某电厂一期2630MW机组除尘器改造工程建设可行性研究报告.docx
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某电厂一期2630MW机组除尘器改造工程建设可行性研究报告
张家港沙洲电力有限公司
一期2×630MW机组除尘器改造工程
可行性研究报告
前言
张家港沙洲电力有限公司(以下简称沙洲电厂)一期2×630MW燃煤发电机组均于2006年投运。
目前2台机组配套的电除尘器烟尘排放浓度满足不了《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的最新要求(其中规定:
自2014年7月1日起现有火力发电锅炉烟尘排放浓度≤30mg/Nm3*,重点地区≤20mg/Nm3*)。
沙洲电厂拟利用2013年、2014年机组脱硝改造机会对一期#1、#2机组的电除尘器进行改造,以满足≤20mg/Nm3的烟尘排放要求。
通过资料收集、摸底测试及现场踏勘等方式,并针对机组燃煤和灰的特性,通过对各种除尘器技术的特点和改造效果进行经济技术对比,在满足场地布置的前提下,提出了除尘机理科学、投资小、运行费用较低的布袋除尘器方案。
该改造方案实施后,可以使烟尘排放浓度≤20mg/Nm3,保证达标排放,同时会给企业带来良好的经济效益及巨大的社会效益。
电除尘器改造可行性研究主要结果为:
烟尘排放浓度≤20mg/Nm3。
采用布袋除尘方案,拆除原一、二、三、四电场改造为布袋除尘器。
目前厂区内有足够的布袋除尘器改造空间,改造工期约60天;改造工程的静态投资为6040万元(两台机组)。
关键词:
电除尘器改造布袋除尘器除尘效率排放浓度投资
*此处烟尘浓度是指标准状态下、干烟气、6%氧条件下的数值(标准状态为:
烟气在温度273K,压力为101325Pa时状态),本可研报告中未作说明的烟尘浓度均为本条件下数值。
1.概述
1.1.项目概况
沙洲电厂一期2×630MW燃煤发电机组均于2006年投运。
机组配备上海锅炉厂有限公司引进美国ALSTOM技术开发制造的SG1913/25.40型超临界参数、变压运行、螺旋管圈直流炉,除尘设备为上海冶金矿山机械厂设计制造的双室四电场电除尘器,目前烟尘排放浓度一般在55~75mg/Nm3。
为了提高除尘效率,降低烟尘排放,满足2012年1月1日起实施的国家标准GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》要求(其中规定:
自2014年7月1日起现有火力发电锅炉烟尘排放浓度≤30mg/Nm3,重点地区≤20mg/Nm3)。
沙洲电厂拟利用2013年、2014年机组脱硝改造机会对一期#1、#2机组的电除尘器进行改造,以满足≤20mg/Nm3的烟尘排放要求。
1.2.可研范围
1)电除尘器改造的必要性和可行性;
2)电除尘器改造方案论证;
3)改造投资概算;
4)结论。
1.3.主要技术原则
1)确保设备改造后烟尘排放满足国家排放标准要求;
2)保证烟尘排放浓度≤20mg/Nm3,保证除尘效率≥99.93%,机组年运行时间按5500小时计算;
3)最大限度利用原有设备,减少对原有设备拆除,缩短改造工期,合理降低改造成本;
4)关键设备进口,并且由设备出口国公司提供性能保证;
5)除灰系统改造方案满足电厂运行要求。
2.现有设备概况
2.1.锅炉系统概况
2.1.1.锅炉燃烧系统
沙洲电厂一期工程安装2×630MW燃煤汽轮发电机组,锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉、露天布置燃煤锅炉。
设计及校核煤种:
神府煤。
每台炉配两台双室四电场电除尘器,除尘器设计效率>99.5%。
每台除尘器处理最大烟气量为539Nm3/s(校核煤种),处理后的烟气经脱硫后通过烟囱排往大气,每台炉电除尘每电场配有8个灰斗,四个电场总共32个灰斗。
炉渣经水浸式刮板捞渣机连续捞出后输送至渣仓储存,定期由汽车送至综合利用用户。
渣井及排渣系统中的溢流水经溢流水泵打到高效浓缩机,澄清后储存在缓冲水池,澄清和冷却后的水由低压水泵打回锅炉房供除渣设备循环使用。
渣仓采用地上布置,位于锅炉房外0米层。
渣仓出口配有气动排渣门,以便装车外运。
每台渣仓有效容积为55m3,可以储存每台炉17小时的排渣量(设计煤种)或9小时的排渣量(校核煤种)。
每台炉各设1套正压浓相气力除灰系统,用于输送锅炉电除尘器、省煤器灰斗中收集的飞灰。
其中,省煤器和电除尘器一电场的干灰(粗灰)输送到粗灰库内,电除尘器二、三、四电场的干灰(细灰)输送到细灰库内,也可通过灰库顶切换阀切换到粗灰库。
两套飞灰处理系统各自独立,互不影响,可以同时运行,也可以单独运行。
2.2.燃煤特性
2.2.1.原设计煤质
锅炉设计燃用神府煤,设计煤质资料见表1-1,飞灰数据见表1-2。
表1-1锅炉设计煤种分析(神府煤)
名称及符号
单位
设计煤种
校核煤种
工业分
析
收到基全水分Mar
%
14.5
16.5
收到基灰分Aar
%
7.7
13.07
无灰干燥挥发分Vdaf
%
37.89
38.00
收到基低位发热量Qnet,ar
kJ/kg
24000
20980
哈氏可磨系数HGI
61
55
元
素
分
析
收到基碳Car
%
62.58
56.38
收到基氢Har
%
3.7
3.37
收到基氧Oar
%
10
9.44
收到基氮Nar
%
0.92
0.66
收到基全硫St,ar
%
0.6
0.58
灰
熔
融
性
变形温度DT
℃
1120
1080
软化温度ST
℃
1160
1120
流动温度FT
℃
1180
1180
灰
份
分
析
二氧化硅SiO2
%
35.43
45.01
三氧化二铝Al2O3
%
11.72
14.99
三氧化二铁Fe2O3
%
9.59
6.11
氧化钙CaO
%
28.93
18.21
氧化镁MgO
%
2.14
1.18
三氧化硫SO3
%
6.52
6.69
氧化钠和氧化钾Na2O+K2O
%
0.88+1.05
0.82+1.20
MnO2
%
0.38
0.46
TiO2
%
0.57
0.41
其它
%
2.79
4.92
表1-2机组灰、渣量(1×630MW,按日20h,年5500h计算)
序号
项目
单
位
设计煤质
校核煤质
渣
灰
灰渣
渣
灰
灰渣
1
小时灰渣量
t
2.839
17.036
19.875
5.492
32.051
37.543
2
日灰渣量
t
56.78
340.72
397.5
109.84
641.02
750.86
3
年灰渣量
kt
15.615
93.698
109.313
30.206
176.28
206.486
2.2.2.近期常用煤质情况。
运行期间从运行给煤机上采集了入炉煤样,煤质分析见表1-3。
煤中灰含量为25.4%,煤种水份21%,均高于设计值。
表1-3常用煤种分析
项目
符号
单位
原设计煤种
试验煤种
常用煤种
校核煤种
收到基水分
Mar
%
14.5
17.6
16.3
空气干燥基水分
Mad
%
/
6.18
5.59
收到基灰分
Aar
%
7.7
10.46
14.07
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
37.89
34.88
37.27
收到基碳
Car
%
62.58
58.02
55.57
收到基氢
Har
%
3.70
3.27
3.41
收到基氮
Nar
%
0.92
0.67
0.74
收到基氧
Oar
%
10.0
9.22
9.40
收到基硫
St,ar
%
0.60
0.76
0.51
收到基高位发热量
Qgr,ar
MJ/kg
/
22.14
21.85
收到基低位发热量
Qnet,ar
MJ/kg
24.0
21.06
20.77
2.3.气象条件
安装地点:
室外
主厂房零米海拔高度(56黄海高程)为+3.60m。
室外气象参数
·冬季大气压力1030.5hpa
·夏季大气压力1006.61hpa
·冬季采暖室外计算干球温度-3℃
·冬季空调室外计算干球温度-5℃
·冬季通风室外计算干球温度2℃
·夏季通风室外计算干球温度32℃
·夏季空调室外计算干球温度33.8℃
·夏季空调室外计算湿球温度28.4℃
·最冷月平均相对湿度74%
·最热月平均相对湿度84%
·日平均温度小于等于+5℃的天数67天
2.4.原电除尘器设计参数:
原电除尘器技术参数如下:
序号
项目
单位
设计数据
1
静电除尘器
台/炉
2
2
型式
干式、卧式、板式
3
型号
2FAA4X37.5M-2X136-150-A2
4
入口烟气量
Nm3/s
539
5
同极距
mm
400
6
入口烟气温度
℃
129
7
本体阻力
Pa
<200
8
保证效率
%
>99.5(设计煤种)
9
本体漏风率
%
<2
10
电场数
双室四电场
11
收尘面积
m2
408
12
阴极型式
1、2电场BS芒刺线;3、4电场不锈钢螺旋线
13
阳极型式
750C型
14
阴极振打型式
顶部传动侧向振打传动
15
阳极振打型式
侧向振打传动
16
高压硅整流变型号
GGAJ02
17
高压硅整流变规格
A/KV
1.8/72
18
灰斗加热型式
板式电加热
2.5.电除尘器与烟道布置
沙洲电厂一期锅炉燃烧后的烟气流经电除尘器四个电场,由吸风机送到脱硫系统,处理后经烟囱排出。
一期电除尘总长、宽、高的几何尺寸分别为22610mm、59340mm、33150mm。
现场具体布置图见图2-1所示。
图2-1原电除尘器布置图
3.电除尘器改造的必要性
根据西安热工研究院有限公司于2010年6月~8月进行的1号炉电除尘器A级检修后性能试验报告,测试结果表明:
在当时的燃煤条件下,电除尘器平均除尘效率99.36%,烟尘排放浓度在70mg/Nm3左右;在新的、更严的环保排放标准要求和高灰分燃煤的使用等不利因素影响下,现有电除尘器根本无法达到2014年7月1日起实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中允许烟尘浓度≤20mg/Nm3的要求,必须进行全面科学改造。
4.电除尘器改造的可行性分析
4.1.电除尘器改造方案论证的设计资料
4.1.1设计资料依据
(1)原设计参数
(2)西安热工研究院有限公司相关测试报告
(3)入炉煤质工业分析
4.1.2部分参数确定
(1)BMCR工况下单台除尘器处理烟气量:
1746360Nm3/h(考虑今后煤质变化及锅炉漏风影响预留10%裕量,设计烟气量按1940400Nm3/h取值)
(2)进口烟尘浓度:
10~20g/Nm3
(3)处理烟气温度:
110~145℃
(4)燃煤含硫量:
0.45%~1.2%
(5)烟尘排放浓度≤20mg/Nm3
(6)除尘效率≥99.93%
(7)漏风率≤2%
(8)本体阻力≤1200Pa(布袋除尘器、电袋复合除尘器);或≤245Pa(电除尘器)
注:
1.处理烟气量和烟气温度参考试验实测数据。
2.
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