江阴兴澄特钢电厂锅炉环保提标技改和应用VIP

冶 金 动 力 ME TA L LUR G】 CAL P OWER 2 0 1 6年第 1 期 总 第1 9 1期 江阴兴澄特钢电厂锅炉环保提标技改和应用 赵 晓雷 ( 江 阴兴澄特种钢铁有限公司 ， 江苏江 阴， 2 1 4 4 0 0) 【 摘要】 简述了兴澄特钢一热电两台 S G 一 2 4 0 9 8 M Q T 6 7 0 型掺烧 2 5 高炉煤气锅炉， 通过技术改造 ， 实 现环保提标 ， 使锅炉 s 0 。 排放浓度降低为 5 0 m m ， ； N O x 排放浓度降低为 1 0 0 m g m ； 粉尘排放浓度降低为 2 0 mg ， m 。 【 关键词】高炉煤气锅炉； 二氧化硫； 氮氧化物； 粉尘； 达标 【 中图分类号】 T K 2 2 9 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 6 6 7 6 4 ( 2 0 1 6 ) 0 1 0 0 4 4 0 3 Te c h n i c a l Tr a n s for ma t i o n f o r En v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n o f t h e Po we r P l a n t Bo i l e r o f Xi n g c h e n g S p e c i a l S t e e l Zh a o Xi a o l e i ( Xi n g c h e n g S p e c i a l S t e e l C o ，L t d ， J i o n s y i , ,J i a n g s u 2 1 4 4 2 9 ,C h i n a ) 【 A b s t r a c t 】T h e t w o S G - 2 4 0 9 8 F q MQ T 6 7 0 b o i l e r s b u r n i n g 2 5 b l a s t f u r n a c e g a s a t t h e t h e r ma l p o we r p l a n t o f Xi n g c h e n g S p e c i a l S t e e l a r e b r i e f l y d e s c r i b e d A f t e r t e c h n i c al t r a n s f o r - ma t i o n f o r e n v i r o n me n t a l p u r p o s e ，t h e S O2 e mi s s i o n c o n c e n t r a t i o n o f t h e b o i l e r w a s r e d u c e d t o 5 0 mS h ，NOX e mi s s i o n c o n c e n t r a t i o n r e d u c e d t o 1 0 0 ms &a n d d u s t e mi s s i o n c o n c e n t r a t i o n r e d u c e d t o 2 0 mS h ，a c h i e v i n g e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n u p g r a d i n g 【 Ke y w o r d s 】b o i l e r b u r n i n g b l a s t f u r n a c e g a s ；S O 2 ； N O X ；d u s t e m i s s i o n ；r e a c h s t a n d a r d 1 前言 兴澄特钢一热电于 2 0 0 4年开始 ， 先后建成 3台 2 4 0 t h锅炉 ，其中 1 、 锅炉采用煤粉掺烧 2 5 高 炉煤气作为燃料， 3 锅炉完全采用高炉煤气作为燃 料。1 、 锅炉各配有一套除尘设施， 两台锅炉共用 套脱硫设施 ， 排放情况为 ：S O 浓度在 2 0 0 m g m3 左右 ， 烟尘排放浓度在 5 0 m g ms 左右 ， 氮氧化物排 放浓度在 6 5 0 m g m 3 左右。 3 锅炉因全烧高炉煤气， 高炉煤气经过高炉除尘、 采用低硫技术等， 出口浓度 均远远低于国家最新标准 ， 故废气可达标直接排放。 国家环境保护部于2 0 1 1 年 7 月 2 9日 发布了新 的 火电厂大气污染物排放标准 ( G B 1 3 2 2 3 2 0 1 1 ) 要求 ： 自2 0 1 2 年 1 月 1 E t 起 ， 在国土开发密度较高 ， 环境承载能力开始减弱， 或大气环境容量较小、 生态 环境脆弱，容易发生严重大气环境污染 问题而需要 严格控制大气污染物排放的地 区，对燃煤锅炉 S O 排放浓度 的限值为由 2 0 0 mg ms 降低为 5 0 mg m3 ； N O x 排放浓度的限值为由 4 5 0 m g m s 以上降低为 1 0 0 m g m 3 ；粉尘排放浓度的限值为由 5 0 mg m 3 降 低为 2 0 mg m 。 2 0 1 4年新标准实施后 ， 我厂各项指标无法达到 新标准要求。 因此 ， 需改造现有两台除尘及一套脱硫 设施 ， 并新增两台锅炉的脱硝设施。 2 改造方案 对于脱销、 脱硫、 除尘的具体改造措施和实施后 可能的问题，电厂前期跟多家有资质的厂家进行了 充分沟通 ，和国内多家设计院进行 了深入的技术探 讨 ， 并调研了利港电厂、 夏港电厂、 江阴热电厂、 张家 港骏马热电厂 、 常州新港热电厂等方案 ， 最后结合热 电分厂 自身的情况 ， 做了适合兴澄电厂的方案。 ( 1 ) 1 、 2 # 锅炉 原脱硫 装置改 喷淋塔氧 化镁 脱 硫， 处理烟气量为 2 x 2 8 0 0 0 0 m 3 h ； 并将 l 、 2 锅炉原 有引风机、 脱硫原增压风机进行合并 ， 以适应新系统 的需要 ， 同时考虑建设脱硝装置后系统的压降， 以提 高系统可靠性， 降低系统能耗。并对原有烟道、 排烟 方式进行适当改造 。 ( 2 ) 新建 l 、 2 锅炉共 2套烟气脱硝装置( 包括 加装催化剂， 增加 1 套脱硝还原剂储存、 分解及供给 2 0 1 6 年第 1 期 总 第1 91期 冶 金 动 力 ME T A L L U R G I C A L P 0 WE R 4 5 系统系统 ) 。 ( 3 ) 1 、 锅炉由原来 的静 电除尘器改造为布袋 除尘器。 3 具体 方案 3 1 脱硫改造 ( 1 ) 脱硫系统改造方案， 充分利用原有设备， 采 用喷淋塔工艺， 脱硫塔本体采用原脱硫塔 ， 拆除原脱 硫塔 内填料层 ， 改造为三层喷淋 ， 改造循环浆液泵 ， 更换除雾器 ，使得脱硫后烟气经过除雾器后烟气 中 含水量低于 7 5 m g m3 ，吸收塔 内部重新进行防腐 ， 建设一套完整的喷淋塔氧化镁脱硫装置。拆除原有 G G H， 取消管壳式换热器 ， 将锅炉引风机和脱硫增压 风机拆除 ， 锅炉新建 2台锅炉引风机， 考虑增加的脱 硝系统和脱硫系统的阻力 。 ( 2 )在吸收塔顶部新建一座 6 5 IT I 左右的钢制 烟囱( 即烟塔合一形式 ) ， 考虑到脱硫后烟气温度低 于露点温度， 具有腐蚀性， 因此在吸收塔顶部设置具 有防腐功能的烟囱，这样就可以将脱硫后的烟气直 接排人大气。 原上粉制浆系统、 副产物处理系统等维持不变： 塔内设有三层不锈钢材料的雾化喷嘴，塔内喷淋管 为玻璃钢材质； 塔的上部设有 2 层折流板除雾器， 用 来脱除烟气 中的液态水；脱硫塔 的折板 除雾器上 、 中 、 下设有三层雾化喷嘴 ， 用时 间控制 ， 定期 向除雾 器上喷淋工艺水，以防除雾器堵塞； 塔体为碳钢材 料， 玻璃鳞片防腐；吸收塔系统压降小于 1 2 0 0 P a 。 3 _ 2 脱硝改造 3 2 1 脱硝改造内容： 热电分厂 1 、 2 # 锅炉烟气中平均 N O x 浓度在 5 0 0 m g m 3 以上，故准备采用选择性催化还原法 ( S C R) 方式来控制 N O x的排放水平 ， 将 出口烟气 中 的 N O x 浓度控制到 1 0 0 m g m 3 以内。 3 2 2 S C R系统组成 ( 1 ) 还原剂的储存和供应系统 经过前期论证 ， 考虑到兴澄场地限制、 地处高新 开发区、 及成本的调研等因素， 排除了使用液氨， 而 采用氨水作为还原剂。 ( 2 ) 脱硝反应系统 脱硝反应系统由催化剂反应器、还原剂喷射系 统等组成。S C R反应器的设计承压能力大于_+ 6 5 0 0 P a ， 瞬时不变形承载能力不低于+ 9 8 0 0 P a 。 最低连续 运行烟温 3 0 8 q C 。最高连续运行烟温 4 2 0 o C 。催化 剂反应器包括壳体、 内外钢结构支撑、 灰斗、 催化剂、 烟气整流装置、 密封装置等。每炉设置 1台反应器， 催化剂数按“ 2 + 1 ” 布置 ， 即每个反应器设有两层催化 剂 ， 预留一层空间为备用层 。催化剂采用蜂窝式 ， 整 体成型。采用模块化设计 以减少更换催化剂的时间 和工作量。采用 钢结构框架 ， 并便于运输 、 安装 、 起 吊。催化剂安装在上级空预器和下级省煤器中间。 f 3 1 空预器 的改造 由于S C R脱硝方法都存在氨逃逸现象， 一般为 3 至 5 m g L ， 而且掺烧高气锅炉的烟气流速高， 氨逃 逸量更大 ，氨在 2 0 0以下会 和灰粘结在管壁上 ， 即下级管式空预器有堵塞的危险，故将管式空预器 改为衬搪瓷的管式空预器。 3 3 电除尘器改造 f 1 1 原电除尘运行情况 从多年运行经验分析 ，全煤燃烧的除尘效果明 显优于掺烧高气 ， 原因主要是高气燃烧的特点显著 ， 掺烧大量的高气烟温会上升至少 2 O左右， 增加 了烟气量 1 0 左右 ， 人口粉尘浓度有所降低， 虽然 烟气湿度有所增加 ， 但没有降低粉尘比电阻 ， 温度的 升高等因素加快了烟气流速 。 f 2 ) 电除尘改造的主要内容 考虑到场地狭小等原因，以及参考其他电厂的 经验，在不增加占地面积的情况下，采用布袋除尘 器 。 改造为： X L D M8 4 0 0型布袋除尘器。 布袋材质为 P P S P T F E 5 8 1 MP S C S 3 0即布袋织 布用 P P S并含 超 细纤维 ， 基布用 P T F E， P T F E涂层 ， 热定型单面烧毛 ， 布袋克重为 5 8 0咖 z 。使锅炉最大连续出力工况 ( B MC R )条件下处理 1 0 0 烟气量时除尘器出口排 放粉尘浓度小于2 0 m g m 3 。 3 4 引风机改造 原引风机和增压风机串联运行， 电耗高， 稳定性 差， 发生过几次故障停运， 故这次改造将 1 、 炉的 引风机和增压风机合二为一 ， 将引风机改型， 增加压 头 ，考虑到 S C R增大 1 2 0 0 P a ，电除尘增大 1 2 0 0 P a ， 新脱硫需要增加 2 0 0 0 P a ， 故将引风机压头由原 3 7 0 0 P a 改为 8 2 0 0 P a ， 引风机液偶调节方式改为高 压变频控制。 4 改造后效果 本工程投资 4 0 1 0 万元，利用了锅炉大修的机 会 ， 对锅炉进行停运技改 ， 至 2 0 1 4年 6月 1 5日前 ， 全部顺利完成锅炉的环保提标技改工作，并进行试 运行 1 6 8 h ， 投运后指标完全达标。 ( 1 )脱硫塔阻力 2 0 0 0 P a 左右 ， S O 浓度在 4 0 m g m 3 左右 ， 且基本无石灰雨情况。 冶 金 动 力 MET ALL U RGI CAL P OWE R 2 0 1 6 年第 1 期 总 第 1 9 1期 ( 2 ) 布袋除尘压差 1 0 0 0 P a开始振打 ， 压差始终 小于 1 0 0 0 P a ， 烟尘排放浓度在 1 5 mg m 。 左右。 ( 3 ) 脱硝氨水用量 1 8 0 k g h ， S C R人 口温度 3 2 0 ， 氨逃逸低 于 3 p p m以内， 氮氧化物排放浓度在 9 0 m g m 左右 ； ( 4 ) 引风机 ： 锅炉设计炉膛水冷壁和刚性梁能承 受锅炉运行时燃烧爆燃工况产生的烟气压力波动为 5 8 0 0 P ， 引风机压头 8 0 0 0 P a ， 我们直担心的启 运瞬间是否会导致锅炉变形等问题， 运行过程中， 由 于风机是变频调节 ， 逐步开启 ， 故不存在所谓的锅炉 变形问题 。 5 运行中出现的事故及处理 2 0 1 4 年 7 月 1日投运至今， 环保设备有过两次 事故， 我们总结了经验和教训， 并在以后的运行中逐 步改进。 5 1 布袋除尘压差变大 2 0 1 4年 7 月 2 0日，2 炉发生除尘器阻力变大 情况 ， 4 0 mi n后 ， l 炉也发生该情况 ， 压差逐步大至 需要降负荷运行 ， 调整为 1 0 0 t h左右 ， 分别停 2 、 1 炉 ， 清布袋除尘器 。 分析： 一开始怀疑由于烧了蒙煤 ， 蒙煤轻， 灰会 附着在布袋上， 停运蒙煤， 无好转 ； 另外还掺烧纺织 厂污泥 ， 经化验纺织污泥中发现有化纤成分 ， 停用该 污泥 ， 布袋除尘器逐步恢复。此后 ， 电厂不掺烧纺织 厂 污泥 。 5 2 脱硝喷氨水量不正常 2 0 1 4 年 8 月 1 5日 ， 1 、 2 鼻 炉烟气出口N O x 超标， 需要降负荷运行， 仍旧有不能达标的情况。 刚投运时 ： 2 3 0 t h ， S C R人 口温度 3 3 0。 【 = 左右 ， 3万 m 3 h高气 ， N O x 入 口 5 5 0 mg m 3 ，喷氨 2 0 0 k g ， 出 I： 1 N O x 5 0 m g m 。 。 8月 1 5日情况 ： 1 8 0 t h ， S C R入 口温度 3 3 0 左右 ， NO x 人 口 5 5 0 m g m 3 ，喷氨需要达到 3 5 0 k g ， 出口 N O x勉强 1 0 0 m g m 3 左右 ， 氨逃逸数据大 ， s O 数据非常低( 分析有氨气已经将部分 S O 脱去， 生成 N H H S O ) 。为使 出E l NO x不超标 ， 甚至需要把降低 负荷运行。 分析可能原因： ( 1 ) N O x数据不准 ； ( 2 )氨水浓 度、 纯度有问题 ； ( 3 ) l 0个喷氨挡板不均匀。 试验： ( 1 ) 脱硫塔出口的 N O x 数据测试， 显示准 确 ； ( 2 ) 氨水将 I 储氨罐调换至 2 储氨罐 ， 更换后无 变化 ； ( 3 ) 测试 2 炉的 1 0个喷氨挡板 ， 压力、 数据等 均正常； 测试 l 炉的 l 0 个喷氨挡板， 发现东侧的4 个挡板关闭。 措施 ： 对 l 炉的挡板进行调整 ， 氨水量下降至 1 8 0 k g ， N O x 不超 1 0 0 m g m 3 ， 数据恢复， 负荷恢复。 对喷氨挡板做好记号 ； 规定定期检查喷氨挡板。 6总