国内外燃煤电厂汞排放控制技术比较分析
燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法
V o.l1,N o.3 M ay,2011 环境工程技术学报 Journa l of Env iron m ental Eng i neer i ng T echno l ogy 第1卷,第3期 2011年5月 收稿日期:2011-02-17 基金项目:中国国电集团公司科研项目(Z200703) 作者简介:李辉(1985)),男,硕士,研究方向为燃煤电厂CO 2减排及汞监测技术,li hu i850627@1261co m 文章编号:1674-991X(2011)03-0226-06 燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法 李辉1,2,王强3,朱法华1,2 1.国电环境保护研究院,江苏南京210031 2.南京信息工程大学,江苏南京210044 3.南京国电环保设备有限公司,江苏南京210044 摘要:介绍了汞污染对环境、人体健康的影响与危害及燃煤电厂汞的产生和排放机理,对国内外燃煤电厂汞排放控制相关政策、排放标准进行了对比,重点介绍目前主要的烟气汞排放监测方法。其中较为成熟的烟气汞排放监测技术主要是美国国家环境保护局(U S EPA)制定的安大略法(OHM法),30A法(在线监测)和30B法(吸附采样分析法)。结合我国部分已开展燃煤电厂烟气汞监测项目的经验提出建议:参考发达国家经验,开发适合于我国燃煤电厂的汞检测标准方法及相应仪器设备,在掌握我国燃煤电厂汞排放情况的基础上制订减排目标及排放标准。 关键词:燃煤电厂;汞排放;政策与标准;监测方法 中图分类号:X51文献标识码:A DO I:1013969P.j issn.1674-991X.20111031037 The Control Requirem ents and M onitori ngM ethods forM ercury Em ission i n Coal-fired Po w er P l ants LIH u i1,2,WANG Q iang3,Z HU Fa-hua1,2 1.S tate P o w er Env i ron m enta l P ro tecti on R esearch Institute,N anji ng210031,Ch i na 2.N anji ng U n i ve rs i ty o f Infor m ati on Science and T echno l ogy,N an ji ng210044,China 3.N an ji ng G uodian Env iron m en tal P rotection Equi pment Co.L td,N anji ng210044,Ch i na Abst ract:The effect and har m o f m ercury to t h e env ironm ent and hum an hea lth,as w ell as the m echanis m o f m ercury generation and e m issi o n i n coa-l fired po w er plants,w ere i n tr oduced.The related po licy and standar ds i n China and i n deve l o ped countries w ere co m pared,and the m a i n m on itoring m ethods fo r m ercur y i n flue gas focused.The re lati v e l y m ature m onitori n g m ethods i n cluded Ontario H ydr o M ethod(OHM),30A M ethod and30B M ethod w hich w ere developed by US EPA.Co mb i n ed w ith the m on itori n g experiences i n Ch i n a,it w as suggested t h at t h e standar d m on itori n g m ethods and equ i p m ents shou l d be developed for m ercury e m issi o n i n coa-l fired po w er plants by referri n g to the experience of deve l o ped countries,and the reduction targets and e m i s sion standar ds be for m ulated based on the e m ission m on itoring data a ll over the coun try. K ey w ords:coa-l fired po w er plants;m ercury e m issi o n;po licy and standar ds;m on itoring m ethods 汞是一种重金属污染物,可通过呼吸、皮肤接触、饮食等方式进入人体,危害人体健康。汞对人体健康的危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、方式有关。金属汞蒸汽有高度的扩散性和较大的脂溶性,侵入呼吸道后可被肺泡完全吸收并经血液输送至全身,在器官内被氧化而对人体造成
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展 1燃煤电厂汞的排放 煤作为一次能源的主要利用方式是燃烧，其燃烧产物会对环境造成严重的破坏。全世界发电用煤量巨大，燃煤电厂是导致空气污染的最大污染源之一。在煤燃烧造成的污染物中，除SO2、NO X和CO2外，还有各种形态的汞排放。汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素，具有剧毒性、高挥发性、生物体内沉积性和迟滞性长等特点。全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨，其中4000吨是人为的结果，而燃煤过程的汞排放量占30%以上。由于我国一次性能源以煤炭为主，原煤中汞的含量变化范围在0.1~5.5mg/kg，煤中汞的平均含量为0.22mg/kg，是世界范围内煤中平均汞含量的1.69倍。根据相关报道,预计2010年中国电煤总需求量为16亿t,以煤炭含汞量为0. 22mg/kg，电厂平均脱汞效率为30%计, 2010年燃煤电厂汞排放量约为246. 4 t。因此燃煤所造成的环境汞污染形势不容乐观，对其排放控制不容忽视。 2 烟气中汞的存在形式及其影响因素 2.1 汞的存在形式 烟气中汞的存在形式主要包括3种：单质汞(Hg0)、化合态汞(Hg+和Hg2+)和颗粒态汞。其中单质汞(Hg0)是烟气中汞的主要存在形式。烟气中汞的存在形态对汞的脱除有重要影响。不同形态汞的物理、化学性质差异较大，如化合态汞易溶于水，并且易被烟气中的颗粒物吸附，因此易被湿法脱硫设备或除尘设备脱除。颗粒态汞也易被除尘器脱除。相反单质汞挥发性高、水溶性低，除尘或脱硫设备很难捕获，几乎全部释放到大气中，且在大气中的平均停留时间长达半年至两年，极易在大气中通过长距离大气输送形成广泛的汞污染，是最难控制的形态，也是燃煤烟气脱汞的难点。 2.2 影响汞存在形态的主要因素 2.2.1 燃煤种类的影响 燃烧所用煤种不同，烟气中汞的形态分布也不同。烟煤燃烧时，烟气中Hg2+含量较高，Hg0含量偏低；而褐煤在燃烧时，烟气中Hg0的含量却较高。褐煤燃烧所产生烟气中Hg0含量最高，亚烟煤次之，烟煤最低，如图1。 2.2.2 燃烧方式以及添加剂的影响 与司炉和链条炉相比，煤粉炉中煤粉与空气接触更加充分，燃烧效率较高，形成的烟气中气态汞含量相对较高，而留在底渣中的汞相对较少。在燃烧过程中，向炉膛内加入一定量
燃煤电站汞排放及其控制技术研究进展
燃煤电站汞排放及其控制技术研究进展 摘要本文讨论了汞在煤中的赋存状态并且概述了近年来国内外电厂煤燃烧过程中汞的形态分布以及迁移转化规律研究的最新成果。在此基础上，分析了影响燃煤烟气中汞存在形态的主要因素，并讨论了当前国内外研究进展及工业上控制汞排放的主要技术。 关键词燃煤电厂汞烟气形态转化排放控制 Study on the control technique and the law of transport for mercury resulting from combustion of coal in power plant Abstrct: This paper reported mercury occurrence in coal and mercury speciation and emissions from coal-fired power stations. Based on the above study, the factors which effect the mercury speciation in the flue gas have been discussed and the control technology of metcury emissions have also been summarized. Keywords: coal-fired power station; mercury; flue gas; state transfromation; control technology 汞是一种可在生物体内和食物链过程中不断累积的有毒物质，又是一种全球性循环元素[1]。尽管自然界本身也排放出汞，但主要的汞污染物还是由于人类活动而产生的。相关研究表明，化石燃料燃烧所排放出的汞约占人类活动排放出汞的70-85%[2]。由于汞在大气中的停留周期很长，毒性较大，因而汞的排放控制研究已成为国际上研究的热点，美国、澳大利亚等发达国家已制定了有关燃煤电站控制汞排放的标准。我国煤中汞的平均含量为0. 15 mg/ kg，由于燃煤占一次能源消耗的75%左右，消耗量巨大，煤燃烧排放汞的总量巨大[3]，由此引起的汞排放污染也开始受到重视，虽然我国政府目前还未出台相关标准，但控制汞排放可谓迫在眉睫，制定相应标准也是大势所趋。燃煤过程中汞的形态分布直接影响到烟气中汞的毒性及其控制，同时也影响到汞在大气环境中的迁徙以及对汞危害性进行的评估。本文着重介绍燃煤电站中汞的形态转化及其控制技术的研究进展。 1 汞在煤中的存在形态 煤中汞的存在形式也是影响汞排放的一个重要因素,尽管有学者提出煤中存在与有机煤岩组分结合的有机汞化合物,但主要还是以与无机物结合形式存在[4]。对于煤中汞的存在形式,许多学者都进行了研究。Finkelman 在煤中发现了含汞的硫化物和硒化物, Cahill和Shiley发现煤中的方铅矿含汞,Dvornikov还提出煤中的汞主要以辰砂、金属汞和有机汞化合物的形式存在[5]。煤在地质化学中被归为亲硫元素,因而,煤中的汞主要存在于黄铁矿(FeS2)和朱砂(HgS)中[4]。文献[5]的研究证实了煤中大多数汞以固溶物形式分布于黄铁矿中,特别是后期成因的黄铁矿。 刘晶等人[6]用连续化学浸提法测定了3种煤中的汞形态,发现其中可交换态汞占总汞量的0.9 %～2.4 % ,硫化物结合态汞占总量的40.1 %～78.3 % ,有机结合态汞占0.3 %～1.5 %,残渣态汞占17. 8 %～57. 9 %。同时还发现汞在密度较大的煤中质量浓度较大,而密度较大的煤中矿物质的质量浓度较大,这表明汞主要
我国火力发电厂节能措施汇总
中国火力发电厂 节能降耗措施汇总 一、火力发电厂整体节能评价 1.火力发电厂节能评价体系中的54个指标 煤耗及相关指标42个 水耗及相关指标6个 材料消耗指标3个 能源计量指标3个 2.按相互影响的层面划分，火力发电厂节能评价指标构成如下图所示：
1.火力发电厂燃煤锅炉畅通节能技术 由于锅炉所燃烧的燃料中含有越来越多的炉渣，因此SO3含量是始终变化的。水冷壁、过热器后屏、再热器后屏及后端表面上的炉渣含量加大，因此导致SO3的生成量增加，导致受热面换热效率降低。 畅通节能法?工艺被设计为一个炉渣和结垢控制计划，它特别针对锅炉的辐射和对流区域。由于该技术针对锅炉的问题区域，而不是简单地将化学物质运用于燃料，因此采用该技术所达到的效果和成本效益都超过了相对不够完善的方法。 化学处理剂与空气和水混和，然后被喷射到烟气之中。“标靶性”区域是依据计算流体动力学（CFD）确定的，由此在已知存在问题区域的情况下确保达到最大的覆盖率。化学制品被添加到烟气中，并针对传热问题区域或者对形成SO3的化学反应有利的区域。这样即可保证：被喷射的物质能够到达问题区域，并得到有效的利用。然后，添加剂在炉渣形成的时候与炉渣发生反应，并能够渗透已有的沉积物，从而影响它们的晶体物理特性。 通过采用这种方法，飞灰更易碎，而且更容易从表面清除。将这些结果融合在一起即可提高锅炉的效率。因此，除了提供解决排放问题的解决方案之外，该方法还能够实现相当可观的经济效益。 畅通节能法?技术改进了设备性能，并通过增强燃料的灵活性得到额外的节约，投资回报率一般在4比1以上（ROI）。 2.飞灰含碳量在线监测—节能优化 锅炉飞灰含碳量在线监测装置是为电站锅炉烟气飞灰含 碳量实时连续监测而设计的专用设备。它由飞灰含碳量现场检测
热电厂节能技术及管理
热电厂节能技术及管理能源是经济建设和人民生活不可缺少的重要资源，是国民经济持续、快速、健康发展的重要保证。热电厂是能源消耗大户，努力降低能耗、提高企业经济效益意义深远。 一、热力系统节能途径 1、对热力实验或热平衡及设备设计查定数据与运行数据进行全面诊断和优化分析，发掘热力系统处理提升的潜能，发现热力系统及设备缺陷，分析能损分布情况，优选节能管理及改造方案，使得整个热力系统达到最佳的运行状态。 2、煤耗 对煤耗影响较大的因素具体分析如下： ⑴负荷率和机组启停的因素。锅炉及机组的启停次数对热耗及发电煤耗影响很大，每次启停消耗为本机组在满负荷下2～3h消耗的燃料，因此降低煤耗，一方面要增加负荷率，在用汽量一定的前提下保持长期较高负荷下稳定运行，使蒸汽总量最大限度流经汽轮机做功，提高发电量，降低新蒸汽直接并入减温减压器的热损失；另一方面，必须提高检修质量，减少热力设备计划外启停次数。重要设备逐步实施运行状态检测改造，逐步实施状态检修。 ⑵热力系统主要参数的影响。主蒸汽温度每升高1℃，煤耗减少 0.8g/（Kw?h）。但主蒸汽温度超过允许范围，将引起调节级叶片过负荷，造成机组主汽阀、轴封、锅炉过热器等设备机械强度降低或变
形损坏，如果主蒸汽温度过低，不但引起煤耗增加，而且使汽轮机的湿气损失增加，降低机组热效率；主蒸汽压力每升高0.1Mpa，煤耗减少0.015～0.02g/（Kw?h）。但主蒸汽压力过高将增加热力系统承压设备的应力，存在极大安全隐患并影响设备使用寿命。主蒸汽压力降低同样引起煤耗增加并使汽轮机输出轴功降低影响发电效率。通过对锅炉机组生产全过程参数的精细调整，提高汽轮机组的机械效率及运行稳定性。给水温度每升高1℃，煤耗减少0.145g/（Kw?h），补水率每增加1%，发电煤耗升高0.5g/（Kw?h）。调整给水温度上限运行，保证蒸汽及炉水的品质为前提减少锅炉定、连排水量。诸多措施贯穿指导运行人员的操作与维护，实现热力系统产能最大化。 ⑶原煤采购及混煤掺烧。实际燃烧与设计煤种偏差较大，有些煤种发热量很高但灰熔点低会造成流渣不畅或引发事故，而单纯燃烧符合设计煤种的原煤成本很高。动力用煤实行按发热量计价，优质优价、劣质低价，多煤种混烧不仅是客观形势所迫，更有利于降低燃料费用。混煤的特性比单一的煤种复杂，又因运行中无法同时满足不同性能煤种对配风的要求，有可能造成着火困难、燃烧不稳、损失较大、锅炉效率降低及流渣不畅等问题，避免燃烧混煤时可能发生的问题成为生产关键。 3、油耗 使用生物质添加剂不少于五分之一的生物质柴油未对生产造成负面影响同时降低柴油外购成本，目前柴油改型已经应用于生产实践。
中国汞排放世界之最
中国汞排放世界之最 中国汞排放量占全球40% 7620人参与讨论 2013年1月19日，140多个国家在联合国框架下签署了《水俣公约》，旨在全球范围内减低汞（俗称水银）排放，以减少汞对环境和人类健康造成的危害。联合国环境规划署发布的报告称中国的汞产量、需求量和排放量都是世界之最，因而成为受汞污染威胁最大的国家。 汞的危害 《水俣公约》的命名来源于著名的日本水俣病。1956年和1966年在日本水俣市和新潟市相继发生了两起症状相同的汞中毒事件，患者出现手足麻痹甚至运动障碍、失智、听力及言语障碍。严重者还会出现痉挛、神经错乱，直至最后死亡。受害者人数高达12615人，其中1264人死亡。最终查明的原因是当地工厂肆意排放含汞的工业废水，水中的生物吸收了汞继而又被人食用。因为生物代谢（包括人体）无法排出汞，通过生物富集作用，汞在人体内不断累积，并造成持久性的伤害。除了水俣病的症状外，汞中毒还会引生殖能力退化，消化系统损坏，胃崩解，基因变异，和肾败坏。 中国汞排放世界之最 联合国环境规划署的数据显示2005年全球人为排放汞的总量约2000吨，而中国的排放量达到了800多吨，相当于印度与美国总和的3倍，约占全球排放量的40%。中国向大气中排放的汞约占全球大气汞排放的三分之一。从地图中可以清晰地看到，大气汞排放量最高的地区覆盖了中国从东北到华南的人口稠密区，以及印度的大部分地区。此外中国的汞产量约占全世界产量的60%，需求量占到全世界的30%到40%。 燃煤成最大污染源 化石燃料、金矿开采、金属冶炼和水泥生产是中国汞排放最主要的几个来源。由于中国贫油富煤的能源结构，有70%的能源消费来自煤炭。煤炭中通常会含有微量的汞，经过燃烧汞就会随煤烟排放到大气中，这部分汞占中国总汞排放量的50%。另外有约10%的汞是由水泥工业的原材料石灰石以及一些用来加热水泥
燃煤电厂中汞的排放与控制的研究
燃煤电厂中汞的排放与控制的研究 摘要：本文对煤中微量元素汞的含量以及燃煤烟气中汞的排放情况进行了论述，综述了重金属汞在煤中的存在形态及在燃煤电站中的转化过程，并重点介绍了燃煤烟气中重金属汞的控制方法的最新研究进展，分析了燃煤电厂在汞的控制方面存在的主要问题，并结合我国国情提出了相关建议。 关键词：燃煤电厂；烟气；汞；排放；控制 Keywords: coal-fired power plant; flue gas; mercury; emission; control 0引言 汞对已知的任何生物没有作用，人们很久以前就认识到汞是一种有毒的物质，且属于毒性最强的元素之一。汞污染对生态环境的影响虽然比较缓慢，但进入生态环境的汞会产生长期的危害，特别是有机汞污染环境后，对人类造成严重威胁。 自然界中汞有三种价态，零阶汞Hg0，一价汞Hg+和二价汞Hg2+。零阶汞易挥发，且难溶于水，是大气环境中相对比较稳定的形态，在大气中的停留时间很长，平均可达1年左右，可以在大气中被长距离地输运而形成大范围的汞污染。造成汞环境污染的来源主要是天然释放和人为两方面。从局部污染来看：人为来源是相当重要的。以美国为例[1]，美国每年汞的排放量占全世界向大气排放汞总量的3%，大约150t左右，其中占33%、份额最大的当属燃煤电站，约50t，垃圾焚烧炉年排放汞量约占20%，医疗垃圾焚烧约占10%。对于燃煤过程，汞主要是以气态形式排放。汞的电离势高，高电离势决定了汞易变为原子的特性，因而汞易迁移，难富集，利用一般的污染物控制装置无法有效捕捉而排入大气。由于全球煤炭消耗量巨大，汞经由燃煤过程的迁移、转化已成为它在生物圈内循环的一个重要途径。本文在参阅大量文献的基础上，从煤中汞的存在形态谈起，论述了燃煤电站中汞的形态转化过程，简要论述目前学术界对燃煤电站中汞的排放形式及其控制方法，并对该领域的研究提出了一些看法。 1 煤中汞的含量及燃煤烟气中汞的排放情况 1.1 煤中汞的含量 我国是一个燃煤大国，能源消耗主要以煤炭为主，因而由燃煤造成的汞污
燃煤电厂的环境污染
3燃煤电厂的环境污染 3.1总括燃煤电厂的情况 燃煤电厂是能源消耗大户，具有用量大、产污量多、排污集中且影响范围大的 特点，使得燃煤电厂已成为许多地区最主要的污染源。它所涉及的环境污染物，有 生产过程中的水、气、声、渣等常规污染物；燃煤贮存、灰渣运输等过程中的无组 织排放的污染物；以及主体工程、原料输送工程占地、水源使用等方面的生态影响 和社会影响等。可以讲,一个大型电厂是一个与社会、经济、环境紧密相关的系统工 程。因此，针对燃煤电厂工程特点和污染特征，透过对影响区域内的大气、水、声、 土壤等方面调查和监测，分析电厂通过采取环保措施后环境质量状况，各项污染物 的治理情况，对其在近期和长期对自然、生态和社会环境的影响的工作显得尤为重 要。 3.2污染问题和与其他电厂的对比的方面 3.2.1烟尘排放 燃煤电厂锅炉的粉尘控制也得到了足够的重视，特别是现代化大型火电厂的静电除尘装备比较完善，大部分电厂的除尘效率已达到98%-99%，全国获此装备基本实现了烟尘达标排放。尽管火电装机容量迅速增加，但烟尘排放总量呈现下降的趋势，基本上做到了增容不增污。但现有的装备的静电除尘设备难以除去燃煤排烟中超细、超轻并易分散的粉尘。 3.2.2二氧化硫排放 2002年电力行业二氧化硫排放量为666×10 8 t，占全国工业部 门二氧化硫排放量的34.6%。目前，我国火电厂烟气中二氧化硫的排放浓度和总量 普遍超出目前的国家排放标准，火电厂二氧化硫排放尚未得到有效控制。“九五” 期间，二氧化硫排放量随装机容量的增长呈上升趋势，已成为我国电力行业实现可持续发展的制约因素。为实现对二氧化硫排放总量的控制，我国今后几年至少要新装1500×104 KW的脱硫设备。由此可见，控制二氧化硫排放的形势十分严峻。氧化硫排放量的减少主要是通过关停小火电机组和换烧低硫煤来实现。二 3.2.3氮氧化物排放 2000年全国火电机组氮氧化物排放量约为469×104t,占全国工业部门氮氧化物排放量的46.1%。火电厂烟气中氮氧化物的排放浓度和总量普遍超出目前的国家排放标准，我国燃煤
燃煤电厂汽轮机的节能降耗技术研究
燃煤电厂汽轮机的节能降耗技术研究 发表时间：2019-10-12T11:33:25.823Z 来源：《科技新时代》2019年8期作者：王桂秋[导读] 针对其问题的原因分别对汽轮本体改造、冷端和运行优化等节能降耗技术进行研究，以供参考。 华电龙口发电股份有限公司山东省龙口市 265700 摘要：文章在分析燃煤电厂中汽轮机的常见能源浪费问题之后，针对其问题的原因分别对汽轮本体改造、冷端和运行优化等节能降耗技术进行研究，以供参考。 关键词：燃煤电厂；汽轮机；节能降耗技术 1引言 在目前我国的发电企业中，燃煤电厂仍然占据重要地位，因此其运行状况直接决定整个电网的运行情况，而且其运行的经济性也对能源的利用以及发电成本有着直接影响，同时还会对发电企业的经济效益产生影响。在目前我国社会用电负荷在不断增加，但是针对发电企业尤其是燃煤电厂提出较高的节能减排要求的同时，对于燃煤电厂来说就需要探索提高盈利能力的有效途径。由于汽轮机是燃煤电厂中的三大主机之一，是将锅炉燃烧之后产生的蒸汽的内能向动能进行转换的重要设备，其转换效率也直接决定燃煤电厂的能源利用效率。因此针对燃煤电厂汽轮机开展节能降耗措施具有重要的意义。 2汽轮机常见的能源浪费问题在燃煤电厂的汽轮机运行中，首先就是在恶劣的作业环境下长时间高负荷运行，加之缺乏有效的检修维护管理措施，因此不可避免会出现各种类型的故障，这就会降低汽轮机的运行性能，甚至可能导致安全事故的发生。此外，汽轮机本身存在不合理的设计问题，也会直接降低汽轮对蒸汽内能的利用效率，导致出现能源浪费的问题。或者是在汽轮机运行过程中，没有做好对汽轮机设备的检修维护管理工作，造成其运行工况不正常或者没有处于最佳运行工况下，也会降低其运行效率。最后还有汽轮机冷端温度以及真空的控制问题，也容易由于控制不当而造成其运行效率的下降。这就需要针对其中存在的问题来进行相应的改造以及运行优化等节能降耗措施。 3汽轮机本体改造 针对汽轮机本身设计中的不合理之处而引起的能源利用率低的问题，需要采取对汽轮机本体进行改造的方式来实现其性能的提升，以达到节能降耗的目的。针对目前汽轮机设计中的问题可以分析如下：一是表现出机组的通流子午面设计的光滑度不足而导致出现蒸汽通流时能量损失的问题。二是采用直叶形叶片时由于其具有较差的空气动力学性能而造成叶型损失较大的问题。三是没有合理地进行汽轮机级间焓降的分配而造成级效率较低的问题，也同样会增加蒸汽能量的损失，从而使得机组的运行性能下降。针对上述问题，需要采取以下汽轮机本体改造的措施：一是在进行叶片设计时，采用全三维设计技术来优化分析流道，在此基础上选择叶形为目前比较先进的弯扭叶形。而且在对叶片进行加工时需要采用数控工艺和设备来进行高精度的加工和控制，保证叶形设计以及加工制作的合理性，并且其型线和启动性能等满足设计要求。二是对汽轮机本体中的高压汽缸法兰螺栓加热装置进行取消，通过加厚窄法兰来进行代替并实现对其结构的简化，在便于开展启动操作的同时，也满足调峰运行的要求。此外还可以对前轴承座定中心凸肩进行改进，将其从固定形式改为调整式结构。 4汽轮机冷端优化 针对汽轮机冷端优化方面，为了实现机组能耗的降低，就需要对整个热力系统的循环效率进行提升，这就需要在控制汽轮机凝汽器背压的同时来实现汽轮机末端排汽压力的提升，实现上述节能降耗的目的。针对此冷端优化措施主要有以下两个方面，一是针对真空系统来说。主要是应用智能制冷系统来实现凝汽器压力的降低和真空泵抽汽效率的提升，实现节能效果。此外还要加强对真空系统严密性的检查，以及对真空泵工作效率进行提升。还可以通过统一协调冷端系统的冷源来实现对凝汽器真空度的合理控制。最后还可以通过对废蒸汽以及低品位热水的合理利用，实现凝汽器真空效率的提升以及能源需求的降低。二是采用双背压式凝汽器的设计方式进行优化。而且针对具有较大容量的机组，可以将其低压缸设计为多排汽口，还可以实现折合压力的降低来实现循环热效率的提升，通常在应用多压凝汽器之后可以实现效率提升0.15~0.25%左右的效果。 5汽轮机运行优化 首先是针对汽轮机的阀门调节来说，主要采用的是单阀调节或者顺序阀调节的方式，对于前者来说容易造成调节过程中的节流损失和能量损失问题，后者则可以通过喷嘴来进行蒸汽阀门开关的控制，避免出现节流损失问题，实现机组在非额定工况下运行效率的提升。此外，针对目前所采用的复合型配汽方式，容易在负荷较高的情况下表现出较高的运行效率，但是在低负荷工况下则容易产生较大的节流损失问题。这就需要对其配汽方式进行优化来提高其运行的经济性。 针对其配汽方式来说，由于在低负荷工况下进行汽轮机启动时容易在采用节流调节方式时造成四个阀门同时启动的现象，而且在一定的负荷作用下还会导致其中部分阀门的关闭，从而转换为顺序阀调节方式。在此种调节方式下可以在90%以上负荷工况下保证其较高的运行效率。但是为了避免或者减少由于阀门调节方式转变而造成的损失，则需要控制其滑行参数，也就是在控制阀门开度不动的同时，在负荷改变时可以调节蒸汽压力，而此时也由于采用顺序阀调节方式而造成较大的损失。 最后就是针对上述问题来说，在优化上述配汽方式的过程中，就是将上述两阀式调节方式转换为单阀-顺序阀-单阀的三阀式调节方式，通过此种方式，不仅可以实现对调节级强度的优化，而且可以实现对滑压运行曲线的优化。这主要是由于针对前者来说，由于采用两阀式调节时，在具有较大的瞬间负荷的状态下会对其调节级强度具有较高的要求，这也增加了机械负担并造成了更高的能耗。而改变调节方式之后，可以针对汽轮机的负荷转变来进行适应性的调节，也就是针对负荷来采用三阀方式进行分担，具有较低的调节级强度和较小的能耗。而针对后者来说，由于三阀式调节方式的流通能力比较高，而且具有较强的调节能力，可以根据负荷的不同来实现圆滑的转变，这也显著降低了转变瞬间的能耗。 6结语 汽轮机作为燃煤电厂的重要设备，其在运行中也容易由于故障、运行维护管理、设计以及冷端温度和真空控制等运行因素而导致出现能源浪费的问题。因此针对上述问题，文章针对汽轮机本体、汽轮机的冷端以及汽轮机的运行提出了相应的改造和优化措施，以满足燃煤电厂的节能降耗的要求。
燃煤电厂的环境污染
3 燃煤电厂的环境污染 3.1 总括燃煤电厂的情况 燃煤电厂是能源消耗大户，具有用量大、产污量多、排污集中且影响范围大的 特点，使得燃煤电厂已成为许多地区最主要的污染源。它所涉及的环境污染物，有 生产过程中的水、气、声、渣等常规污染物；燃煤贮存、灰渣运输等过程中的无组 织排放的污染物；以及主体工程、原料输送工程占地、水源使用等方面的生态影响 和社会影响等。可以讲,一个大型电厂是一个与社会、经济、环境紧密相关的系统工 程。因此，针对燃煤电厂工程特点和污染特征，透过对影响区域内的大气、水、声、 土壤等方面调查和监测，分析电厂通过采取环保措施后环境质量状况，各项污染物 的治理情况，对其在近期和长期对自然、生态和社会环境的影响的工作显得尤为重 要。 3.2 污染问题和与其他电厂的对比的方面 3.2.1烟尘排放 燃煤电厂锅炉的粉尘控制也得到了足够的重视，特别是现代化大型火电厂的静电除尘装备比较完善，大部分电厂的除尘效率已达到 98%-99%，全国获此装备基本实现了烟尘达标排放。尽管火电装机容量迅速增加，但烟尘排放总量呈现下降的趋势，基本上做到了增容不增污。但现有的装备的静电除尘设备难以除去燃煤排烟中超细、超轻并易分散的粉尘。 3.2.2二氧化硫排放 2002 年电力行业二氧化硫排放量为 666×10 8 t，占全国工业部 门二氧化硫排放量的 34.6%。目前，我国火电厂烟气中二氧化硫的排放浓度和总量 普遍超出目前的国家排放标准，火电厂二氧化硫排放尚未得到有效控制。“九五” 期间，二氧化硫排放量随装机容量的增长呈上升趋势，已成为我国电力行业实现可持续发展 的制约因素。为实现对二氧化硫排放总量的控制，我国今后几年至少要新装 1500×104 KW 的脱硫设备。由此可见，控制二氧化硫排放的形势十分严峻。氧化硫排放量的减少主要是通过关停小火电机组和换烧低硫煤来实现。二 3.2.3氮氧化物排放 2000 年全国火电机组氮氧化物排放量约为 469×104t,占全国工业部门氮氧化物排放量的
大气作业(计算题)
2.8燃料油的重量组成为：C86%，H14%。在干空气下燃烧，烟气分析结果（基于 干烟气）为：O21.5%；C O 600×10－6（体积分数）。试计算燃烧过程的空气过剩系数。 以1kg油燃烧计算， C 860g 71.67mol； H 140g 70mol，耗氧 35mol。设生成CO x mol，耗氧0.5x mol，则生成CO 2 （71.67－x）mol，耗 氧（71.67－x）mol。烟气中O 2量 1.5%x 600?10 。 总氧量 1.5%x 600?10?6 +0.5x+(71.67-x)+35=106.67+24.5x, 干空气中N 2：O 2 体积比为3.78：1，则含N 2 3.78×（106.67+2 4.5x）。 根据干烟气量可列出如下方程： 1.5%x 600?10?6+71.67+3.78(106.67+24.5x)=x 600?10?6 解得x=0.306 故CO 2%：71.67?0.306 0.306 600?10?6 ?100%=13.99% N 2%：3.78(24.5?0.306+106.67) 0.306 600?10?6 ?100%=84.62% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩系数α=1+ 1.5?0.5?0.06 0.264?84.62?（1.5?0.5?0.06） =1.07 2.9我国原煤中的平均汞含量约为0.19mg/kg。已知2003年我国燃煤电厂总共消耗7.7*108t原煤，燃煤电厂安装ESP的比例为93%，同时安装ESP和烟气脱硫设备（FGD）的比例为3%。假设汞在煤燃烧过程中全部释放至烟气，ESP的脱汞效率为31%，ESP+FGD的脱汞效率为74%。请估算： （1）2003年我国燃煤电厂的汞排放量是多少？ （93%*7.7*1011*69%+3%*7.7*1011*26%+4%*7.7*1011）*0.19mg=5.27*1011mg （2）ESP和ESP+FGD对我国燃煤电厂汞排放的削减量分别是多少？ ESP:93%*31%*7.7*1011*0.19mg=4.18*1010mg ESP+FGD:3%*74%*7.7*1011*0.19mg=3.25*109mg 6.15电除尘器的集尘效率为95%，某工程师推荐使用一种添加剂以降低集尘板上
美国EPA Method 30B吸附管法燃煤汞监测技术解析
美国EPA Method 30B吸附管法烟气汞分析技术解析 -燃煤电厂烟气汞监测 关键词：燃煤电厂，烟气，汞监测，塞曼效应，30B吸附管法 对烟气中汞的监测主要是采用3种方法,即安大略法(OHM)、30A连续在线监测方法和30 B吸附观法法，3种方法都是用冷蒸汽原子吸收光谱法(CVAAS)分析测定样品中的汞浓度。在对燃煤电厂汞排放进行监控的初期,可以参考现有相关标准，选择操作方便、成本适中、精度较高的30B方法. 30B烟道气汞采样检测系统符合美国活性炭吸附管法US EPA Method 30B烟道气检测方法，该方法先吸附采样，再解吸进行浓度分析，也可测得烟气中排放总 气态汞的浓度和分类汞的浓度，即（Hg0+Hg2+），测量结果比30A法准确。 通过联用热分解技术，应用活性碳管吸附技术（Method30B & APPENDIX K方法）监测燃煤发电厂,废气燃放排放的汞。US EPA有效样品的热分解是引用的空气清净法的附录K、75部分方法。以塞曼效应原子吸收技术用来直接检测汞含量而无需样品前处理。该方法不需任何化学试剂或者气体，并且不产生任何化学废弃物。除了碳吸附管的分析，我们的分析仪还能够直接检测应用“Ontario Hydro”方法处理的灰烬、煤炭和液体样品等。非常适用于燃煤电厂汞减排中各种环节的监测和测试。 汞分析仪应用先进的塞曼原子吸收技术(ZAAS HFM),无需任何化学处理和金汞富集再生等步骤，可直接自动对固体，液体样品和气体样品中汞含量进行高精度测定， 并可以应用控制软件进行有效数据采集和处理。该仪器可连续监测大气和空气中的汞含量，OSH监测，实行室外和室内污染定位、排放汞源鉴定测量，天然碳氢化合物和工业废气中汞监测。分析仪及其附件可以构成一个系统，这使分析仪可以方便的测定废水，自然水和废水，土壤，食品和饲料，生物样品，石油及其加工产品中的汞含量。 30B技术参数和配套方案 30B烟道气汞采样检测系统符合美国活性炭吸附管法US EPA Method 30B烟道气检测方法，该方法先吸附采样，再解吸进行浓度分析，也可测得烟气中排放总
大型燃煤发电厂节能技术监督相关国家和行业技术标准适用范围汇总
大型燃煤发电厂节能技术监督相关国家和行业技术标准适用范围汇总 一、GB 474-2008煤样的制备方法 规定了煤样制备的术语和定义，试样的构成、破碎、混合、缩分和空气干燥，各种煤样的制备及存查煤样。 二、GB 475-2008商品煤样采取方法 规定了商品煤人工采样方法的术语和定义、采样的一般原则和采样精密度、采样方案的建立、采样方法、人工采样工具、煤样的包装和标识以及采样报告。 三、GB 3216-2005回转动力泵水力性能验收试验1级、2级和3级 规定了回转动力泵（离心泵、混流泵和轴流泵，以下简称“泵”）的水力性能验收试验。它适用于任何尺寸的泵和任何性质如同清洁冷水输送液体。本标准既不涉及泵的具体结构细节，也与泵组成件的机械性能无关。 本标准包括两种测量精度等级；1级用于较高的精度，2级用于较低的精度。这些等级包含不同的容差系数值、容许波动值和测量不确定度值。 本标准既适用于不带任何管路附件的泵本身又适用于连接上全部或部分上游和/或下游管路附件的泵组合体。 四、GB/T 7119-2006节水型企业评价导则 标准规定节水型企业和相关术语和定义、计算方法、评价指标体系建立的原则、评价指标体系、考核要求和评价程序。本标准适用于工业企业的节水评价工作。 五、GB/T 10184-2015电站锅炉性能试验规程 本标准规定了燃用煤、油、气（主要指天然气）和生物质燃料的电站锅炉性能试验（包括鉴定试验、验收试验和常规试验）方法。标准适用于蒸汽流量不低于35t/h，蒸气压力不低于3.8MPa，蒸汽温度不低于440℃的电站锅炉；适用于为了其他目的（包括：燃烧调整、燃料变动、设备改进等）进行的锅炉性能试验；燃用其他燃料的电站锅炉性能试验可参照本标准执行。 本标准不适用于核电站蒸汽发生器的性能试验以及余热锅炉、垃圾焚烧锅炉
浅析燃煤电厂烟气汞的排放及控制
浅析燃煤电厂烟气汞的排放及控制 发表时间：2016-09-02T16:57:11.053Z 来源：《基层建设》2015年7期作者：黄志远 [导读] 摘要：排放到环境中的汞会对人类健康和环境造成明显的伤害。 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 510663 摘要：排放到环境中的汞会对人类健康和环境造成明显的伤害。汞进入人体后，可能会造成脑组织的损害，当环境中汞的浓度达到一定的范围时，会造成汞中毒。因此，要对燃煤机组的汞污染进行控制，各国也在针对燃煤机组汞污染的控制进行相关的研究。 关键词：燃煤电厂；烟气汞；排放；控制 一、燃煤电厂烟气汞的排放 赋存在燃煤中的汞经过燃煤电厂的锅炉机组后，开始在炉内高温下，几乎所有的汞会转变为零价汞进入高温的烟气，经过各污染控制设备和其他设施的过程中，由于温度、烟气成分及飞灰等的影响，汞会发生复杂的物理化学变化而转化为不同的形态，最终表现为三种形态：颗粒态汞、氧化态汞以及元素态汞。一般颗粒态汞易于被除尘器收集，氧化态汞易溶于水，易于被WFGD脱除；而元素态汞挥发性高、不溶于水，不溶于酸，很难被除尘器去除。因此，汞的排放形态直接影响汞的脱除效率。 二、燃煤电厂烟气汞形态转化的影响因素 1．在燃煤电厂中，不同形态的汞的含量及比例受到多种因素的综合作用，主要包括煤种、锅炉的燃烧方式及燃烧温度、烟气气氛以及烟气中的HCl和飞灰等。燃煤电厂烟气中的汞含量及形态与燃煤锅炉燃烧的煤种密切相关。研究表明，烟煤燃烧产生的烟气中的汞是以氧化态为主的，亚烟煤燃烧后，烟气中的二价汞含量与零价汞含量相当，褐煤燃烧后烟气中以零价汞为主。 2.锅炉燃烧温度影响汞的形态，在炉膛温度较高时，烟气中零价汞含量较大，大多数的二价汞形成的氧化物不稳定，会发生分解生成单质汞。当烟气温度降低于750K时，烟气中汞元素的主要形态是二价汞。 3.锅炉的燃烧方式不同，会影响煤的燃烧情况，从而影响汞的形态分布，例如，在相同的条件下，循环流化床产生的烟气中的二价汞的比例较大，这与循环流化床的低燃烧温度有关。从燃煤电厂的测试结果发现，使用循环流化床的锅炉排放的烟气飞灰中富集的汞含量较高，这可能是因为循环流化床的燃烧温度较低，形成的飞灰含有较高含量的未燃尽碳，吸附了更多的零价汞。 4.烟气气氛会影响零价汞的氧化作用，由于烟气成分的复杂性，烟气中可能含有促进烟气中的零价汞氧化的物质存在，氧化性的烟气气氛有利于二价汞的形成，相反，还原性的气氛造成了烟气中汞以零价汞为主的结果。 三、燃煤电厂烟气中汞污染控制技术 1．燃烧前脱汞 该方法主要措施是洗煤技术，就是通过一定的物理清洗技术将密度比煤大的含汞化合物分离出来。洗煤技术是在汞的源头上进行汞控制的方法，研究表明，洗煤过程至少能够脱除51%的汞，目前发达国家的原煤入洗率为40%～100%，远高于中国。浮选法也是一种燃烧前脱汞技术，浮选法是将有机浮选及加入粉煤浆液，使得无机的Hg作为浮选废渣而脱除的。 2．燃烧中脱汞 煤燃烧后二价汞的排放浓度与卤素含量有关，因此可以在煤燃烧过程中添加含卤化合物来提高烟气中的二价汞比例，由于二价汞易于去除，因此该法是以中国间接的汞污染控制方法。有人对使用低氯褐煤的烟气汞含量进行中试测试结果表明，向燃煤中添加0.5 mg/g的氯化钙时，排放的烟气中二价汞比例上升50%，零价汞的浓度明显下降。但烟气中卤化物浓度增大后锅炉设备腐蚀速度可能加快。 3．燃烧后脱汞 燃烧后脱汞就是指烟气脱汞，是燃煤电厂的煤经锅炉燃烧之后，对排放的烟气所采取的脱汞措施。基于烟气成分及烟气条件的复杂性，汞在烟气中会以颗粒态汞、氧化态汞以及元素态汞等形式存在，除尘设备能够有效地控制元素态汞，因此烟气中的汞主要以颗粒态汞、氧化态汞的形式存在，美国国家能源部等组织对美国各燃煤电站烟气汞的测试结果表明，不同电站对颗粒态汞和氧化态汞两种形态的汞排放量差别较大，颗粒态汞和氧化态汞在烟气中的含量比例范围分别为6%～60%和40%～94%，而比较难以处理的是颗粒态汞。燃煤电厂的烟气净化设备如除尘器和WFGD能够部分脱除汞，除此之外，还有吸附法、液相氧化吸收法能够进行脱汞，针对零价汞的难于去除特性，还提出了零价汞的催化氧化法等。 （1）吸附法脱汞 吸附法脱汞是向燃煤电厂的ESP或FF的上游喷入活性炭等具有强吸附特性的物质，将烟气中的汞吸附于这些物质表面从而达到有效除汞的目的。用于吸附汞的物质有很多，包括活性炭、飞灰、钙基吸附剂以及新型吸附剂等。 活性炭吸附剂是当前研究的重点之一，活性炭吸附烟气中的汞在垃圾焚烧炉中应用效果很好，国外活性炭也有燃煤电厂采用活性炭吸附脱除烟气中的汞。活性炭对汞的吸附能力受烟气成分、烟气温度和接触时间等影响。普通活性炭吸附容量不大，且接触时间较短，因此对零价汞的吸附作用较差。为提高吸附效率，开始研究改性活性炭进行烟气脱汞，即在活性炭表面注入硫、氯或碘，增加活性炭的吸附性。目前国外已经开发了载溴活性炭吸附剂并进行了现场测试，结果达到了实际应用水平。尽管利用活性炭脱汞效率较高，但投资成本较高，因此活性炭吸附剂用于燃煤电厂烟气脱汞受到了经济上的限制。 与活性炭相比，飞灰易于获得，同时价格低廉，受到人们广泛关注。研究表明，燃煤产生的飞灰可以吸附一部分的气态汞，飞灰的吸附性能与温度、飞灰本 身的特性以及烟气的成分有关，有研究者提出，飞灰中的金属氧化物促进零价汞的催化氧化。 和飞灰类似，钙基类的物质也较容易获得，且是有效的脱硫剂，能够去除烟气中的SO2。因此考虑钙基类物质对烟气汞的脱除研究，美国EPA对此做了相关研究，结果表明，钙基类吸附剂能够有效地吸附烟气中的二价汞，对零价汞的吸附效率较低。同时，有研究者进行钙基吸附剂的模拟实验，结果表明，烟气中的SO2对汞的去除有促进作用。 （2）液相氧化吸收法 由于零价汞与二价汞在水中溶解度的不同，可以在溶液中加入强氧化性的物质，使得不溶于水的零价汞首先被氧化剂氧化为二价汞而被液体吸收。美国的Argonne 国家实验室研究表明：在烟气中不含SO2时，可以采用碘、氯或高氯酸溶液进行零价汞的液相氧化吸收，但
EPA—30A、30B方法在燃煤电厂汞监测中的应用
EPA—30A、30B方法在燃煤电厂汞监测中的应用 本介绍了文我国汞监测技术现状和美国EPA的30A 法和30B 法，在此基础上应用对应方法的设备在上海市某燃煤电厂的废气进行了比对监测，对所得道的数据分析两种方法实际运用的效果初步研究。 标签：燃煤电厂废气汞监测 1背景介绍 燃煤电厂汞排放控制及其危害： 1.1燃煤电厂汞的排放及大气中的汞污染 汞在生态系统中属于非生命必需、高毒的微量重金属元素，是具有持久性、生物累积性和生物扩大作用的有毒污染物，毒害作用表现在阻碍人和动物的正常代谢机能，特别是甲基汞，通过生物体表、呼吸道或经口腔通过肠道吸收，在大脑感觉区、运动区蓄积，造成对神经系统的损害[1，3]，是国际组织及各国政府优先控制的环境污染物，而燃煤电厂是大气中全球汞排放的最大的源[1]。虽然全球原煤中汞的含量仅在0.012～33 mg/kg 范围内，但是由于煤的大量燃烧，全世界每年从燃煤中逸出的汞总量达到3000 t 以上[2]。特别在中国，燃煤释放的汞已成为中国汞污染的主要来源，因此对中国燃煤汞的研究具有重要的理论和现实意义[4]。 1.2燃煤电厂汞的存在形式及污染控制 汞的取样方法与其在烟气中的存在形式有密切关系，不同形态的汞的物理和化学性质差异较大。基于目前的分析手段，将燃煤过程中汞的存在形式分为 3 种：（1）气态零价汞，又称气态元素汞或气态单质汞，表示为HgO，其化学性质不活泼，并且难溶于水;（2）气态二价汞，又称“气态氧化汞”，以HgCl2为主，表示为Hg2+，具有水溶性;（3）颗粒吸附汞（不区分价态），表示为Hgp，因其与颗粒物结合，故常利用过滤法或扩散管法将其分离[5]。 目前燃煤电厂汞监测方法主要为EPA 的Ontario-Hydro 手动监测方法（OH 法）[6] ，具有高灵敏度（<0.5μg /m3 ），是现阶段唯一的标准方法。连续排放监测（CEMS、SCEM）方法也逐渐被开发并使用，汞的连续排放监测是一项相对较新的技术，目前只在几个欧洲国家和美国应用。 控制汞排放力度最大的新努力是环境保护部和国家质量监督检验检疫总局于2011年7月29日发布的新《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中，首次包括了燃煤锅炉烟气中汞及其化合物的排放标准。确定的排放限值为0.03 mg/m3，该标准于2015年1月1日起实施。这表明中国对汞排放的管理有了新的突破，应对态度更加积极，燃煤汞污染的控制已经提上了行动日程，今后