污染源监测人员培训教材第一章工业锅炉与火电工业污染源监察11826.docx

1、污染源监测人员培训教材第一章工业锅炉与火电工业污染源监察11826污染源监测人员培训教材第一章工业锅炉与火电工业污染源监察11826第一节 工业锅炉与火电工业基础知识一、工业锅炉基础知识二、 火电厂基础知识 三、锅炉的燃烧方式四、不同类型锅炉的环境差异五、火电工业的产业技术政策第二节 燃 料一、固体燃料二、 液体燃料三、气体燃料四、燃料消耗量的运算第三节 工业锅炉与火电工业的要紧污染物监察一、火电工业的排污节点二、锅炉燃煤烟气量的运算三、锅炉燃煤烟尘排放量的运算四、锅炉烟气SO2排放量的运算五、锅炉烟气NO排放量的运算六、火电厂污水量的运算七、火电厂的废渣产排放量运算第四节 工业锅炉和火电厂的

2、污染治理一、工业锅炉和火电厂废气污染治理二、脱硫设施的脱硫量测算第五节 工业锅炉和火电厂的环境监察要点一、工业锅炉和火电厂烟气的环境监察要点二、工业锅炉和火电厂废气无组织排放的环境监察要点三、工业锅炉和火电厂废水排放的环境监察要点第一章 工业锅炉与火电工业污染源监察第一节 工业锅炉与火电工业基础知识一、工业锅炉基础知识一 工业锅炉的涵义锅炉蒸汽发生器是利用燃料或其它能源的热能，把工质一样为进化的水加热到一定参数温度、压力的换热设备。也能够说是生产蒸汽或热水的热能动力设备。二工业锅炉的要紧分类工业锅炉有多种分类方式，能够按用途分类、按规模分类和按压力分类等。表11 煤油锅炉要紧分类形式分类锅炉参

3、数按用途分电站锅炉电站锅炉是高排放强度的大气污染源，多为400t/h以上的锅炉工业锅炉工业锅炉是我国的要紧热能动力设备，它包括压力2.45MPa、容量65t/h的工业用蒸汽炉、采暖热水炉、特种用途锅炉等，以中小型锅炉为主民用锅炉以小型锅炉为主，容量小，多为老旧锅炉，热效率低，污染物治理成效差，是都市要紧大气污染源按规模分大型锅炉容量65t/h机组的蒸汽参数是决定机组热经济性的重要因素。一样，压力是16.631.0MPa、温度在535600的范畴内，压力每提高1MPa，机组的热效率上升0.180.29；新蒸汽温度或再热蒸汽温度每提高10，机组的热效率就提高0.250.3中型锅炉容量2065t/h

4、小型锅炉容量20t/h按压力分低压锅炉P2.5MPa中压锅炉2.5MPaP6.0Mpa高压锅炉6.0MPaP10MPa超高压锅炉P14MPa亚临界锅炉P1720MPa超临界锅炉25 MPa超超临界锅炉31MPa 三工业锅炉的相关参数表12 工业锅炉的相关参数参 数涵 义锅炉压力指锅炉内蒸汽的压强。压力越高，蒸汽温度越高，热焓越多。压力的单位常用兆帕MPa。蒸发量锅炉内每小时产生的蒸汽量称蒸发量，单位取吨蒸汽/小时t/h,锅炉铭牌上标明的蒸发量是该锅炉的额定蒸汽参数即设备运行时的最高蒸发量，实际运行时的蒸发量应小于此值。供热量锅炉每小时提供的热量称供热量，单位取兆瓦/小时MW/h或过去常用的千卡

5、/小时kcal/h。锅炉铭牌上标识的供热量为额定供热量，是运行产生的最高供热量。耗煤量指每小时正常运行消耗的燃煤量B，B锅炉供热量/煤的低位热值锅炉效率，锅炉供热量锅炉蒸发量/h蒸汽热焓kJ/给水焓kJ/热效率锅炉热效率指投入锅炉内的燃料供热量与发热量之比用表示锅炉小时供热量/小时耗煤量煤的低位热值锅炉热效率在5090。 四一样工业锅炉的要紧设施和要紧环境污染指标 一样工业锅炉的要紧设施是煤场、供煤系统、锅炉房、除尘设施 、脱硫设施只有少数锅炉有、渣场。一样工业锅炉使用的要紧燃料是燃煤要紧是烟煤和生物质燃料木材、秸秆、谷糠、锯末等。一样工业锅炉的要紧污染是锅炉产生的烟气，烟气中的要紧污染物是S

6、O2、烟尘、NO、CO2，还有煤场、灰场产生的粉尘污染无组织。一样没有废水，废渣要紧是炉渣和粉煤灰一样都能综合利用。二、 火电厂基础知识 一 火电厂的差不多类型火电厂的差不多类型能够按照燃料的不同分为燃煤电厂、燃气电厂、燃油电厂、垃圾焚烧电厂和燃水煤浆电厂等。表1-3 火电厂的差不多类型火电厂类型燃 料燃烧系统要紧大气污染物燃煤电厂煤与煤矸石储煤场、输煤系统、磨煤设备、锅炉、除尘设施、脱硫、脱硝设施、烟筒、输灰系统SO2、烟尘、NO、汞及工业废水、炉渣、粉煤灰燃气电厂天然气或燃气锅炉产生蒸汽带动发电机发电；或燃气在燃汽轮机中直截了当燃烧做功发电NO和工业废水燃油电厂轻油、重油、原油发电流程与燃

7、气电厂流程相类同SO2、NO和工业废水垃圾焚烧电厂垃圾及助燃的燃料垃圾经发酵脱水、焚烧炉焚烧。当垃圾中低位热值3350KJ/kg800kcal/kg时，焚烧需助燃，添加燃煤或燃油进行助燃。垃圾焚烧炉燃烧方式有炉排炉、硫化床焚烧炉、旋转式燃烧-回转炉等。烟尘、SO2、NO、HCl、灰渣、二噁英、工业废水燃水煤浆电厂水煤浆发电流程与燃气电厂流程相类同与燃煤电厂相似，相应污染物的产生量略小于煤粉炉电厂二火电厂的工艺火力发电的整个生产系统要紧包括燃烧系统、气水系统和电气系统等。燃煤电厂按其功能分为凝汽式电厂和热电厂。两者生产工艺流程差不多相同，只是热效率的利用途径有差别。前者安装凝汽式机组，仅向外界供

8、应电能；后者安装热电汽轮机组，除供电外，还可向用户供应蒸汽和热水。凝汽式汽轮机做功后的蒸汽差不多全部进入凝气器，存在冷源缺失。热电汽轮机做功后的蒸汽部分对外供热，部分进入凝气器，循环热效率提高。表14 燃煤火电厂的生产系统生产系统生产设备等工艺流程燃烧系统燃烧系统由锅炉本体和辅助设备构成。煤经皮带输送到煤斗进入磨煤机磨成煤粉，与通过预热的空气一同经喷燃器喷入锅炉内燃烧，燃烧后的热烟气排出锅炉，经除尘器和脱硫脱硝装置后，由引风机通过烟囱排入高空。气水系统气水系统包括锅炉、汽轮机、凉水塔凝汽器、补水车间等。水在锅炉内被加热成蒸汽，进入过热器，进一步加热为过热蒸汽，通过蒸汽管道被引入汽轮机，冲击汽轮

9、机转动并带动发电机发电，做完功的蒸汽压力和温度不断降低，最后排入凝气器，蒸汽在凝气器内凝聚成凝聚水，再经补水车间补充35的软化水，能够循环回蒸汽锅炉。电气系统电气系统设备包括电机、变电设备、输电设备等。发电机发出的电除少部分自用外，绝大部分由主变压器升压后经高压配电装置和输电线向外供电。发电厂自用部分由变压器降压后，经厂用配电装置和输电线供厂内电器使用。三火电与环保指标相关的工业参数表15火电与环保指标相关的工业参数参数装机容量火电厂的全部发电能力功率的kW数称发电厂的装机容量,年平均利用时刻火电厂平均满负荷运行的等效时刻称电厂的利用时刻。假设用火电厂的年发电量除以电厂的装机容量，就可运算出电

10、厂的年利用时刻电厂的发电量电厂统计电量有两个数据，发电机发出的电力是电厂发电量，电厂生产过程所必需的电量要紧用电设备如送风机、引风机、给水泵、循环水泵等高能耗设备等消耗的电量称电厂自用电量。电厂对外供应的电量是供电量。自用电量约占发电量的67。电厂供电量=发电量-电厂自用电量 四火电厂的要紧设施和要紧环境污染指标一样火电厂使用的要紧燃料是燃煤、燃气、燃油重油、轻油、水煤浆等。一样火电厂的要紧产生污染的设施是煤场、供煤系统、锅炉、除尘设施 、脱硫脱硝系统、灰坝、灰库，补水车间等。一样火电厂的大气污染要紧是锅炉产生的烟气，烟气中的要紧污染物是SO2、烟尘、NO、CO2，还有煤场、供煤系统、灰库、灰

11、坝、石灰石、石膏渣产生的粉尘污染无组织。废水污染来源要紧有补水车间废水要紧是金属离子污染、冲渣废水SS、机修车间废水石油类、COD。要紧废渣是粉煤灰和炉渣。三、锅炉的燃烧方式 工业锅炉房和火电的最要紧污染是锅炉产生的烟气污染，烟气污染与燃料的种类、品质、消耗量，锅炉的燃烧方式，除尘措施与效率，脱硫脱硝措施与效率。按照煤炭的燃烧方式，燃烧设备大致能够分为四类：层燃式锅炉炉排炉、火床炉、悬燃式锅炉煤粉炉、燃油锅炉、燃气锅炉、半悬式锅炉沸腾炉、循环流化床锅炉等、半层半悬式锅炉抛煤机炉。表16 要紧锅炉类型及其运行特点 燃烧方式燃 烧设 备燃烧效率%运 行 特 点优缺点层式燃烧链条炉排8590 炉排由

12、主动链轮带动，由前向后慢慢运动，炉排与空气反向运动，依次通过干燥、预热、燃烧、燃尽，形成的灰渣最后由装置在炉排末端的除渣板铲落渣斗。炉温在600700适用褐煤、次烟煤和无烟煤飞灰少，多用于蒸发量为265t/h的中、小容量锅炉，着火条件差，煤种适应性不行。振动炉排8590加料和燃烧过程与链条炉相似，水冷炉排周期振动，炉温在600700适用烟煤和褐煤，多用于210t/h的小型锅炉。缺点是热效率低，它的漏煤量为5%左右，比链条炉高得多往复推饲炉8590往复推饲炉燃烧过程与链条炉相似，其通风特性、燃烧特性、炉拱布置等，和链条炉是一样的。由于炉排推动，实现了部分燃料的无限制着火。炉温在600700多用于

13、O.5t/hlOt/h的小型工业锅炉。往复推饲炉与振动炉排一样有炉排片易烧坏、漏煤、漏风等缺点。悬浮式燃烧旋风燃烧炉98以上旋风炉实际上是液态排渣炉的一种，一样由旋风筒、燃烬室和冷却炉膛组成，因其有圆柱型燃烧室(旋风筒)，气流在其内高速旋转燃烧而得名。碎煤在炉膛内与风混合沿切线旋转运动，炉温达1600旋风炉热强度高，燃烧温度高，飞灰份额也低于煤粉炉，能够使用灰份50劣质煤，燃烧完全，效率高。但烟尘、SO2、NOX的产生量较大煤粉燃烧炉9598煤粉碎后用空气喷入炉膛，以悬浮状态燃烧，燃后的灰靠气流导出炉外，少量灰沉积炉壁落到炉底经锁灰器排出。炉温在1000上下煤粉炉是我国电厂生产的要紧锅炉型式。

14、优点是燃烧效率高，但烟尘、SO2、NOX的产生量也高半悬式锅炉鼓泡流化床BFB9597煤、石灰石、空气混合后从下部布料盘送入，经预热、过热、燃烧送入流化床燃烧。循环流化床内的温度可操纵在850的范畴内，这一燃烧温度抑制了热反应型NOx的形成，加到床层的石灰石平均钙硫摩尔比为22.5，有效减少SO2排放量，对NOX的也有适量减少，但石灰石对锅炉磨损较大。燃料在炉内通过物料循环系统循环反复燃烧，使燃料颗粒在炉内滞留时刻大大增加；直至燃烬。燃料适应性好，能够燃用优质煤、劣质煤、油页岩、石油焦、垃圾等，并达到专门高的热效率，有较好的硫氮去除成效。循环流化床CFB9798 半层半悬式炉抛煤机炉不稳固是悬

15、浮式和层式的复合燃烧方式，煤连续投入炉内上方，50的煤粉悬浮状态燃烧，大些的煤粒落在炉箅上连续层式燃烧。但燃烧不足，黑度超标多用于10t/h以下的锅炉。煤种适用范畴广。缺点是，不完全燃烧缺失较大，锅炉初始排尘浓度高，大气的污染较严峻注：在电厂锅炉中，由于煤与空气充分混合且燃烧充分，CO和碳氢化合物排放量专门低，排出的CO低于100 mg/m3，对较小的层式燃煤锅炉由于空气与煤混合不行，燃烧不充分，CO和碳氢化合物的排放量就大得多。四、不同类型锅炉的环境差异悬浮式燃烧的锅炉燃烧率高达9599，过剩空气系数在1.21.4，飞灰率高达85，炉温排放的烟尘，几乎差不多上灰分。层燃式锅炉燃烧率只有859

16、0，过剩空气系数在1.62.0，飞灰率只有1525排放的烟尘里，还有一定量的可燃物质。循环流化床锅炉燃烧也较充分，烟尘中可燃物少。抛煤机炉产生的烟尘中含碳量比煤粉炉高。抛煤机炉和沸腾炉的飞灰率介于层式燃烧炉和悬式燃烧炉之间。表17 不同燃烧方式燃烧效率、dfh 、Cfh系数表燃烧方式燃烧设备燃烧效率dfh与Cfh值 过剩空气系数层式燃烧链条炉排8090 dfh1520Cfh25301.51.8振动炉排8085dfh30Cfh25301.62.0往复推饲炉8590倾斜逆向式95以上dfh25Cfh25301.62.0悬浮式燃烧旋风燃烧炉98以上dfh70Cfh151.151.3煤粉燃烧炉9598

17、dfh8593Cfh151.151.3半悬式燃烧鼓泡流化床BFB9096dfh4060Cfh351.21.25循环流化床CFB9599 1.11.2半层半悬式燃烧抛煤机炉不稳固dfh2540Cfh45dfh指锅炉燃烧的飞灰率， Cfh45指锅炉产生烟气中可燃物的比率不同的锅炉因采纳的燃烧方式不同，即使烧同样的煤，最后产生的飞灰、废气量和粉尘量也不同。煤粉炉、沸腾炉、油气炉是采纳悬浮燃烧方式；抛煤机炉采纳半悬浮半层式燃烧方式；链条炉、往复炉、振动炉、下饲式炉、手烧炉采纳层式燃烧方式。他们最后的飞灰率、废气量、粉尘产生量分别在表2-11所示。表18 不同燃烧方式的差别残碳率飞灰率dfh 烟尘中可燃

18、物比率Cfh 吨煤废气量1%产尘量Kg/t煤NO产生量kg/t煤层式燃烧121525253010500m30.4524悬式燃烧38090358000 m32.5 68五、火电工业的产业技术政策一火电工业的产业政策表19 火电工业的产业政策文件名及颁布时刻内容概要国家进展改革委关于燃煤电站项目规划和建设有关要求的通知发改能源2004864号产业布局：1.地级都市市区禁止建设除热电联产以外的火电厂2. 在大电网覆盖范畴内，原那么上不得建设单机容量30万千瓦以下纯凝汽式燃煤机组。3. 严格操纵重点区域新建、扩建除上大压小和热电联产以外的火电厂。4.以工业热负荷为主的工业区应当尽可能集中规划建设，以实

19、现集中供热。5.在已有热电厂的供热范畴内，原那么上不重复规划建设企业自备热电厂。原料结构：十一五期间使用燃用优质煤、选择块煤、固硫型煤。生产规模：1.十一五期间安排投产规模为1.65亿千瓦，其中大中型项目1.5亿千瓦左右年均投产3000万千瓦，包括水电4512.7万千瓦、煤电8738万千瓦、核电400万千瓦、天然气发电1364万千瓦，新能源发电100万千瓦。2.2020年底脱硫机组投运及在建容量将达到2.3亿千瓦不包括循环流化床锅炉。工艺设备：热电联产项目中，优先安排背压型热电联产机组。剔除落后：1大电网覆盖范畴内，单机容量在10万千瓦以下的常规燃煤火电机组。 2单机容量5万千瓦及以下的常规小

20、火电机组。 3以发电为主的燃油锅炉及发电机组5万千瓦及以下。 4大电网覆盖范畴内，设计寿命期满的单机容量20万千瓦以下的常规燃煤火电机组。能源消耗：1.火电行业供电煤耗2020年降到360克标准煤/千瓦时，2020年降到320克标准煤/千瓦时。2.2020年燃煤工业锅炉运行率达到70-80%。节能中长期专项规划国家发改委，2004年11月关于加快火电厂烟气脱硫产业化进展的假设干意见发改委，2005年5月19日产业结构调整指导名目发改委令20209号2011年3月27日关于落实科学进展观加强环境爱护的决定国发200539号，2005年12月3日电力行业十一五打算及2020年进展规划新闻稿，200

21、6年1月19日国民经济和社会进展第十一个五年规划纲要十届人大四次会议批准，2006年3月14日关于加快电力工业结构调整促进健康有序进展有关工作的通知发改能源2006661号，2006年4月18日热电联产和煤矸石综合利用发电项目建设治理暂行规定发改能源2007141号，2007年1月17日关于加快关停小火电机组假设干意见国发20072号，2007年1月20日现有燃煤电厂二氧化硫治理十一五规划发改环资2007592号，2007年3月28日关于进一步加强剔除落后产能工作的通知国发20207号，2010年2月6日关于进一步加强电力行业节能减排监管工作的通知国家电监会，2010年5月10日二电力工业环境

22、爱护政策表110 电力工业环境爱护政策文件名及颁布时刻对企业的要求火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003,2003年12月30日规划要求：1.煤矸石综合利用发电项目应优先在大型煤炭矿区内或紧邻大型煤炭洗选设施规划建设；在大型矿区以外的都市近郊区原那么上不规划建设燃用煤矸石的热电联产项目。环境标准：火力发电锅炉烟尘最高承诺排放浓度、烟气黑度，二氧化硫最高承诺排放浓度及氮氧化物最高承诺排放浓度均不能超过火电厂大气污染物排放标准的规定限值。污染治理要求：1.火电企业逐步拆除已建脱硫设施的旁路烟道，临时保留旁路烟道的，所有旁路挡板必须实行铅封。所有新建燃煤机组不得设置脱硫旁路烟道，烟气排放连

23、续监测系统采样点一律安装在烟囱符合监测要求的高度位置。2. 重点区域内未配备脱硫设施的企业,禁止直截了当燃用含硫量超过0.5%的煤炭。3.在京津冀、长三角和珠三角地区，新建火电厂必须同步建设脱硝装置。2021年年底前，现役机组全部完成脱硝改造。4.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污染治理技术要求：1.低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物操纵的首选技术。2.烟气脱销技术要求：1新建、改建、扩建的燃煤机组，宜选用SCR；小于等于600MW时，也可选用SNCR或SCR脱硝技术；2燃用无烟煤或贫煤且投运时刻不足20年的在役机组，宜选用SCR或SNCRSC脱硝技术；

24、3用烟煤或褐煤且投运时刻不足20年的在役机组，宜选用SNCR或其他烟气脱硝技术。3.燃用含硫量大于1煤含1同时容量大于200MW含200MW的机组，建设烟气脱硫设施应重点考虑采纳石灰石石膏湿法脱硫工艺技术；燃用含硫量小于1煤同时容量小于200MW的机组，建设烟气脱硫设施可考虑采纳干法、半干法或其它一次性投资较低的成熟技术；燃用含硫量小于1煤的海边电厂可采纳海水法脱硫工艺；在吸取剂来源以及副产物销售途径充分落实的前提下能够采纳其它脱硫工艺技术关于加快火电厂烟气脱硫产业化进展的假设干意见发改委，2005年5月19日火电厂烟气脱硫工程技术规范 烟气循环流化床法HJ/T 178-2005,2005年6

25、月24日火电厂烟气脱硫工程技术规范 石灰石/石灰石膏法HJ/T 179-2005,2005年6月24日关于公布火电项目环境阻碍报告书受理条件的公告环发2006第39号，2006年8月1日二氧化硫总量分配指导意见环发2006182号，2006年11月9日热电联产和煤矸石综合利用发电项目建设治理暂行规定发改能源2007141号，2007年1月17日燃煤机组脱硫电价及脱硫设施运行治理方法试行发改价格20071176号，2007年5月29日2020-2020年全国污染防治工作要点环办函(2020)247号，2009年3月23日火电厂氮氧化物防治技术政策环发202010号，2010年1月27日火电厂烟气

26、脱硝工程技术规范 选择性催化还原法HJ 5622020，2010年2月3日火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性非催化还原法HJ 5632020，2010年2月3日燃煤电厂污染防治最正确可行技术指南(试行)环发202023号，2010年2月20日关于推进大气污染联防联控工作 改善区域空气质量指导意见国办发 202033 号，2010年5月11日关于火电企业脱硫设施旁路烟道挡板实施铅封的通知环办202091号，2010年6月17日火电厂烟气脱硫工程技术规范 氨法HJ2001-2020，2010年12月17日第二节 燃 料工业上常用的燃料有固体燃料、液体燃料原油、渣油、柴油等和气体燃料天然气、石油气、

27、煤气等。在我国的能源利用结构中煤的消耗量占了近76。一、固体燃料工业上使用的固体燃料要紧是煤炭、木材、植物秸杆、锯末、谷糠等，木材、植物秸杆、锯末、谷糠统称为生物质燃料，国家要求固体生物质燃料应经压缩后燃烧。电力行业是消费煤炭最多的行业，其动力煤消费量约占煤炭总消费量的50以上。煤炭燃烧具有高度污染性 电力工业成为大气污染物减排的重点监控行业。一煤炭的要紧成分煤炭中的要紧成分有碳元素要紧是有机碳、灰分、硫元素、氮元素和氢元素。煤碳中各种元素成分不同，对煤的性质阻碍也不同。表112 煤炭的要紧成分成分kg热值平均含量碳31365 kJ折7500 Kcal4090煤炭分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。

28、泥煤呈黑褐色，碳含量为45以下；褐煤呈褐色，碳含量5573；烟煤一样呈黑色，具有不同程度光泽，碳含量7085；无烟煤呈灰黑色，带金属光泽，燃烧时无烟，碳含量8595，煤化程度最高灰分不燃烧405煤完全燃烧后的残留物统称为灰分。灰分大部分来自矿物质，其组成十分复杂，要紧成分为粘土、氧化物和金属化合物钙镁铁的碳酸盐和钾镁硅酸盐等硫9033kJ折2160 kcal0.23.0硫是煤中的有害成分。它以三种形状存在：有机硫、硫铁矿和硫酸盐，有机硫、硫铁矿的硫分称为可燃硫氮-12受热分解生成氮的化合物，如煤气中的氨、氰化物、焦油中的吡啶及NO等氢12036kJ折2878 kcal含量16。氢元素是煤中有机质的组成元素，氢燃烧生成水。 二煤炭的煤质参数表113 各种煤的煤质参数燃料Q ( kcal/kg)碳含量灰 分()挥发份()硫 分氮燃 烧褐煤450040702040401.34易燃，热值低烟煤50006500708581510401.55燃烧快，烟多无烟煤600072008595