【導(dǎo)讀】天津北疆發(fā)電廠一期工程#1機組。煙氣污染物超低排放改造工程。中國電力工程顧問集團。華北電力設(shè)計院工程有限公司。王慶賢李雅馬欣欣。孫育文王勇強夏妍萍。王文臣趙旭紅孔祥正。劉韞穎邢宇萌姚四旺。2投資估算及經(jīng)濟評價F451E27K-E01. 4凝結(jié)水系統(tǒng)改造流程圖F451E27K-A01-J-02. 5爐后及脫硫區(qū)域改造布置圖F451E27K-A01-J-03

　　

【正文】 計脫硫效率不低于 %， SO2設(shè)計排放值為 (標(biāo)、干、 6%O2)。 煙氣脫硝裝置原設(shè)計為預(yù)留，后于 20xx 年 5月由北京國電龍源環(huán)保公司 EPC 總承包建設(shè)投產(chǎn)，脫硝裝置入口設(shè)計 NOx 濃度 400mg/Nm3，脫硝效率不低于 80%，催化劑 2+1 設(shè)置，最低連續(xù)運行煙溫 293℃。 天津北疆發(fā)電廠一期工程 1機組煙氣污染物超低排放改造工程 可行性研究 報告 華北電力設(shè)計院工程有限公司 13 電除塵 系統(tǒng)現(xiàn)狀 2 機組分別于 20xx 年 9 月 26 日、 11 月 30 日通過 168 投入運行，運行期間曾發(fā)生過氣流孔板磨損脫落導(dǎo)致一電場短路現(xiàn)象、變壓器燒損、振打軸斷等缺陷。每次停機檢修均安排進(jìn)入電除塵內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)陽極板有輕度沾灰現(xiàn)象、無明顯腐蝕。每年機組檢修后進(jìn)行電除塵效率試驗，電除塵電場空載電壓試驗均在 50kv 以上 , 運行比較穩(wěn)定，電除塵除塵效率基本保持原有設(shè)計水平。 華北電科院于 20xx 年對 1號機組的電除塵系統(tǒng)進(jìn)行試驗，其 有關(guān)數(shù)據(jù)詳見下表： 表 1： 1 爐電除塵 A試驗數(shù)據(jù)表 項目 單位 入口 1 入口 2 入口 3 出口 1 出口 2 出口 3 標(biāo)干煙氣流量 Nm3/h 563806 543457 527990 567134 547914 566031 煙氣動壓 Pa 112 106 100 112 106 115 煙氣靜壓 kPa 煙氣全壓 kPa 煙氣流速 m/s 煙氣溫度 ℃ 121 127 129 115 120 125 采樣截面面積 m2 大氣壓力 kPa 煙氣含濕量 ％ 煙氣含氧量 ％ 5 測試工況下濕煙氣流量 m3/h 902621 883202 862445 897264 877846 919361 實測煙塵濃度 mg/Nm3 19765 19885 20366 71 64 70 折算煙塵排放濃度 () mg/Nm3 68 60 66 除塵器本體漏風(fēng)率 ％ % 除塵器除塵效率 ％ % 除塵器本體阻力 Pa 360 表 2： 1 爐電除塵 B試驗數(shù)據(jù)表 項目 單位 入口 4 入口 5 入口 6 出口 4 出口 5 出口 6 標(biāo)干煙氣流量 Nm3/h 564067 535339 541721 567127 568371 551768 煙氣動壓 Pa 115 102 104 115 114 107 煙氣靜壓 kPa 煙氣全壓 kPa 煙氣流速 m/s 煙氣溫度 ℃ 131 125 124 127 122 119 采樣截面面積 m2 大氣壓力 kPa 煙氣含濕量 ％ 煙氣含氧量 ％ 測試工況下濕煙氣流量 m3/h 925387 866462 874498 925387 916013 881863 實測煙塵濃度 mg/Nm3 20xx7 19398 19727 71 97 91 天津北疆發(fā)電廠一期工程 1機組煙氣污染物超低排放改造工程 可行性研究 報告 華北電力設(shè)計院工程有限公司 14 項目 單位 入口 4 入口 5 入口 6 出口 4 出口 5 出口 6 折算煙塵排放濃度 () mg/Nm3 65 88 84 除塵器本體漏風(fēng)率 ％ % 除塵器除塵效率 ％ % 除塵器本體阻力 Pa 330 脫硫系統(tǒng)現(xiàn)狀 脫硫系統(tǒng) 與主機系統(tǒng)同步建設(shè)投產(chǎn)， 運行期間曾發(fā)生過噴淋管組斷裂、氧化風(fēng)機斷軸等嚴(yán)重缺陷。兩臺機組均已完成取消旁路改造工作。每次停機檢修均安排進(jìn)入吸收塔內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)吸收塔中部有石膏堆積、內(nèi)壁防腐無明顯腐蝕。每年機組檢修后進(jìn)行脫硫效率試驗，脫硫效率基本保持原有設(shè)計水平。 華北電科院于 20xx 年對 1號機組的脫硫系統(tǒng)進(jìn)行試驗， 有關(guān)數(shù)據(jù)詳見下表： 表 1. 試驗主要數(shù)據(jù) 除塵器出口（ 原煙氣） 序 號 項 目 單 位 數(shù)值 1 O2平均值 ％ 2 過量空氣系數(shù) 3 SO2測量平均值 ppm 785 4 SO2折算濃度（α =） mg/Nm3 20xx 脫硫系統(tǒng)出口（ 凈煙氣） 序 號 項 目 單 位 數(shù)值 1 O2平均值 ％ 2 過量空氣系數(shù) 3 SO2測量平均值 ppm 29 4 SO2折算濃度（α =） mg/Nm3 74 5 η脫硫效率 % 經(jīng)此次試驗測得，北疆電廠 1 號機組鍋爐額定負(fù)荷運行期間，脫硫裝置 SO2脫除效率為 ％。 脫硝系統(tǒng)現(xiàn)狀 國家環(huán)保監(jiān)測總站分別于 20xx 年 1 月 13～ 14 日和 5 月 11～ 12 日進(jìn)行了 1 機天津北疆發(fā)電廠一期工程 1機組煙氣污染物超低排放改造工程 可行性研究 報告 華北電力設(shè)計院工程有限公司 15 組和 2 機組的脫硝工程竣工驗收監(jiān)測工作，天津市環(huán)保局分別以津環(huán)保管便［ 20xx］23 號文和津環(huán)保管便［ 20xx］ 44號文同意北疆電廠一期脫硝工程試生產(chǎn)， 20xx 年 9月 11 日環(huán)保部在工程現(xiàn)場召開了竣工驗收現(xiàn)場會。 20xx 年 11 月 15 日，國家環(huán)保部以“環(huán)驗【 20xx】 251 號”文函復(fù)北疆電廠一期兩臺機組脫硝工程通過環(huán)保驗收。 20xx 年前 11 個月 2機組脫硝投運率分別為 %、 %，綜合脫硝效率分別為 %、 %，氮氧化物排放濃度分別為 ，優(yōu)于國家及地方排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足與天津市政府簽訂的“十二 .五”減排責(zé)任書規(guī)定綜合脫硝效率 70%以上的要求。 4 主要改造原則及改造設(shè)計參數(shù) 主要改造原則 改造目標(biāo)：燃煤機組大氣污染物排放達(dá)到 《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 1322320xx）中 燃?xì)怆姀S標(biāo)準(zhǔn)。 經(jīng)與業(yè)主溝通，本次改造的主要原則如下： 除塵技術(shù)改造 擬采用常規(guī)除塵器改造 +脫硫除霧器改造 +增設(shè) 濕式除塵器的方案。其中，將原常規(guī)除塵器改造為低低溫除塵器，出口煙塵濃度不大于 20mg/Nm3（ 6%O2，標(biāo)態(tài)，干煙氣）；脫硫改造后出口煙塵（含石膏）濃度不大于 20mg/Nm3（暫按脫硫塔煙塵脫除率 50%，不含石膏的出口煙塵濃度為 10mg/Nm3；脫硫出口液滴含量由75mg/Nm3改造為 50mg/Nm3，含固率 20%計，石膏隨液滴排出的濃度為 10mg/Nm3）；濕式除塵器效率不低于 75%。綜合以上三種措施，煙囪入口煙塵排放濃度達(dá)到5mg/Nm3。 脫硫系統(tǒng)增效改造盡量減少對主體工程的影響，脫硫塔和除霧器格局不變，占地不增加，同時考慮除霧器增效，減少石膏顆粒物隨液滴帶出。 脫硝系統(tǒng)增效改造盡量減少對主體工程的影 響，采用加裝預(yù)留層催化劑，調(diào)整更換催化劑周期的方式。 同時考慮消除煙囪“白煙”的措施。 改造要求及設(shè)計參數(shù) 干式除塵器改造條件及要求 干式電除塵器改造入口煙氣條件（一臺爐 BMCR 工況） 天津北疆發(fā)電廠一期工程 1機組煙氣污染物超低排放改造工程 可行性研究 報告 華北電力設(shè)計院工程有限公司 16 項目名稱 單位 數(shù)值 備注 過量空氣系數(shù) ～ 入口濕煙氣量 Nm3/h ～ 3250000 標(biāo)態(tài)，濕基，實際氧 入口干煙氣量 Nm3/h ～ 2950000 標(biāo)態(tài)，干基，實際氧 入口煙氣溫度 ℃ ～ 130 入口含塵量 g/Nm3 ～ 25 標(biāo)態(tài)，干基， 6%O2 要求改造后，除塵器效率不低于 %，出口煙塵濃度小于 20mg/Nm3。 增設(shè)濕式電除塵器的煙氣條件及要求 項目名稱 單位 設(shè)計煤種 備注 過量空氣系數(shù) ～ 入口濕煙氣量 Nm3/h ～ 3480000 標(biāo)態(tài)，濕基，實際氧 入口干煙氣量 Nm3/h ～ 3060000 標(biāo)態(tài)，干基，實際氧 入口煙氣溫度 ℃ ～ 50 正常運行工況 ℃ 80 耐熱 入口 煙塵濃度 mg/Nm3 20 標(biāo)態(tài)，干基， 6%O2 考慮脫硫島除塵效率 50% 煙塵含石膏 入口霧滴濃度 mg/Nm3 50 入口霧滴中石膏濃度 mg/Nm3 10 標(biāo)態(tài)，干基， 6%O2 霧滴含固率按 20%計 入口 SO2濃度 mg/Nm3 35 標(biāo)態(tài)，干基， 6%O2 加裝的濕式電除塵器效率按 75%考慮，出口煙塵（含石膏）濃度達(dá)到 5mg/Nm3。 脫硫系統(tǒng)改造入口煙氣條件（一臺爐 BMCR 工況） 項目名稱 單位 數(shù)值 備注 入口濕煙氣量 Nm3/h ～ 3250000 標(biāo)態(tài)，濕基，實際氧 入口干煙氣量 Nm3/h ～ 2950000 標(biāo)態(tài)，干基，實際氧 入口煙氣溫度 ℃ ～ 90 考慮煙氣余熱利用 或采用低低溫除塵器 180 事故工況 入口煙氣壓力 Pa ～ 4000 入口 SO2濃度 mg/Nm3 2200 標(biāo)態(tài)，干基， 6%O2 入口含塵量 mg/Nm3 20 標(biāo)態(tài)，干基， 6%O2 天津北疆發(fā)電廠一期工程 1機組煙氣污染物超低排放改造工程 可行性研究 報告 華北電力設(shè)計院工程有限公司 17 脫硫系統(tǒng)改造后脫硫效率不低于 %，出口 SO2濃度小于 35mg/Nm3，除霧器出口霧滴濃度小于 50mg/Nm3，煙塵（含石膏）濃度小于 20 mg/Nm3。 脫硝裝置改造條件及要求 脫硝裝置改造入口煙氣條件（一臺爐 BMCR 工況） 項目名稱 單位 數(shù)值 備注 過量空氣系數(shù) 入口濕煙氣量 kg/s 入口 濕 煙氣量 m3/s 入口煙氣溫度 ℃ 363 入口 NOx 濃度 mg/Nm3 400 標(biāo)態(tài)，干基， 6%O2 設(shè)計取用值，以 NO2計 入口含塵量 g/Nm3 ～ 25 標(biāo)態(tài)，干基， 6%O2 要求改造后， SCR 脫硝效率不低于 %，出口 NOx濃度小于 50mg/Nm3。 改造技術(shù)路線的選取 目前我國已投運電廠的污染物排放還達(dá)不到接近燃機的水平，尤其是煙塵排放還遠(yuǎn)達(dá)不到 5mg/Nm3 以下排放水平。華能、國電、神華（國華）、浙能等發(fā)電集團均已安排相關(guān)的研究工作，有多個項目已在實施的過程中。 對于煙氣綜合凈化，項目公司非常重視，與設(shè)計院一起進(jìn)行了多次相關(guān)的技術(shù)交流，并進(jìn)行了大量的調(diào)研工作。根據(jù)我國目前脫硝、脫硫、除塵的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，煙氣綜合凈化技術(shù)路線選擇如下： （ 1）通過研究，我們認(rèn)為煙氣綜合凈化技術(shù)是整個煙氣系統(tǒng)的優(yōu)化、整合技術(shù)，宜統(tǒng)籌規(guī)劃。煙氣 NOx、 SO煙塵綜合治理，宜最大限度的利用成熟技術(shù)，并拓展利用其他行業(yè)的相關(guān)技術(shù)，以達(dá)到煙氣綜合凈化的較高目標(biāo)。 （ 2）煙塵治理 —— 對于煙 塵，國內(nèi)尚無達(dá)到 5mg/Nm3以下排放濃度的長期投運經(jīng)驗。 按照目前的技術(shù)發(fā)展和認(rèn)可度情況，脫硫前干式除塵器 +濕式脫硫難以達(dá)到5mg/Nm3的排放濃度要求，故擬考慮采用脫硫裝置前干式除塵器、濕法脫硫與脫硫裝置后濕式除塵器相結(jié)合的除塵方式。北疆一期工程干式除塵器運行狀況良好，充分利用這一優(yōu)勢，改造后達(dá)到較低的煙塵排放濃度，經(jīng)脫硫裝置 FGD 進(jìn)一步脫除煙塵后，進(jìn)入濕式除塵器脫除含固液滴和煙塵，經(jīng)過三級的除塵后，煙囪出口煙塵濃度天津北疆發(fā)電廠一期工程 1機組煙氣污染物超低排放改造工程 可行性研究 報告 華北電力設(shè)計院工程有限公司 18 達(dá)到 5mg/Nm3水平。 （ 3） SO2治理 —— 充分利用成熟的石灰石 石膏濕法脫硫技術(shù)，采用 脫硫裝置工藝流程優(yōu)化或塔內(nèi)精細(xì)化設(shè)計，提高脫硫效率，煙囪出口 SO2排放濃度不高于 35mg/Nm3。為減輕脫硫裝置出口濕式除塵器的壓力，優(yōu)化除霧器型式或增加除霧器層數(shù)、改善除霧器性能，使除霧器出口液滴含量不高于 50mg/Nm3。 （ 4） NOx治理 —— 充分利用鍋爐低 NOx燃燒技術(shù)，設(shè)置高效率的脫硝裝置（ SCR），達(dá)到 NOx 排放濃度不高于 50mg/Nm3。 5 除塵改造方案 一期除塵器配置情況 北疆一期工程，每臺爐配置 2 臺 菲達(dá)公司生產(chǎn)的 三室五電場靜電除塵器， 除塵器 保證效率 %，除塵器出口煙塵濃度小于 60mg/Nm3（干基，標(biāo)態(tài)， 6%O2）。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表 序號 項目 單位 數(shù)據(jù) 1 設(shè)計效率 % 保證效率 % ≥ 2 本體阻力 Pa 245Pa 3 本體漏風(fēng)率 % ％ 4 電場通道數(shù) 個 3 36 每個電場的有效長度 m +5x3 全部電場的總有效長度 m 24 電場的有效寬度 m 電場的有效高度 m 總集塵面積（每臺爐） m2 155520 5 有效斷面積 m2 648 6 長、高比 7 室數(shù) /電場數(shù) 3/5 8 陽極