锅炉设备管理之四环保设备管理

1、锅炉管理及节能减排新技术锅炉管理及节能减排新技术高级培训班高级培训班主讲：王和平主讲：王和平设备技术管理培训中心设备技术管理培训中心12Part3.锅炉设备管理锅炉设备管理 2. 2. 锅炉设备管理锅炉设备管理（1）受热面设备管理（2）燃烧设备管理（4）辅助设备管理（3）环保设备管理2022-6-243环境保护的目的、环境保护的目的、任务及其基本概念任务及其基本概念2022-6-244 环境管理的目的、任务 及其基本概念一、目的 环境问题的产生有两个层次上的原因：一是思想观念层次上的；一是社会行为层次上的，基于这种思考，人类终于认识到必须改变自身一系列的基本思想观念，必须从宏观到微观对人类自身

2、的行为进行管理，以尽可能快的速度逐步恢复被损害了的环境，并减少甚至消除新的发展活动对环境的结构、状态、功能造成新的损害，保证人类与环境能够持久地、和谐地协同发展下去。这就是环境管理的根本目的。2022-6-245环境管理的目的、任务 及其基本概念二、任务 转变人类社会的一系列基本观念和调整人类社会的行为。三、实质 环境管理是人类有意识的自我约束，这种约束通过行政的、经济的、法律的、教育的、科技的等手段来进行，它是人类社会发展的根本保障和基本内容。 2022-6-246环境管理的目的、任务 及其基本概念四、概念 环境管理是管理中最一般的规律科学，它在寻求正确处理自然生态规律与社会经济发展规律对立

3、、统一的关系的理论和方法，为企业和社会发展提供理论和方法上的指导。2022-6-247环境问题：环境问题： 全球变暖；全球变暖； 臭氧层破坏；臭氧层破坏； 酸雨；酸雨； 淡水资源危机；淡水资源危机； 能源短缺；能源短缺； 森林资源锐减；森林资源锐减； 土地荒漠化；土地荒漠化； 物种加速灭绝；物种加速灭绝； 垃圾成灾；垃圾成灾； 有毒化学品污染等众多方面有毒化学品污染等众多方面 环境管理的目的、任务 及其基本概念2022-6-248 环境污染源主要有以下几方面：环境污染源主要有以下几方面： 1）企业排出的废烟、废气、废水、废渣和噪音； 2）人们生活中排出的废烟、废气、噪音、脏水、垃圾； 3）交通

4、工具（所有的燃油车辆、轮船、飞机等）排出的废气和噪音； 4）大量使用化肥、杀虫剂、除草剂等化学物质的农田灌溉后流出的水。 环境管理的目的、任务 及其基本概念2022-6-249机械噪声源：机械噪声源：空气动力性噪声源：空气动力性噪声源：电磁噪声源：电磁噪声源：声源指向性：声源指向性：撞击噪声的特征：撞击噪声的特征：声波的吸收：声波的吸收：环境保护专业名词环境保护专业名词（声波污染）（声波污染）2022-6-2410二氧化硫：二氧化硫：氮氧化物氮氧化物 (nitrogen oxides)：粉尘：粉尘：环境保护专业名词环境保护专业名词（烟气污染）（烟气污染）2022-6-2411COD：悬浮物：悬

5、浮物：PH值：值：环境保护专业名词环境保护专业名词（污水污染）（污水污染）2022-6-2412烟气中主要污染因子烟气中主要污染因子2022-6-2413硫的存在形式无机硫有机硫硫醇硫醚生命体（蛋白质等）单质硫SS2SO3、SO24SO2、SO232022-6-2414煤中硫的形态煤中硫的形态 有机硫（CxHySz） 硫化物硫（FeS2） 煤中含硫 无机硫 元素硫 （S） 硫酸盐硫（MeSO4）2022-6-2415a. a. 硫酸盐硫硫酸盐硫: : 硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它形态的硫能燃烧放出热量。通常所说的SOx污染物只包括有机硫、硫化物，不包括MeSO4

6、。b. b. 硫化铁硫硫化铁硫：是主要的含硫成分，常见形态是黄铁矿硫。黄铁矿：硬度 66.5 , 比重 4.75.2本无磁性，但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此，可把其从煤中脱除。c.c.有机硫：有机硫：以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。2022-6-2416 影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素1燃烧过程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物2 2燃料完全燃烧的条件燃料完全燃烧的条件 3 3发热量及热损失发热量及热损失4. 4. 燃烧产生的污染物燃烧产生的污染物 2022-6-2417 燃烧过程及燃烧产物燃烧

7、过程及燃烧产物燃烧是可燃混合物的快速氧化过程，并伴有能量的释放，同时使燃料的组成元素转化成相应的氧化物。多数化石燃料完全燃烧的产物是CO2、水蒸汽；不完全燃烧过程将产生黑烟、CO和其它部分氧化产物等。若燃料中含S、N会生成SO2和NOx，燃烧温度较高时，空气中的部分氮会被氧化成NOx。 Fuel NOx(燃料型NOx)燃料中的NNOx生成量 Thermal NOx(热型NOx)高温时空气中2022-6-2418 燃烧产生的污染物燃烧产生的污染物硫氧化物硫氧化物SOx： 随温度变化不大，主要是煤中S。粉尘粉尘：随燃烧温度而变化(增高、不变、降低均有变化)。CO及及HC化合物化合物：随燃烧温度而变

8、化(增高、不变、降低均有变化)。NOx：随燃烧温度而变化(增高、不变、降低均有变化)。锅炉的烟气净化锅炉的烟气净化 烟尘的危害与排放标准（1）烟尘的危害烟尘的组成： 一是煤烟（炭黑）。它是煤在高温缺氧条件下分解和裂化出来的一些微小碳粒，其粒径为0.051.0m。烟气中炭黑多时即形成黑烟。 二是尘（飞灰）。是由于烟气的扰动作用而被带走的灰粒和一部分未燃尽的煤粒，其粒径一般在1100m。尘又有飘尘和降尘之分。烟尘的危害 妨碍植物的光合作用，造成植物叶片退绿，园林受害； 烟尘粒子吸附有害物质，随人的呼吸被带入体内，危害人体健康； 污染空气，降低空气可见度，增加城市交通事故 ； 烟尘的遮挡减弱了太阳紫

9、外线辐射，影响儿童发育； 使空气的温度、湿度及雨量发生变化 ，影响某些工业产品的质量 ； 等等。（2）烟尘排放标准 锅炉烟尘排放标准是为了防止大气污染、保护环境而对锅炉烟尘排入环境的数量所作的限制的规定。 规定采用标准状态下1m3排烟体积中含有烟尘的质量（mg）来表示锅炉排出烟气的含尘量，称为烟尘浓度。 锅炉房的烟尘排放应符合锅炉大气污染物排放标准的规定，并应符合本地区环保部门的有关规定。 在实际燃烧过程中，要使燃料全部完全燃烧是不可能的，要烟气中一点飞灰没有也是不可能的。一般所说的消烟除尘，只是把烟气的黑度和含尘量降低到不至于污染环境和危害人体健康的程度。 （2）锅炉大气污染物排放量计算燃煤

10、锅炉烟尘排放量MA锅炉房烟囱出口处烟尘的排放浓度CA燃煤锅炉二氧化硫排放量MSO2fhnetararcgAqQABM1003391310013600104,9bTVMCcyAA51027336003264100100110232 arSOgSOSCBM（3）选择除尘器时应注意的几个问题：排烟含尘浓度 首先应了解当地锅炉烟尘运行排放浓度及锅炉排烟的含尘浓度，计算处出除尘器应具有的除尘效率，然后选配除尘器的型式和级数。除尘器应具有的除尘效率 ：22%100112CCx烟尘的分散度 锅炉排烟的飞灰是由大小不同的尘粒组成的，烟尘的粒径范围一般为3500m。通常将灰尘按一定直径范围分组，各组重量占烟尘总

11、重量的百分数称为它的分散度。不同形式的除尘器，对于尘粒的分散度具有不同的适应性。 实际应用中，常用分级效率为50的粒径dc50来表示除尘器对不同尘粒的捕集能力，称为分割粒径。分割粒径是反应旋风除尘器性能的一项重要指标，dc50越小，说明除尘效率越高。烟气量 各种除尘器都有与其相适应的设计处理烟气量。在此烟气量下工作，可使除尘器处于最佳运行工况。实际负荷变化时，将会引起除尘效率的变化。当实际负荷低于设计负荷时除尘效率将下降；当负荷高于设计负荷时，会使除尘器的阻力增加。 工业锅炉运行时烟气量往往变化很大。锅炉高负荷运行时，排烟量增加；低负荷运行时，排烟量减小。因此，选择除尘器时，应考虑烟气量及其变

12、化这一因素。24锅炉的除尘设备锅炉的除尘设备 锅炉除尘设备按其作用原理可以分为：锅炉除尘设备按其作用原理可以分为：机械式除尘器（重力沉降除尘器、惯性除机械式除尘器（重力沉降除尘器、惯性除尘器、离心除尘器）、湿式除尘器（冲击尘器、离心除尘器）、湿式除尘器（冲击式除尘器、泡沫除尘器、麻石水膜除尘器式除尘器、泡沫除尘器、麻石水膜除尘器）、过滤式除尘器（袋式除尘器）和静电）、过滤式除尘器（袋式除尘器）和静电除尘器。除尘器。 2526272829 除尘设备的选用（1）除尘设备的选择原则 选择除尘设备时，应根据有关标准和规定，及不同燃烧方式的锅炉在额定蒸发量下出口的烟尘浓度，和除尘器对负荷的适应性等因素，

13、经技术经济比较，选用高效、低阻、设备投资少、运行费用低的除尘器。 供热锅炉房多采用旋风除尘器。对于往复炉排、链条炉排等层燃式锅炉，一般采用单级旋风除尘器。对抛煤机炉、煤粉炉、沸腾炉等室燃炉锅炉。一般采用二级除尘；当采用干法旋风除尘达不到烟尘排放标准时，可采用湿式除尘。对湿式除尘来说，其废水应采取有效措施使排水符合排放标准。在寒冷地区还应考虑保温和防冻措施。 当采用多台并联除尘器时，应考虑并联的除尘器具有相同的性能，并应考虑其前后接管的压力平衡。 烟气脱硫简述 在锅炉燃烧中，由于供应的空气是过量的，产生的烟气中除了烟尘外，还有SO2、SO3、NO、 N2O、 NO2以及碳氢化合物等。其中SO2、

14、SO3浓度超标会诱发人体呼吸道疾病，腐蚀工业设备及建筑物。更严重的会造成酸雨，破坏植被、森林、庄稼和生态平衡。为此，我国制定了大气污染物综合排放标准和锅炉大气污染物排放标准，来严格控制锅炉烟气中SO2的排放对大气的污染。 防止SO2对大气污染的途径有：采用低硫燃料燃料脱硫烟气脱硫 2022-6-2432电厂锅炉脱硫电厂锅炉脱硫2022-6-2433 脱硫技术比较脱硫技术比较概述概述 目前国际上研究过的脱硫技术达200余种。 燃烧前脱硫 如洗煤、型煤等 燃烧中脱硫 如炉内喷钙、循环流化床等 燃烧后脱硫（烟气脱硫FGD） 世界上唯一大规模商业化应用的技术2022-6-2434脱硫技术比较脱硫技术比

15、较分类分类按脱硫产物是否可回收分 抛弃法（95%） 回收法（5%）按产物是否可再生分 可再生（7%） 不可再生（93%）按脱硫剂形态分湿法（91%）干法半干法（9%）注：括号中数据为美国电力工业FGD装置应用情况（1987）2022-6-2435 二氧化硫国家排放标二氧化硫国家排放标准准 （mg/m3）国家新电厂旧电厂国家新电厂旧电厂奥地利200-1620200-2000荷兰200-700400比利时250-2000250-2000新西兰125加拿大715波兰540-1755675-4160丹麦400-2000810西班牙400-2000芬兰380-2540620-2540瑞典160-5401

16、60-920法国400-2000400-2000瑞士430-2145430-2145德国400-2000400-2500英国400-30002000-3000意大利400-2000400-2000美国740-14801480日本170-860170-8602022-6-2436我国规定的火电厂二氧化硫排放标准在燃料含硫量小于1%的情况下为1200mg/m3, 在燃料含硫分大于1%为2100 mg/m3规定的工业锅炉二氧化硫排放mg/m3二氧化硫排放浓度mg/m3锅炉类型I 时段II 时段燃煤锅炉1200900轻柴油、煤油700500燃油锅炉其它燃料1200900燃气锅炉100100I 时段为2

17、000年12月31日前建的电厂，II时段为2000年12月31日后建的电厂2022-6-2437一、烟气脱硫原理一、烟气脱硫原理 循环悬浮式半干法烟气脱硫技术，采用消石灰作循环悬浮式半干法烟气脱硫技术，采用消石灰作为脱硫剂，在两级电除尘器和布袋除尘器之间安装为脱硫剂，在两级电除尘器和布袋除尘器之间安装循环脱硫反应器系统，烟气从脱硫塔下部布风板进循环脱硫反应器系统，烟气从脱硫塔下部布风板进入反应器，与消石灰颗粒充分混合，入反应器，与消石灰颗粒充分混合，SO2、SO3及其及其他有害气体，如他有害气体，如HCl、HF等与消石灰发生反应，生等与消石灰发生反应，生成成CaSO31/2H2O、CaSO41

18、/2H2O等。等。2022-6-2438化学反应式为化学反应式为化学反应式为：Ca(OH)2+SO2=CaSO31/2 H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO41/2H2O+1/2H2O CaSO31/2H2O+1/2O2=CaSO41/2H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2O2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2Ca(OH)22H2OCa(OH)2+2HF=CaF2+2H2O2022-6-24392022-6-2440环保循环干法烟气脱硫工艺环保循环干法烟气脱硫工艺2022-6-2441炉内喷钙脱硫流程示意图炉内喷钙脱硫流程示意图2022-6-2442RCFB-FGD

19、工艺工艺2022-6-2443CFB-FGD工艺工艺2022-6-24442022-6-2445 ABB 的NID工艺2022-6-24462022-6-2447丹麦丹麦FLS.Miljo公司的公司的GSA工艺工艺2022-6-2448GSA 工艺示范工程2022-6-24492022-6-24502022-6-2451大同二电厂大同二电厂6炉机组容量：炉机组容量：200MW脱硫装置外观脱硫装置外观 燃煤含硫量：燃煤含硫量：1.6%2022-6-2452大同二电厂大同二电厂6#机组机组循环流化床脱硫塔循环流化床脱硫塔2022-6-2453第四讲第四讲电厂锅炉脱硝电厂锅炉脱硝2022-6-245

20、4燃烧前脱硝：加氢脱硝、洗选燃烧前脱硝：加氢脱硝、洗选燃烧中脱硝：燃烧中脱硝：1 1）低温燃烧）低温燃烧2) 2) 低氧燃烧低氧燃烧3 3）FBCFBC燃烧技术燃烧技术4 4）采用低）采用低NOxNOx燃烧器燃烧器5 5）煤粉浓淡分离）煤粉浓淡分离6 6）烟气再循环技术）烟气再循环技术燃烧后脱硝：燃烧后脱硝：SNCRSNCR（非催化性还原）技术：在炉膛上部喷氨或者（非催化性还原）技术：在炉膛上部喷氨或者尿素使尿素使NH3NH3与与NOxNOx反应生成反应生成N2.N2.SCRSCR（催化性还原）技术：在烟气流经处安装催化剂（催化性还原）技术：在烟气流经处安装催化剂，催化，催化NOxNOx生成生

21、成N2N2活性炭吸附：配合使用活性炭吸附：配合使用电子束脱硝：新技术电子束脱硝：新技术2022-6-24552022-6-24562022-6-24572022-6-2458电子束脱硝2022-6-2459锅炉环保设备举例锅炉环保设备举例2022-6-2460脱硫灰输送系统脱硫灰输送系统布袋除尘器系统布袋除尘器系统脱硫灰循环系统脱硫灰循环系统烟气反应塔及烟道系统烟气反应塔及烟道系统循环悬浮式半干法烟气脱硫系统构成循环悬浮式半干法烟气脱硫系统构成脱硫剂存储给料系统脱硫剂存储给料系统2022-6-2461进风道：由烟道、进风弯管、进风门组成。出风道：由烟道、进风门、提升阀组成。2022-6-246

22、2布袋和笼骨：此组件把除尘器的过滤室和净气室分开且用于支撑滤袋和笼骨。骨架及布袋2022-6-2463花板：固定行喷吹脉冲袋式除尘器2022-6-2464布袋除尘器系统布袋除尘器系统 工作原理工作原理: 含尘气体由灰斗上部进风口进入后，在挡风板的作用下，气流向上流动，流速降低，部分大颗粒粉尘由于惯性力的作用被分离出来落入灰斗。含尘气体进入中箱体经滤袋的过滤净化，粉尘被阻留在滤袋的外表面，净化后的气体经滤袋口进入上箱体，由出风口排出。 随着滤袋表面粉尘不断增加，除尘器进出口压差也随之上升。当除尘器阻力达到设定值时，清灰控制器发出清灰指令，打开脉冲阀，在极短的时间内喷出0.250.35Mpa的高压

23、气体，将滤袋吹胀，变形振动，加上气流的吹力将滤袋外表面的粉尘清除下来并落入灰斗，然后粉尘通过灰斗再到排灰阀排出。2022-6-2465喷吹装置：由电磁脉冲阀、气包、喷吹管等组成。旁路阀：由提升气缸和阀体组成。2022-6-2466灰斗：由灰斗、灰斗加热器、料位计、温度热电偶等组成，主要起收集灰尘而后排出灰尘的作用。空气炮2022-6-2467外排卸灰阀结构外排卸灰阀结构 外排卸灰阀主要由壳体、叶轮、端盖、减速器、传动轴、叶轮组成 工作原理： 星型卸灰阀工作时由减速电机通过联轴带动叶轮转动来实现均匀卸灰的。此设备可以通过变频器来控制电机的转速来控制卸灰量。 2022-6-2468干灰散装机干灰散

24、装机干灰散装机主要用于灰的散装,主要特点与一般的散装机不同,物料跟牵引机构完全隔离,提高设备的运转率及耐用性,也更利于设备作除尘处理, 工作全过程处于封闭状态，有效地防止粉尘外逸。 2022-6-2469循环管现场图循环管现场图2022-6-2470喷射泵喷射泵结构 由落料斗、高气密耐磨锁气器、喷射泵、和其他相关附件连接组成。2022-6-2471星型给料机星型给料机工作原理： 星型给料阀工作时由减速电机通过联轴带动叶轮转动来实现均匀给料的。此设备可以通过变频器来控制电机的转速来控制给料量。 2022-6-2472罗茨风机罗茨风机罗茨风机结构如上图2022-6-2473罗茨风机原理罗茨风机原理

25、罗茨鼓风机工作原理:其主要工作元件是转子。两个转子中心线在同一垂直面内，气流为水平流向。工作时耦合的转子以相同的速度作反向旋转，在转子分向侧，由于气室容积由小变大，此侧形成低压区，得以进气。在转子的合向侧，气室容积由大变小，此侧形成高压区，得以压送气体。气体从低压区向高压区的输送，则依靠转子任一端将气体从低压区沿机壳区间 (图上的内线区间) 扫入高压区。转轴旋转一转，气体便定量地被压送四次。因此，它的流量与转速成正比，同时不受高压区压力变化的影响。2022-6-2474增湿降温系统增湿降温系统 增湿降温系统由脱硫水泵、电动调节阀、水流量计、双流体喷嘴组成2022-6-2475 90 900 0

26、10103030505070700 01.0脱硫效率脱硫效率 （%）Ca/S比比烟气量烟气量100 120mg/Nm3 SO2入口浓度入口浓度20002400mg/Nm3烟气温度烟气温度134.2 2022-6-2476形貌形貌2022-6-2477循环流化床烟气脱硫除尘方案循环流化床烟气脱硫除尘方案简介简介2022-6-24782022-6-2479CFBCFB工艺系统工艺系统2022-6-2480控制方式与原理控制方式与原理2022-6-2481脱硫产物的利用途径脱硫产物的利用途径2022-6-248

27、2结束语结束语企业环保与企业效益共存！企业环保与企业效益共存！思考题1、火力发电厂对环境污染内容有那些？2、针对你所在的岗位简述如何减少污染？3、分别写出二氧化硫、氮氧化合物、噪音、粉尘、电力磁场、污水等对生态环境和人的影响？4、现要求我厂粉尘、二氧化硫、氮氧化合物、COD排放不大于多少？2022-6-248384Part3.锅炉设备管理锅炉设备管理 3. 3. 锅炉水质管理锅炉水质管理锅炉给水处理 水中的杂质及其危害（1）水中的杂质 天然水（地表水、地下水）在自然界的循环运动过程中，溶解和混杂了大量杂质。 按其颗粒大小这些杂质可分为三类：悬浮物（颗粒最大）、胶体、离子和分子（溶解物质）。悬浮物： 水流动时呈悬浮状态存在，但不溶于水的物质。其颗粒直径在104mm以上，通过滤纸可以分离出来。主要是粘土、砂粒、植物残渣、工业废物等。胶体： 许多分子和离子的集合体。其颗粒直径在104106mm之间。水中胶体物质有铁、铝、硅等的化合物，以及动植物有机体的分解产物有机物。天然水 溶解物质主要是钙、镁、钾、钠等盐类以及氧和二氧化碳等气体。这些盐类在水中大都以离子状态存在，其颗粒直径小于106mm。水中溶解的气体则是以分子状态存在的。（2）杂质的危害： 悬浮物会造成沉积，污染树脂、堵塞管道。悬浮物过多会使锅