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460 t/h燃煤锅炉超低排放改造技术分析

北极星环保网来源:当代化工 井振2018/5/15 13:03:33我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放 燃煤锅炉 SCR

北极星环保网讯:某热电厂3台460t/h燃煤锅炉烟气超低排放技术改造项目,目标是将现有锅炉烟气中NOx、SOx、粉尘污染物排放由满足《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-2011)改造为满足国家三部委要求的超低排放标准,即烟气中NOx、SO2、粉尘污染物排放浓度分别小于50、35、10mg/Nm3。

1锅炉基础条件

1.1锅炉装置现状

该热电厂3台460t/h燃煤锅炉于2012年9月陆续投产,脱硫除尘装置于2012年9-12月随机组同时投产,脱硝装置于2014年5月投入生产。该锅炉采用用石灰石-石膏湿法脱硫、选择性催化还原(SCR)脱硝工艺、布袋除尘技术、低氮燃烧技术,锅炉烟气排放指标满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中新建锅炉要求,烟气中污染物排放浓度控制在SO2<100mg/Nm3,NOx<100mg/Nm3;粉尘<30mg/Nm3[1]。环保设施主要参数见表1。

1.2烟气参数

现有燃煤锅炉烟气参数见表2(上表)。

1.3燃料及灰分

该电厂燃用煤主要来源于抚顺矿与铁法矿,其中抚顺矿约占38%以上,铁法矿约占20%以上,其余为混合煤。本次改造以抚顺矿的煤质作为设计煤种,铁法矿的煤质作为校核煤种。锅炉燃煤工业分析值见表3。

2超低排放技术改造内容

锅炉超低排放建设内容包括锅炉的低氮燃烧器、SCR脱硝装置、布袋除尘装置、脱硫及高效除尘装置、引风机的技术升级改造和备用浆料调配系统、水、电、气等依托工程的配套改造。

2.1低NOx燃烧器改造

燃烧器采用水平浓淡燃烧低氮燃烧器,立体分级燃烧,实现炉内煤粉、空气分级燃烧,保证水冷壁壁面气氛在安全范围内,减少NOx的生成,并防止水冷壁结渣与高温烟气腐蚀。燃烧器暴露于炉膛高温区域的一次风喷口必须采用耐磨损、耐高温的材料制造[2]。

在燃烧器上部适当位置的水冷壁上开孔,用于安装新增设的分离型SOFA燃尽风喷嘴,燃尽风应具有足够的穿透深度和覆盖广度。SOFA喷嘴全部采用耐高温合金材料制造。燃尽风风箱需要布置成四角小风箱,为每只SOFA喷嘴送风。风箱内部设分隔板、导流板、整流装置及挡板,用于控制每只SOFA喷嘴的风量分配。

2.2SCR脱硝系统改造

脱硝工艺采用SCR法,还原剂为气氨,纯氨(99.6%(wt))。催化剂按增加备用层设置,NOx(以NO2计)脱除效率不小于87.5%,使用寿命不小于24000h。

脱硝系统设计时按入口烟气中NO(x以NO2计)含量400mg/Nm3,三层催化剂脱硝效率不小于87.5%,(催化剂寿命内,氨气消耗量不大于72.73×3kg/h),脱硝后烟气中NOx(干态O2=6%,以NO2计)含量小于50mg/Nm3(干态O2=6%,以NO2计)[3]。对锅炉SCR反应器存在的流场不均问题,进行流场数值模拟,优化导流和气流分布设施,避免发生催化剂局部磨损。脱硝系统应能在烟气温度在300~420℃之间的任何负荷下长期稳定达标运行,并能适应锅炉的负荷变化和锅炉启停次数的要求。吹灰系统利用业主方目前已有的蒸汽吹灰器。

2.3除尘系统改造

布袋除尘器本体更换现有旁路阀为零泄漏旁路阀,保证烟尘的去除效果。三台布袋除尘器入口烟道(三通、挡板门及导流板)进行扩径改造。对引风机增压后布袋除尘器及烟道的强度进行校核,如强度不足须进行加固。

2.4石灰石-石膏法脱硫及一体化除尘改造

脱硫塔改造增高2m,烟道也增高2m,根据烟道的走向优先在垂直段增高。采取有效措施保证高脱硫效率和出口SO2排放浓度、烟气携带雾滴含量、吸收塔出口颗粒物(含石膏浆液)含量达到排放要求。

增加持液盘提高脱硫效率,现有脱硫塔内除雾器更换为管束式除尘除雾装置,脱硫塔入口SO2浓度为1956mg/Nm3(标干,6%O2),入口烟尘浓度为30mg/Nm3(标干,6%O2),吸收塔喷淋层运行任意三层的条件下,SO2脱除率不小于98.21%,烟尘脱除率不小于71.4%,吸收塔出口二氧化硫浓度<35mg/Nm3,颗粒物(含石膏)含量低于5mg/Nm3(标态、干基、6%O2)。

脱硫装置能在锅炉最大连续蒸发量工况烟气温度不高于原有装置最高允许温度以下安全连续运行。吸收塔烟气入口与第一层喷淋层之间设置持液盘,持液盘厚度不低于3mm。

管束式除尘除雾器安装在吸收塔顶部最后一层喷淋层的上部。烟气穿过喷淋层后,再连续流经管束式除尘除雾器除去所含浆液雾滴。管束式除尘除雾器布置有冲洗喷嘴。

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