燃煤电厂超低排放改造方案及其经济性分析-河北豪业环保设备有限公司

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燃煤电厂超低排放改造方案及其经济性分析

2019-07-09 14:44:00

随着环保形势日益严峻,污染物扫澈标准日趋严格,部分发电企业及地方甚至要求烟尘排放质量浓度不高于5mg/m³。为达到超低排放限值要求,燃煤电厂正逐步实施超低排放改造。但是,目前已实施的超低排放改造项目中,改造方案及技术路线的选取仍存在较多问题。对此,本文对超低排放改造的关键点进行论述,并根据实际应用情况对超低排放技术路线及其经济性进行分析,以期为后续实施的超低排放改造项目提供借鉴。

1边界条件

确定边界条件是超低排放改造方案设计的要步骤,不同的边界条件会使方案选取千差万别。超低排放改造的边界条件主要包括煤质、烟气量、烟气温度及原相关装置状况。

对于改造项目,机组运行年限一般较长,实际燃用煤质经常与锅炉原设计煤质差异较大,需重新选取设计煤质参数。煤质参数包括工业分析、元素分析、发热值、灰分及灰熔融特性,其中灰分和硫分对超低排放改造方案和投资成本影响较大。确定煤质参数应考虑:能反映恶劣工况下的入炉煤情况;不宜过度放大裕量,导致投资成本升高,可采取控煤、配煤措施。由于煤炭市场的不确定J陛,未来燃用煤质难以完全准确预测,超低排放改造的设计煤质参数需结合电厂近年实际燃用煤质和未来计划燃用煤质综合确定。

广东11选5APP下载超低排放改造设计烟气量应结合改造煤质条件、环保装置实测数据及实际漏风情况等因素确定,各装置的基准烟气量应统一,各工况设计烟气量应协调。确定设计烟气温度时,除考虑超低排放改造前实测烟气温度外,还应注意改造对烟气温度的影响,如加装烟气换热器后引起的系统烟气温度变化等。

2运行现状

在制定超低排放改造方案前,需摸查各个环保装置的运行现状。先,应调研整个环保岛的污染物排放现状,包括脱硝装置入口和出口的NOx质量浓度、除尘装置入口和出口的烟尘质量浓度、脱硫装置入口和出口的SO2质量浓度以及烟囱入口烟尘、SO2,NOx排放质量浓度。其次,应比较分析各环保装置的主要性能参数与原设计指标的关系,包括设计效率、系统阻力等。此外,还需掌握主要环保装置及耗材状况,包括锅炉的结焦和腐蚀、选择性催化还原(SCR)脱硝反应器内流场均匀性、催化剂活性及破损、电除尘振打装置效果、袋式除尘滤袋损坏情况、风机出力及能耗、吸收塔喷淋层及除雾器性能等。

3脱硝改造方案

目前,绝大多数燃煤电厂都已配备SCR脱硝装置,常用的超低排放改造方法。有低NOx燃烧改造、SCR提效改造,以及当SCR技术无法满足超低排放改造要求时加装非选择性催化还原(CSNCR脱硝装置等。由于新型催化剂价格较低,一般采用加装SCR脱硝装置备用层催化剂或换现有催化剂方案。部分已实施超低排放改造机组的脱硝系统,采用直接在SCR脱硝装置备用层加装与现有催化剂规格型式一致的催化剂。在确定催化剂换方案时,应备选多种方案,推算催化剂加装及换周期,以确定较优方案。

超低排放改造后,SCR脱硝装置内的流场均匀J陛及喷氨均匀性尤为重要,SCR脱硝装置内出现局部NOx质量浓度过高/过低、NH3/NO摩尔比偏差过大、局部流速过高/过低等情况时,会导致局部氨逃逸过高、催化剂局部磨损/堵塞、NOx排放质量浓度无法达标等问题。另外,氨逃逸过高还会造成下游空气预热器堵塞,影响机组运行。因此,进行超低排放改造时,需评估脱硝装置流场,若不符合要求,则需对其进行优化改造,并于投运后进行喷氨均匀性调整。

近年来火电机组年利用小时数较低,机组常在中低负荷下运行,当锅炉负荷降低时,SCR脱硝装置入口烟气温度可能降至较低连续喷氨温度以下,导致脱硝装置无法投运。因此,超低排放改造时应调研脱硝装置低负荷运行情况,通过设置烟气旁路、水侧旁路、省煤器分段布置、增设0号高压加热器提高给水温度、回热抽汽补充给水加热改造、省煤器热水再循环及臭氧脱硝等方法提高低负荷下脱硝装置入口烟气温度,实现脱硝装置连续投运。

4除尘改造方案

锅炉除尘器除尘改造方案大致可分为电除尘器改造、低低温电除尘器改造、袋式(电袋)除尘器改造、新增湿式电除尘器及湿法脱硫协同除尘等。电除尘器改造方法降。主要有优化电源配置、优化烟气流场、优化清灰方式以及扩容改造等。

低低温电除尘器改造通过在电除尘器前设置烟气冷却器将烟气温度降至酸露 点以下,从而使除尘效率大幅提升。袋式(电袋)除尘器具有除尘效率受燃煤品质影响小的特点,改造时应特别注意流场及结构优化设计、漏风治理、滤料选取等问题。采用新增湿式电除尘器方案时,应重视场地实施条件、投资运行成本等因素。在电厂已实现达标排放的基础上,新增湿式电除尘器均可满足烟尘超低排放要求。湿法脱硫的协同除尘主要利用吸收塔中的气液传质构件、喷淋层及除雾器协同实现烟尘深度脱除,除尘效率一般可达75%左右。

5脱硫改造方案

燃煤电厂烟气脱硫装置大多采用石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺。脱硫系统超低排放改造方法主要包括单塔双循环、双塔双循环、单塔双沸腾层等。单塔改造主要包括增加液气比、增设气液传质构件、优化喷淋层和喷嘴配置、优化流场、增加浆池容积等。双塔双循环技术具有可靠性高、对燃煤含硫量适应性广、运行裕量大、脱硫效率高等特点,但实施时应注重现场调研,选取运行阻力小、施工难度低的方案。另外,脱硫改造采用单塔提效技术还是双塔提效技术与脱硫系统入口SO2质量浓度密切相关。

6风机改造方案

燃煤电厂超低排放改造后,烟风系统阻力会发生变化,可能导致原有引风机、增压风机出力不足,无法满足机组稳定运行要求。另外,由于机组超低排放改造后烟风系统阻力升高,导致风机电耗激增或风机抢风失速。通过风机技术改造,提高风机性能与超低排放改造后系统的匹配性,提高风机运行的经济性,是目前解决超低排放改造后机组电耗增加问题的主要技术手段。

在风机改造方案确定前,应摸查空气预热器、袋式(电袋)除尘器等装置堵塞及烟风系统漏风情况并进行治理,根据治理后烟风系统的阻力参数,兼顾风机运行经济性,确定较优方案。除需满足烟风系统出力需求外,风机扩容改造还应避免风机在高中低负荷下出现失速。风机扩容改造主要分为引风机、增压风机合并改造和引风机、增压风机单独扩容改造。一般情况下,引风机、增压风机合并改造后(同期进行烟道优化)的运行经济性高于引风机、增压风机单独改造,而且有利于机组优化控制,可以解决机组非停隐患。与静叶可调风机相比,系统匹配性好、运行高的动叶可调风机是目前主流的风机结构形式。


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