锅炉设备管理之四环保设备管理

锅炉设备管理之四环保设备管理第一页，共95页。锅炉管理及节能减排新技术高级培训班设备技术管理培训中心2第二页，共95页。Part3.锅炉设备管理

2.锅炉设备管理（1）受热面设备管理（2）燃烧设备管理（4）辅助设备管理（3）环保设备管理3第三页，共95页。环境保护的目的、任务及其基本概念4第四页，共95页。一、目的

环境问题的产生有两个层次上的原因：一是思想观念层次上的；一是社会行为层次上的，基于这种思考，人类终于认识到必须改变自身一系列的基本思想观念，必须从宏观到微观对人类自身的行为进行管理，以尽可能快的速度逐步恢复被损害了的环境，并减少甚至消除新的发展活动对环境的结构、状态、功能造成新的损害，保证人类与环境能够持久地、和谐地协同发展下去。这就是环境管理的根本目的。5第五页，共95页。二、任务

转变人类社会的一系列基本观念和调整人类社会的行为。三、实质环境管理是人类有意识的自我约束，这种约束通过行政的、经济的、法律的、教育的、科技的等手段来进行，它是人类社会发展的根本保障和基本内容。

6第六页，共95页。四、概念

环境管理是管理中最一般的规律科学，它在寻求正确处理自然生态规律与社会经济发展规律对立、统一的关系的理论和方法，为企业和社会发展提供理论和方法上的指导。7第七页，共95页。环境问题：

①全球变暖；②臭氧层破坏；③酸雨；④淡水资源危机；⑤能源短缺；⑥森林资源锐减；⑦土地荒漠化；⑧物种加速灭绝；⑨垃圾成灾；⑩有毒化学品污染等众多方面

8第八页，共95页。环境污染源主要有以下几方面：

1）企业排出的废烟、废气、废水、废渣和噪音；

2）人们生活中排出的废烟、废气、噪音、脏水、垃圾；

3）交通工具（所有的燃油车辆、轮船、飞机等）排出的废气和噪音；

4）大量使用化肥、杀虫剂、除草剂等化学物质的农田灌溉后流出的水。

9第九页，共95页。机械噪声源：空气动力性噪声源：电磁噪声源：声源指向性：撞击噪声的特征：声波的吸收：环境保护专业名词（声波污染）10第十页，共95页。二氧化硫：氮氧化物(nitrogenoxides)：粉尘：环境保护专业名词（烟气污染）11第十一页，共95页。COD：悬浮物：PH值：环境保护专业名词（污水污染）12第十二页，共95页。1、烟气的种类：燃煤锅炉、燃油锅炉、烟气锅炉、垃圾焚烧炉、工业炉窑（如烧结机、玻璃窑、冶炼炉等）

2、主要污染因子：烟尘、SO2、NOX、F－、Cl－、CO23、主要防污措施：洁净燃料、高空稀释、烟气治理我国SO2的排放总量已达2700万吨，居世界第一13第十三页，共95页。硫的存在形式烟气中主要污染因子无机硫有机硫硫醇硫醚生命体（蛋白质等）单质硫SS2－SO3、SO24－SO2、SO23－14第十四页，共95页。煤中硫的形态有机硫（CxHySz）

硫化物硫（FeS2）

煤中含硫无机硫元素硫（S）

硫酸盐硫（MeSO4）15第十五页，共95页。a.硫酸盐硫:

硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它形态的硫能燃烧放出热量。通常所说的SOx污染物只包括有机硫、硫化物，不包括MeSO4。b.硫化铁硫：是主要的含硫成分，常见形态是黄铁矿硫。黄铁矿：硬度6—6.5,比重4.7—5.2本无磁性，但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此，可把其从煤中脱除。c.有机硫：以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。16第十六页，共95页。影响燃烧过程的主要因素1．燃烧过程及燃烧产物2．燃料完全燃烧的条件3．发热量及热损失4.燃烧产生的污染物

17第十七页，共95页。燃烧过程及燃烧产物燃烧是可燃混合物的快速氧化过程，并伴有能量的释放，同时使燃料的组成元素转化成相应的氧化物。多数化石燃料完全燃烧的产物是CO2、水蒸汽；不完全燃烧过程将产生黑烟、CO和其它部分氧化产物等。若燃料中含S、N会生成SO2和NOx，燃烧温度较高时，空气中的部分氮会被氧化成NOx。

FuelNOx(燃料型NOx)——燃料中的NNOx生成量

ThermalNOx(热型NOx)——高温时空气中18第十八页，共95页。燃烧产生的污染物硫氧化物SOx：随温度变化不大，主要是煤中S。粉尘：随燃烧温度而变化(增高、不变、降低均有变化)。CO及HC化合物：随燃烧温度而变化(增高、不变、降低均有变化)。NOx：随燃烧温度而变化(增高、不变、降低均有变化)。19第十九页，共95页。

烟尘的危害与排放标准（1）烟尘的危害烟尘的组成：一是煤烟（炭黑）。它是煤在高温缺氧条件下分解和裂化出来的一些微小碳粒，其粒径为0.05～1.0μm。烟气中炭黑多时即形成黑烟。二是尘（飞灰）。是由于烟气的扰动作用而被带走的灰粒和一部分未燃尽的煤粒，其粒径一般在1～100μm。尘又有飘尘和降尘之分。烟尘的危害妨碍植物的光合作用，造成植物叶片退绿，园林受害；烟尘粒子吸附有害物质，随人的呼吸被带入体内，危害人体健康；污染空气，降低空气可见度，增加城市交通事故；烟尘的遮挡减弱了太阳紫外线辐射，影响儿童发育；使空气的温度、湿度及雨量发生变化，影响某些工业产品的质量；等等。第二十页，共95页。（2）烟尘排放标准锅炉烟尘排放标准是为了防止大气污染、保护环境而对锅炉烟尘排入环境的数量所作的限制的规定。规定采用标准状态下1m3排烟体积中含有烟尘的质量（mg）来表示锅炉排出烟气的含尘量，称为烟尘浓度。锅炉房的烟尘排放应符合《锅炉大气污染物排放标准》的规定，并应符合本地区环保部门的有关规定。在实际燃烧过程中，要使燃料全部完全燃烧是不可能的，要烟气中一点飞灰没有也是不可能的。一般所说的消烟除尘，只是把烟气的黑度和含尘量降低到不至于污染环境和危害人体健康的程度。

第二十一页，共95页。（2）锅炉大气污染物排放量计算燃煤锅炉烟尘排放量MA锅炉房烟囱出口处烟尘的排放浓度CA燃煤锅炉二氧化硫排放量MSO2第二十二页，共95页。（3）选择除尘器时应注意的几个问题：排烟含尘浓度首先应了解当地锅炉烟尘运行排放浓度及锅炉排烟的含尘浓度，计算处出除尘器应具有的除尘效率，然后选配除尘器的型式和级数。除尘器应具有的除尘效率：23第二十三页，共95页。烟尘的分散度锅炉排烟的飞灰是由大小不同的尘粒组成的，烟尘的粒径范围一般为3～500μm。通常将灰尘按一定直径范围分组，各组重量占烟尘总重量的百分数称为它的分散度。不同形式的除尘器，对于尘粒的分散度具有不同的适应性。实际应用中，常用分级效率为50％的粒径dc50来表示除尘器对不同尘粒的捕集能力，称为分割粒径。分割粒径是反应旋风除尘器性能的一项重要指标，dc50越小，说明除尘效率越高。第二十四页，共95页。烟气量各种除尘器都有与其相适应的设计处理烟气量。在此烟气量下工作，可使除尘器处于最佳运行工况。实际负荷变化时，将会引起除尘效率的变化。当实际负荷低于设计负荷时除尘效率将下降；当负荷高于设计负荷时，会使除尘器的阻力增加。工业锅炉运行时烟气量往往变化很大。锅炉高负荷运行时，排烟量增加；低负荷运行时，排烟量减小。因此，选择除尘器时，应考虑烟气量及其变化这一因素。25第二十五页，共95页。

锅炉除尘设备按其作用原理可以分为：机械式除尘器（重力沉降除尘器、惯性除尘器、离心除尘器）、湿式除尘器（冲击式除尘器、泡沫除尘器、麻石水膜除尘器）、过滤式除尘器（袋式除尘器）和静电除尘器。

26第二十六页，共95页。27第二十七页，共95页。28第二十八页，共95页。29第二十九页，共95页。30第三十页，共95页。

除尘设备的选用（1）除尘设备的选择原则选择除尘设备时，应根据有关标准和规定，及不同燃烧方式的锅炉在额定蒸发量下出口的烟尘浓度，和除尘器对负荷的适应性等因素，经技术经济比较，选用高效、低阻、设备投资少、运行费用低的除尘器。供热锅炉房多采用旋风除尘器。对于往复炉排、链条炉排等层燃式锅炉，一般采用单级旋风除尘器。对抛煤机炉、煤粉炉、沸腾炉等室燃炉锅炉。一般采用二级除尘；当采用干法旋风除尘达不到烟尘排放标准时，可采用湿式除尘。对湿式除尘来说，其废水应采取有效措施使排水符合排放标准。在寒冷地区还应考虑保温和防冻措施。当采用多台并联除尘器时，应考虑并联的除尘器具有相同的性能，并应考虑其前后接管的压力平衡。第三十一页，共95页。

烟气脱硫简述在锅炉燃烧中，由于供应的空气是过量的，产生的烟气中除了烟尘外，还有SO2、SO3、NO、N2O、NO2以及碳氢化合物等。其中SO2、SO3浓度超标会诱发人体呼吸道疾病，腐蚀工业设备及建筑物。更严重的会造成酸雨，破坏植被、森林、庄稼和生态平衡。为此，我国制定了《大气污染物综合排放标准》和《锅炉大气污染物排放标准》，来严格控制锅炉烟气中SO2的排放对大气的污染。防止SO2对大气污染的途径有：采用低硫燃料燃料脱硫烟气脱硫

第三十二页，共95页。电厂锅炉脱硫33第三十三页，共95页。

目前国际上研究过的脱硫技术达200余种。燃烧前脱硫

如洗煤、型煤等燃烧中脱硫

如炉内喷钙、循环流化床等燃烧后脱硫（烟气脱硫FGD）

世界上唯一大规模商业化应用的技术34第三十四页，共95页。按脱硫产物是否可回收分抛弃法（95%）回收法（5%）按产物是否可再生分可再生（7%）不可再生（93%）按脱硫剂形态分湿法（91%）干法半干法（9%）注：括号中数据为美国电力工业FGD装置应用情况（1987）35第三十五页，共95页。36第三十六页，共95页。37第三十七页，共95页。

循环悬浮式半干法烟气脱硫技术，采用消石灰作为脱硫剂，在两级电除尘器和布袋除尘器之间安装循环脱硫反应器系统，烟气从脱硫塔下部布风板进入反应器，与消石灰颗粒充分混合，SO2、SO3及其他有害气体，如HCl、HF等与消石灰发生反应，生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O等。38第三十八页，共95页。化学反应式为：Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2O2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2OCa(OH)2+2HF=CaF2+2H2O39第三十九页，共95页。40第四十页，共95页。41第四十一页，共95页。炉内喷钙脱硫流程示意图42第四十二页，共95页。43第四十三页，共95页。44第四十四页，共95页。45第四十五页，共95页。46第四十六页，共95页。47第四十七页，共95页。48第四十八页，共95页。GSA工艺示范工程49第四十九页，共95页。脱硫塔电除尘器回料系统控制室脱硫剂系统浆液雾化50第五十页，共95页。石灰储存消化制浆系统吸收浆液喷入区51第五十一页，共95页。大同二电厂6＃炉机组容量：200MW脱硫装置外观

燃煤含硫量：1.6%52第五十二页，共95页。大同二电厂6#机组循环流化床脱硫塔53第五十三页，共95页。电厂锅炉脱硝54第五十四页，共95页。55第五十五页，共95页。氨气法脱硝56第五十六页，共95页。氨法脱硝57第五十七页，共95页。液氨法脱硝58第五十八页，共95页。电子束脱硝59第五十九页，共95页。锅炉环保设备举例60第六十页，共95页。脱硫灰输送系统布袋除尘器系统脱硫灰循环系统烟气反应塔及烟道系统脱硫剂存储给料系统系统构成61第六十一页，共95页。进风道：由烟道、进风弯管、进风门组成。出风道：由烟道、进风门、提升阀组成。62第六十二页，共95页。布袋和笼骨：此组件把除尘器的过滤室和净气室分开且用于支撑滤袋和笼骨。骨架及布袋63第六十三页，共95页。花板：固定行喷吹脉冲袋式除尘器64第六十四页，共95页。工作原理:

含尘气体由灰斗上部进风口进入后，在挡风板的作用下，气流向上流动，流速降低，部分大颗粒粉尘由于惯性力的作用被分离出来落入灰斗。含尘气体进入中箱体经滤袋的过滤净化，粉尘被阻留在滤袋的外表面，净化后的气体经滤袋口进入上箱体，由出风口排出。

随着滤袋表面粉尘不断增加，除尘器进出口压差也随之上升。当除尘器阻力达到设定值时，清灰控制器发出清灰指令，打开脉冲阀，在极短的时间内喷出0.25－0.35Mpa的高压气体，将滤袋吹胀，变形振动，加上气流的吹力将滤袋外表面的粉尘清除下来并落入灰斗，然后粉尘通过灰斗再到排灰阀排出。65第六十五页，共95页。喷吹装置：由电磁脉冲阀、气包、喷吹管等组成。旁路阀：由提升气缸和阀体组成。66第六十六页，共95页。灰斗：由灰斗、灰斗加热器、料位计、温度热电偶等组成，主要起收集灰尘而后排出灰尘的作用。空气炮67第六十七页，共95页。

外排卸灰阀主要由壳体、叶轮、端盖、减速器、传动轴、叶轮组成

工作原理：星型卸灰阀工作时由减速电机通过联轴带动叶轮转动来实现均匀卸灰的。此设备可以通过变频器来控制电机的转速来控制卸灰量。68第六十八页，共95页。干灰散装机主要用于灰的散装,主要特点与一般的散装机不同,物料跟牵引机构完全隔离,提高设备的运转率及耐用性,也更利于设备作除尘处理,工作全过程处于封闭状态，有效地防止粉尘外逸。69第六十九页，共95页。70第七十页，共95页。结构由落料斗、高气密耐磨锁气器、喷射泵、和其他相关附件连接组成。71第七十一页，共95页。工作原理：星型给料阀工作时由减速电机通过联轴带动叶轮转动来实现均匀给料的。此设备可以通过变频器来控制电机的转速来控制给料量。72第七十二页，共95页。罗茨风机结构如上图73第七十三页，共95页。罗茨鼓风机工作原理:其主要工作元件是转子。两个转子中心线在同一垂直面内，气流为水平流向。工作时耦合的转子以相同的速度作反向旋转，在转子分向侧，由于气室容积由小变大，此侧形成低压区，得以进气。在转子的合向侧，气室容积由大变小，此侧形成高压区，得以压送气体。气体从低压区向高压区的输送，则依靠转子任一端将气体从低压区沿机壳区间(图上的内线区间)扫入高压区。转轴旋转一转，气体便定量地被压送四次。因此，它的流量与转速成正比，同时不受高压区压力变化的影响。74第七十四页，共95页。

增湿降温系统由脱硫水泵、电动调节阀、水流量计、双流体喷嘴组成75第七十五页，共95页。循环流化床脱硫效率与Ca/S比的关系9001030507000.20.40.60.81.01.21.41.6脱硫效率（%）Ca/S比烟气量100~120mg/Nm3

SO2入口浓度2000~2400mg/Nm3烟气温度134.2℃76第七十六页，共95页。脱硫产物颗粒的SEM形貌

77第七十七页，共95页。78第七十八页，共95页。预除尘：原电除尘器作为预除尘器（98％）脱硫系统：循环流化床烟气脱硫系统后除尘：布袋除尘器脱硫剂制备系统：卧式石灰干消化系统技术工艺方案79第七十九页，共95页。脱硫剂干消化制备系统脱硫剂加料系统循环流化床吸收塔系统回料系统及脱硫灰输送系统增湿系统电气与自动控制系统脱硫除尘岛内所有桩基和土建脱硫剂储存系统脱硫渣储存系统80第八十页，共95页。SO2控制：根据燃煤含硫率来对脱硫剂加料量进行粗调节，再根据SO2在线检测数据微调。温度控制：流化床反应器出口温度控制回路通过调节喷入LCFB的水量来调节流化床出口的烟温。排料控制：根据反应塔内吸收剂浓度来调节脱硫渣排出量。反应塔内的吸收剂浓度由反应塔的压力损失确定，保持压力损失为一定值来确定回料量和排料量。81第八十一页，共95页。主要的综合利用途径有：1、脱硫渣量较小时，可直接制作噪音吸声板；2、如多台机组实施脱硫后，脱硫渣量较大，可设置一小型建材厂，利用脱硫渣做原料，制备建筑材料；3、可作为建材行业灰渣砖制备原料；4、由于脱硫渣含灰量低，密实度高，可用于道路基础底料。5、可用于盐碱地的土壤改造。

82第八十二页，共95页。企业环保与企业效益共存！83第八十三页，共95页。1、火力发电厂对环境污染内容有那些？2、针对你所在的岗位简述如何减少污染？3、分别写出二氧化硫、氮氧化合物、噪音、粉尘、电力磁场、污水等对生态环境和人的影响？4、现要求我厂粉尘、二氧化硫、氮氧化合物、COD排放不大于多少？84第八十四页，共95页。Part3.锅炉设备管理

3.锅炉水质管理85第八十五页，共95页。水中的杂质及其危害（1）水中的杂质天然水（地表水、地下水）在自然界的循环运动过程中，溶解和混杂了大量杂质。按其颗粒大小这些杂质可分为三类：悬浮物（颗粒最大）、胶体、离子和分子（溶解物质）。悬浮物：水流动时呈悬浮状态存在，但不溶于水的物质。其颗粒直径在10－4mm以上，通过滤纸可以分离出来。主要是粘土、砂粒、植物残渣、工业废物等。胶体：许多分子和离子的集合体。其颗粒直径在10－4～10－6mm之间。水中胶体物质有铁、铝、硅等的化合物，以及动植物有机体的分解产物－有机物。第八十六页，共95页。天然水溶解物质主要是钙、镁、钾、钠等盐类以及氧和二氧化碳等气体。这些盐类在水中大都以离子状态存在，其颗粒直径小于10－6mm。水中溶解的气体则是以分子状态存在的。（2）杂质的危害：悬浮物会造成沉积，污染树脂、堵塞管道。悬浮物过多会使锅水起沫。胶体物质会污染树脂，影响出水质量，进入锅炉，会产生大量泡沫，引起汽水共腾。

第八十七页，共95页。锅炉用水据其所处的部位和作用不同，可分为以下几种：

原水：是指锅炉的水源水，也称生水。原水主要来自江河水、井水或城市自来水。一般每月至少化验一次。软化水：原水经过水质软化处理，硬度降低而符