省环保厅锅炉烟气脱硫工运营培训-燃煤锅炉烟气脱硫设施运行及管理培训提纲

燃煤锅炉烟气脱硫设施运行与管理培训班

讲课提纲1第一篇概况第一章总则1.1我国及我省能源结构1．我国是煤炭大国煤炭占化石燃料资源总量的95%2．煤炭是我国最主要的一种能源3．四川：虽本省产煤量低，但煤炭在能源结构中仍占主导地位21.2燃煤产生的主要污染物1．烟尘及其危害（1）按尘沉降特性分为：降尘：10μm＜φ＜100μm，飘尘：φ＜10μm，也称可吸入颗粒物（2）烟尘危害——影响空气能见度——对动物、植物、人体造成危害（小于5微米，对人体危害最大）危害和机理：eg：大于5微米的飘尘，多滞留在上呼吸道；小于5微米的飘尘，多滞留在细支气管和肺泡；0.01~1微米的飘尘在肺泡内的沉积率最高滞留在鼻烟部和气管的飘尘，与进入人体的二氧化硫等有害气体产生刺激和腐蚀粘膜的联合作用，损伤粘膜、纤毛，引起炎症和增加气道阻力。持续不断的作用会导致慢性鼻烟炎、慢性气管炎。滞留在细支气管和肺泡的飘尘也会与二氧化氮等产生联合作用，损伤肺泡和粘膜，引起支气管和肺部炎症。31.3二氧化硫及危害1．SO2特性：无色有刺激性气体2．SO2的生成：煤中的硫分为：（1）黄铁矿硫；（2）有机硫；（3）元素硫；（4）硫酸盐硫。其中，前三者为可燃硫，占煤中硫为90%以上，在燃烧过程中的煤中释放出来。在氧化气氛中，均氧化生成SO2。硫酸盐硫是不可燃硫，是灰分的组成部分。3．危害——对人体危害主要表现为潜在性的。SO2浓度达125ppm时，会刺激呼吸道，可使气管和支气管的管腔缩小，气道阻力增大。SO2和飘尘具有协同效应（上面已讲）（成年人每天吸入10~12m3空气）

4——对农作物和植物危害多发生在生理功能旺盛的成熟叶片上，使之逐步枯萎是成早期落叶。（硫是植物的必需的元素，空气中少量SO2经过叶片吸收后，可进入植物的硫代谢中。在土壤缺硫的情况下，大气中含少量SO2对植物有利，如果超过极限值，就会引起伤害。敏感植物的伤害阈值为：8小时：；4小时：；2小时：；1小时：——SO2易溶于水，形成酸角，使水体酸化，使土壤发生变化，造成水生动植物死亡，造成森林退化枯死。51.4氮氧化物及危害1．氮氧化物组成：主要是NO、NO2。大气中还有其他形态的氮氧化物，如氧化亚氮（N2O）和三氧化二氮（N2O3）NO在大气中能与臭氧反应形成NO2，NO2为白色气体。2．NOx的生成：两种途径：（1）空气中的氮在高温下被氧化；（2）煤炭中氮化物被分解氧化。3．NOx危害（浓度和时间达一定程度）——刺激呼吸器官；进入肺的深部，可引起支气管炎或肺气肿；可引起急性哮喘病——和大气中其他污染物（如HC）发生光化学反应形成光化学烟雾污染。——NOx和SO2共同形成酸雨——NO2还可使平流层臭氧减少，使紫外线辐射量增加。61.5硫酸雾和硫酸尘及危害烟尘颗粒SO2氧化成硫酸雾粘结成雪片状酸性尘→降落造成污染1.6我省大气污染呈煤烟型污染特征四川省煤炭含硫量在0.5%~3.3%之间，含灰分量在15%~45%之间（大多在22%在右），高硫、高灰量，煤炭燃烧过程中排放出大量的烟尘和二氧化硫，造成我省大气污染呈煤型性特征。7第二章燃煤工业锅炉概述2.1锅炉1．锅炉功能：燃烧水煤炭热能热水或蒸汽2．锅炉构成：（1）锅：吸收“炉”的热量，使水成热水或蒸汽（锅筒、沸水管、过热器等）（2）炉：煤与空气发生化学反应产生高温火焰和烟气，其热能供锅吸收（炉膛、炉墙、烟道等）（3）附属设备、附件、仪表：保障锅炉正常运行的装置2.2锅炉分类及参数1．按八个方面分类（见P6第二节）其中：按用途分类：工业锅炉、电站锅炉、生活锅炉、工业锅炉是指单台锅炉出力在45.5MW(65T/h)及以下不用来发电的中小型锅炉。82．特性参数（1）锅炉出力（容量）①蒸发量：（t/h）——蒸汽锅炉②供热量：（kcal/h）、热功率（MW）——热水锅炉60×104kcal/h=6240kcal/h=0.7MW≈1t/h9（2）压力①大气压力②表压力——锅炉铭牌上标志的压力③绝对压力=表压力+当地大气压力（3）温度（t）单位：摄氏度（℃）2.3锅炉结构1．一般要求：安全、节能、环保三方面要求2．立式水管锅炉（见教材P8）立式锅炉最简单一种（冲天炉）蒸发量：；压力：小于由于受热面积小，排烟温度高、热效率低已被淘汰。103．立式直水管锅炉（见教材P8）型号：、、1t/h工作压力：一般是热效率60%~70%，烟气中含尘浓度高4．卧式锅壳锅炉（见教材P9）蒸发量：一般不超过4t/h，工作压力不超过特点：结构简单，易操作，对水质要求不高。目前大量生产的主要有卧式内燃三回程锅炉和卧式外燃水大管锅炉。5．水管锅炉（见教材P10）11常见有SHL型：工作压力；蒸发量为6、10、20t/h。特点：操作方便，工作稳定，效率较高，出力可靠。6．锅炉附属设备及系统（1）附属设备组成：①运煤设备；②给水设备；③通风设备；④除渣设备；⑤除尘设备；⑥水处理设备和其他附属设备。（2）锅炉正常运行是由多个相关系统综合运行的结果。基本系统组成：自控系统供电系统 水处理及补水系统燃料供给系统鼓风系统→锅炉→引风及烟气净化系统供热系统安全系统排渣系统排污系统烟气的脱硫除尘，是上述系统中的一个子系统，即引风及烟气净化系统中的一部分。

122.4锅炉烟气的基础知识1．气体温度（K、℃）（1）锅炉烟气温度：烟道出口处温度（2）排烟温度：引风机出口处温度（3）露点温度：烟气中水蒸汽冷凝成水滴，形成结露时的温度（4）酸露点温度：烟气中的酸性气体（SO3）使露点提高，此时因酸性气体而形成的露点称为酸露点。酸露点出现，降低除尘效率，腐蚀结构材料。132．气体的湿度（1）绝对湿度：单位：kg/kg或kg/m3（2）相对温度：单位：%脱水器效果理想，烟气相对温度一般小于8%，若脱水效率不好，在高湿度情况下烟尘表面生成水膜而增大附着性，造成风机叶轮挂灰。3．烟气及烟气量烟气组成：空气、烟尘，其他各种气体（1）锅炉烟气量：单位时间烟道口排出的烟气：m3/h（2）烟气排放量：单位时间由烟囱排往大气的烟气：m3/h（3）标准状态下的烟气量，烟气温度为273K（绝对湿度），压力为101325pa时的烟气量。14（5）过量空气系数（α）实际空气消耗量与理论空气需要量的比值，烟尘、SO2、NOx的排放浓度按规定α进行折算。4、初始烟尘、SO2浓度和排放烟尘、SO2浓度。初始：进入除尘器或脱硫装置的浓度排放；排出：排出口的浓度效率=（初始浓度-排放浓度）/初始浓度×100%（除尘、脱硫）155．锅炉型号（1）工业蒸汽锅炉表示形式

如：：表示双锅筒横置式室燃炉，蒸发量10t/h，压力，过热蒸汽温度250℃，燃用烟煤，第二次设计。16（2）热水锅炉表示形式如：：表示强制循环式往复炉排热水锅炉，供热量，额定压力，额定出水温度95℃，额定进水温度70℃，燃用烟煤，第二次设计。17第三章燃煤电厂锅炉概述3.1锅炉的作用及构成1．锅炉在火力发电厂的地位及作用（1）地位：三大主机之一（锅炉、汽轮机、电机）（2）作用：产业一定数量、一定温度和压力的蒸汽（3）对锅炉设计制造要求——连续、安全运行——经济地运行——易于检修和快速处理事故——充分考虑环境保护要求（配备除尘器、脱硫、脱氮装置）2．锅炉设备构成：18

3．电厂锅炉的参数及型号19（2）锅炉型号表示方法①中、高压锅炉（三组字码）DG－——M（原型设计无序号）燃料种类（燃煤）蒸汽压力(Mpa)锅炉容量（t/h）制造厂名称（东方锅炉厂）

②超高压以上锅炉（四组字码）：因装有中间再热器，在上述型号二、三组字码间又加了一组分数形成的字码：如加上540/540，即表示过热蒸汽和再热蒸汽温度均为540℃。203.2锅炉的类型1．按所用燃料分：燃煤电厂锅炉属固体燃料锅炉2．按工质流动方式分：①自然循环锅炉；②多次强制循环汽包锅炉；③直流锅炉；④复合循环锅炉和低倍率循环锅炉。3．按排渣方式分：①固态排渣锅炉（主要排渣方式）②液态排渣锅炉4．按燃烧方式分：①室燃炉；②旋风炉3.3锅炉燃烧理论基础1．燃烧特点强调：为减少排烟带出的飞灰及污染物，需经脱硫、除尘装置后符合规定排放标准排入大气。21着火前准备阶段：水分蒸发、挥发分析出，煤粉（吸热阶段）温度升至着火温度2．煤粉的燃煤阶段3．燃烧条件完全燃烧的四要素：①炉膛内维持足够高的温度；②供给适当的空气；③煤粉与空气充分混合；④足够的燃烧时间。3.4煤的组成及其性质1．煤的元素组成：（燃烧计算的依据）2．煤的成分：（1）碳：发热量的主要来源（2）氢：发热量最高的元素（3）氧和硫：有机物中的不可燃成分（游离氧可助燃）224．硫：有害元素以三种形态存在：（1）有机硫、黄铁矿硫→燃烧→放出热量形成SO2、SO3（2）硫酸盐→灰分5．水分：表面水和固有水降低燃烧室温度，增加不完全燃烧。6．灰分（SiO2、Al2O3、FeO、CaO）灰水含量越大，发热量就越低，增加费用，造成煤不易燃尽。233．煤的工业分析成分火电厂常采用工业分析法，了解燃烧特性，制定运行方案。工业分析成分包括：（1）水分；（2）挥发分；（3）固定炭和灰分。4．煤的主要特性（1）发热量单位质量的煤在完全燃烧时放出的热量，单位为kj/kg。为了使不同燃料的消耗量有可比性，换算成标准煤的消耗量（公式见教材P22）（2）挥发分（V）——挥发分大部分是可燃的，如CO、H2、CH4、H2S……少部分是不可烧的，如O2、CO2、N2等。——挥发分的含量与碳化程度呈负相关，挥发分开始析出的温度与碳化程度呈正相关。——挥发分含量影响燃烧过程的着火和稳定，以及燃烧过程经济调整。（3）焦结性（焦炭性质）24（4）灰分熔融特性——包括灰熔融性变形温度（DT）；软化温度（ST）；熔化温度（FT）用上述数据可判断燃烧过程结渣的可能性。——影响灰溶融特征温度包括以下因素：①灰的成分；②介质因素；③浓度因素。（5）可磨性25（6）着火点加热到不需外界大源即开始燃烧的初始温度，与煤的风化、自然、爆炸等有关，是涉及安全的指标。5．几种主要动力煤的特点按可燃基挥发分Vdaf分：1．无烟煤（≤10%）：含碳量高，杂质少；难以点燃，燃尽较难。2．贫煤（10%~20%）：碳化程度比无烟煤低，介于烟煤和无烟煤之间。3．烟煤（20%~40%）：水分灰分较少，发热量较高，容易着火，防止贮存自燃和制粉系统防爆。4．褐煤：发热量较低，容易着火，注意贮存发生自燃。26第五篇：相关政策法规和标准（第二十章）Ⅰ.《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）一、锅炉大气污染物排放标准（一）适用范围1．适用对象：中小型（燃煤）锅炉（制粉发电锅炉的单台出力大于发电锅炉除外）的排放管理、评价、设计、竣工验收和运行管理。2．规范目标：三种污染物（烟尘、SO2、NOx）的最高允许排放浓度（包括烟尘初始排放浓度）和烟气黑度限值具体内容见P425~426的表1、表2、表3。27（二）区别对待，宽严有别1．划分时段（分年限对指标作了不同要求）2．划分区域（不同区域分别对待）一类区、二类区、三类区、“两控区”、全部区域3．划分锅炉类别（不同锅炉有其相应的标准）（1）燃料种类区别（本讲义涉及是燃煤锅炉）（2）燃烧方式区别层燃、沸腾……（见P426表3）（3）锅炉容量（出力）区别（4）通风方式区别自然通风、机械通风（见P425表1）28（5）燃料（煤炭）成分特征区别根据收到基灰分含量的大小对燃煤锅炉的烟尘初始排放浓度分别作出规定（见P426表3）二、烟囱高度及设置的要求（一）依据锅炉房装机总容量规定最低允许高度，并只能设一根烟囱（见P426，表4）（二）装机容量达到相当规模（大于28MW）烟囱高度按环境影响评价要求执行，且不得低于45m和高出周围最高建筑物（烟囱半径200米范围内）3米以上（见P426，）。（三）烟囱高度达不到规定要求，污染物排放浓度从严要求，按原50%执行（见P426，）。（四）设置采样监测孔和安装监测仪器的规定（见P426，）29三、其他规定（一）所用仪器、采样和分析方法按规定要求执行（二）按过量空气系数（α）进行折算（见P427，表5）（三）换算成标准状态（273k，101325Pa）（四）浓度与总量双控制（“两控区”）（五）县级以上人民政府环保主管部门为执法监督主体（环保法规定）Ⅱ、《火电厂大气污染物排放标准》一、适用范围（一）适用对象30——单台出力65T/h以上燃煤发电锅炉（层燃炉、抛煤炉除外）——各种容量的煤粉发电锅炉（二）规范项目——锅炉烟尘、SO2、NO2最高允许排放浓度——烟气林格曼黑度二、技术内容（一）三个时段，不同区域，不同含硫量的燃煤锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值。（见P431，表1）（二）三个时段，不同区域（西部非两控区），不同含硫量燃煤锅炉SO2最高允许排放浓度。（见P432，表2）（三）三个时段，不同干燥无灰基挥发分含量的燃煤锅炉的氮氧化物最高允许排放浓度（见P432，表3）31（四）全厂二氧化硫最高允许排放速率（kg/h），按公式计算：

说明：1、排放速率与烟囱出口处环境风速成正比；2、排放速率与烟囱有效高度成正比；3、烟囱有效高度为几何高度加上烟气抬升高度；4、不同省区、不同城市的区域有不同的排放控制系数（见P433，表4）（五）烟囱高度最低限值由地方环保行政主管部门根据具体情况确定。32三、其他规定（一）大气污染物的监测应在额定负荷的75%以上进行。（二）大气污染物的采样、分析方法按规范进行。采样：《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》分析：执行P434，表五的规定。（三）按过量空气系数折算大气污染物排放浓度（四）按公式计算第1时段SO2平均浓度（五）装设符合要求的连续监测的仪器，并经验收合格。（六）监督实施主体为县级以上人民政府环保行政主管部门。（七）还需执行国家和地方总量控制指标。Ⅲ、火电厂循环流化床法烟气脱硫工程技术规范一、总则与术语33——适用于新、扩、改容量为65~1025T/h的火电厂燃煤锅炉采用烟气循环流化床法工艺烟气脱硫工程的规划设计……——实施原则的四项要求（见P438，）——规范性引用文件、术语（见P439~440，）二、总体设计

34三、脱硫工艺系统（一）工艺流程烟气循环流化床主要由吸收剂制备系统、二氧化硫吸收系统、除尘系统、吸收剂再循环系统、自控和在线监测系统等组成。其典型工艺流程见下图所示。

火电厂烟气循环流化床法脱硫工艺流程图1—生石灰仓；2—生石灰干消化装置；3—消石灰仓；4—脱硫反应器；5—分离器或除尘器；6—引风机；7—烟囱；8—残渣仓；9—工艺水箱；10—工艺水泵；11—消化装置水箱；12—消化水泵；13—吸收剂再循环回送装置35（二）主要工艺系统工艺系统1．吸收剂制备系统；吸收剂选择、制备、品质要求，吸收剂仓、消化水泵设置的要求。2．烟气系统：引风机、增压风机装设要求，漏风率控制。3．SO2吸收系统：脱硫塔数量、容量、阻力、粉尘浓度、供水泵等设计要求。4．设备布置：脱硫设备布置要求；设备布置按规范顺序；引风机、水泵、电动机、生石灰消化装置等布置要求。5．肿硫灰处理系统：脱硫灰处理系统选择，脱硫灰的输送，脱硫灰率设置及容量，卸灰设施配置等要求。36（四）主要辅助系统包括：（一）电气系统；（二）热工自动化系统；（三）建筑及结构；（四）采暖通风及空气调节；（五）消防系统；（六）烟气排放在线连续监测系统的要求。（五）环境保护与安全卫生主要包括：（一）一般规定；（二）环境保护；（三）劳动安全；（四）职业卫生（六）工程施工与验收（略）（七）运行与维护（一）一般规定1．执行国家标准与管理规范；372．不得擅自停运；3．污染物达标排放，可用率大于95%；4．确保可靠运行5．不得长期使用超过设计含硫量的煤炭；6．正常运行条件下污染物排放符合环保要求；7．建立相关管理制度。（二）人员与运行管理——建立保障脱硫装置有效运行的管理模式；——单独配置运行人员或至少设立1名专职人员；——对管理人员和运行人员进行定期培训；运行操作人员进行岗前专业培训；——建立脱硫系统运行、维护、生产等记录制度；——坚持交接班和巡视制度。38（三）维护保养——脱硫装置的维护保养纳入全厂维护保养计划；——制度详细的维护保养规定；——定期检查，更换或维修必要的部件；——做好维护保养记录。Ⅳ、火电厂石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工程技术规范——总则及术语——适用于新、改、扩容量为400T/h及以上燃煤锅炉或已建锅炉加装石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工程的规划、设计……——实施原则的四个要求（见P457，）——规范性文件、术语（见P457~459，）二、总体设计39三、脱硫工艺系统脱硫装置由吸收剂制备系统，烟气吸收及氧化系统、脱硫副产物处置系统、脱硫废水处理系统、烟气系统、自控和在线监测系统等组成，工艺流程如下图所示。典型石灰石/石灰—石膏法脱硫工艺流程图40（二）一般规定1．吸收剂的选择——优先选用石灰石为吸收剂及石灰石的有关要求；——