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200MW燃煤机组超低排放改造方案研究

北极星环保网来源:电力设备 赵晓霞 邓洪贤2017/12/27 10:31:09我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放 脱硝催化剂 除尘工艺

北极星环保网讯:为确定国内某电厂200MW燃煤机组超低排放的改造方案,对脱硝系统改造方案、脱硫系统改造方案、除尘系统提效改造方案原理研究。结合烟气脱硫、除尘一体化技术(SPC-给出该机组改造方案。研究结果表明:从最大程度利用现有设备角度,采用增加备用层催化剂方案可以实现NOx排放浓度≤50mg/Nm3。高效除尘除雾器投资小,占地空间小,运行阻力低,适合改造工程。

超低排放

本文选取国产200MW级机组作为分析对象,结合目前最新的工艺技术以提高其烟气处理能力,使其达到天然气机组排放标准,可供国内燃煤机组超低排放改造参考。

1概述

根据《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的要求,要求加快现役机组升级改造,重点推进现役燃煤发电机组大气污染物达标排放环保改造,2020前力争现役燃煤发电机组大气污染物排放浓度达到或接近燃机水平,即烟尘排放浓度不大于5mg/Nm3,SO2排放浓度不大于35mg/Nm3,NOx排放浓度不大于50mg/Nm3。

本文以吉林省某电厂3、4号200MW级机组超低排放改造项目为对象,根据目前先进的脱硫、脱硝、除尘工艺技术,提出技术可行、经济合理的烟气处理方案,使现有电厂大气污染物排放浓度达到燃机排放水平要求,可供吉林省现有200MW机组技术改造提供技术参考。

2电厂现状

吉林省某电厂3、4号200MW级机组为2×670t/h煤粉炉配,2×200MW抽汽凝汽式机组,锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的超高压、一次中间再热、自然循环汽包锅炉,2005年底投入运行,为了满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)对于现有机组大气污染物的排放要求,电厂相继对3、4号机组进行了除尘、脱硫及脱硝改造。

2012年进行除尘器改造,电除尘器改为电除尘+布袋除尘的组合方式,除尘器出口粉尘≤30mg/Nm3。

3号机组于2015年11月2日完成脱硝改造投运,4号机组于2015年11月16日完成脱硝改造投运。脱硝催化剂采用蜂窝式,按“2+1”模式布置,备用层在最上层。工艺系统按入口NOx浓度400mg/Nm3、处理100%烟气量、NOx排放浓度不大于80mg/Nm3进行设计。

3机组超低排放改造方案

3.1脱硝系统改造方案

脱硝反应器备用层采用蜂窝式催化剂。

经核算现有设备脱硝设备满足正常运行需要,无需改造。

3.2脱硫系统改造方案

本工程脱硫工艺拟对现有工艺升级提效改造来达到超低排放要求(SO2浓度≤35mg/Nm3)。

本次提效改造为:利旧原有三层喷淋层,原三台循环泵,在原有吸收塔最高层的喷淋层上部新增加一层喷淋层,新增喷淋层布置138个碳化硅单向双头空心锥喷嘴,对应该喷淋层新增设一台浆液循环泵,新增浆液循环泵流量为:6500m3/h,扬程为:27m,电机功率为:800kW。每座吸收塔增加一台浆液循环泵,一层喷淋层。

3.3除尘系统提效改造方案

目前作为脱硫系统粉尘协同治理的技术路线主要有高效除雾器、湿式电除尘器、高效除尘除雾器三种形式。

经过比选采用高效除尘除雾器的改造方案。具体改造方案为:

吸收塔本体需抬高2.8m,在最上层喷淋层之上,拆除原有除雾器,拆除下层除雾器支撑梁,改造加固上层除雾器支撑梁,安装高效除尘除雾器,增加上层除雾器支撑梁。

吸收塔内设置高效除尘除雾器取代传统的除雾器,布置于吸收塔顶部最后一层喷淋层的上部。烟气穿过喷淋层后,再连续流经高效除尘除雾器,除去烟气中所含浆液雾滴。在高效除尘除雾器的上方和下方分别布置一层冲洗喷嘴,通过冲洗除尘除雾器元件,带走管壁附着的尘粒。

烟气粉尘含量低于5mg/Nm3,高效除尘除雾器冲洗系统间断运行,每4小时冲洗一次,每次冲洗60s,冲洗水电动阀一般只有一层,按照相对均衡的用水负荷分为多个区域,冲洗按照分区顺序进行,为了减少系统内冲洗水流量和压力的大幅波动,前一个分区与后一个分区入口电动门的关闭与开启同时进行,并保证每个分区在入口电动门全开后冲洗60秒后再开始关闭。

除尘除雾器冲洗系统需要改造管道,原除雾器的电动阀门可以利旧;塔内改造部位需重新进行防腐。

4环境效益和社会效益

本工程实施后大气污染物减排情况如下:NOx排放浓度由80mg/Nm3降到30mg/Nm3,SO2排放浓度由130mg/Nm3降到35mg/Nm3,烟尘排放浓度由20mg/Nm3降到5mg/Nm3,排放浓度满足超低排放要求,t/a,减排烟尘151.22t/a。本工程实施可满足日益严格的环境保护的要求,具有较好的环境和社会经济效益。

5结论

本文研究大型燃煤电厂烟气污染物超低排放所采用的高效、低成本脱硫、脱硝、除尘技术,研究脱硝工艺、除尘工艺、脱硫工艺的优化组合,寻找最佳的工艺路线;

从最大程度利用现有设备角度,采用增加备用层催化剂方案可以实现NOx排放浓度≤50mg/Nm3。

高效除尘除雾器投资小,占地空间小,运行阻力低,适合改造工程。实现粉尘排放浓度≤5mg/Nm3。

脱硫采用新增一层喷淋层,实现SO2排放浓度≤35mg/Nm3。

燃煤发电企业在进行超低排放改造时,要对不断推出的超低排放新技术进行充分调研,切实了解新技术在同类型机组上的应用情况,结合现有设备和环保排放情况,以安全、经济、环保为原则,选择最佳改造技术方案,真正实现超低排放的改造目标。

延伸阅读:

燃煤电厂烟尘超低排放技术研究现状及发展

超低排放改造工程脱硝催化剂的设计和采购分析

燃煤电厂超低排放应用现状及关键问题

干货 燃煤电厂超低排放技术路线与协同脱除

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