燃煤电厂烟尘超低排放技术研究（论文） .pdf

2014 6 上 科技传播 86 理论研究 theoretical research 燃煤电厂烟尘超低排放技术研究 程道同 中国神华能源股份有限公司国华惠州热电分公司 广东惠州 516082 摘 要 为有效改善我国各地空气环境质量 解决燃煤电厂烟尘超低排放技术问题 对当前世界上各种除尘技术 进行详细介绍和对比分析 利用各种除尘技术的优势和特点 设计出一套可行的除尘技术优化方案 结果表明 通 过选取几种除尘技术组合而成的整体除尘技术 可以有效降低烟尘的排放 通过对其经济性分析 可有助于该技术 的推广实施 达到改善空气环境质量的效果 关 键 词 燃煤电厂 除尘技术 超低排放 中图分类号 tm62 文献标识码 a 文章编号 1674 6708 2014 116 0086 02 0 引言 随着我国经济持续高速发展 城市化和工业化进程日益加 快 各种大气污染物排放急剧增加 发达国家在上百年发展过 程中不断出现的大气环境问题 现已在我国集中涌现 尤其是 近几年我国出现大范围雾霾天气 各地 pm2 5 长期超标 严重 损害人民群众身体健康 影响社会和谐稳定 燃煤电厂在生产过程产生的烟气中含有大量烟尘 如不进 行脱除 会对大气环境造成严重危害 本文通过研究国内外燃 煤电厂烟尘治理措施 对应用多种先进环保技术的方案进行了 比较论证 提出了烟尘治理以及达到超低排放目标的工程技术 措施 1 烟尘脱除技术 1 1 烟尘脱除的机理 烟尘脱除机理包括重力分离 离心力惯性分离 碰撞惯性 分离 接触阻留 静电力驱动 凝聚等几类 不同的粉尘特性 适用于不同的除尘机理 除尘设备主要利用一种或者多种除尘 机理进行除尘 以提高效果 除尘器的型式按照结构型式区分 主要有机械式 水膜式 静电式 过滤式等几大类型 1 2 烟尘脱除典型技术 1 2 1 静电除尘器 静电除尘器静电除尘器的除尘原理是通过电极在烟气中放 电 使粉尘荷上电荷 并且在电场力的作用下向电极移动 被 集尘极捕获并收集 在静电除尘器壳体内设有很多组阴极线和 与之对应的阳极板 给阴阳极施加高压直流电 阴极 放电极 附近空气被电离 形成电晕 电晕区的范围较小 正离子很快 流向放电极 电子则扩散到电晕外区域 烟气流过电极区间时 大部分粉尘带上负极性 在电场力的作用下向阳极板 收尘极 移动 与阳极板接触后放出电荷 通过振打落入灰斗 1 2 2 滤袋式除尘器 滤袋式除尘器是一种干式的高效除尘器 它利用纤维织物 的过滤作用进行除尘 效率可以高达 99 9 以上 滤袋式除尘 器通常按粉尘排放的绝对值进行约定 而且其粉尘排放的绝对 值基本不受粉尘特性的影响 滤袋式除尘器收尘原理主要有三 种 滤袋筛滤 碰撞惯性分离 滤袋纤维接触 1 2 3 湿式电除尘器 湿式电除尘器是直接将水雾喷向电极和电晕区 水雾在芒 刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化 在这里 电场力 荷电水雾的碰撞拦截 吸附凝并 共同对粉尘粒子起 捕集作用 最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕 集 与干式电除尘器通过振打将极板上的灰振落至灰斗不同的 是 湿式电除尘器则是将水喷至集尘极上形成连续的水膜 采 用水清灰 无振打装置 流动水膜将捕获的粉尘冲刷到灰斗中 随水排出 湿式电除尘器对酸雾 有毒重金属以及 pm10 尤其 是 pm2 5 的细微粉尘有良好的脱除效果 1 2 4 管式换热器 mggh 低温电除尘系统 目前国内火电厂运行的燃煤机组设计排烟温度一般为 120 130 燃用褐煤时为 140 170 且机组实际运行 排烟温度普遍高于设计值 远高于烟气酸露点温度 排烟温度 偏高的后果是使得锅炉效率下降 电除尘器除尘效率下降 脱 硫耗水量增加 集成烟气换热器的低温电除尘技术是解决此危 害的一种有效新方法 烟气余热利用系统采用两级烟气换热器系统 其烟气热量 回收装置分为两级 第一级布置在除尘器的进口 将烟气温度 从约 120 冷却到约 95 第二级布置在湿式除尘器的出口 加热脱硫净烟气 媒介与烟气进行热交换采用闭式循环水来完 成 使进入电除尘器的运行温度由常温状态 120 140 下降到低温状态 90 100 左右 排烟温度的降低 使得 进入电除尘器的烟气量减少 粉尘比电阻降低 余热利用和提 高除尘效率的两个目的都达到了 2 烟尘超低排放优化方案 综合国内外领先的除尘技术 结合我国的大气环境质量标 准要求 通过采取多个除尘技术的组合方式 可以使燃煤电厂 烟尘排放浓度达到燃气机组排放限值要求 即烟尘浓度 5 nm 该方案即保证系统运行可靠 又有一定的经济性 具体 方案如下 管式换热器 mggh 干式低温静电除尘器 高频电源 湿式电除尘器 低低温静电除尘器 带 mggh 高频电源 除尘效率不小 于 99 88 脱硫系统除尘的效率按 30 考虑 湿式电除尘器除 尘效率不小于 70 按照上述计算得到的排放见下表 干式低低温静电除尘器性能计算 bmcr 工况 单台电除 尘器 项目单位常用煤种 除尘器入口干烟气量 6 o2 m3 s493 除尘器入口烟气温度 95 除尘器入口含尘量 湿标 g nm317 43 除尘器效率 99 88 除尘器出口含尘量 6 o2 mg nm320 32 脱硫及湿式静电除尘器除尘效率计算 科技传播 2014 6 上 87 理论研究theoretical research 项目单位常用煤种 除尘器出口含尘量 6 o2 mg nm320 32 脱硫系统除尘效率 30 湿式除尘器进口含尘量 6 o2 mg nm314 22 湿式静电除尘器除尘效率 70 烟囱入口含尘量 6 o2 mg nm34 27 当采用上述组合方式进行烟尘脱除时 综合除尘效率可以 达到 99 975 极大的减少了烟尘排放量 同时 本工程在脱硫系统后设置了湿式电除尘器 湿式电 除尘器拥有捕集微细粉尘的功能 对微细 潮湿 黏性或高比 电阻粉尘的捕集效果都很理想 由于被捕集的粉尘和水之间有 黏着力 避免了湿式电除尘器粉尘收集后的再飞扬问题的出现 湿式电除尘器能提供几倍于干式电除尘器的电晕功率 这就大 大提高了对 pm2 5 的捕集效率 有效改善环境空气质量 3 经济性分析 本方案比传统除尘设施增加了 mggh 湿式电除尘器 并 改用了低低温静电除尘器 在初投资上增加了约 1 25 亿元 经估算 考虑上述污染控制措施后 发电生产单位成本增加 3 元 mwh 上网电价增加 5 元 mwh 但综合考虑其环保效益 还是很有必要的 为了实现燃煤电厂烟尘的超低排放 工程新增了湿式电 除尘器 mggh 等设备 这样使得静电除尘器电功率有所下降 但系统阻力 电耗 厂用电率 供电标煤耗都随之增加 mggh 系统采用闭式循环水为媒介与烟气进行热交换 布置在除尘器 进口的第一级烟气换热器利用高温烟气将水介质温度升高 升 温后的热水进入湿式电除尘器出口处的第二级烟气换热器来加 热净烟气 以预防 石膏雨 现象产生 在第一级烟气换热器 内被加热的水介质并没用进入发电机组的热力系统 所以无法 获得常规设置低温省煤器带来的降低煤耗的好处 具体对电耗 煤耗的影响分析如下 序 号 项目单位 常规 方案 湿式 除尘 器 mggh 低温静电 除尘器 合计 1烟气侧平均阻力pa基准 300 1000 2单台引风机增加功耗 pfkw基准120385 3设备本身运行电耗 pekw基准 300 267 2 4总电耗 ptkw基准540502 81042 8 5厂用电率 基准 0 1540 1440 298 6供电标煤耗g kwh 基准 0 4860 4530 939 从上表可以看出 本工程采取的一些列近零排放技术会使 得厂用电率增加 0 298 供电标煤耗增加 0 939g kwh 4 结论 通过在脱硫前配合管式换热器采用低低温静电除尘器加高 频电源 低低温静电除尘器按五电场电除尘器考虑 除尘器效 率不低于 99 88 除尘器出口排放浓度小于 20 5mg nm3 考 虑脱硫系统 30 洗尘效率 脱硫后设置湿式除尘器 除尘器效 率不低于 70 除尘系统综合效率达到 99 975 烟囱出口烟尘 排放浓度不超过 4 27mg nm3 达到燃气机组 5mg nm3 的排放标 准限值要求 同时还可以有效降低 pm2 5 的排放 减少对环境 空气的污染 参考文献 1 福建龙净环保股份有限公司 wesp新型湿式电除尘器技 术介绍 2 gb13223 2011 火电厂大气污染物排放标准 s 中国环 境科学出版社 2011 7 3 陈国榘 适应新排放标准的火电厂除尘技术 j 科技导 报 2010 28 3 90 95 4 薛建明 纵宁生 湿式电除尘器的特性及其发展方向 1997 3 5 黄三明 电除尘技术的发展与展望 j 环境保护 2005 7 指令 严格按照相关规定进行管制指挥 4 塔台管制员应当 严密监控跑道运行的情况 持续有效地观察运行环境 管制精 力要集中 尽量不受任何外界的干扰以免遗忘航空器的运行状 态或者已经发布的管制指令 参考文献 1 中国民用航空空中交通管理规则 ccar 93tm 2 中国民航跑道安全规划 3 国际民航组织 空中航行服务程序 空中交通管 理 pans atm doc4444 4 国际民航组织 防止跑道侵入手册 doc9870 an463 5 阎建中 吴磊 空管系统7月份安全工作总结 j 空中 交通管理 2009 8 6 本刊记者 抓安全 保畅通 就当前空管安全工作访 民航局空管局局长王利亚 j 空中交通管理 2010 9 7 阎建中 吴磊 卢靖 空管系统6月份安全信息月报 j 空中交通管理 2011 7 8 阎建中 卢靖 空管系统9月份安全运行形势通报 j 空中交通管理 2010 10 9 2008年民航空管十大新闻事件 j 空中交通管理 2009 1 9 曾劲松 高兴颖 双流机场跑道侵入分析与解决方法 j 空中交通管理 2010 6 上接第89页 3 结论 中小型水库的安全问题一直是限制我国农业生产和危及人 们群众生命财产安全的大事 近年来 我国先后开展了多层次 全方位的病库 危库的监测和排查工作 大量存在安全隐患 带病运行的中小型水库不断被发现和重视 如何对这类水库进 行安全加固处理是一项重要的研究课题 本文在分析中小型水 库坝体主要安全问题表现的基础上 对主要的坝体安全加固技 术进行了分析和说明 其结果对指导中小型水库的坝体安全加 固施工具有重要意义 参考文献 1 束一鸣 等 土石坝工程经验与创新 m 北京 中国电 力出版社 2004 2 牛运光 水库土石坝滑坡事故经验教训综述 j 大坝与 安全 2004 6 69 77 3 高钟璞 大坝基础防渗墙 m 北京 中国电力出版社 2001 4 张先员 霍小力 土石坝防渗加固措施综述 j 水利科 技与经济 2008 14 12 1020 1021 上接第103页 燃煤电厂烟尘超低排放技术研究燃煤电厂烟尘超低排放技术研究 作者 程道同 作者单位 中国神华能源股份有限公司国华惠州热电分公司 广东惠州 516082 刊名 科技传播 英文刊名 p