基于热电联产CFB锅炉烟气近零排放的技术路线(20141113)

1、基于热电联产基于热电联产CFBCFB锅炉的锅炉的 烟气超低排放技术路线的探讨烟气超低排放技术路线的探讨 2012014 4年年1111月月1414日日闵闵 伟伟 杭州杭联热电有限公司杭州杭联热电有限公司一、杭联热电锅炉环保设施配置、排放控制、改造升级历程一、杭联热电锅炉环保设施配置、排放控制、改造升级历程二、杭联热电面临的二、杭联热电面临的“超低排放超低排放”的环保压力的环保压力三、三、“超低排放超低排放”技术路线选择的评估因素技术路线选择的评估因素四、杭联热电实施四、杭联热电实施“SCR + WFGD + WESPSCR + WFGD + WESP”技术路线的困难技术路线的困难五、杭联热电超

2、低排放技术路线五、杭联热电超低排放技术路线1 1：现有环保设施的增效：现有环保设施的增效六、杭联热电超低排放技术路线六、杭联热电超低排放技术路线2 2：N+1N+1模式的终端深度治理模式的终端深度治理七、如何选择七、如何选择“基于基于CFBCFB锅炉的烟气超低排放技术路线锅炉的烟气超低排放技术路线”八、热电联产企业应对环保压力的困境八、热电联产企业应对环保压力的困境 一、杭联热电锅炉环保设施配置、排放控制、改造升级历程一、杭联热电锅炉环保设施配置、排放控制、改造升级历程一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级锅锅 炉：炉： 3 3 75 t/h

3、CFB 75 t/h CFB锅炉锅炉 3 3130 t/h CFB130 t/h CFB锅炉锅炉脱硫设施：脱硫设施： 炉内喷钙炉内喷钙+ +烟气半干法脱硫，单元配置烟气半干法脱硫，单元配置脱硝设施：脱硝设施： SNCRSNCR，单元配置，单元配置 除尘设施：除尘设施： 电袋除尘器，单元配置电袋除尘器，单元配置 环保设施示意图环保设施示意图CFB+炉内脱硫炉内脱硫+SNCR脱硝脱硝+烟气半干法脱硫烟气半干法脱硫+电袋除尘电袋除尘电电CFB锅炉锅炉消石灰仓消石灰仓石灰石仓石灰石仓一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级烟囱烟囱CEMS SO2SO2排

4、放：排放： 100mg/m100mg/m3 3 ( (注：执行注：执行200mg/m200mg/m3 3标准，具备标准，具备50mg/m50mg/m3 3控制能力）控制能力）NOxNOx排放：排放： 100mg/m 100mg/m3 3 烟尘排放：烟尘排放： 20mg/m 20mg/m3 3 目前排放控制目前排放控制一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级1997年2004年 炉内脱硫的脱硫剂添加采用输煤线掺混方式； 脱硫效率40%；可以满足当时相对宽松的排放标准；2004年2007年 将炉内脱硫的脱硫剂添加方式改造为炉前喷射炉前喷射的方式； 脱

5、硫效率提升至7075%，SO2排放浓度400mg/m3 2007年2010年 （改造目标： 90%, SO2排放浓度100mg/m3 2010年2014年 结合75t/h炉本体改造、130 t/h炉返料系统改造，对炉内脱硫的自控系统、在线SO2表计、烟气脱硫的喷枪系统、防磨、塔差压控制等进行完善，进一步提升综合脱硫效率。目前，各炉基本具备SO2排放60%, NOx排放浓度100mg/m3一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级图片图片除尘改造升级历程除尘改造升级历程2007年2010年：电除尘改电袋除尘 改造前：75t/h锅炉初始配置为3电场电除

6、尘器;130t/h锅炉初始配置为4电场电除尘器 改造内容：将静电除尘改造为电袋复合除尘器，保留原静电除尘器一电场，将其余电场改造成布袋除尘器，布袋选用PPS滤料（聚苯硫醚） 改造效果：烟尘排放在2040mg/m32014年：布袋增效改造1（3台130t/h锅炉） 改造内容： 将PPS滤料更换为覆膜滤料（P84玻纤复合毡） 烟尘检测结果为：10mg/m32014年：布袋增效改造2（1台75t/h锅炉） 改造内容：将原行喷吹布袋除尘器改造为内滤内吹结构CFF型长袋低压除尘器 烟尘检测结果为：5mg/m3一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级一、杭联热电环保设施配置、排放控制、改造升级二、杭联

7、热电面临的二、杭联热电面临的“超低排放超低排放”的环保压力的环保压力二、杭联热电面临的二、杭联热电面临的“超低排放超低排放”的环保压力的环保压力1 1、特定的区域、特定的区域-杭州经济技术开发区杭州经济技术开发区-列为杭州市主城区列为杭州市主城区2 2、杭州经济技术开发区、杭州经济技术开发区-产城融合、产业转型产城融合、产业转型-10-10所高校所高校-沿沿江高档商住区、金沙湖江高档商住区、金沙湖CBDCBD、东部总部园、东部总部园-数十万常住人口数十万常住人口3 3、区北天然气热电厂的压力、区北天然气热电厂的压力4 4、杭州市推进、杭州市推进“无燃煤区无燃煤区”建设建设5 5、2013201

8、3年市环保局提出杭联热电年市环保局提出杭联热电“煤改气煤改气”6 6、多个大电厂、多个大电厂“近零排放近零排放”工程的陆续投运的影响工程的陆续投运的影响7 7、20142014年市环保局提出杭联热电年市环保局提出杭联热电“达到天然气排放标准达到天然气排放标准”三、三、“超低排放超低排放”技术路线选择的评估因素技术路线选择的评估因素杭州杭联热电有限公司杭州杭联热电有限公司三、三、“超低排放超低排放”技术路线选择的评估因素技术路线选择的评估因素l 性能能否达标；性能能否达标； 现阶段近零排放案例运行时间较短，运行可靠性、现阶段近零排放案例运行时间较短，运行可靠性、l 性能不能达标的风险底限；性能不

9、能达标的风险底限； 稳定性有待考验；稳定性有待考验；* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *l 工程实施的现场条件；工程实施的现场条件； 受限于热电锅炉炉型、场地条件受限于热电锅炉炉型、场地条件l 工程实施难度；工程实施难度； 受限于升级改造性质（非新建）受限于升级改造性质（非新建） l 工程实施对正常生产的影响程度；工程实施对正常生产的影响程度；* * * * * * * * *

10、* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *l 投资总额；投资总额；l 投资风险控制措施；投资风险控制措施； 热电企业的技术能力、经济承受实力有限热电企业的技术能力、经济承受实力有限l 运行维护的成本；运行维护的成本；* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

11、* * * * * * * * * * * * * * *l 潜在的二次环境风险；潜在的二次环境风险； 是否存在其他技术风险不确定；是否存在其他技术风险不确定；l 参考案例；参考案例； 技术路线的可复制性（炉型、地理位置）技术路线的可复制性（炉型、地理位置） * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 四、杭联热电实施四、杭联热电实施“SCR + WFGD + WESPSCR

12、+ WFGD + WESP”技术路线的困难技术路线的困难杭州杭联热电有限公司杭州杭联热电有限公司湿法技术路线的评估湿法技术路线的评估 “SCRWFGDWESPSCRWFGDWESP” 是大型火电锅炉实施近零排放的主流技术路线是大型火电锅炉实施近零排放的主流技术路线l 湿法湿法FGDFGD（石灰石（石灰石- -石膏法烟气脱硫），在大型火电锅炉达到常规排放标准的脱硫工程中得到非石膏法烟气脱硫），在大型火电锅炉达到常规排放标准的脱硫工程中得到非常广泛的应用，在中小型热电锅炉也有众多应用，技术成熟，脱硫性能总体可靠。常广泛的应用，在中小型热电锅炉也有众多应用，技术成熟，脱硫性能总体可靠。l SCRSC

13、R（选择性催化还原脱硝）技术较为成熟，近几年已在大型火电锅炉中得到广泛的应用。脱（选择性催化还原脱硝）技术较为成熟，近几年已在大型火电锅炉中得到广泛的应用。脱硝性能总体可靠。硝性能总体可靠。l 湿式电除尘是近湿式电除尘是近1 1年多，伴随近零排放的提出，被迅速评估为能实现粉尘超低排放（年多，伴随近零排放的提出，被迅速评估为能实现粉尘超低排放（5mg/m35mg/m3）的首选技术路线。的首选技术路线。 选择选择“SCRWFGDWESPSCRWFGDWESP” 进行深度治理，其性能达标风险相对较小；即使进行深度治理，其性能达标风险相对较小；即使不能完全达标，也容易不能完全达标，也容易“过关过关”。

14、杭州杭联热电有限公司杭州杭联热电有限公司湿法技术路线的评估湿法技术路线的评估 “SCRWFGDWESPSCRWFGDWESP” 是大型火电锅炉实施近零排放的主流技术路线是大型火电锅炉实施近零排放的主流技术路线l 湿法湿法FGDFGD（石灰石（石灰石- -石膏法烟气脱硫），在大型火电锅炉达到常规排放标准的脱硫工程中得到非常广泛石膏法烟气脱硫），在大型火电锅炉达到常规排放标准的脱硫工程中得到非常广泛的应用，在中小型热电锅炉也有众多应用，技术成熟，性能可靠。的应用，在中小型热电锅炉也有众多应用，技术成熟，性能可靠。l SCRSCR（选择性催化还原脱硝）技术较为成熟，近几年已在大型火电锅炉中得到爆发式

15、的应用。脱硝性（选择性催化还原脱硝）技术较为成熟，近几年已在大型火电锅炉中得到爆发式的应用。脱硝性能总体可靠。能总体可靠。l 湿式电除尘是近湿式电除尘是近1 1年多，伴随近零排放的提出，被迅速评估为能实现粉尘超低排放（年多，伴随近零排放的提出，被迅速评估为能实现粉尘超低排放（5mg/m310001000万元万元/ /年）；年）；杭州杭联热电有限公司杭州杭联热电有限公司综上：综上：湿法路线是大型火电新建湿法路线是大型火电新建 改造的较优选择。改造的较优选择。而对于我公司采用该技术路线受限因素多、代价大、不确定的风险较多。而对于我公司采用该技术路线受限因素多、代价大、不确定的风险较多。因此因此拟拟

16、不将不将“湿法湿法FGDSCRFGDSCR湿式电除尘湿式电除尘”作为首选实施路线，作为首选实施路线， 将该路线列为将该路线列为后备手段。后备手段。五、杭联热电超低排放技术路线五、杭联热电超低排放技术路线1 1：现有环保设施的增效：现有环保设施的增效五、杭联热电超低排放技术路线五、杭联热电超低排放技术路线1 1现有环保设施的增效现有环保设施的增效1 1、现状和目标、现状和目标 mg/m3 mg/m32 2、针对我公司现有环保设施已达到特别排放限额或具备能力，、针对我公司现有环保设施已达到特别排放限额或具备能力，与深度治理目标实际上已较为接近的实际情况，我们首先与深度治理目标实际上已较为接近的实际

17、情况，我们首先考虑采用考虑采用现有环保设施增效现有环保设施增效的技术路线。的技术路线。 特别限额特别限额现状现状目标目标SO2SO250实际控制：实际控制：100100具备能力：具备能力：5050 35NOxNOx1007070 9090 50尘尘20 201000 g/Nm3半干法脱硫半干法脱硫过滤风速过滤风速0.97 m/min持续温度持续温度 160系统阻力系统阻力1000 g/Nm3半干法脱硫半干法脱硫过滤风速过滤风速0.51 m/min持续温度持续温度 80min运行能耗低运行能耗低五、杭联热电超低排放技术路线五、杭联热电超低排放技术路线1 1l内滤：含尘烟气引入滤袋内部，烟气自内向

18、外穿越滤袋，粉尘被截留于布内滤：含尘烟气引入滤袋内部，烟气自内向外穿越滤袋，粉尘被截留于布袋内表面，洁净烟气在袋外引出至出口烟道。袋内表面，洁净烟气在袋外引出至出口烟道。l内吹（清灰）：清灰气流主要沿袋内流动携带附着灰层脱离滤料，直通下内吹（清灰）：清灰气流主要沿袋内流动携带附着灰层脱离滤料，直通下部灰斗。同时滤袋表面残留层不被完全破坏。部灰斗。同时滤袋表面残留层不被完全破坏。l常规的外滤结构的喷吹（常规的外滤结构的喷吹（气体需穿透滤料，布袋不同部位因离喷吹口的距气体需穿透滤料，布袋不同部位因离喷吹口的距离不同，清灰效果是有差异的，从而可能造成实际的有效过滤面积减少离不同，清灰效果是有差异的，

19、从而可能造成实际的有效过滤面积减少）CFFCFF除尘器的特点除尘器的特点1 1、内滤内吹、内滤内吹2 2、CFFCFF长袋长袋l 长袋：结构本体加高，布袋长度由长袋：结构本体加高，布袋长度由63006300改为改为1000010000，无笼骨。，无笼骨。l 覆膜滤料：内表面覆膜覆膜滤料：内表面覆膜3 3、CFFCFF除尘器的特点除尘器的特点l因采用了独特的内滤结构，从而实现内吹清灰。因采用了独特的内滤结构，从而实现内吹清灰。l内吹清灰使得低压力喷吹得以实现，一方面覆膜滤料的表面过滤性能得到强化，内吹清灰使得低压力喷吹得以实现，一方面覆膜滤料的表面过滤性能得到强化，另一方面布袋差压上升速率缓慢，

20、降低布袋运行能耗。另一方面布袋差压上升速率缓慢，降低布袋运行能耗。l内吹清灰解决了常规布袋在长度增长的技术困难（常规外滤式布袋的增长受限于内吹清灰解决了常规布袋在长度增长的技术困难（常规外滤式布袋的增长受限于延长段的清灰效果、布袋悬挂段下端相互之间碰触），从而实现了延长段的清灰效果、布袋悬挂段下端相互之间碰触），从而实现了1010米长袋的配米长袋的配置。在不变动除尘器长宽结构的基础上，通过提升本体高度来安装长袋。置。在不变动除尘器长宽结构的基础上，通过提升本体高度来安装长袋。提高过提高过滤面积滤面积60%60%，大幅降低过滤烟速，这被认为是有效提高过滤效率的另一主要因素。大幅降低过滤烟速，这被

21、认为是有效提高过滤效率的另一主要因素。五、杭联热电超低排放技术路线五、杭联热电超低排放技术路线1 1五、杭联热电超低排放技术路线五、杭联热电超低排放技术路线1 1现有环保设施的增效现有环保设施的增效3 3、除尘增效措施：、除尘增效措施： 3.1 3.1 更换高过滤性能的覆膜滤料更换高过滤性能的覆膜滤料 案例：我公司案例：我公司4#4#锅炉锅炉（中材科技股份公司（中材科技股份公司) ) 3.2 CFF3.2 CFF型除尘器改造型除尘器改造 案例：我公司案例：我公司1#1#锅炉锅炉（浙江吉天环保公司（浙江吉天环保公司） 3.3 3.3 旋转喷吹除尘器改造旋转喷吹除尘器改造 案例：广石化热电案例：广

22、石化热电（福建龙净公司）（福建龙净公司） l有别于常规的矩阵布置，有效的提升了单位场地的布袋数量和布袋面积。有别于常规的矩阵布置，有效的提升了单位场地的布袋数量和布袋面积。旋转喷吹除尘器旋转喷吹除尘器1 1、布袋布置成辐射阵列、布袋布置成辐射阵列+ +扁袋扁袋2 2、超细纤维、高克重、超细纤维、高克重PPSPPS滤袋滤袋l 高性能的滤料高性能的滤料3 3、实现上进气方式、实现上进气方式l 有利于进口烟尘惯性分离有利于进口烟尘惯性分离五、杭联热电超低排放技术路线五、杭联热电超低排放技术路线1 1六、杭联热电超低排放技术路线六、杭联热电超低排放技术路线2 2：N+1N+1模式的终端深度治理模式的终

23、端深度治理六、杭联热电超低排放技术路线六、杭联热电超低排放技术路线2 2N+1N+1模式的终端深度治理模式的终端深度治理1 1、现状和目标、现状和目标 mg/m3 mg/m32 2、前提基础：前提基础：我公司现有环保设施已达到特别排放限额或具备我公司现有环保设施已达到特别排放限额或具备能力，与深度治理目标实际上已较为接近。能力，与深度治理目标实际上已较为接近。3 3、我们考虑采用超低排放的另一条思路：在现有环保设施正常、我们考虑采用超低排放的另一条思路：在现有环保设施正常运行的基础上运行的基础上（N N），），安装一套终端深度治理装置安装一套终端深度治理装置（+1+1），），对已经较为洁净的烟

24、气中的污染物再做进一步的深度脱除。对已经较为洁净的烟气中的污染物再做进一步的深度脱除。 特别限额特别限额现状现状目标目标SO2SO25050实际控制：实际控制：100100具备能力：具备能力：5050 35NOxNOx1001007070 9090 50尘尘20 20 5 10六、杭联热电超低排放技术路线六、杭联热电超低排放技术路线2 2 ：N+1N+1模式模式终端深度治理装置终端深度治理装置1 1、装置：、装置：半干法高效静电联脱装置；半干法高效静电联脱装置；2 2、处理对象：已达到特别排放限额标准的干状态的洁净烟气；处理对象：已达到特别排放限额标准的干状态的洁净烟气；（因此该装置无需具备（

25、因此该装置无需具备处理高浓度污染物的绝对量处理能力和效率）处理高浓度污染物的绝对量处理能力和效率）3 3、现场布置：布置在引风机和烟囱之间，占地小。、现场布置：布置在引风机和烟囱之间，占地小。4 4、不涉及现有主设备、环保设施、烟道的变动和改造。、不涉及现有主设备、环保设施、烟道的变动和改造。 无需增加烟囱防腐；无需增加烟囱防腐；5 5、除烟道与装置连通时，仅需不超过、除烟道与装置连通时，仅需不超过1515天的停炉配合，其余天的停炉配合，其余 不影响正常生产。不影响正常生产。6 6、装置基本原理：、装置基本原理：脱硫脱硝：脱硫脱硝：在装置内施加在装置内施加电场、磁场、声波场电场、磁场、声波场等

26、耦合环境场，结合等耦合环境场，结合超高速微雾、蒸汽相变、超高速微雾、蒸汽相变、流光放电、自由基等技术流光放电、自由基等技术，辅助添加少量吸收剂氨，实现，辅助添加少量吸收剂氨，实现SO2NOxSO2NOx的深度脱除。的深度脱除。除尘：除尘：对超细微粉尘、液滴、气溶胶、对超细微粉尘、液滴、气溶胶、 SO2NOxSO2NOx脱除物，进行脱除物，进行改性和生长改性和生长后（类同于调质、后（类同于调质、凝并），通过静电予以深度脱除。凝并），通过静电予以深度脱除。7 7、工程实施：、工程实施：浙江省电力设计院浙江省电力设计院总承包、总承包、未名国际未名国际技术支持。技术支持。七、如何选择七、如何选择“基于

27、热电联产基于热电联产CFBCFB锅炉的烟气近零排放的技术路线锅炉的烟气近零排放的技术路线”1 1、全面跟踪大火电锅炉的技术路线及客观评价全面跟踪大火电锅炉的技术路线及客观评价l近零排放由近零排放由“大火电锅炉大火电锅炉”提出并陆续率先实施，毫无疑问，大火电锅炉近零排放的提出并陆续率先实施，毫无疑问，大火电锅炉近零排放的主流技术路线必然是主流技术路线必然是与大火电锅炉（煤粉炉）相匹配与大火电锅炉（煤粉炉）相匹配的。的。 脱硝：脱硝：SCRSCR 脱硫：石灰石脱硫：石灰石- -石膏法石膏法(WFGD(WFGD） 除尘：前端除尘：前端: 1: 1）ESPESP及增效改造：低低温及增效改造：低低温 旋

28、转电极旋转电极 高频、脉冲、三相电源高频、脉冲、三相电源; ; 2 2）袋式除尘）袋式除尘 终端：终端：WESPWESPl大火电的主流技术路线在近零排放中已经取得良好的开局表现。大火电的主流技术路线在近零排放中已经取得良好的开局表现。l但行业内，对上述技术路线但行业内，对上述技术路线已存在的或潜在的已存在的或潜在的问题也提出了一定程度的担忧：问题也提出了一定程度的担忧： SCR SCR：在催化剂全寿命周期内，脱硝效率的保持；催化剂提升了：在催化剂全寿命周期内，脱硝效率的保持；催化剂提升了SO3SO3转化；转化； 失效催化剂的危废处理；失效催化剂的危废处理； WFGD WFGD：防腐、废水、塔内

29、装置及：防腐、废水、塔内装置及GGHGGH的结垢及堵塞、石膏雨、烟囱冒的结垢及堵塞、石膏雨、烟囱冒“白烟白烟”等问题等问题 美国自美国自20092009年起脱硫改造项目不再采用湿法路线年起脱硫改造项目不再采用湿法路线 WESP: WESP: 可靠性待验证。该技术在国外已出现及应用多年，但未得到广泛推广应用。可靠性待验证。该技术在国外已出现及应用多年，但未得到广泛推广应用。七、如何选择七、如何选择“基于热电联产基于热电联产CFBCFB锅炉的烟气超低排放的技术路线锅炉的烟气超低排放的技术路线”2 2、CFBCFB锅炉独特的结构及燃烧方式，锅炉独特的结构及燃烧方式，使其具备了使其具备了“大火电锅炉大

30、火电锅炉煤粉炉煤粉炉”无法具备的环保性能上优势。无法具备的环保性能上优势。低温燃烧低温燃烧(850(850950950) )及循环返料结构：及循环返料结构： 实现炉内脱硫（系统简单、具备良好的脱硫效率）实现炉内脱硫（系统简单、具备良好的脱硫效率）-煤粉炉不具备煤粉炉不具备低温燃烧：低浓度初始低温燃烧：低浓度初始NOxNOx生成浓度（生成浓度（100100400mg/m3400mg/m3）-煤粉炉经低氮改造后仍有差距煤粉炉经低氮改造后仍有差距优异的优异的SNCRSNCR脱硝条件：匹配的温度窗口、狭小的烟道截面、足够的恒温反应时间、理想脱硝条件：匹配的温度窗口、狭小的烟道截面、足够的恒温反应时间、

31、理想 的烟气混合条件，脱硝率可达的烟气混合条件，脱硝率可达60%60%80%80%。 -煤粉炉煤粉炉SNCRSNCR脱硝率一般脱硝率一般30%30%，较少采用，较少采用3 3、CFBCFB锅炉的小容量优势锅炉的小容量优势 相对于大火电锅炉，热电相对于大火电锅炉，热电CFBCFB炉的容量不在一个数量级，大部分集中于炉的容量不在一个数量级，大部分集中于7575430t/h430t/h，小容量决定了小得，小容量决定了小得多的烟气量，使得在处理大烟气量上无法采用的或效果欠佳的环保技术路线在多的烟气量，使得在处理大烟气量上无法采用的或效果欠佳的环保技术路线在CFBCFB炉上表现优异：包炉上表现优异：包括烟气半干法脱硫、袋式除尘器等。括烟气半干法脱硫、袋式除尘器等。4 4、CFBCFB技术路线匹配性的优势技术路线匹配性的优势炉内脱硫炉内脱硫+ +烟气半干法脱硫的综合脱硫效率可达烟气半干法脱硫的综合脱硫效率可达95%95%以上；以上；炉内脱硫的脱硫剂逃逸可以在半干法中发挥作用，布袋表面附着的脱硫剂继续作用；炉内脱硫的脱硫剂逃逸可以在半干法中发挥作用，布袋表面附着的脱硫剂继续作用；半干法的烟气半干法的烟气降温降温，可有效改善