《发电厂低氮燃烧技术可行性报告完成稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电厂低氮燃烧技术可行性报告完成稿（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 编 号： 密 级： 某发电厂2X300MW锅炉双尺度低氮燃烧技术可行性研究报告 2012年2月摘 要随着国家环保政策的日趋严格，新颁布的火电厂大气污染物排放标准也在排放总量和排放浓度两方面提出更高的要求，新的排污收费制度的实施也对电厂形成了很大的经济压力，因此对锅炉进行低NOx改造己是势在必行。故 电力技术股份有限公司根据国家环保最新政策的要求和目前锅炉的实际运行情况，进行双尺度低NOx燃烧技术的改造可行性方案研究。基于国内外成熟的炉内低NOx燃烧控制技术，针对本锅炉的特点，通过可行性研究的认证，本锅炉的NOx减排方案拟采取双尺度低氮燃烧技术+SCR（选择性催化还原）方案进行改造。关键词：低
2、氮燃烧器（LNB） 双尺度 工程预算目 录 提 纲第一部分 概述61.1 前言61.2 项目背景71.3 氮氧化合物控制的技术路线91.4 主要设计依据11第二部分 现有锅炉设备概述132.1 锅炉概述132.2燃烧系统192.3 制粉系统192.4 燃料192.5 燃烧设备212.6 锅炉主要辅助设备21第三部分 锅炉运行现状分析213.1锅炉入炉煤煤质分析213.2 锅炉目前NOx排放水平22第四部分 低NOx燃烧技术基本原理234.1 NOx的生成机理234.2 低NOx燃烧技术简介24第五部分 国内外低NOx燃烧技术研究及发展现状285.1 国外低NOx燃烧技术现状285.2 国内低N
3、Ox燃烧技术的发展29第六部分 低氮改造工程总体设想396.1 改造目标（技术指标）396.2 双尺度技术原理396.3 锅炉现有“边界条件”的评估说明416.4 改造方案及技术特点426.5 改造方案的风险分析与控制47第七部分 项目施工条件及轮廓进度507.1 施工条件分析507.2工程轮廓进度507.3低NOx燃烧器改造设备范围50第八部分 投资估算及经济分析528.1 投资估算528.2 经济性分析52第九部分 结论与建议56第一部分 概述1.1 前言在燃料的燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部份：燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOx。大气中的NOx溶于水后会生成为
4、硝酸雨，酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失，如:腐蚀建筑物和工业设备；破坏露天的文物古迹；损坏植物叶面，导致森林死亡；使湖泊中鱼虾死亡；破坏土壤成分，使农作物减产甚至死亡；饮用酸化物造成的地下水，对人体有害。 同样的酸浓度下硝酸雨对树木和农作物的损害是硫酸雨的1倍。NOx还对人的身体健康有直接损害，NOx浓度越大其毒性越强，因为它易于动物血液中的血色素结合，造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹。NOx经太阳紫外线照射与汽车尾气中的碳氢化合物同时存在时，能生成一种浅蓝色的有毒物质硝基化合物会形成光化学烟雾。光化学烟雾对人体有很大的刺激性和毒害作用。它刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官，产生眼红
5、流泪、气喘咳嗽等症状，长期慢性危害使肺机能减退、支气管发炎，甚至发展成癌。严重时可使人头晕胸痛，恶心呕吐，手足抽搐，血压下降，昏迷致死。光化学烟雾可导致成千上万人受害或死亡，还可使植物褪掉绿色、改变颜色，造成叶伤、叶落、花落和果落，直到减产或绝收。此外，还可使家畜发病率增高，使橡胶制品龟裂老化、腐蚀金属、损坏各种器物、材料和建筑物等。我国煤电污染严重，预计到2015年和2020年，我国火电装机容量将分别达到10亿千瓦和12亿千瓦。据此测算，按照目前的排放控制水平，到2015年，火电排放的NOx，将达到1116万吨以上，到2020年，将达到1234万吨以上。由此可见，火电大气污染物的排放对生态环
6、境的的影响将越来越严重。 2006年全国环境质量公告显示（图1- 1），在监测的524个市、县中，出现酸雨（pH值5.6）的城市有283个，占54%。酸雨发生频率在5%以上区域占国土面积的32.6%，发生频率在25%以上区域占国土面积的15.4%。图1- 1 2006年全国酸雨分布据中国环保产业协会组织的中国火电厂氮氧化物排放控制技术方案研究报告的统计分析，2007年火电厂排放的氮氧化物总量已增至840万吨，比2003年的597.3万吨增加了近40.6，约占全国氮氧化物排放量的3540。NOx已经成为仅次于SO2的大气污染物，火电厂则是最主要的固定排放污染源。表1- 1 燃煤锅炉排放的NOx总
7、量统计：万吨年份1991199520002002200320042007NOx1932654695205977688401.2 项目背景欧美等发达国家从上世纪70年代即针对燃煤电厂制订了严格的NOx排放标准（表1-2）：欧盟国家要求容量超过300MW的燃煤机组NOx最高允许排放浓度为200mg/Nm3；在每年的臭氧期（5-9月份），美国要求所有锅炉的NOx最高允许排放浓度为190mg/Nm3，并从2007年开始要求SCR装置全年运行。表1- 2欧美国家燃煤锅炉NOx控制标准地区或国家单位项目NOx排放标准欧盟EURmg/Nm36%O2新机组50100MW400100MW200老机组50300M
8、W600300MW200德国mg/Nm36%O2日平均值50300MW400300MW200英国UKmg/Nm36%O21995年版S21.01要求50MW机组200日本L/L国家标准/特定地区的当地标准200/（3050）美国USAmg/Nm36%O2时间1996年2000年墙式冷态排渣炉640590墙式液态排渣炉-1075切园锅炉575510旋风炉-1100臭氧期5-9月-190为控制燃煤火电厂的NOx污染物排放水平，中国相继颁发火电厂大气污染物排放标准-GB13223-1996、中华人民共和国大气污染保护法（2000年9月实施）、火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003等标准和法
9、规，要求火电厂采取措施控制NOx排放。近年来我国NOx排放量不断增加，酸雨污染已由硫酸型向硫酸、硝酸复合型转变，城市大气环境形势依然严峻，区域性大气污染问题日趋明显。此外，NOx的排放控制要求与发达国家和地区相比差距较大，GB13223-2003中NOx的浓度限值为 4501100mg/m3，而发达国家和地区的NOx排放限值一般在200mg/m3以下（欧盟现行的NOx排放限值为200mg/m3，美国为1.0lb/MWh1.4lb/MWh，约折合135mg/m3184mg/m3，日本为100ppm，约折合200mg/m3）。GB13223-2003标准已无法适应当前及未来一段时期内火电行业环境保
10、护要求，为此，环境保护部2011年7月29日颁布了最新的火电厂排污标准：火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）用以取代（GB13223-2003），旨在降低火电NOx排放，以满足当前的环保工作需要。 最新标准（GB13223-2011）要求，现有火力发电锅炉及燃气轮机组从2014年7月1日，新建火力发电锅炉及燃气轮机组从2012年1月1日起执行NOx排放浓度100mg/Nm3的标准，该标准甚至比欧美发达国家的排放标准更加严格，远超预期，这也从一个侧面反映了控制火电NOx污染的严重性和控制其排放的迫切性。表1- 3火电厂大气污染物排放标准-GB13223-2011污染物排放浓度单位
11、：mg/m3（烟气黑度除外）燃料和热能转化设施类型污染物项目适用条件限值污染物排放监控位置燃煤锅炉烟尘全部30烟囱或烟道二氧化硫新建锅炉100200(1)现有锅炉200400(1)氮氧化物（以NO2计）全部100200(2)汞及其化合物全部0.03注：(1) 位于广西壮族自治区、重庆市和贵州省的火力发电锅炉执行该限值。(2) 采用W型火焰炉膛的火力发电锅炉，现有循环流化床火力发电锅炉，以及2003 年12 月31 日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的燃煤锅炉执行该限值。不难看出，在最新颁布的火电厂大气污染物排放标准中对NOx的排放提出了更加严格的标准，同时规定了现有火电厂达到更加严格
12、的排放浓度限制的时限，火电厂NOx排放的控制工作已迫在眉睫。1.3 氮氧化合物控制的技术路线最近几年，国家环境保护部召集专家在认真研讨的基础上，连续发布多项针对火电厂氮氧化合物排放的国家标准和技术政策，对火电厂氮氧化合物的排放控制提出了政策性指导意见。2010年1月27日，国家环保部发布火电厂氮氧化物防治技术政策（以下简称技术政策），以促进火电行业氮氧化物减排及控制技术进步，防治火电厂氮氧化物排放造成的污染。技术政策显示，控制重点是全国范围内20万千瓦及以上燃煤发电机组和热电联产机组以及大气污染重点控制区域内的所有燃煤发电机组和热电联产机组。技术政策由防治技术路线、低氮燃烧技术、烟气脱硝技术、
13、新技术开发、运行管理和监督管理等七部分组成。在防治技术路线上，规定采用燃料与污染控制技术相结合、燃烧控制技术和烟气脱硝技术相结合的综合防治措施，以减少燃煤电厂氮氧化物的排放。同时指出低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术。在采用低氮燃烧技术后，氮氧化物排放浓度仍不达标或不满足总量控制要求时，应建设烟气脱硝设施。技术政策主要条款摘录如下： 2 氮氧化物防治技术路线 2.1 倡导合理使用燃料与污染控制技术相结合、燃烧控制技术和烟气脱硝技术相结合的综合防治措施，以减少燃煤电厂氮氧化物的排放。 2.2 燃煤电厂氮氧化物控制技术的选择应因地制宜、因煤制宜、因炉制宜，依据技术上成熟、经济上合理及
14、便于操作来确定。 2.3 低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术。当采用低氮燃烧技术后，氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求时，应建设烟气脱硝设施。 3 低氮燃烧技术 3.1 发电锅炉制造厂及其他单位在设计、生产发电锅炉时，应配置高效的低氮燃烧技术和装置，以减少氮氧化物的产生和排放。 3.2 新建、改建、扩建的燃煤电厂，应选用装配有高效低氮燃烧技术和装置的发电锅炉。 3.3 在役燃煤机组氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求的电厂，应进行低氮燃烧技术改造。 4 烟气脱硝技术 4.1 位于大气污染重点控制区域内的新建、改建、扩建的燃煤发电机组和热电联产机组应配置烟气脱硝设施，并与主机同时设计、施工和投运。非重点控制区域内的新建、改建、扩建的燃煤发电机组和热电联产机组应根据排放标准、总量指标及建设项目环境影响报告书批复要求建设烟气脱硝装置。 4.2 对在役燃煤机组进行低氮燃烧技术改造后，其氮氧化物排放浓度仍不达标或不满足总量控制要求时，应配置烟气脱硝设施。结合某电厂的具体情况，拟采用低氮燃烧技术作为某电厂燃煤锅炉氮氧化物控制的首选技术1.4 主要设计依据设计所采用的规范、规程和标准须为下列规范、规程和标准的最新版本：A
