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1、酒 泉 职 业 技 术 学 院 毕业设计（论 文） 10 级 电厂设备运行与维护 专业题 目： 火电厂烟气除尘的重要 性及发展趋势 毕业时间： 二O一三年七月 学生姓名： 刘生旺 指导教师： 祁正荣 班 级： 10电厂班 2012年 12月20日目 录摘要：4第1章 火力发电厂概述41.1 火电厂概念41.2 发展历史51.3 组成与流程5第2章 火电厂烟气除尘的重要性72.1 火电厂烟气分析72.2 烟气中粉尘的存在形式72.3 烟气中粉尘的危害82.4 关于控制和治理烟气粉尘污染的重要性9第3章 火电厂烟气除尘的发展趋势103.1 火电厂除尘设备的分类103.2 我国火电厂除尘设备的应用现
2、状103.3 电袋复合式除尘器的优越性113.4 未来火电厂烟气除尘设备的发展趋势13第4章 结束语16致谢16参考文献：171摘 要火力发电厂是我国最主要的烟尘排放源，也是烟尘污染问题治理的重点。火电厂排放的污染物主要有废水、废气及废渣，这三大污染物排放量大，对环境危害和影响非常大；另外，火电厂生产性粉尘73%以上为呼吸性粉尘，对人体危害很大，防治不利就会导致人肺病和心血管病等疾病。当今，中国仍然是煤烟型污染国家，煤烟污染问题也越来越严重，火电厂排放的有毒有害气体（SO、NOx等）、同时还伴有大量的烟尘、粉尘等。这些气体和悬浮物不仅对大气有一定的污染，还会给周围的居民生活带来不便，给他们的健
3、康也带来很大的危害，对于火电厂烟尘的治理已经刻不容缓。现阶段，我国燃煤电厂多采用电除尘技术、布袋除尘技术、电袋复合式除尘和水膜除尘等除尘技术。关键词：火力发电厂；粉尘、烟尘；煤烟污染；烟气除尘第1章 火力发电厂概述1.1 火电厂概念 火电厂（thermal power plant）一般指火力发电厂、热电厂等。火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧，将其热量释放出来，传给锅炉中的水，从而产生高温高压蒸汽；蒸汽通过汽轮机又将热能转化为旋转动力，以驱动发电机输出电能。到80年代为止，世界上最好的火电厂的效率达到40%，即把燃料中40%
4、的热能转化为电能。按燃料的类别可分为：燃煤火电厂、燃油火电厂、燃气火电厂、余热发电厂等。按原动机分为：凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽燃气轮机发电厂等。按输出能源分为：凝汽式发电厂（只发电），热电厂（发电兼供热）。按蒸汽压力和温度分为：中低压发电厂（3.92MPa，450），高压发电厂（9.9MPa，540），超高压发电厂（13.83MPa，540），亚临界压力发电厂（16.77MPa，540），超临界压力发电厂（22.11MPa，550），超超临界压力发电厂，(26.25MPa，600)。按发电厂装机容量分为：小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100250M
5、W），大中容量发电厂（2501000MW），大容量发电厂（1000MW以上）；火电厂是电能生产的重要组成部分。在全世界范围，火电厂的装机容量占总装机容量的70，发电量占总发电量的80。根据中国1989年的统计资料，中国火电厂的装机容量占总装机容量的74.27，发电量占总发电量的79.7，预计到2000年，仍会保持相似的比例。由此可见，火电厂无论是对国民经济的发展，还是人民生活水平的提高，都起着重大作用。1.2 发展历史 1875年法国巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂并开始发电，采用很小的直流电机专供附近照明用电，随后美国、俄国、英国也相继建成小火电厂。1886年，美国建成第一座交流发电厂。1
6、882年，中国在上海建成一座装有1台12KW直流发电机的火电厂，供电灯照明用。在全世界范围内，火电厂的装机容量约占总装机容量的70，发电量约占总发电量的80，1989年，中国火电厂的装机容量占总装机容量的74.27，发电量占总发电量的79.7，预计到2000年仍会保持相近的比例。可见火电厂对国民经济的发展和人民生活水平的提高都起着重大作用。1.3 组成与流程 现代化的火电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的工厂。它由下列5个系统组成：燃料系统：完成燃料输送、储存、制备的系统。燃煤电厂具有卸煤设施、煤场、上煤设施、煤仓、给煤机、磨煤机等设备；燃油电厂备有油罐、加热器、油泵、输油管道等设备。燃烧
7、系统:完成燃料燃烧过程，使燃料化学能转化为蒸汽热能的系统。主要有燃烧器、炉膛、送风机、引风机、除尘器、除灰设备等。汽水系统：完成蒸汽热能转化为机械能的系统。主要有锅炉的汽水部分、汽轮机及其辅助设备，如凝汽器、除氧器、回水加热器、给水泵、循环水泵、冷却设备等。电气系统：完成机械能转化为电能的系统。主要有发电机、主变压器、断路器、隔离开关、母线等。控制系统：完成生产过程中的参数测量及自动化监控操作的系统。在上述系统的所有设备中，最主要的设备是锅炉、汽轮机和发电机，它们安装在发电厂的主厂房内。主变压器和配电设备一般是安装在独立的建筑物内和户外；其他辅助设备如给水系统、供水设备、水处理设备、除尘设备、
8、燃料储运设备等，有的安装在主厂房内，有的则是安装在辅助建筑中或在露天场地。大中型燃煤的火电厂，一般采用煤粉炉，其生产过程是:将进厂的原煤经碎煤机破碎、磨煤机磨成煤粉,用热风吹送，喷入锅炉炉膛，通过煤粉燃烧生成的高温烟气,首先加热炉膛内的水冷壁管与过热器管,然后经过烟道内的再热器、省煤器和空气预热器而进入除尘器，在清除烟气中的飞灰之后，通过烟囱排入大气。 水在锅炉炉膛内生成饱和蒸汽，通过过热器时，继续被烟气加热而变为过热蒸汽，经主蒸汽管送入汽轮机，并在汽轮机内膨胀作功后，进入凝汽器凝结成水。该凝结水经低压回热加热器进入除氧器，再经给水泵、高压加热器送入锅炉。从汽轮机某个中间级抽出一部分蒸汽，分别
9、送入回热加热器和除氧器，供回热给水和加热除氧。为了补偿蒸汽和水的损失，还须将经过化学处理的补充水加入除氧器，除氧器出来的水才能供给锅炉使用。为使蒸汽在凝汽器内凝结成水，还必须不断用循环水泵将冷却水送入凝汽器中的冷凝管内进行热交换，这就又形成一个冷却水系统。冷却水或直接来自江、河、湖泊并排放入江、河、湖泊，或在冷却塔式喷水池中与大气进行热交换以重复使用。过热蒸汽进入汽轮机以后，推动转子转动，带动发电机旋转发电，再通过一系列电气设备及输电线路送至用户。这就是一般的大中型凝汽式燃煤火电厂的生产过程。第2章 火电厂烟气除尘的重要性 2.1 火电厂烟气分析 我国的火力发电厂燃料主要以煤为主，普遍采用悬浮
10、燃烧方式。煤中的可燃成分C、H、O、N、S等元素与空气中的氧燃烧，在燃烧过程中，以碳与氢释放出的热能最高；硫释放的热能较少；氧是助燃的；氮燃烧时吸热。因此从能量的角度看，有用的元素是C和H，S虽可获得一点能量，但燃烧产物SO与NOx一样是污染物。矿物质燃烧后以氧化物的形式（如CaO、MgO、SiO、FeO、AlO）存在于灰渣中。火电厂燃烧1t煤约产生250300kg粉煤灰，大量粉煤灰进入大气会造成污染。，一台600MW的火力发电机组每天燃煤约6000t，即每天就有比6000t多得多的煤燃烧产物需要排放。假如含硫1%，每天就有60t硫转变成SO（约120t）排入大气中污染环境。同时从烟气中还有大
11、量的CO、FeO、未燃烧的过量空气及少量的灰尘带热排出，对温室效应作“贡献”。2.2 烟气中粉尘的存在形式 煤中的矿物质以粉煤灰、渣的形式成存。假如含矿物量为25%，则每天有1500t矿物质转变成灰渣需要排放到灰埸，在排放中需要大量的水来冲排，又形成了大量的废水。烟气是燃料燃烧后的气态产物。燃料燃烧的过程即是烟气形成的过程。主要包括粉尘，氮气，氧气，二氧化碳，二氧化硫，水蒸气，另外还有较少的一氧化碳，甲烷，三氧化硫，碳氢化合物。飞灰又称粉煤灰(coal ash）。由燃料(主要是煤）燃烧过程中排出的微小灰粒。其粒径一般在1100m之间。 飞灰是煤粉在高温(13001500）中燃烧、冷却而形成。大
12、部分呈球状，表面光滑，微孔较小。部分颗粒因熔融时粘连，表面粗糙、棱角多呈蜂窝状组合粒子。一般指燃料燃烧所产生的烟道气中的任何固体颗粒，有时也包括在水泥生产过程中悬浮在空气中的颗粒状物质。它的化学组成变化很大，与燃料类型、燃烧条件及集灰方式有关。 电厂锅炉烟气粉尘随煤种的变化较大。但主要有二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化铁（Fe2O3）和氧化钙（CaO）等是粉尘的主要成分。2.3 烟气中粉尘的危害 粉尘粒度为0.3200m，其中小于5m的占粉煤灰总量的20。火力发电厂通过烟囱进入大气的主要污染物有粉尘、硫和氮的氧化物、碳的氧化物及碳氢氧化物等。粉尘被人吸入呼吸道后进入肺部，损害肺
13、功能，引起肺病；粉尘飘浮到植物上，复盖在绿色植物叶子上，影响植物的光合作用，空气中氧气减少。尘粒本身是酸性物质（主要是硅的氧化物，还有钙、镁、铁、铝等氧化物），严重影响植物生长。硫氮氧化物对人体的主要危害是损害呼吸系统，易得急、慢性支气管炎，浓度高时，还会得肺气肿而死亡。这些气体作用到植物上与植物表面的水膜反应成酸，腐蚀植物，影响植物正常生长，甚至枯死。氮氧化合物还能破坏臭氧层，进行光化反应，形成光化烟雾，污染大气。一氧化碳能使血液凝固，危害极大。二氧化碳浓度高了也会使人感觉难受（缺氧）。大量的带热气体排入大气是全球产生温室效应的主要原因之一。温室效应是一种大规模的环境灾难，它不仅使全球气候变
14、暖，还会使全球降水量重新分配，冰川融化，海平面上升等现象，既危害自然生态系统，又威胁人类的生活环境。 关于粉尘的危害，有这样的一个数据，粒径大于10微米的粉尘在空气中停留时间较短，在呼吸作用中可被有效地阻留在呼吸道上，不进入肺泡，但由于木粉尘中含有木焦油，这种物质由各种酚类和烃类组成，并含有致癌性较强的物质，长此以往，工人会部分的患有支气管炎、哮喘和肺气肿等，甚至致癌。粒径小于10微米以下的木粉，会直接进入人的肺部组织，沉淀于肺泡中，有可能引起肺组织的慢性纤维化，甚至导致肺心病、心血管病等一系列病变。而且这些可吸入物质还会将多种污染物或病菌带入肺部，对人体危害很大。粉尘如果弹入或飞入人的眼睛，
15、会造成伤害，影响正常操作。另外，悬浮性粉尘会增加生产设备的非正常磨损，缩短设备的寿命，增加维护成本，从而对企业的产出和经济效益产生不可低估的影响。2.4 关于控制和治理烟气粉尘污染的重要性 随着工业生产、生活的不断发展，向周围空间排放的灰尘和污染物大幅度增加。对作业环境和大气保护来说，主要污染物是粉尘。因此必须进行除尘，特别是将排烟中的微尘清除下来，以免对人体健康和环境保护造成危害。目前，国家已制订了各类炉窑排放和粉尘扬散标准，凡排放不达标造成危害的，不允许排放。 燃煤电厂的锅炉烟气排放量相当大，且含大量的固体粉尘（飞灰及未完全燃尽的煤形成的碳黑）、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳及微量有毒物质（汞、铅、镉、氟化氢及多环有机物），这些排放物质均能造成大气的污染，影响生态环境。对于粉尘的污染，如果不采取有效的措施
