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冷凝再热技术消除湿烟羽在大型燃煤机组中的应用

北极星大气网  来源:清洁高效燃煤发电技术中心  作者:孙尊强  2018/6/4 11:36:57  我要投稿  

北极星大气网讯: 摘要:随着我国电燃煤电厂机组实施超低排放改造以来,湿法脱硫设施基本都取消了回转式GGH,脱硫出口的湿烟气直接通过烟囱排入环境。湿烟气进入温度较低的环境空气会形成湿烟羽现象,产生视觉污染。上海市于2016年初出台政策,要求燃煤发电锅炉采取措施消除烟囱烟羽现象。为满足地方环保标准,研发了冷凝再热技术并在1000MW燃煤机组上成功实施,工程实践结果表明,采用对湿烟气冷凝再热,可完全进行湿烟羽治理,且能耗较低,并对污染物进一步减排,效果显著,可在环境敏感地区推广应用。

1 前言

2014年三部委颁布了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》(发改能源[2014]2093号)文件,要求重点推进燃煤电厂的环保达标改造,鼓励执行超低排放标准,即基准氧含量 6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50 mg/Nm3)。

由于传统回转式GGH漏风率在3%左右,原烟气侧烟气漏入净烟气侧会造成烟气粉尘排放浓度超标,所以绝大多数电厂在实施超低排放改造的过程中取消了GGH,直接将湿烟气排放至大气中,而湿烟气进入温度较低的环境空气中会凝结形成湿烟羽现象(俗称“大白烟”),产生视觉污染[1, 2, 3]。

上海市于2016年1月29日发布了地方标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》(DB31/963-2016),明确要求“燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象”。将“有色烟羽”的消除纳入与粉尘、硫氧化物、氮氧化物超低排放同等地位的考核标准。

常规消除烟羽的方式是将湿烟气进行升温,使烟气的相对湿度远离饱和湿度,主要代表技术有间接加热:回转式GGH、管式GGH、热管式GGH、MGGH等;直接加热:热风混合加热、燃气直接加热、热空气混合加热等。其中间接加热如回转式GGH、管式GGH存在不同程度的漏风,有粉尘超标排放的风险,热管式GGH和MGGH存在设备巨大,难以布置的缺点;直接加热的热源通常不能利用烟气余热,存在能耗大,运行费用高的缺点[4, 5, 6, 7, 8]。

针对这种情况,国电环境保护研究院研发了烟气冷凝再热技术,作为一种创新技术,其主要创新是对脱硫出口的饱和湿烟气进行相变凝聚,析出大量的烟气含水,降低烟气的含湿量,再对烟气进行小幅升温,即可达到消除湿烟羽现象的目的。

本技术首次在上海外高桥第三发电有限责任公司#7机组(1000MW)上示范应用,与比邻的上海外高桥第一、第二发电有限公司的烟囱相比,在同样满足了上海市对有色烟羽控制要求的前提下,上海外三电厂额外达到了污染物进一步深度减排、深度节水和综合能耗大幅降低的目的。该技术对湿烟羽消除提供了一种更加可靠、易实施的路线,示范工程的成功实施积累了宝贵的数据和经验。

2 项目概况

上海外高桥第三发电厂#7机组(1000MW机组)烟气采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,一炉一塔布置,脱硫塔为折返塔,设置了三级烟道式除雾器,脱硫除雾后净烟气直接通过烟囱排至大气。2015年#7机组已达到超低排放标准。

3 设计参数与系统构成

#7机组凝变除湿系统安装在吸收塔出口烟道除雾器与烟囱之间的水平主烟道段,拆除原有三级烟道式除雾器的最后一级,移位至凝变除湿系统之后,充分利用了烟道除雾器后烟道及大小头的阶梯空间,降低了系统阻力,烟气加热器布置在除雾器之后烟囱入口处。

3.1 设计参数

锅炉燃用的设计煤种为神府东胜煤,校核煤种为大同煤。本次改造仍采用原设计煤种和校核煤种,具体煤质分析如表1所示。

根据上述煤种以及摸底测试中锅炉、电除尘器、脱硫系统等装置的实际运行参数,最终确定了凝变除湿系统的主要设计参数,具体参数见表2。

3.2 系统构成

 

考虑到实际场地等客观因素的限制,凝变除湿系统的结构布置如图1所示,烟气采取水平阶梯状依次通过相变凝聚器、除雾器、烟气加热器的顺流布置方式。

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