DQZHAN技術(shù)訊：火電知識(shí)問答！你知道那些呢？

關(guān)于火電鍋爐技術(shù)，你知道多少呢？下面和小編一起學(xué)習(xí)吧！

1. 什么是燃煤電廠的“超低排放”?

燃煤電廠排放的煙塵、二氧化硫和氮氧化物三項(xiàng)大氣污染物與《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)中規(guī)定的燃機(jī)要執(zhí)行特別排放限值相比較，將達(dá)到或者低于燃機(jī)排放限值的情況稱為燃煤機(jī)組的“超低排放”。其中，在燃用煤質(zhì)較為適宜的情況下、采用技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行的煙氣污染治理技術(shù)，使得煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放分別小于10 毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米的煤電機(jī)組，稱為超低排放煤電機(jī)組;使得煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放分別小于5毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米的煤電機(jī)組，稱為滿足燃汽輪機(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)的煤電機(jī)組。

2. 什么是靜電除塵器?它由哪幾部分組成?

靜電除塵器是利用電暈放電，使煙氣中的灰粒帶電，通過靜電作用進(jìn)行分離的裝置。

它由放電極、收塵極、高壓直流供電裝置、振打裝置和外殼組成。

3. 電除塵的工作原理是什么?

在電暈極和集塵極組成的不均勻電場(chǎng)中，以放電極(電暈極)為負(fù)極，集塵極為正極，并以72kV的高壓電源(高壓硅整流變壓器將380V交流電整流成72kV高壓直流電，由橫梁通過電暈極引入高壓靜電場(chǎng))產(chǎn)生。當(dāng)這一電場(chǎng)的強(qiáng)度提高警惕到某一值時(shí)，電暈極周圍形成負(fù)電暈，氣體分子的電離作用加強(qiáng)，產(chǎn)生大量的正負(fù)離子。正負(fù)離子被除數(shù)電暈極中和，負(fù)離子和自由電子則向集塵極轉(zhuǎn)移。當(dāng)帶有粉的氣體通過時(shí)，這些帶電負(fù)荷的粒子就會(huì)在運(yùn)動(dòng)中不斷碰到并被吸附在塵粒上，使塵粉荷電。在電場(chǎng)力的作用下，塵粉很快運(yùn)動(dòng)到達(dá)集塵極(陽極板)，放出負(fù)電荷，本身沉積在集塵板上。

在正離子運(yùn)行中，電暈區(qū)里的粉塵帶正電荷，移向電暈板，因此電暈極也會(huì)不斷積灰，只不過量較小。收集到的粉塵通過振打裝置使其跌落，聚集到下部的灰斗中由排灰電機(jī)排出，使氣體得到凈化。

4. 影響電除塵器效率的主要因素有哪些?

影響電除塵器效率的主要因素有：粉塵比電阻、氣體溫度、煙氣速度、氣體濕度、粉塵濃度、電暈極性、氣流分布均勻性、振打方式等。

5. 造成電除塵氣流分布不均的原因有哪些?

1)由鍋爐而引起的分布不均;

2)在煙道中摩擦引起的紊流;

3)由于煙道彎頭曲率半徑小，氣流轉(zhuǎn)彎時(shí)因內(nèi)側(cè)速度大大減小而形成的擾動(dòng);

4)粉塵在煙道中沉積過多使氣流嚴(yán)重紊亂;

5)進(jìn)口煙箱擴(kuò)散太快使中心流速高引起流速分布不均;

6)鍋爐漏風(fēng)等。

6. 氣流分布不均對(duì)電除塵的影響有哪些?

1)在氣流速度不同的區(qū)域內(nèi)捕集到的粉塵量不一樣，氣流速度低的地方電除塵效率高。總體上講風(fēng)速過高的影響比風(fēng)速低的影響更大;

2)局部氣流速度高的地方出現(xiàn)沖刷，產(chǎn)生二次飛揚(yáng);

3)振打清灰時(shí)通道內(nèi)氣流的紊亂，打下來的粉塵被帶走：

4)除塵器一些部位積灰反過來進(jìn)一步破壞氣流的均勻性。

7. 電除塵器電場(chǎng)產(chǎn)生二次飛揚(yáng)的原因有哪些?

1)高比電阻粉塵的反電暈會(huì)產(chǎn)生二次飛揚(yáng);

2)煙氣流速過高產(chǎn)生二次飛揚(yáng);

3)氣流分布不均產(chǎn)生二次飛揚(yáng);

4)振打頻率過快，使粉塵從收塵極板上落下時(shí)呈粉末狀而被煙氣帶走，產(chǎn)生一次飛揚(yáng);

5)電除塵器本體漏風(fēng)或灰斗出現(xiàn)旁路氣流帶走粉塵而產(chǎn)生二次飛揚(yáng)。

8. 如何防止電除塵器電場(chǎng)產(chǎn)生二次飛揚(yáng)?

1)使電除塵器內(nèi)部保持良好的氣流分布;

2)使設(shè)計(jì)出的收塵電**有充分的空氣動(dòng)力學(xué)屏蔽性能;

3)采用足夠數(shù)量的高壓分組電場(chǎng)并將幾個(gè)分組電場(chǎng)串聯(lián);

4)對(duì)高壓分組電場(chǎng)進(jìn)行輪流均衡地振打;

5)嚴(yán)格防止灰斗中的氣流有環(huán)流現(xiàn)象和漏風(fēng)。

9. 什么是飛灰比電阻?

單位面積、單位厚度飛灰的電阻值，常以其電阻率表示，單位為Ω/cm。長(zhǎng)度和截面積各為1個(gè)單位時(shí)的電阻為比電阻，即導(dǎo)線長(zhǎng)度為1cm，截面積為1cm2時(shí)的阻值，用ρ表示，單位為Ω.cm。

粉塵分通常分為低比電阻粉塵(ρ<104Ω.cm)、中比電阻粉塵(104Ω.cm<ρ<5×1010Ω.cm)和高比電阻粉塵(ρ>5×1010Ω.cm)，比電阻是影響除塵器效率的重要因素。

10. 比電阻對(duì)除塵效果有何影響?

通常粉塵的比電阻值在104~5×1010Ω.cm之間，比電阻對(duì)除塵效果影響有以下幾方面：

1)比電阻大于5×1010Ω.cm，影響電暈電流，粉塵荷電量和電場(chǎng)程度，使除塵效率下降;

2)高比電阻會(huì)使粉塵粘附力增大，不易被振打下來，易產(chǎn)生二次飛揚(yáng)，使除塵效率下降。

3)低比電阻易因靜電感應(yīng)獲得正電荷，使極板上的粉塵重新排斥到電場(chǎng)空間。

11. 機(jī)組啟動(dòng)期間為什么要注意電除塵器的投用時(shí)機(jī)?

鍋爐點(diǎn)火期間如果出現(xiàn)油槍霧化**，未燃盡的油滴會(huì)玷污電除塵器的極板，從而降低除塵器的除塵效率，所以早期運(yùn)行機(jī)組要求啟動(dòng)期間不投用電除塵器或使用旁路煙道。同時(shí)投用電加熱器和電振打器，以防止支持瓷瓶的表面結(jié)露造成閃絡(luò)短路，并能夠及時(shí)使極板上的灰塵被振打下來，預(yù)防除塵效率下降。

目前一般通過油槍升級(jí)改造，提高燃燒效率、避免未燃盡油滴對(duì)除塵器的影響，解決了啟動(dòng)期間不能投用除塵器的問題。

12. 電除塵器運(yùn)行時(shí)的**注意事項(xiàng)有哪些?

電除塵器在運(yùn)行時(shí)，各電場(chǎng)內(nèi)都存在高壓電和濃度很高的灰塵。在停止運(yùn)行時(shí)，電場(chǎng)內(nèi)部也會(huì)存在高壓感應(yīng)電，所以必須注意以下幾方面的**事項(xiàng)：

1)電除塵器運(yùn)行時(shí)禁止開啟高壓開關(guān)柜，嚴(yán)禁打開各種門孔封蓋;

2)進(jìn)入電除塵器內(nèi)部工作時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行工作票制度，切斷所有電源，隔離煙氣通道，除塵器內(nèi)部溫度降至40℃以下時(shí)，工作部分應(yīng)有可靠接地，并制訂可靠**措施;

3)進(jìn)入電場(chǎng)前必須將高壓隔離開關(guān)閘刀投至“接地”位置，對(duì)電場(chǎng)放電，可靠接地，消除殘余靜電;

4)進(jìn)入電場(chǎng)前應(yīng)將灰斗內(nèi)的儲(chǔ)灰放凈，充分通風(fēng)。

13. 煙氣濕度對(duì)除塵效率有何影響?

鍋爐煙氣都含有水分，從原理上分析煙氣中水分越多，除塵效率就應(yīng)該越高，但若電除塵設(shè)備的保溫效果不好，煙氣溫度達(dá)到露點(diǎn)，特別是在煙氣中二氧化硫含量比較大時(shí)，過高的濕度就會(huì)使電極系統(tǒng)及金屬部件產(chǎn)生腐蝕，反而損壞了設(shè)備，影響除塵的效果。對(duì)于布袋除塵器，煙氣濕度過大后還有造成布袋損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

14. 電除塵器漏風(fēng)對(duì)其運(yùn)行有哪些影響?

1)電除塵器處于負(fù)壓運(yùn)行，若殼體有漏風(fēng)點(diǎn)，就會(huì)使外部空氣漏入，造成電除塵器的煙速增大;

2)從灰斗下部漏風(fēng)會(huì)使灰斗內(nèi)的積灰產(chǎn)生二次飛揚(yáng)，都會(huì)造成除塵效率降低。

15. 布袋除塵器的工作原理?

含塵氣體從布袋除塵器入口進(jìn)入后，由導(dǎo)流管進(jìn)入各單元室，在導(dǎo)流裝置的作用下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗，其余粉塵隨氣流均勻進(jìn)入各倉室過濾區(qū)中的濾袋，當(dāng)含塵氣體穿過濾袋時(shí)，粉塵即被吸附在濾袋上，而被凈化的氣體從濾袋內(nèi)排除。當(dāng)吸附在濾袋上的粉塵達(dá)到一定厚度電磁閥開，噴吹空氣從濾袋出口處自上而下與氣體排除的相反方向進(jìn)入濾袋，將吸附在濾袋外面的粉塵清落至下面的灰斗中，粉塵經(jīng)卸灰閥排出后利用輸灰系統(tǒng)送出。

16. 布袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)有哪些?

除塵效率高;捕集細(xì)小粉塵的能力強(qiáng);處理煙量大;對(duì)煤種的適應(yīng)力強(qiáng)。

17. 布袋除塵器塵粒沉積在濾袋纖維上的基本機(jī)理是哪幾種?

基本機(jī)理包括：攔截、慣性碰撞、擴(kuò)散、重力、靜電吸引。

18. 電袋除塵器有何優(yōu)點(diǎn)?

結(jié)合了電除塵器和布袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)。

19. 濕式電除塵的技術(shù)原理是什么?

濕式電除塵的金屬放電線在直流高電壓的作用下，將其周圍氣體電離，粉塵在電場(chǎng)中荷電并在電場(chǎng)力的作用下向集塵極運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到集塵極表面時(shí)，隨液體膜流下而被除去。采用液體沖洗集塵極表面來進(jìn)行清灰，同時(shí)粉塵形成漿液而排出去。

20. 濕式電除塵的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?

濕式電除塵收塵性能與粉塵特性無關(guān)，對(duì)黏性大或高比電阻粉塵能有效收集，同時(shí)也適用于處理高溫、高濕的煙氣，由于沒有二次揚(yáng)塵，出口粉塵濃度可以低于5mg/Nm3。由于沒有如錘擊設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，可靠性高，能有效收集煙氣中的硫酸霧氣溶膠及亞微米級(jí)顆粒。

常規(guī)電除塵煙道的設(shè)計(jì)流速為15m/s，濕式電除塵器設(shè)計(jì)流速范圍為2~3 m/s，因此濕式除塵器的截面積較煙道截面積大5~7倍，占地面積大。由于濕式除塵器體積大，重量重，需要的支架較常規(guī)煙道支架重。由于濕式除塵器采用水力清灰，因此在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生廢水。由于濕式除塵器吸附的石膏漿液具有粘性，除塵器極板上存在結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)運(yùn)行要求高。由于除塵器吸收下來的石膏漿液等具有腐蝕性，因此需選擇合適的防腐蝕材料。

21. 常用脫硫方法?

國(guó)內(nèi)外目前普遍采用脫硫方法可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫三大類。

燃燒前脫硫，是采用洗煤技術(shù)對(duì)煤進(jìn)行洗選，將煤中大部分的可燃無機(jī)硫洗去，降低燃燒煤中的含硫量，從而達(dá)到減少污染的目的;燃燒中脫硫(即爐內(nèi)脫硫)，是在煤粉燃燒過程中同時(shí)投入一定量的脫硫劑，在燃燒時(shí)脫硫?qū)⒍趸蛎摮５湫图夹g(shù)是循環(huán)流化床技術(shù);燃燒后脫硫(即煙道氣體脫硫)，是在煙道外加裝脫硫設(shè)備，對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫的方法，典型技術(shù)有石灰石-石膏法，噴霧干燥法，電子束法，氨法等，其中應(yīng)用*多的是石灰石-石膏法。

22. 什么是濕法煙氣脫硫?

濕法煙氣脫硫采用液體吸收劑洗滌煙氣，以吸收SO2，脫硫效率高。濕法脫硫技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行**可靠，脫硫效率較高，適用大機(jī)組，煤質(zhì)適應(yīng)性廣，副產(chǎn)品回收等優(yōu)點(diǎn)。主要缺點(diǎn)系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備龐大，占地面積多，一次性投資多，運(yùn)行費(fèi)用較高，耗水量大。

23. 什么是干法煙氣脫硫?

干法煙氣脫硫是指無論加入的脫硫劑是干態(tài)的或是濕態(tài)的，脫硫的*終反應(yīng)產(chǎn)物都是干態(tài)的。干法煙氣脫硫投資費(fèi)用較低;脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)，并與飛灰相混;無需裝設(shè)除霧器及煙氣再熱器;設(shè)備不易腐蝕，不易發(fā)生結(jié)垢及堵塞。但干法煙氣脫硫吸收劑的利用率低;用于高硫煤時(shí)經(jīng)濟(jì)性差;飛灰與脫硫產(chǎn)物相混可能影響綜合利用。

24. 什么是NOx排放控制技術(shù)?

利用燃燒過程產(chǎn)生的氮基中間產(chǎn)物或者往煙道中噴射氨，在合適的溫度、氣氛或催化劑條件下將NOx還原，這是燃煤鍋爐控制NOx排放的主要機(jī)理。由此衍生出爐內(nèi)低NOx燃燒(簡(jiǎn)稱LNB)、爐膛噴射還原劑的選擇性非催化還原煙氣脫硝(簡(jiǎn)稱SNCR)和爐后煙道噴射還原劑的選擇性催化還原煙氣脫硝(簡(jiǎn)稱SCR)等三類技術(shù)，這些技術(shù)可單獨(dú)或組合使用。

NOx生成與控制途徑示意圖

25. 什么是SCR和SNCR脫硝?

SCR是選擇性催化還原的簡(jiǎn)稱，在催化劑的作用下，噴入氨把煙氣中的NOx還原成N2和H2O，還原劑以NH3為主，催化劑有貴金屬和非貴金屬兩類。

SNCR是選擇性非催化還原的簡(jiǎn)稱，將含有NH3基的還原劑，噴入爐膛溫度為800~950℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3，無須經(jīng)過催化劑的催化，直接與煙氣中的NOx進(jìn)行反應(yīng)生成N2的工藝。

SCR與SNCR脫硝技術(shù)的比較

26. 循環(huán)流化床鍋爐脫硝裝置的主要技術(shù)手段是什么?

SNCR主流，部分新建機(jī)組為滿足超低排放采用預(yù)留SCR空間的方式。

27. 循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝的還原劑是什么?

脫硝系統(tǒng)的還原劑主要有三種：液氨、氨水以及尿素，還原劑的選擇是影響脫硝效率和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要因素之一。大部分電廠使用尿素，少部分為氨水，一些化工自備廠或管理經(jīng)驗(yàn)豐富的電廠也有使用液氨的。

脫硝還原劑比較

28. 什么SNCR脫硝的反應(yīng)煙窗?

還原劑的反應(yīng)高效溫度范圍稱為反應(yīng)煙窗，有時(shí)也稱溫度窗。適宜SNCR反應(yīng)發(fā)生的溫度區(qū)間，一般為800~950℃。當(dāng)反應(yīng)溫度過高時(shí)，由于氨的分解會(huì)使NOx還原率降低，另一方面，反應(yīng)溫度過低時(shí)，氨的逃逸增加，也會(huì)使NOx還原率降低。

29. 為什么循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝的效率遠(yuǎn)高于煤粉鍋爐?

CFB鍋爐特有的結(jié)構(gòu)，有助于煙氣和噴入還原劑的均勻混合，這主要得益于旋風(fēng)分離器的強(qiáng)烈混合作用。工業(yè)試驗(yàn)研究也表明，在分離器前水平煙道設(shè)置噴入點(diǎn)，能顯著降低氨氮比、提高脫硝效率并減少氨逃逸量。常規(guī)SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，多用作低NOx燃燒技術(shù)的補(bǔ)充處理手段。而CFB鍋爐機(jī)組，由于采用了低氮燃燒技術(shù)，燃燒溫度較低、二次風(fēng)分級(jí)給入、爐膛下部缺氧燃燒、爐膛中心存在缺氧還原區(qū)域，能有效抑制NOx生成，相對(duì)燃燒相同煤種的煤粉爐其NOx排放低40%~60%。因此CFB鍋爐脫硝*適宜采用SNCR技術(shù)，目前的趨勢(shì)是用更為**的尿素代替氨作為還原劑。

30. 為什么循環(huán)流化床鍋爐不宜采用SCR脫硝?

一方面會(huì)給鍋爐設(shè)計(jì)安裝帶來不便，已投產(chǎn)鍋爐普遍存在空間受限的問題。另一方面CFB鍋爐尾部灰濃度遠(yuǎn)高于煤粉鍋爐，催化劑使用壽命短，相關(guān)運(yùn)行費(fèi)用增加快。由于催化劑的加入會(huì)將SO2氧化為SO3并與逃逸氨反應(yīng)生成硫酸氨和硫酸氫銨，易造成空預(yù)器積灰堵塞和腐蝕，影響機(jī)組運(yùn)行**。

31. 采用尿素溶液作為還原劑時(shí)SNCR對(duì)鍋爐效率的影響?

噴入爐內(nèi)的尿素溶液濃度為10%左右，對(duì)鍋爐效率的影響主要是溶液中的水汽化所造成的熱損失，尿素在爐內(nèi)熱解成氨時(shí)的吸熱及氨與NOx反應(yīng)的放熱幾部分：

從上式可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，對(duì)鍋爐效率是提高的，但考慮到該反應(yīng)為ppm級(jí)，可忽略其對(duì)效率的影響。以NOx濃度按150mg/Nm3，NSR按1.5為基準(zhǔn)計(jì)算，溶液中的水汽化所造成的熱損失大約使鍋爐效率降低0.1%左右。

32. 增加SCR/SNCR后，對(duì)空氣預(yù)熱器有哪些特殊要求?

鑒于現(xiàn)在的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，流化床鍋爐也需要增設(shè)深度脫硝設(shè)備，由于少量NH3的逃逸是不可避免的，爐內(nèi)SO3也客觀存在，因此勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生部分硫酸氫氨，該物質(zhì)在146~207℃之間呈液態(tài)且有較強(qiáng)的粘結(jié)性，因此會(huì)與飛灰結(jié)合附著在空預(yù)器的低溫段，為了便于清理，*好采用脫硝專用板型的搪瓷板式回轉(zhuǎn)預(yù)熱器，若采用管式預(yù)熱器，也應(yīng)在低溫段采用搪瓷管式。

33. SNCR脫硝裝置對(duì)鍋爐受熱面運(yùn)行有何影響分析?

SNCR脫硝技術(shù)向爐內(nèi)噴射尿素溶液作為還原劑。鍋爐在正常運(yùn)行過程中，不會(huì)對(duì)爐內(nèi)受熱面系統(tǒng)造成明顯的腐蝕：

1)脫硝系統(tǒng)向爐內(nèi)噴射的是脫硝劑并未增加爐內(nèi)氣氛的酸性。尿素為弱堿性，因此脫硝劑整體上呈現(xiàn)弱堿性，從酸堿性腐蝕的角度來說，是有利于降低腐蝕的。從脫硝的化學(xué)過程來看，NH3消耗了NOx反應(yīng)生成中性的N2和水，而NOx的酸性比氰酸更強(qiáng)，因此經(jīng)過脫硝反應(yīng)后，爐內(nèi)氣氛的酸性程度將會(huì)降低;

2)向爐內(nèi)噴射的脫硝劑只占爐內(nèi)物料、氣體的很小一部分，除用于選擇性地脫除NOx外(NOx在煙氣中的含量也是較低的)，脫硝劑對(duì)爐內(nèi)氣氛和爐料的性質(zhì)并無重大影響;

3)還原劑噴射點(diǎn)在旋風(fēng)分離器入口煙道，脫硝主要反應(yīng)區(qū)為旋風(fēng)分離器入，鍋爐此區(qū)域均敷設(shè)有耐火耐磨材料，具有很好的抗腐蝕性能。

4)CFB爐內(nèi)脫硫使得SO2及SO3含量降低，從而使得生成銨化合物NH4HSO4以及(NH4)2SO4的可能性降低，但在特殊工況下由于脫硝產(chǎn)物中的水再加上煙氣介質(zhì)惡劣環(huán)境仍可能會(huì)有腐蝕和受熱面沾污情況發(fā)生。