龙辉---燃煤电厂环保设计技术策略分析及烟气脱汞技术进

燃煤电厂环保设计技术策略分析及烟气脱汞技术进展内容21我国燃煤火电机组未来发展主要布局分析我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略23烟气脱汞技术进展•我国燃煤火电机组未来发展主要布局分析311111、我国燃煤火电机组未来发展主要布局分析我国一次能源结构的特点，决定了未来几十年燃煤发电机组仍将是我国最主要的发电形式。预计到2020年，我国的火电机组装机规模将达到11亿千瓦。4另一方面，我国提出2020年单位碳排放强度比2005年下降40％-45％的目标，燃煤火电机组是碳排放大户，摆在我们面前的主要难题是必须实现燃煤火电机组的节能减排技术和机组容量的同步发展。促进大容量、高参数燃煤机组技术的进步，是我国未来10年节能减排、减少碳排放的重要渠道。51、我国燃煤火电机组未来发展主要布局分析1、我国燃煤火电机组未来发展主要布局分析我国的发展重点：依然是上大压小，热电联产和建设高效、节能、节水和环保型电厂，布局特点：燃煤火电机组有从沿海地区向内地煤炭基地发展的趋势。煤炭基地的集约化开发将成为燃煤火电机组发展重点，并形成以煤炭基地为主的电站群。61、我国燃煤火电机组未来发展主要布局分析内蒙古、新疆等地区：储存有我国最丰富的煤炭资源，有可能将在未来10年形成几个超(超)临界火电机组电站群。而这些地区属于高度缺水地区，必须采取高度节水措施，应考虑采取包括空冷机组等节水措施所带来的机组效率降低等因素。新上火电机组：燃烟煤或燃褐煤采用空冷等节水技术火电机组。71、我国燃煤火电机组未来发展主要布局分析我国沿海地区：未来可能还会发展大容量、高参数超超临界海水直流湿冷机组，其燃煤特点主要是烟煤；我国部分内陆及边远地区：安徽、河南、四川、云南、湖南、湖北、黑龙江等地区还会上部分超（超）临界机组，燃煤主要是当地煤或外来煤为主。81、我国燃煤火电机组未来发展主要布局分析•2011版《火电厂大气污染物排放标准》91、我国燃煤火电机组未来发展主要布局分析在这个大背景下，电厂的设计起到关键的作用，应重点研究的问题:火电机组环保工艺路线选择如何满足新的国家环保排放标准要求。10•、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略11•、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略122、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略1）烟气脱硝技术低NOx燃烧技术目前对低NOx燃烧技术的要求是，在降低NOx的同时，使锅炉燃烧稳定，且飞灰含碳量不能超标，并兼顾锅炉防结渣与腐蚀等问题。低NOx燃烧技术可以降低NOx排放30～60%。132、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略•选择性催化还原烟气脱硝技术SCR脱硝效率可以高达90以上%，NOx排放浓度可控制到50mg/Nm3以下，这些指标是其他任何一项脱硝技术都无法单独达到的。增加锅炉烟道阻力约700～1000Pa，需提高引风机压头。142、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略15SCR反应器照片：2、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略●烟气脱硝工艺技术路线对于已采用低NOx燃烧技术或进行了低NOx燃烧改造的系统，NOx排放距离标准要求依然较远，要求脱硝效率较高的系统，应采用SCR烟气脱硝技术，方可达到要求的脱硝效率。对于某些适宜的系统可以采用SNCR/SCR混合型脱硝。162、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略2）除尘技术---高效电除尘器采用包括：高频电源、控制、数模流场优化等措施，对电除尘器采取多项提效措施，根据目前国内除尘器制造技术发展水平，选择双室五电场静电除尘器。当入口除尘器入口粉尘浓度20g/Nm3时，能使除尘器粉尘排放浓度控制在30mg/Nm3以下。172、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略---布袋除尘器及电袋除尘器火电厂可考虑布袋除尘器及电袋除尘器进行除尘。根据目前国内布袋除尘器及电袋除尘器制造技术发展水平，选择布袋除尘器除尘效率可达99.95%，控制除尘器出口粉尘排放浓度在1020mg/Nm3之间。电袋除尘器在合理选择新型过滤材料（如选择PTFE基布保证过滤材料基本结构及尺寸稳定性）条件下，能够充分满足电袋除尘器后侧布袋的保证使用寿命及较恶劣的运行工况。182、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略---移动极板电除尘器移动极板系统，能够利用旋转刷和移动的收尘极板去除捕集的粉尘，从而防止电晕，移动极板系统能有效地收集高电阻率的粉尘。收尘极板通过顶部驱动轮的旋转，以极慢的速度进行上下移动，带电粉尘在集尘区域内被收集。附着在极板上的的粉尘在非集尘区域内，被夹住收尘极板的两把旋转电刷刮落。旋转电刷按照与收尘极板移动方向相反的方向旋转，防止粉尘的飞散，同时将粉尘刮落到料斗中。192、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略202、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略1000MW机组固定电极型ESP和移动极板型ESP的比较21项目固定电极型ESP移动极板型电除尘器电场数4(4个固定)3(2个固定+1个移动)占地面积(100%)(74%)重量(100%)(71%)耗电量(100%)(67%)出口粉尘浓度30mg/Nm330mg/Nm32、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略相马共同火力发电（株）敬启/新地1号（1994年,1000MW机组）222、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略23低温移动极板电除尘器高效烟气处理流程图2、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略•低低温电除尘器这一技术的关键是低温电除尘器工艺，日本新上500MW1050MW火电机组基本全部采用低温电除尘器工艺。将MGGH的降温换热器安装在电除尘器（ESP）之前，主要工艺流程见工艺流程图。242、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略25低低温电除尘器工艺流程图2、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略低低温电除尘器与电厂热力系统及脱硫系统结合，具有综合节能、节水、环保的效果，并能满足燃中、低灰分煤条件下国家环保排放标准的粉尘的控制要求。262、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略以沿海燃用来煤相对可控的燃高热值、中、低硫煤，灰分中等的某已投入运行的21000MW国产化机组为方案，对采用低低温高效烟气处理系统与采用传统四电场电除尘器+湿法烟气脱硫工艺的主要环保排放指标、技术经济指标比较见下表。272、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略低低温高效烟气处理系统与传统工艺技术经济指标比较28序号项目低低温高效烟气处理系统传统电除尘器+湿法烟气脱硫工艺1设计煤质山西神府煤2电除尘器三电场四电场3脱硫入口实际烟气流量/(m3·h-1)409335544412904烟气温度/℃901215SO2质量浓度/（mg·m-3）194819486SOX质量浓度/（mg·m-3）49497粉尘质量浓度/（mg·m-3）45698脱硫装置出口烟气温度/℃80809SO2排放质量浓度/（mg·m-3）979710SOX排放质量浓度/（mg·m-3）2.864911粉尘质量浓度/（mg·m-3）22.534.512除尘效率/%99.8599.772、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略序号项目低低温高效烟气处理系统传统电除尘器+湿法烟气脱硫工艺13电耗烟气加热器/kW+600基础值电除尘器/kW-4700基础值吸风机轴功率/kW+437基础值增压风机轴功率/kW-2061基础值14总轴功率差/kW-5724基础值15炉后综合厂用电率/%-0.286基础值292、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略(1)低低温高效烟气处理系统与传统的除尘、脱硫工艺相比，综合环保性能有较大提高，粉尘排放质量浓度控制在30mg/m3以下，SOX排放质量浓度控制在2.86mg/m3以下。302、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略(2)低低温高效烟气处理系统与传统的除尘、脱硫工艺相比，综合能耗有较大降低。低低温高效烟气处理系统烟气换热器需要热媒水循环泵等设备，故电耗高于回转式烟气加热器。但电除尘器前设置了降温换热器，使进入电除尘器、吸风机和增压风机的烟气温度降低，尽管降温换热器增加了烟气系统的阻力损失，但较少的烟气体积流量，使吸风机的电耗略微提高；烟气脱硫系统不仅烟气体积流量小，因为降温换热器设置在除尘器前，烟气阻力损失也减少了，增压风机电耗大幅度降低，轴功率降低。312、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略由于烟气体积流量小、烟气比电阻小及ESP采用低温静电除尘器，四电场改为三电场，并采用先进的控制系统，使电除尘器的电耗大大降低。与传统的电除尘器+湿法烟气脱硫工艺（带GGH）相比，在除尘效率提高的情况下,炉后综合厂用电率降低0.286%，按年利用小时5500h计算，采用低低温高效烟气处理系统，每年可节电3146万kW·h。环保工艺运行技术经济指标主要看厂用电率，由此可见，低低温高效烟气处理系统有较好的运行经济性。322、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略采用2种烟气处理技术的投资费用比较万元33投资项目低低温高效烟气处理系统传统电除尘器+湿法烟气脱硫工艺烟气加热器1200基础值电除尘器-1300基础值吸风机（含电机）-120基础值增压风机（含电机）-200基础值烟囱及烟道防腐-300基础值投资变化-720基础值2、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略采用2种烟气处理技术的运行费用比较34项目低低温高效烟气处理系统传统电除尘器+湿法烟气脱硫工艺年运行电耗降低/(万kW·h)-3146基础值年运行费用/万元-1887.6基础值注：表中年运行小时按5500h计算，当地电价按0.60元/(kW·h)考虑2、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略与传统的除尘+湿法烟气脱硫工艺比，低低温高效烟气处理系统可降低烟气换热器、增压风机、烟道防腐等费用，可减少设备及材料投资720万元左右。减少年运行费用1887.6万元。具有投资和运行经济性，投资运行经济合理。352、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略低低温高效烟气处理技术烟气脱硫工艺的适用范围我国近年来新上火电机组大多数为1000MW机组。从设计选择的煤质分析，煤的热值均为中、高热值、灰份中等、硫分均不高（低于1%），适合于采用低低温高效烟气处理技术烟气脱硫工艺。362、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略3）烟气脱硫技术---石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的技术进步采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前效率最高且可靠性最高的脱硫工艺之一。近年来，国内、外在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺脱硫效率提高方面又有很多进展。包括采用双托盘技术、吸收塔喷淋系统优化等一系列技术的采用对于烟气脱硫装置技术进步（特别是高硫煤地区烟气脱硫装置增容改造）起到重要作用。我国华能珞璜电厂已经使用双托盘技术对脱硫装置进行改造。372、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略•烟气循环流化床脱硫工艺烟气循环流化床半干法烟气脱硫工艺是一种气--液和气--固反应的烟气脱硫工艺。在脱硫塔内，一方面进行气相向液相的传质过程，烟气中的气态污染物不断进入溶液中，同时与脱硫吸收剂中的钙离子发生反应，另外一方面进行蒸发干燥的传热过程，颗粒上的液相水分受烟气加热影响不断在塔内蒸发干燥；最后再生成固体干态的脱硫灰渣。382、我国燃煤火电机组未来发展可采用的环保技术及技术发展策略烟气循环流化床脱硫工艺有较多业绩，技术成熟，且已经在300MW及600MW级机组得到商业运行。当燃煤含硫量为1～2%左右，钙硫比不大于1.3时，脱硫率可达90%以上，排烟温度在70℃以上。我国新环保标准实施后，可在燃低硫煤锅炉与