基于中试平台的低低温电除尘器深度试验研究

基于50 000 m³/h实际烟气中试试验系统,采用常规采样枪+玻纤滤筒和一体化采样头+石英滤膜测定总尘,采用ELPI测定PM_2.5,采用自制的控制冷凝+异丙醇吸收系统测定SO₃,采用BDL型飞灰工况比电阻测试仪测定飞灰工况比电阻。试验结果表明,130℃、90℃、80℃时电除尘器出口烟尘浓度分别为11.7mg/m³、9.7 mg/m³、5.4 mg/m³,PM_2.5浓度分别为0.8 mg/m³、0.4 mg/m³、0.2 mg/m³,总尘及PM_2.5减排效果显著;电除尘器出口SO₃浓度分别为1.25 mg/m³、0.10 mg/m³、0.14 mg/m³,对应低低温电除尘系统的SO₃脱除效率分别为22.84%、96.15%、96.61%,低低温电除尘系统可脱除烟气中绝大部分SO₃;电除尘器入口飞灰工况比电阻分别为3.02×10¹³ Ω·cm、6.15×10¹² Ω·cm、5.24×10¹¹ Ω·cm。     

O3 /NaClO气液相氧化吸收剂同时脱硫脱硝试验研究

提出以O₃/NaClO为复合吸收剂对火电厂烟气进行同时脱硫脱硝的方法,研究了该方法在不同条件下的脱硫脱硝效率。模拟实际工况,给定SO₂与NO的初始质量浓度分别为600 mg/m³ 和500 mg /m³。模拟试验结果表明：在臭氧投加量为5.35 g/h,NaClO摩尔浓度为15 mmol/L,吸收液初始pH值为5,液气比为50 L/m³,反应温度为50 ℃时,脱硫和脱硝效率分别可达97.04%和95.08%。所研究的方法工艺操作简单,脱除SO₂和NO_x速度快,不存在堵塞、结垢等问题,若能有效降低O₃的生产成本,则具有较好的实用意义和推广应用前景。     

双区与单区电除尘器内部流场电场对比研究

电除尘器内部电场和流场特性对除尘器的除尘性能有重要影响。该文使用Fluent模拟软件对相同比尘集面积的单区与双区电除尘器进行数值模拟,对比单区和双区电除尘器的电场强度、电流密度分布和不同电场风速下的内部流场变化,以此分析电除尘器对不同粒径颗粒除尘效率的影响和双区电除尘器能够高效率捕集高比电阻粉尘的原因。结果表明,双区电除尘器荷电区电流密度与电场强度和单区电除尘器分布相似,单区电除尘器的平均板电流密度为0.56 mA/m²,平均电场强度为2.20 kV/cm,双区电除尘器荷电区的平均板电流密度为0.51 mA/m²,平均电场强度为2.40 kV/cm。但双区电除尘器收尘区的电场与流场特性和单区电除尘器差别较大,双区电除尘器收尘区平均板电流密度为0.003 6 mA/m²,只为单区电除尘器的0.6%,而平均电场强度为4.0 kV/cm,是单区电除尘器场强的1.8倍,且双区电除尘收尘区流场分布较均匀,受离子风影响小。收尘区内低电流密度,高电场强度,较少的离子风扰动是双区电除尘器有效捕集高比电阻粉尘,避免反电晕发生的主要原因。     

某600 MW对冲燃烧锅炉SCR脱硝系统喷氨优化调整

为解决某600 MW对冲燃烧锅炉选择性催化还原(SCR)脱硝系统喷氨支管阀门调整对负荷适应性不强的问题，提出了一种负荷兼顾调整的策略。结果表明：喷氨支管阀门经过负荷兼顾调整后，脱硝系统两侧出口氮氧化物(NO_x)质量浓度相对标准偏差平均值分别下降18.52百分点、25.87百分点，喷氨体积流量平均值分别下降20.7 m³/h、27.0 m³/h,脱硝系统的运行得到明显改善。     

特高硫煤SO2超低排放技术评估

以燃用特高硫煤的300 MW机组中应用的旋汇耦合脱硫除尘一体化技术为研究对象,对该类技术进行现场测试与评估。测试结果表明：燃煤硫分在5%左右时,脱硫系统的脱硫效率可稳定在99.70%~99.82%,SO₂排放质量浓度在23.4~30.8 mg/m³,能够满足SO₂超低排放小于35 mg/m³的要求;除尘效率在78.6%~87.8%,颗粒物排放质量浓度稳定在4.60~5.76 mg/m³,能够满足颗粒物超低排放浓度小于10 mg/m³的要求。与脱硫单塔双循环、双塔双循环系统技术改造方案相比,该类SO₂超低排放技术的改造与运行费用均有比较大的优势。     

低低温电除尘技术特点及在高灰煤超低排放工程中的应用

低低温电除尘器在燃煤机组节能提效的同时,对SO₃也具有很高的脱除率。当灰硫比大于100时,低低温电除尘器不会发生低温腐蚀。从低低温电除尘器主要工艺参数选择、需关注问题及应对措施、污染物减排特性等方面进行了阐述和分析。重点介绍了典型工程案例淮北平山电厂660 MW机组,经测试,低低温电除尘器除尘效率为99.97%,出口烟尘浓度为4.47 mg/m³,PM_2.5浓度为2.4 mg/m³,湿法脱硫后烟尘浓度为2.3 mg/m³。表明低低温电除尘技术配合旋转电极式电除尘等技术组合,不但可以实现电除尘器出口5 mg/m³的烟尘浓度,而且还可实现高灰煤烟尘超低排放。     

燃煤电厂WESP颗粒物脱除机制及排放特征研究

从强化荷电和促进细颗粒团聚两方面对湿式电除尘器（WESP）细颗粒强化脱除机制进行了分析。并基于调研和现场实测方式,对国内投运的WESP颗粒物排放特征进行了系统研究。采用ELPI测定WESP进出口粉尘粒径分布,采用滤筒方法测定总尘,采用ELPI、PM-10或DGI测定PM₁₀、PM_2.5浓度,采用冷凝法测定SO₃。对调研及实测数据进行统计分析：ELPI将PM₁₀从0.03~10 μm被分为12等级,WESP对PM₁₀各级粒径均有明显的去除效率,数浓度、质量浓度去除效率均在40%以上,最高可达90%以上;WESP出口颗粒物浓度0.43~12.5 mg/m³,绝大部分在5 mg/m³以下,除尘效率均在70%以上,最高可达90%以上;WESP出口PM_2.5浓度0.35~1.59 mg/m³,大部分数据低于1 mg/m³,且脱除效率大部分在60%以上,最高可达90%以上;WESP出口SO₃浓度0.10~3.21 mg/m³,脱除效率均大于60%,最高可达90%以上。调研某350 MW机组WESP出口连续3个月CEMS数据,颗粒物小时浓度达标率为100%,系统实现了长期稳定运行。     

烟气SO3监测控制冷凝法采样方法

烟气SO₃采样多采用控制冷凝法,因SO₃易凝结,捕集率仅有80%左右。参照GB/T 21508-2008所规定的控制冷凝法,对影响SO₃捕集率的主要因素,如蛇形盘管内径及总长、抽气流量、采样枪温度等进行实验研究,得到最佳盘管型式及控制参数。研究结果表明：采样枪的加热温度应≥280 ℃;对于内径4 mm的蛇形盘管,最佳抽气流量为20 L/min,蛇形盘管总长应为240 mm。在最佳条件下,控制冷凝法SO₃捕集效率可达97%以上,能够满足现场SO₃测试需要。将研究成果应用于某600 MW超低排放机组的监测,得到了烟气排放不同阶段SO₃排放浓度及各大气污染物治理设施对SO₃的脱除效率。     

湿式电除尘器性能测试方法及排放特征研究

湿式电除尘器收尘极被水膜覆盖,放电区域存在水雾,无振打二次扬尘,且细颗粒物团聚现象显著,可有效减少细颗粒物、SO₃等排放。采用一体化采样头（内置滤膜）采集颗粒物,采用重量法（PM-10）和电荷法（ELPI）测定PM_2.5;采用冷凝法或冷凝法与异丙醇吸收相结合的采样方法测定SO₃。测定结果表明,不同型式的湿式电除尘器颗粒物、PM_2.5一般分别在2~5mg/m³及3mg/m³以下,除尘效率一般在75%~95%,金属极板湿式电除尘器为连续喷淋,因不存在细颗粒物的二次扬尘,颗粒物排放可达1mg/m³以下;不同型式的湿式电除尘器SO₃排放一般在5mg/m³以下,SO₃脱除效率一般在60%~80%,导电玻璃钢湿式电除尘器板电流密度一般比金属极板湿式电除尘器大,因此其SO₃脱除效率普遍更高一些。     

冷凝式消雾节水冷却塔消雾节水性能试验研究

冷凝式消雾节水冷却塔近年来在中国开始应用。为获得冷凝式消雾节水冷却塔的消雾节水性能,对某设计循环水量为4 000 m³/h的冷凝式消雾节水冷却塔的出塔空气参数及节水率进行了试验研究。在循环水流量接近设计值时,冬季消雾模式开启工况下,试验得到了出塔空气干、湿球温度及风速分布。试验结果表明：冷凝式消雾节水冷却塔出口,靠近风筒壁面的空气流速要高于塔中心处的空气流速;出塔空气参数经加权平均后相对湿度为64.2%,出塔空气的羽雾稀释曲线始终处于不饱和区,不易形成雾气团;在试验工况下该冷却塔的冷凝回收水量为11.357 m³/h,蒸发损失水量为45.440 m³/h,节水率为25%。     

环保型煤流抑尘剂的研制及工业试验研究

火电厂煤炭皮带输送系统是煤尘污染工作场所,保障工作人员健康及保护环境非常必要。在对煤流扬尘发生机理研究的基础上,根据煤流扬尘特点,研制出一种环保型抑尘剂,该抑尘剂由聚阴离子纤维素和润滑剂组成。试验研究结果表明：（1）该抑尘剂抑尘效果显著,试验煤流流量为1 000 t/h时,与喷洒水比较,在相同45 mL/s喷洒量下,喷洒抑尘剂后输煤皮带平流扬尘量降低75%,落流扬尘量降低70%,即煤尘质量浓度分别由1.838 mg/m³降至0.460 mg/m³,由1.936 mg/m³降至0.580 mg/m³;（2）因加入量很小,所加抑尘剂对煤中全水分不产生实质性影响。经检验,该抑尘剂无毒无害,完全可应用于煤流扬尘治理。     

CO2捕集装置与机组集成模拟研究

电厂CO2捕集技术主要以燃烧后CO2捕集技术为主,其具有改造成本低、捕集效率高等特点。以超超临界600 MW机组HG-1793/26.15-YM1燃煤锅炉为例,利用Thermoflow软件,分别对燃烧系统、汽水系统、冷却系统进行模拟计算,提出了CO2捕集装置与现役超临界机组的集成优选方案。结果表明:脱碳机组集成后,CO2捕集效率为90%时,集成机组净效率下降10.87%,燃煤量增加17.61%,CO2排放量降至90.55g/(kW·h),SOx排放量由0.042 2g/(kW·h)降至接近0。     

集成ORC与太阳能的燃煤机组碳捕集热力系统性能分析

为降低CO₂排放，提高能源利用效率，该文建立超超临界二次再热-碳捕集集成系统。利用碳捕集汽轮机排汽为再沸器提供能量，并在集成系统基础上提出3种优化方法。结果表明，3种优化方案都提高了机组效率和热力性能，热效率分别提高0.508%、1.314%和4.817%，对应煤耗分别降低4.514g/(k W.h)、11.428g/(k W.h)、39.440g/(k W.h)。当设定碳捕集率为96%、CO₂再生能耗为3.8GJ/t时，对集成系统及3种优化系统进行技术经济性分析与(火用)分析。通过分析可知，方案Ⅲ的平均发电成本(the levelized cost of energy,LCOE)和CO₂减排成本最低；(火用)分析表明高压加热器的(火用)效率、(火用)损普遍高于低压加热器。3种方案中，方案Ⅲ的高压加热器(火用)效率明显高于方案Ⅰ与方案Ⅱ，从系统各设备(火用)分析对比来看锅炉(火用)效率最低。与锅炉相比较汽轮机的(火用)损失相对较小，其中超高压缸和低压缸(火用)损失所占比例相对较大。     

300 MW电站煤粉锅炉大比例掺烧半焦的试验研究

为推动煤热解产物半焦在电站锅炉上的安全高效利用,在某300 MW机组煤粉锅炉上开展了大比例掺烧半焦的现场试验,对不同半焦掺烧比例下的锅炉性能及NO_x排放特性进行了比较分析。结果表明:半焦具有良好的着火性能,掺烧后能够改善原煤质的燃烧特性;采用“分磨制粉、分仓储存、炉内分层掺混”的掺烧方式可以实现半焦掺烧比例50%下锅炉的安全稳定运行;在300 MW负荷下,与掺烧前相比,半焦掺烧比例为50%时,锅炉效率从90.36%升高至92.79%,炉堂出口NO_x排放质量浓度从493.85 mg/m³降低至435.86 mg/m³。煤粉锅炉大比例掺烧半焦可提高锅炉效率,降低NO_x排放质量浓度,但是炉膛出口温度稍有增加,减温水量增大。     

燃煤锅炉SCR脱硝系统及其流场优化研究

为解决燃煤机组瞬态过程中选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)系统精准喷氨困难的问题，基于数值计算结果对燃煤锅炉的省煤器出口烟道导板和SCR顶部导流板进行优化，建立被控系统和动态响应模型，利用人工智能算法在线完善模型，以实现精准喷氨。改造后，SCR入口烟道A、B侧烟气流速分别为9.0 m/s和9.2 m/s，相对标准偏差C_V值为11.4%和10.7%。SCR入口烟道A、B侧NO_x平均质量浓度为250.7 mg/m³和260.5 mg/m³，相对标准偏差CV值分别为4.8%和5.0%。SCR出口烟道A、B侧NO_x平均放质量浓度为47.1 mg/m³和51.6 mg/m³，相对标准偏差C_V值分别为12.3%和12.5%，基本实现了超低排放的要求。液氨单耗从改造前0.278 3 kg/MWh下降到0.215 2 kg/MWh，下降了27.8%。     

一种新型中心富燃料直流煤粉燃烧器燃烧性能试验研究

为提升直流煤粉燃烧器在促进煤粉着火燃尽及降低NO_x生成方面的性能，哈尔滨锅炉厂在某原型燃烧器基础上，通过构建两级煤粉浓缩、设置钝体稳燃板及稳燃齿等点火强化及分级燃烧措施，设计开发一种中心富燃料直流煤粉燃烧器。为研究该燃烧器的综合性能，结合燃烧器冷态流动及热态燃烧试验，对比分析原型燃烧器及新型燃烧器的回流区形成、燃烧及NOx生成特性。研究表明，相比于原型燃烧器，新型燃烧器能够在出口处构建更大的回流区分布，且煤粉气流着火位置由90cm附近大幅缩短至10～20cm，煤粉燃烧稳定性明显改善。新型燃烧器在兼顾115mg/m³(O2=6%)较低NO_x排放浓度的同时，能够明显提升煤粉燃尽效果，对应飞灰可燃物含量由6.5～9.5%降低至1.5～3.9%,CO排放浓度由800mg/m³(O₂=6%)以上降低至160mg/m³(O₂=6%)以内，在综合燃烧性能方面较原型燃烧器显现出了更好的优越性。     

燃气锅炉烟气NID脱硫工艺设计及应用

以490 t/h燃气锅炉烟气SO₂治理为例，介绍了NID脱硫工艺流程及脱硫塔、布袋除尘器、流化槽、混合器等核心设备设计要点和选型选材依据。运行结果表明，Ca/S摩尔比约1.5,进口SO₂质量浓度为194.8～199.7 mg/m³,出口SO₂质量浓度降低至5.3～6.8 mg/m³,脱硫效率高达96.6%～97.3%,出口颗粒物质量浓度为0.5～1.2 mg/m³,出口SO₂和颗粒物质量浓度均远低于超低排放上限值。采用NID脱硫工艺技术，系统占地面积小，操作简单，运行稳定，管理方便，可为今后同类工程设计及应用提供参考。     

1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电示范工程总体设计方案

为促进节能减排,建设了国电泰州电厂二期工程作为1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电机组的示范工程。结合国内现有燃煤发电机组技术水平,在比较分析国外二次再热机组的基础上,提出了示范工程总体方案所涉及的主机参数选择、主机选型、热力系统拟定、辅机选型以及大气污染物治理方案。示范工程投运以后,2台机组供电煤耗分别为266.57 g/（kW·h）和265.75 g/（kW·h）,烟尘、SO₂和NO_x的排放浓度在标准状态下分别低于5 mg/m³、35 mg/m³和50 mg/m³,为中国建设更加高效和清洁的火力发电厂起到重要的参考和示范意义。     

1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电技术

为节约一次能源、加强环境保护、减少温室气体排放和提高机组的经济性,自主研发、自主设计、自主制造和自主建设了国电泰州电厂二期1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电示范工程,介绍了机组总体技术方案,包括机组主机参数选择、锅炉与汽轮机研发,系统优化与节能减排集成,自动控制系统研究。机组投产后发电效率分别高达47.81%、47.95%,机组供电煤耗分别达到266.57 g/（kW·h）、265.75 g/（kW·h）,烟尘、SO₂、NO_x排放浓度在标准状态下分别低于5 mg/m³、35 mg/m³、50 mg/m³,达到并优于超低排放要求。示范工程的成功投产和稳定运行为中国开发更高参数、更高效率、更为清洁的燃煤发电技术奠定了基础,为建设同类机组积累了宝贵的经验,大幅提高了中国燃煤发电技术的国际竞争力。     

燃煤电厂超低排放的减排潜力及其PM2.5环境效益

燃煤机组在燃用低硫优质煤的基础上采用先进的大气污染控制技术设备,实施主要大气污染物的超低排放,在新建机组与改造机组上均是可行的。长三角、京津冀的燃煤电厂实施超低排放环保改造后,与现有燃煤电厂排放的污染物相比,SO₂、NO_x和烟尘以及烟尘中一次PM_2.5减排比例均在90%以上,SO₃减排幅度也达到70%左右。采用MM5+CULPUFF耦合模型,以江苏省为例,定量模拟研究了2012年江苏省火电厂排放的大气污染物对各地级市PM_2.5的影响,结果表明,对各市贡献的日均浓度最大值介于27.3~42.9 μg/m³,平均为35.28 μg/m³,其中二次PM_2.5占87.4%;实施超低排放后对各市贡献的日均浓度最大值介于6.2~12.5 μg/m³,平均为9.43 μg/m³,其中二次PM_2.5占91.7%。