燃煤锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理

燃煤锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 第一章 燃煤及污染物 煤炭现主要用于电力、钢铁、化工、水泥建材及民用燃料，其中 电厂 锅炉及 工业 锅炉耗煤占 70%，尤其是 火电厂 是我国最大的耗煤行业，其耗煤占全国耗煤量的 50%-65%。 环境污染治理设施运营资质许可管理办法 对大气污染控制资质培训主要内容是燃煤锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理 大气污染 热电厂 燃煤型污染 介绍：我国的大气污染情况 1997年我国能源消费结构 我国煤炭消耗与部分污染物排放 年分 煤炭消耗（亿吨） 污染物排放 （万吨） 2000年 16 1995 二氧化硫 2003年 12.45 2158.7 二氧化硫 1048.7 烟尘 1500 氮氧化物 3508501350185023501998 1999 2000 2001 2002 2003二氧化硫排放总量 烟尘排放总量 工业粉尘排放量年全国工业 SO2、烟尘、粉尘排放量比较 2003年大气污染物排放总量又有所上升 2003年二氧化硫排放总量 2220万吨 ，超环境容量 80% 万吨 火力发电 火电厂是我国控制酸雨和空气污染的 关键行业（ 2003年数据） 项目 总量 火电 装机容量（亿千瓦） 3.84 2.86（ 74.3） 发电量 （亿千瓦时） 19080 15800（ 82.8） 原煤消耗 （亿吨） 16 9 （ 56.3） 二氧化硫排放（万吨） 2158.7（工业） 1331.9 （ 61.7） 烟尘排放（万吨） 1048.7 （工业） 486.6 （ 46.4） 燃煤产生的主要污染物 燃煤产生的主要污染物有烟尘、 SO2、 NOX和碳氧化物。目前受到排放限制的污染物是烟尘、 SO2、 NOX。 烟尘： 是指冶金过程或燃烧过程中所形成的固体微粒。粒径 0.1-200微米。降尘大于 10，飘尘小于 10.（可吸入颗粒物）； 总悬浮颗粒物是指悬浮在大气中不易沉降的所有的颗粒物，包括各种固体微粒，液体微粒等，直径通常在 .微米之间。 硫氧化物（ SOx） 主要是 SO2和 SO3，燃煤和石油产生。 1t煤中含硫 550kg， 1t石油中含硫 5 30kg。 危害： 腐蚀性较强； 损害植物叶片，影响生长； 刺激呼吸系统，引起肺气肿和支气管炎，致癌作用； 形成酸雨，生成二次污染物硫酸气溶胶危害更大。 2）氮氧化物（ NOx） 主要是 NO和 NO2，来自矿物燃料燃烧和化工厂及金属冶炼厂排放的废气。 危害： NO和血红蛋白结合比 CO亲和力 大数百倍 ； NO2则具有腐蚀性和刺激作用，能损害农作物； 引起呼吸道疾病； 形成 光化学烟雾 和酸雨的主要因素。 硫酸烟雾 硫酸烟雾：大气中的 SO2等硫化物，在有水雾、含有重金属的飘尘或氮氧化物存大时，发生一系列化学或光化学反应而生成硫酸盐或硫酸盐气溶胶。 硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要比 SO2气体强烈得多。 1952.12.5 8， 英国伦敦烟雾 事件。 2.1 燃煤工业锅炉 2.1.1 概述 1.锅炉 一种能量转换设备，把燃料中的化学能通过燃烧转换为热能，加热给水，从而产生一定温度和压力的蒸汽或热水。 第二章 燃煤工业锅炉 锅炉： 锅 盛装水和气并承受压力的部分，作用：吸收炉放出的热量，把水加热到一定 温度 和压力 （热水锅炉）或蒸汽（蒸汽锅炉）； 炉 燃料与空气发生化学反应产生高温火焰和烟气的部分，作用 : 最大限度的把燃料的 热能 释放出来； 附属设备、附件及仪表 保证锅炉正常运行。 压力表 三大安全附件 安全阀 水位计 2.锅炉的分类 按用途、烟气的流动、燃料、出厂形式、输出介质、水循环方式、吨位、压力、燃烧方式、通风方式、安装方式分类。 3.锅炉常用物理量和状态指标 锅炉在燃烧和传热过程中状况是由各种物理量来表示。 （ 1）温度 热力学温度，符号是“ K” ；摄氏温度，符号是“ ”；华氏温度，符号是“ F” 。 （ 2）压力 帕斯卡，符号是“ Pa” ，锅炉常以 MPa为单位。 锅炉的压力由于水受热汽化为蒸汽后体积膨胀所导致。 大气压力，符号为“ atm” ； 表压力 是指压力表上的数值，是容器内压力 高于或低于大气压的部分；（铭牌上标为表压力） 绝对压力 指实际压力，数值等于 表压力加大气压力 。 （ 3）热量 热量是指物体吸收或放出热的数量，用符号 Q。 焦耳，用符号“ J” 表示、 kJ为单位。 焦耳 是法定计量单位，卡是非法定计量单位。 （ 4）蒸发量 (出力 ) 对于热水炉来讲就是锅炉生产热水放出的热量，单位为kJ h；采用 法定计量单位制 后，热水锅炉的出力，改用热功率表示，单位为 MW/h。 2.2、锅炉分类 可以从不同角度出发对锅炉进行分类： 1.按结构形式可分为 锅壳 锅炉（火管锅炉）、水管锅炉和水火管锅炉。 2.按用途不同可分为 电站 锅炉、 工业 锅炉、生活锅炉等。 3.按容量大小可分为 大型 锅炉、中型锅炉和小型锅炉。习惯上，蒸发量大于 100t h的锅炉为大型锅炉，蒸发量 20 100t h的锅炉为中型锅炉，蒸发量小于 20t h的锅炉为小型锅炉。 4.按 蒸汽压力 大小可分为低压锅炉（ p2.5MPa）、中压锅炉（ 2.5MPp5.9MPa）、高压锅炉（ p 9.8MPa）、超高压锅炉（ p 13.7MPa）等。 5.按 燃料和能源种类不同 可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、废热（余热）锅炉等。 6.按燃料在锅炉中的 燃烧方式 可分为层燃炉、沸腾炉、室燃炉。 7.按工质在蒸发系统的 流动方式 可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。 2.3 锅炉结构 锅炉的结构，是根据所给定的蒸发量或热功率、工作压力、蒸汽温度或额定进出口水温，以及燃料特性和燃烧方式等参数，并遵循 蒸汽锅炉安全技术监察规程 、 热水锅炉安全技术监察规程 及锅炉受压元件强度计算标准等有关规定确定的。一台合格的锅炉，不论属于那种形式，都应满足“ 安全运行，高效低耗，消烟除尘，保产保暖” 的基本要求。 锅炉工作示意图 2.4 锅炉型号 一、燃煤、燃油、燃气、生物持锅炉型号 （一）型号： 按 JB/T1626-92 工业锅炉产品型号编制方法 规定，锅炉号由三部分组成，各部分之间用短横线相连，如下面式样表示 第三章 燃煤电厂锅炉概述 第一节 锅炉设备的作用及构成 锅炉是能源工业发展的主要组成部分 火力发电站三大主机之一； 火力发电 三种能量转换； 表 1-1 典型电厂锅炉简况 二、锅炉设备的构成 1. 锅炉本体 构成锅炉的基本组成部分称为锅炉本体，由汽锅、炉子及安全附件组成。 1）汽锅 锅炉本体中汽水系统，高温燃烧产物烟气通过受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热，沸腾汽化，生成蒸汽。 2）炉子 锅炉本体中燃烧设备，燃烧将燃料的化学能转化为热能 3）安全附件 水位计、压力表、安全阀 2、气水系统 3、燃烧系统 2 锅炉辅机 给煤机、磨煤机、送风机、吸风机、给水泵、吹灰器、碎渣机、除尘器、灰浆泵。 三、电站锅炉的分类及型号 2、锅炉型号的表示方法 第二节 锅炉燃烧理论基础（ p18） 1）着火前的准备：煤粉进入炉膛至着火前这一阶段为着火前的准备阶段。在此阶段内，煤粉中的水份蒸发，挥发份析出，煤粉温度升高到着火温度，故又称为干燥、挥发阶段，这是一个吸热阶段。这个阶段在炉膛内为着火区。 预热干燥。 105 左右时，水分蒸发 （ 2）燃烧阶段：当煤粉温度升高到着火点，而煤粉浓度又适合时，开始着火进入燃烧阶段。挥发份首先着火燃烧并放出大量热量，对焦炭直接加热，于是焦炭在高温下燃烧。此阶段是一个强烈放热阶段，在炉膛中为燃烧区。 干馏。 300 左右时，挥发物不断析出并与空气混合，开始燃烧。固定碳的燃烧。挥发物燃烧后，炉膛温度不断升高，固定碳逐渐点燃 （ 3）燃烬阶段：未燃烬的少量固体炭继续燃烧，直到燃烬。此阶段是在氧气供应不足，气粉混合较弱，炉内温度较低的情况下进行的，过程时间长。此阶段在炉膛中为燃烬区。 这些阶段的划分不是绝对的，不能截然分开，其实它们是互相联系并交错进行的。并且各个阶段的长短与煤粉性质有关，与锅炉设备的结 构和操作方法也有关。 三、燃烧条件 燃料完全燃烧的条件 1） 空气条件 ：按燃烧不同阶段供给相适应的空气量。 2） 温度条件 ：只有达到着火温度，才能与氧化合而燃烧。 着火温度：在氧存在下可燃质开始燃烧必须达到的最低温度。各种燃烧的着火温度见表 2-2 ， P26。 3） 时间条件 燃料在燃烧室中的停留时间影响燃烧完全的程度。 反应速度随温度升高而加快， T t。 4） 燃烧与空气的混合条件 燃料与空气中氧的充分混合是有效燃烧的基本条件。 在大气污染物排放量最低条件下实现有效燃烧的四个因素：空气与燃料之比 、 温度 (temperature)、 时间 (time)和 湍流(torrent)，后三者通常称为燃烧过程的“ 三 T”。 燃烧设备简介 根据燃料在炉内的燃烧方式不同分四种：火床燃烧、火室燃烧、沸腾燃烧和旋风燃烧。 第三节 煤的组成及其性质 一 、 元素分析和工业分析 测定煤组成的方法分工业分析和元素分析两大类 。 二、煤的成分 通常说煤炭，有的地方习惯叫石炭。但煤不是碳。煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）。煤的结构复杂。 1、碳 碳 元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。碳含量随煤化度的升高而增加。个别煤化度更高的无烟煤，其碳含量多在 90以上，如北京、四望峰等地的无烟煤，碳含量高达95 98。因此，整个成煤过程，也可以说是增碳过程。 固定碳含量越高，越南燃烧； 2、氢 3、硫 4、氧 5、氮 6、灰分 7、水分 三 、 煤的工业成分分析 工业分析 包括测定煤中水分 、 灰分 、 挥发分和固定碳以及估测硫含量和热值 ， 这是评价工业用煤的主要指标 。 1、 水分 指单位重量的煤中水的含量 。 煤中的水分有 外在水分 、 内在水分和结晶水 三种存在状态 。 一般以煤的 内在水分