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1、,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,,?#?,,,新煙氣排放標準下,CFB,鍋爐,SO,2,/NO,X,排放控制技術(shù)與策略研究,,中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院,高洪培 黃中,2011,年,8,月,12,日 麗江,一、,CERI,,與,TPRI,二、背景及研究基礎(chǔ),三、新環(huán)保排放標準下,SO,2,排放控制策略,四、新環(huán)保排放標準下,NO,X,排放控制策略,五、結(jié)論,,,主要內(nèi)容,CERI,,CERI,與,TPRI,中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司,（,Huaneng Clean Energy Research Institute,）,中國華能集團公司控股,9

2、0%,西安熱工研究院有限公司控股,10%,TPRI,西安熱工研究院有限公司,（,Thermal Power Research Institute,）,中國華能集團公司控股,52%,中國大唐集團公司、中國華電集團公司、中國國電集團公司、中國電力投資集團公司各控股,12%,2003,五大發(fā)電集團重組成立,西安熱工研究院有限公司,2001,國電熱工研究院,1997,國家電力公司熱工研究院,歷史沿革,1994,電力工業(yè)部西安熱工研究院,1965,遷址西安,成立西安熱工研究所,1951,始建于北京,,,燃料工業(yè)部,電業(yè)管理總局中心試驗所,TPRI,,組織機構(gòu),電站清潔燃燒國家工程研究中心,,循環(huán)流化床鍋

3、爐技術(shù)部,,煤粉鍋爐技術(shù)部,,鍋爐系統(tǒng)及設(shè)備技術(shù)部,,鍋爐環(huán)保技術(shù)部,,蘇州鍋爐燃燒及環(huán)保技術(shù)部,,燃料與燃燒試驗室,電站性能技術(shù)部,氣輪機及熱力系統(tǒng)技術(shù)部,電站化學技術(shù)部,電站水處理技術(shù)部,電站水處理藥劑技術(shù)部,電站材料技術(shù)部,電站技術(shù)監(jiān)督部,電站建設(shè)技術(shù)部,電站調(diào)試技術(shù)部,電站信息技術(shù)研究中心,,電站信息及監(jiān)控技術(shù)部,,電站優(yōu)化檢修及軟件技術(shù)部,自動化技術(shù)研究中心,,現(xiàn)場總線與控制技術(shù)部,,自動化工程與仿趄技術(shù)部,,北京自動控制技術(shù)部,綠色煤電技術(shù)部,院長工作部,科研管理部,項目策劃部,人力資源部,資產(chǎn)財務部,政工保障部,北京分公司業(yè)務管理部,教育培訓部,后勤服務部,基建工程部,北京分公司

4、,蘇州分公司,,其他院屬公司,蘇州國電熱工研究院有限公司,西安國電水處理工程公司,西安國電電站控制工程有限公司,西安能泰高新技術(shù)總公司,西安熱工院技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司,西安鍋爐壓力容器檢驗檢測研究所有限公司,西安國電熱工發(fā)展有限公司,北京華能新銳控制技術(shù)有限公司,北京華能新銳軟件技術(shù)有限公司,,,專業(yè)技術(shù)部門,職能管理部門,,派駐管理機構(gòu),,,,,,預算制管理服務部門,,,,整體劃撥組建：,中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司,TPRI,簡介,CERI,,注冊資本一億元人民幣,主要從事與新能源及能源清潔高效轉(zhuǎn)化有關(guān)的技術(shù)研發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn),,讓、技術(shù)服務及相關(guān)產(chǎn)品銷售；工程承包,注冊地點：北京市昌平區(qū)

5、小湯山工業(yè)園區(qū),249,號,定位：我國乃至世界一流的清潔能源高精尖技術(shù)研發(fā)平臺,研究,領(lǐng)域,低,質(zhì)煤利用技術(shù),,,大型,循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)、褐煤提質(zhì)改性技術(shù)、煤炭綜合利用,技術(shù),,綠色煤電及煤基多聯(lián)產(chǎn),技術(shù),,煤氣,化、煤氣凈化、煤氣化制氫、煤氣化制甲烷、燃料電池發(fā)電,溫室氣體減排,技術(shù),,CO,2,捕集與處理技術(shù)、溫室氣體減排技術(shù)、低碳經(jīng)濟研究,可再生能源發(fā)電技術(shù),發(fā)電,新材料,,電站優(yōu)化設(shè)計,CERI,基地建設(shè),CERI,國家能源煤清潔低碳發(fā)電技術(shù)研發(fā)中心,煤基清潔能源國家重點實驗室,北京 昌平“未來科技城”占地,：,183500m,2,現(xiàn)有員工近百人，技術(shù)人員超過,80%,,,在研項目

6、,CERI,,超臨界,CFB,鍋爐技術(shù),350MW,超臨界,CFB,鍋爐研發(fā),系統(tǒng)優(yōu)化和節(jié)能改造技術(shù),,對現(xiàn)役機組進行節(jié)能改造，提高汽輪機和鍋爐效率,電廠污染物控制技術(shù),重金屬污染物脫除減排,蒸汽溫度達到,700℃,燃煤機組研制,,,開展機組系統(tǒng)和主要設(shè)備設(shè)計方案研究,,建立高溫材料開發(fā)和評價實驗室,綠色煤電技術(shù),250MW IGCC,示范工程，電站級燃料電池開發(fā),一、,CERI,,與,TPRI,二、背景及研究基礎(chǔ),三、新環(huán)保排放標準下,SO,2,排放控制策略,四、新環(huán)保排放標準下,NO,X,排放控制策略,五、結(jié)論,,,主要內(nèi)容,CFB,鍋爐技術(shù)優(yōu)勢及快速發(fā)展,燃料適應性廣,爐內(nèi)添加石灰石脫硫

7、,～,850-900,℃燃燒溫度,,NOX,排放低,(,殘?zhí)?+,高灰濃度 汞排放低,),灰渣綜合利用,,常規(guī),CFB,鍋爐,SO,2,排放控制技術(shù)措施,爐內(nèi)添加石灰石脫硫,,,CaCO,3,=CaO+CO,2,,,△H=+178kJ/mol,CaO+SO,2,+,,O,2,=CaSO,4,,,△H=-500kJ/mol,石灰石脫硫反應活性,顆粒分布,輸送技術(shù),合適的,Ca/S,常規(guī),CFB,鍋爐爐內(nèi)添加石灰石脫硫,常規(guī),CFB,鍋爐,SO,2,排放控制技術(shù)措施及優(yōu)勢,煤粉鍋爐典型煙氣濕法脫硫,FGD,常規(guī),CFB,鍋爐,NO,X,排放控制技術(shù)措施,～,850~900,℃燃燒溫度,熱

8、力型,NO,X,燃料型,NO,X,低,NO,X,,常規(guī),CFB,鍋爐,NOx,排放控制技術(shù)措施及優(yōu)勢,CFB,燃燒低,NO,X,技術(shù)優(yōu)勢,,,煤粉鍋爐煙氣脫硝,SCR,技術(shù),,煤粉鍋爐煙氣脫硝,SNCR,技術(shù),,,新建火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值,使用高硫煤地區(qū)的現(xiàn)有火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值,(3) 2003,年,12,月,31,日前建成投產(chǎn)或通過建設(shè)項目環(huán)境影響報告書審批的燃煤鍋爐執(zhí)行該限值,污染物項目,限值,煙塵,30,二氧化硫,100(1),200,400(2),氮氧化物（以,NO2,計）,100,,200(3),汞及其化合物,0.03(1),環(huán)保排放標準新舊比對,時段,第,1,時段,,第,2,

9、時段,,第,3,時段,實施時間,2005,年,2010,年,2005,年,2010,年,2004,年,燃煤鍋爐及燃油鍋爐,2100,(1),1200,(1),2100,1200,(2),400,1200,(2),400,800,(3),1200,(4),時段,,第,1,時段,第,2,時段,第,3,時段,實施時間,,2005,年,2005,年,2004,年,燃煤,鍋爐,V,daf,<10%,1500,1300,1100,,10%≤V,daf,≤20%,1100,650,650,,V,daf,>20%,,,450,燃油鍋爐,,650,400,200,燃氣輪機組,燃油,,,150,,燃氣,,,80,

10、火力發(fā)電鍋爐,SO,2,最高允許排放濃度 （單位：,mg/m,3,）,《,火電廠大氣污染排放標準,》,（,GB13223-2003,）,,,,,,,火力發(fā)電鍋爐及燃氣輪機組氮氧化物最高允許排放濃度,(,單位：,mg/m,3,),CFB,鍋爐,SO,2,/NO,X,排放現(xiàn)狀,典型,300MWCFB,鍋爐煙氣,NO,X,排放 環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù),,典型,300MWCFB,鍋爐煙氣,SO,2,排放 環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù),,CFB,鍋爐,SO,2,/NO,X,排放現(xiàn)狀,CFB,鍋爐應用前景,135MW,級在運近,300,臺,300MW,級在運,42,臺,“,十一五,”,，國家重點集中建設(shè)和開發(fā)十三個大型煤

11、炭基地,,,凈增煤炭入洗能力,15,億噸。,產(chǎn)生,5.36,億噸低熱值煤,,600MW,級超臨界,CFB,鍋爐機組示范電站示范成功必將促進一批,600MW,級超臨界,CFB,鍋爐立項建設(shè),,適應,新標準,的環(huán)保排放問題,SO,2,/NO,X,排放控制,,,,,煤炭功能區(qū)劃分,,油頁巖,石煤,十三個大型煤炭基地,已,完成包括無煙煤,\,貧煤,\,煙煤,\,褐煤,\,煤矸石,\,煤泥,\,石油焦,\,油頁巖,\,石煤,\,生物質(zhì)燃料等上百種燃料的燃燒脫硫排放特性,CFB,試燒試驗研究,完成華能集團,“,高溫,型,CFB,鍋爐,1MWth CFBC,試驗臺試驗研究”，提出了燃用無煙煤和貧煤的燃燒效率

12、高、低負荷穩(wěn)燃能力強和環(huán)保成本低的,300MW,高溫型,CFB,鍋爐技術(shù)方案,。,完成優(yōu)化設(shè)計的,CFB,鍋爐爐內(nèi)石灰石脫硫系統(tǒng),,,并成功應用于數(shù)個工程,,,脫硫效率達,90%,以上。,,已完成的試驗研究及工程應用,1MWth CFBC,試驗臺,熱功率,1MW,th,；,爐膛高度,23m,,國內(nèi)最高（,ABB-CE,：,3MW,th,，,18m),；,燃燒脫硫反應過程和實爐相當一致；,已完成,32,個工程項目,46,種煤、,32,種石灰石的燃燒脫硫試驗；,有燃燒各種類型燃料的豐富經(jīng)驗；,試驗數(shù)據(jù),對大型,CFB,鍋爐設(shè)計具有重要指導作用。,大型,CFB,燃燒試驗臺,大量的燃料燃燒排放特性研究

13、,一、,CERI,,與,TPRI,二、背景及研究基礎(chǔ),三、新環(huán)保排放標準下,SO,2,排放控制策略,四、新環(huán)保排放標準下,NO,X,排放控制策略,五、結(jié)論,,,主要內(nèi)容,現(xiàn)有,CFB,鍋爐技術(shù)條件下對新標準的適應性研究,DEN<1,DEN=1,DEN>1,DES<1,DES=1,,DES>1,,,,,CFB,燃燒完全滿足新標準,NO,X,低于,100mg/Nm,3,的要求,CFB,燃燒,100300mg/Nm3,采用,SCR,脫硝,,特低硫煤,CFB,燃燒完全滿足新標準,SO,2,低于,100mg/Nm,3,的

14、要求,CFB,燃燒爐內(nèi)添加石灰石完全滿足新標準,SO,2,低于,100mg/Nm,3,的要求,（折算）高硫煤,CFB,燃燒爐內(nèi)添加石灰石滿足不了新標準,SO,2,低于,100mg/Nm,3,的要求,爐內(nèi)脫硫,+,尾部二次脫硫,或考慮灰渣綜合利用， 爐內(nèi)不脫硫,,DEN:CFB,脫硝系數(shù),1,DES:CFB,脫硫系數(shù),1,適應于我國不同燃料特點的,CFB,鍋爐發(fā)展策略研究,,,項,,目,符號,單位,設(shè)計煤,校核煤,1,校核煤,2,全水分,M,t,%,6.80,5.06,5.60,空氣干燥基水分,M,ad,%,0.95,0.66,0.95,收到基灰分,A,ar,%,49.63,45.30,53.1

15、8,干燥無灰基揮發(fā)分,V,daf,%,30.81,34.69,34.20,收到基碳,C,ar,%,33.80,38.05,30.74,收到基氫,H,ar,%,2.29,2.60,2.11,收到基氮,N,ar,%,0.72,0.66,0.61,收到基氧,O,ar,%,6.46,8.01,7.43,全硫,S,t,，,ar,%,0.30,0.33,0.28,干燥基硫,S,t,d,%,0.32,0.36,0.30,收到基低位發(fā)熱量,Q,net,，,ar,MJ/kg,12.03,14.07,10.93,煤灰中二氧化硅,SiO,2,%,48.59,49.09,49.30,煤灰中三氧化二鋁,Al,2,O,3

16、,%,38.70,37.77,39.14,煤灰中三氧化二鐵,Fe,2,O,3,%,3.18,3.79,2.92,煤灰中氧化鈣,CaO,%,3.12,3.80,2.76,煤灰中氧化鎂,MgO,%,1.01,1.12,1.06,煤灰中氧化鈉,Na,2,O,%,0.46,0.17,0.36,煤灰中氧化鉀,K,2,O,%,1.80,1.21,1.66,煤灰中二氧化鈦,TiO,2,%,1.64,1.58,1.50,煤灰中三氧化硫,SO,3,%,0.90,0.73,0.77,煤灰中二氧化錳,MnO,2,%,0.013,0.01,0.01,特低硫煤,CFB,燃燒或復以爐內(nèi)適度脫硫完全滿足樂意新標準,NO,X

17、,,SO,2,低于,100mg/Nm,3,的要求,,常規(guī)設(shè)備,常規(guī)設(shè)計,石灰石品質(zhì)特性對,CFB,鍋爐發(fā)展策略的啟示,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

18、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

19、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,K,值為,14.35,K,值為,57.73,石灰石品質(zhì)特性對,CFB,鍋爐發(fā)展策略的啟示,6,種石灰石源對比分析,分離器對,CFB,鍋爐發(fā)展策略的啟示,某項目,240t/h,,飛,灰中,位徑,d,50,為,46.12μm,洛陽,華潤,220t/h,,飛灰中位徑,d,50,為,24μm,山東,恒通,240t/h,,飛灰中位徑,d,50,為,21μm,湖南,耒陽,240t/h,,飛灰中位徑,d,50,為,26.94μm,石灰石系統(tǒng)增容方案,,,石灰石噴口,,,,,輸送系統(tǒng)改造對,CFB,鍋爐發(fā)展策略的

20、啟示,脫硫系統(tǒng)改造,后（,135MW,負荷下）：,入,爐煤含硫量為,2.41%,時，煙氣中,SO,2,的排放濃度為,80mg/Nm,3,脫硫,率高達,97.2,%,輸送系統(tǒng)改造對,CFB,鍋爐發(fā)展策略的啟示,增濕脫硫塔設(shè)在空預器后除塵器前,塔內(nèi)布置水冷換熱面，冷卻介質(zhì)為凝結(jié)水,煙氣和再循環(huán)飛灰由塔底進入并充分混合,塔的下部噴入霧化水增濕,增加增濕脫硫塔對,CFB,鍋爐發(fā)展策略的啟示,一、,CERI,,與,TPRI,二、背景及研究基礎(chǔ),三、新環(huán)保排放標準下,SO,2,排放控制策略,四、新環(huán)保排放標準下,NO,X,排放控制策略,五、結(jié)論,,,主要內(nèi)容,現(xiàn)有,CFB,鍋爐技術(shù)條件下對新標準的適應性研

21、究,DEN<1,DEN=1,DEN>1,DES<1,DES=1,,DES>1,,,,,CFB,燃燒完全滿足新標準,NO,X,低于,100mg/Nm,3,的要求,CFB,燃燒,100300mg/Nm3,采用,SCR,脫硝,,特低硫煤,CFB,燃燒完全滿足新標準,SO,2,低于,100mg/Nm,3,的要求,CFB,燃燒爐內(nèi)添加石灰石完全滿足新標準,SO,2,低于,100mg/Nm,3,的要求,（折算）高硫煤,CFB,燃燒爐內(nèi)添加石灰石滿足不了新標準,SO,2,低于,100mg/Nm,3,的要求,爐內(nèi)脫硫,+,尾部

22、二次脫硫,或考慮灰渣綜合利用， 爐內(nèi)不脫硫,,DEN:CFB,脫硝系數(shù),1,DES:CFB,脫硫系數(shù),1,新標準條件下,CFB,燃燒,NO,X,達標排放脫硝工藝開發(fā),SNCR,方法應用于,CFB,燃燒脫硝的關(guān)鍵技術(shù),,,尿素與,NO,的還原反應,：,,2NO + 2NH,3,+ 1/ 2O,2,→2N,2,+ 3H,2,O,2NO + CO(NH,2,),2,+ 1/ 2O,2,→2N,2,+ CO,2,+ 2H,2,O,尿素水溶液在最佳溫度區(qū)域的滯留時間,在噴射位置尿素水溶液與煙氣的混合程度,尿素滯留時間：,0.5~3s,最佳氨氮比,煙氣中部分,SO,2,轉(zhuǎn)化為,SO,3,，引發(fā)酸腐蝕和積灰

23、,,NH,3,+SO,3,+H,2,O → NH,4,SO,4,/(NH4),2,SO,4,CFB,鍋爐,NO,X,的排放控制研究,一、,CERI,,與,TPRI,二、背景及研究基礎(chǔ),三、新環(huán)保排放標準下,SO,2,排放控制策略,四、新環(huán)保排放標準下,NO,X,排放控制策略,五、結(jié)論,,,主要內(nèi)容,現(xiàn)有條件下,CFB,鍋爐仍具有一定的環(huán)保優(yōu)勢,日益嚴格的環(huán)保標準將是,CFB,鍋爐發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn),應針對不同機組類型和運行條件完成策略選擇,脫硫：盡可能提高爐內(nèi)脫硫效率,,必要時可采取尾部增濕,,現(xiàn)有機組直接增設(shè)尾部脫硫弊大于利,脫硝：大部分機組易于實現(xiàn),NO,x,<100mg/Nm,3,,,超標機組可采用,SNCR,技術(shù)（對應效率可達,55%,）,結(jié)論,謝 謝,!,,,中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院,北京市海淀區(qū)知春路甲,48,號盈都大廈,A-22,,高洪培,電話：,13609209096,029-82102335,傳真：,029-82102556,郵件：,gaohongpei@,會后聯(lián)系方式,,黃中,電話：,13636706755,029-82102325,傳真：,029-82102556,郵件：,huangzhong@,