1000MW超超临界机组超低排放改造工程分析

2.4、超低排放改造工程实施方案

基于此次超低排放改造工程目标要求,结合机组实际运行条件和脱硫装置结构,该机组超低排放改造采用“SCR脱硝增容+低低温静电除尘器+高频静电除尘器改造+脱硫吸收塔提效与协同除尘”的技术方案,如图1所示。采用低低温省煤器回收利用烟气余热加热锅炉给水,提高机组效率和降低供电煤耗。

采用低低温省煤器将锅炉排烟温度从139℃降低到94℃左右,提高了低低温静电除尘器除尘效率。在原静电除尘器前加装一个高频电源的电场,并对原电场进行高频电源改造,静电除尘器原第4电场的高频电源移至第3电场,第1、4电场的电源采用进口高频电源。同时完善了低低温静电除尘器配套设施,在静电除尘器绝缘子位置加装了强制热

风吹扫装置,电场所有灰斗采用蒸汽加热改造。检查更换1,2,3电场内部损坏的极板,更换内部损坏的极线、极板,电场内部气流分布装置、漏风、振打等检查、修复与调整,改造各电场输灰系统。

在现有SCR烟气脱硝基础上按照“2+1”模式增加1层备用层催化剂并更换1层催化剂,进一步提高SCR脱硝效率,实现了低于50mg/m3的NOx超低排放控制目标。本次改造喷淋吸收塔新增1层喷淋层及1层合金托盘,即改造后脱硫吸收塔设置了1层喷淋层(其中4层投运、1层备用)和1层合金托盘。

脱硫改造中增装了1层合金托盘,大部分细小烟尘经过托盘的筛孔进入泡沫层,受泡沫扰动的影响而改变方向,从而增加了与液体接触的机理,达到除尘净化效果。同时将塔内原两级除雾器拆除,新增了三级高效屋脊式除雾器和一级烟道除雾器,能够有效提高脱硫塔对烟尘的脱除效果。

通过采用静电除尘器高频电源改造、低低温静电除尘器以及湿式脱硫吸收塔协同除尘和高效多级除雾器等组合措施,脱硫塔出口烟尘浓度可降低到5mg/m3以下,并预留了湿式静电除尘器的安装空间。当燃用高灰量的煤种以及烟尘排放浓度限值更加严格时,可在脱硫吸收塔后安装湿式静电除尘器。

3燃煤机组超低排放改造工程效果

3.1超低排放改造工程性能试验结果

通过对该电厂1000MW机组烟气脱硫、脱硝、除尘装置进行了性能考核试验,主要测试结论如下:1)机组负荷986.6MW,实测脱硫装置出口烟气流量为342.1×104m3/h,脱硫装置入口烟气温度为98.4℃,脱硫装置出口烟气温度为49.0℃。

2)脱硫装置入口原烟气SO2质量浓度2301.1mg/m3,脱硫装置出口净烟气SO2质量浓度21.5mg/m3,SO2脱除效率99.04%。脱硫装置出口净烟气SO2质量浓度≤35mg/m3,脱硫装置SO2脱除效率及净烟气SO2排放浓度均满足设计值要求。

3)SCR反应器入口NOx平均质量浓度为549.4mg/m3,反应器出口NOx平均质量浓度为38.2mg/m3,低于50mg/m3的设计值,脱硝效率为93.1%。

4)测得各个不同位置烟尘浓度如图2所示,低低温静电除尘器入口烟尘质量浓度24.33g/m3,脱硫吸收塔入口烟尘质量浓度23.0mg/m3,低低温静电除尘器除尘效率99.91%。脱硫吸收塔出口净烟气粉尘质量浓度的实测平均值为4.8mg/m3,烟囱入口净烟气粉尘质量浓度的实测平均值为4.0mg/m3。

吸收塔出口、烟囱入口粉尘质量浓度均≤5mg/m3,满足设计要求。该1000MW超低排放改造后,烟囱入口烟尘、SO2、NOx质量浓度分别为4.0、21.5和38.2mg/m3,均达到燃煤机组/各污染物超低排放的要求。

3.2、超低排放改造经济社会与环保效益分析

采用上述“SCR脱硝增容+低低温静电除尘器+高频静电除尘器改造+脱硫吸收塔提效与协同除尘”的超低排放技术方案对某1000MW燃煤机组进行技术改造后,烟囱入口烟尘、SO2、NOx质量浓度分别为4.0、21.5和38.2mg/m3,达到了排烟中烟尘、SO2、NOx的排放浓度分别控制在5、35、50mg/m3以内的超低排放要求。

与超低排放改造前该燃煤机组各污染物排放浓度相比,改造后烟尘、SO2、NOx排放浓度分别降低了35.8、173.5和58.5mg/m3。

按该机组烟气量为3372811m3/h和年运行4500h计算,在现有烟气脱硫、脱硝、除尘装置基础上每年可进一步减少烟尘排放量543t、SO2排放量2633t、NOx排放量634t,满足燃煤机组大气污染物超低排放限值的要求,并明显改善当地空气质量。

4结论

1)根据国家节能减排的要求,低低温静电除尘器和湿式静电除尘器凭借其高效的除尘性能和广泛的适用性逐渐成为燃煤火电机组实现超低排放的有效途径。

2)采用“SCR脱硝增容+低低温静电除尘器+高频静电除尘器改造+脱硫吸收塔提效与协同除尘”的超低排放技术方案对某1000MW燃煤机组进行技术改造后,烟囱入口烟尘、SO2、NOx质量浓度分别为4.0、21.5和38.2mg/m3,达到了排烟中烟尘、SO2、NOx的排放浓度分别控制在5、35、50mg/m3以内的超低排放要求。

3)实施上述超低排放改造后,1000MW燃煤机组在现有烟气脱硫、脱硝、除尘装置的基础上每年可进一步减少烟尘排放量543t、SO2排放量2633t、NOx排放量634t,改善了重点区域空气质量。

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