度,同时利于增强上二次风的穿透性和扰动性。
将上二次风布置在炉膛的稀相区,锅炉密相区均为欠氧环境(风量控制在理论空
气量以下),还原性气氛围区域相对于常规二次风系统更广。同时,高效二次风
在锅炉炉膛上部区间内产生强烈的扰动,能对锅炉喷射区域及影响区域内的整个
物料流化反应场进行重新分配,能够改善 CFB 锅炉炉膛中心缺氧问题,增大锅
炉的有效反应空间,同时因气流的高速穿透也增加了煤颗粒及石灰石颗粒在炉内
的滞留时间,改善了碳颗粒与石灰石颗粒在炉内的化学反应条件,使下部欠氧环
境下不能充分反应燃烧的物料强化了反应和燃烧。
(4)布风板及风帽优化布置采用最新风帽结构,且采用分区布置,使布风
更为均匀,减少局部的高温区。新风帽结构不仅有利于均匀床温,且更利于电厂
运行维护。原设计的布风板,风帽全炉膛设计一致,四周与中间风帽结构一致,
导致中间部分风量偏大,四周风量偏小的情况,出现床温偏差。为改善流化质量,
有利于布风均匀,现采用炉膛及四周风帽分区布置,即炉膛中间区域采用阻力系
数较大的风帽,四周区域采用阻力系数较小的风帽,达到全炉膛风量一致、布风
均匀的目的。
(5)旋风分离器入口烟道优化为提高旋风分离器分离效率,通过耐磨耐火
材料优化旋风分离器入口烟道宽度。固定耐火材料用金属锚固件加长,用于固定
支撑耐磨可塑料,耐磨可塑料需注意与原内衬材料相接处圆滑过渡。此处浇注料
施工需要将该部位原浇注料去除,再按图重新施工。旋风分离器入口烟道优化后,
分离器效率得到提升,首先会降低飞灰含碳量,再者由于分离器分离效率提高,
灰循环量增加,提升炉内物料浓度。
(6)炉膛布风板优化缩小布风板深度,提高布风板区域风速,降低上、下
炉膛床温偏差,提高上炉膛温度;布风板深度适当缩小,布风板深度降低后,也
可以降低一次风率,提高二次风率,降低 NOx。为减小改造工程量,采用敷设耐
火材料方法实现。
3 改造结果
分析2# 炉改造前、后满负荷工况的 NOx排放及床温分布的情况,对比可发
现,满负荷工况改造后平均床温由改造前 945~950 ℃(未折算) 的降低至 920 ℃
左右,降低效果比较明显,SNCR 投运,NOx控制在 165~185 mg/Nm3时,尿素用
4
量明显比改造前低,由 300—350 L/h 减少至 100—150 L/h。满负荷工况钙硫
比也较改造前有较大优化。
本次改造后,床温均匀性有较大改善,改造前满负荷工况多个测点床温超
960 ℃,部分点高于 1000 ℃,改造后仅后墙个别点床温超 960 ℃,剔除后墙
下部受流化风和水冷壁影响温度偏低的两测点,床温偏差低于50 ℃。105 MW 负
荷改造后 NOx排放量明显降低,改造后 105 MW负荷不投 SNCR,NOx原始排放
低于 150 mg/Nm3,满足性能考核要求。而改造前 105 MW 负荷 NOx控制在
145~150 mg/Nm3范围,需投 85—138 L/h 的尿素量。
改造后同负荷二次风量明显降低,风机电耗明显减少,改造前运行风量偏大
(与改造后满负荷工况运行风量相当),说明改造后床温可控性明显优于改造前,
同负荷下无需大风量控床温。75 MW 负荷改造后不投 SNCR,NOx排放可降至 130
mg/Nm3左右,满足不投脱硝低于 150 mg/Nm3的性能考核指标。改造前 75 MW 负
荷 NOx降至 130 mg/Nm3左右需投 60—80 L/h 的尿素。
综合改造前、后 75 MW、105 MW 和 150 MW 三个负荷段运行情况,本次改
造整体效果优良,各负荷段 NOx排放明显降低,75~112 MW 负荷经调整后 NOx
原始排放可降至 150 mg/Nm3以下稳定运行,满负荷也较改造前降低超 60
mg/Nm3。床温均匀性及可控性、钙硫比、风机电耗、满负荷工况稳定性等均优于
改造前。
4 结束语
本文主要以神华神东电力有限责任公司上湾热电厂超高压循环流化床锅炉
为例,介绍了超低排放改造技术以及施工方面的内容,并且对其具体改造运行结
果进行了分析,可知床温均匀性及可控性、钙硫比、风机电耗、满负荷工况稳定
性等均优于改造前,改造效果良好。通过本文的介绍能够对循环流化床锅炉超低
排放改造提供一定参考和帮助,对于节能环保具有现实意义。