神华河北国华沧东发电有限责任公司(河北国华黄骅发电厂)2×660 MW 机组深度脱硫节能改造工程

发布日期:2021-03-24 18:39

      北京中能诺泰节能环保技术有限责任公司(以下简称“中能诺泰”)是一家致力于烟气治理、废水处理、固体废物处理及土壤修复的国家级高新技术企业,注册资本 1.05亿元, 拥有环保专项(大气)设计甲级、环保专项(水)设计乙级、环境工程总承包一级资质、国家发改委颁发合同能源节能服务资格,通过 GB/T19001/ISO9001、GB/T24001/ISO14001、GB/T28001/ISO18001三体系认证,荣获了全国大气治理行业领军企业、国家煤炭清洁利用科技支撑技术、首都蓝天行动支撑技术等荣誉。

      中能诺泰是一家集技术研发、工程设计、项目建设及运营管理于一体的环保工程技术公司,技术涵盖烟气治理、废水处理、固体废物处理以及土壤修复四大生态环境领域。公司自主研发的烟气超低排放技术、高盐废水深度处理技术、污泥资源化技术以及引进国外技术再开发的船舶脱硫技术、土壤修复技术均处于国内领先水平,其中超净排放技术处于国际先进水平。目前,公司已获得各类节能环保技术专利 86 项,正在审核专利30 余项。

      烟气超净排放技术包括高效节能气液耦合脱硫技术、高效除尘除雾技术、高效湿电技术、消除白色烟羽技术等可组合应用的系列超净排放技术。技术已在包括五大电力公司、地方电力公司、钢铁烧结机等烟气超净排放近百个项目中得到应用,具有独特的节能高效、运行稳定的特点,得到了业主和专家的好评。公司的气旋湿式电除尘技术已被列为国家煤炭清洁利用支撑技术。

案例介绍

一、项目名称

     神华河北国华沧东发电有限责任公司(河北国华黄骅发电厂)2×660 MW 机组深度脱硫节能改造工程。

二、项目概况

      中能诺泰自主研发设计的“河北国华黄骅发电厂深度脱硫除尘节能一体化改造工程”,被评为“国家能源集团重大技改项目”,为大型火电机组湿法烟气脱硫的节能提效改造提供了一种新颖、可靠、性价比高的新工艺设备选择。

      此次改造可实现湿法脱硫塔硫及粉尘超低排放,同时解决脱硫运行能耗高和运行维护工作量多等问题,改变了火电厂需通过采用增加喷淋层投入和传统湿式电除尘等大规模改造才能实现烟尘超低排放的现状,是中能诺泰将专利技术产品“气液耦合器”升级改进后应用在大型火电机组湿法脱硫上并取得良好节能提效的案例。

三、项目规模

    河北国华黄骅发电厂位于河北省沧州市,目前建有2×600MW和2×660MW燃煤发电机组,同步配套海水淡化工程。机组自投产以来运行情况良好,经济、社会效益显著,已成为京津唐电网重要支撑点和国家建设渤海新区能源、淡水的保障。

     根据河北省燃煤电厂深度减排验收标准,电厂燃煤锅炉(除层燃炉、抛煤机炉)在基准氧含量6%的条件下,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别参照不高于 5 mg/Nm3、25mg/Nm3、30 mg/Nm3

    沧东电厂积极响上述减排要求,现有机组各配套湿法脱硫塔1 台,采用石灰石湿式脱硫,吸收塔设置3 层喷淋装置、2 层除雾器,脱硫效率设计不小于95%,需要进一步进行脱硫提效改造。此次改造共3 台机组,由中能诺泰负责全部改造方案设计工作并提供核心技术产品,现已全部改造完成。

四、技术特点

1.采用气液耦合脱硫技术,克服常规湿法脱硫技术缺陷常规石灰石—石膏喷淋式湿法脱硫塔在超低排放工程中,进一步提高脱硫效率时遇到的几个“瓶颈”问题:

(1)脱硫塔内烟气偏流造成烟气短路(俗称“烟气爬壁”)导致脱硫效率低。

(2)浆液与烟气接触时间短、接触频率低,为提高脱硫效率需增加喷淋层。

(3)浆液液滴的液膜对烟气吸收阻力大,为降低液膜阻力需减小液滴体积,浆液雾化液体过小又带来脱硫塔气液夹带严重,易形成烟气二次污染。

(4)喷淋层下部区域烟气温度过高,不利于浆液对二氧化硫的吸收。

2.核心技术产品升级,脱硫节能提效功能升级

       此次改造在脱硫塔内新增双气旋气液耦合器,是在原有专利技术产品基础上进一步提升性能的产品,使穿过双气旋气液耦合器的烟气和喷淋液滴混合旋转加强,增加烟气和浆液的碰撞频率和反应时间,使喷淋浆液对硫和粉尘的吸收反应更加充分,达到更优的脱硫和除尘效果。

      同时,气液耦合器的内外双气旋结构特点,使烟气穿过气液耦合器产生的湍流旋转力相互抵消,从而使穿过气液耦合器的烟气均匀垂直上升,防止强力旋转的烟气破坏浆液喷淋效果,造成喷淋浆液均匀性下降,弱化吸收效果。

五、项目优势

该工程为实现超低排放加装气液耦合器后具有以下工程优势:

(1)有效降低了改造成本和运行成本,在保证脱硫效率的前提下,加装气液耦合器可有效降低液气比,减少喷淋层加装量,可使改造投入降低,同时降低运行成本。

(2)在喷淋吸收塔内加装气液耦合器提高脱硫效率同时,其除尘效率明显提高,同时还不会产生液滴二次破碎雾化产生的气液夹带造成浆液二次污染问题。

(3)改造工程简单易行,无须对吸收塔做大的改动,只需在烟气入口与最下层喷淋层之间加装气液耦合器,加装气液耦合器后,由于有效解决了烟气偏流和烟气降温,使得整个吸收系统运行更加稳定可靠,其运行调整极为简单;同时,气液耦合器检修维护方便, 装置使用寿命长,系统检修维护量低,运行安全稳定。

(4)在加装气液耦合器之后,较其他技术可以降低液气比,从而降低运行电耗,达到节能目的。

六、工程创新

     河北国华黄骅发电厂脱硫深度脱硫节能改造工程中应用的高效气液耦合器,是中能诺泰独有的专利技术升级产品,针对河北国华黄骅发电厂脱硫塔量身定制,研发过程中突破主要部件工艺结构设计等技术难点,在一个吸收塔内同时实现脱硫效率 99%、除尘效率70%的目标,比常规技术投资更少、脱硫除尘效率更高,且具有改造工期短、工程量小、不额外占地等多项突出特点。

七、效益分析

      以黄骅电厂#4 机组为例,按改造机组烟气参数运行,改造后减少一台脱硫循环泵运行,年节省脱硫电耗463 kW,即节省电费162万元/年,SO2排放控制在超低排放的基础上再减量排放,即排放指标小于14.5mg/Nm3,气液耦合器只产生烟气阻力350Pa,这对行业有着深远的影响和良好的生态环境、经济社会效益,引领了产业技术进步与升级方向,为工业伙伴实现清洁可持续发展提供了生态环境保障。

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