脱硫除尘课件(1~3章)

第一章 燃煤及污染物,本章重点： 1熟悉我国是煤炭大国，是世界上煤炭最大的生产国和消费国，我国的能源结构是以煤为主； 2. 了解煤炭在燃烧过程中产生主要污染物，目前受到排放限制的污染物主要是：烟尘、二氧化硫、氮氧化物、林格曼黑度等； 3. 二氧化硫和氮氧化物共同形成酸雨，给环境带来很大的危害。,第一章 燃煤及污染物,我国是世界上煤炭最大的生产国和消费国，我国的能源结构以煤为主。,我国是煤炭大国,煤炭资源总量约40O0亿吨,其中烟煤占70%以上,褐煤和无烟煤各占14%。,第一节 我国的能源结构,煤炭现主要用于电力、钢铁、化工、水泥建材及民用燃料，其中电厂锅炉及工业锅炉耗煤占70%，尤其是火电厂是我国最大的耗煤行业，其耗煤占全国耗煤量的50%-65%。,第一章 燃煤及污染物,热电厂燃煤型污染,第二节 燃煤产生的主要污染物,我国的大气污染情况,1997年我国能源消费结构,我国煤炭消耗与部分污染物排放,年份 煤炭消耗 污染物排放 （亿吨） （万吨） 2000年 12.45 1995 二氧化硫 2003年 16 2158.7 二氧化硫 1048.7 烟尘 1500 氮氧化合物,全国工业SO2、烟尘、粉尘排放量比较,2003年大气污染物排放总量又有所上升,2003年二氧化硫排放总量2220万吨，超环境容量80%,万吨,火力发电,火电厂是我国控制酸雨和空气污染的关键行业（2003年数据）,项目 总量 火电 装机容量（亿千瓦） 3.84 2.86（74.3） 发电量 （亿千瓦时） 19080 15800（82.8） 原煤消耗 （亿吨） 16 9 （56.3） 二氧化硫排放（万吨） 2158.7（工业）1331.9 （61.7） 烟尘排放（万吨） 1048.7 （工业） 486.6 （46.4）,燃煤产生的主要污染物,燃煤产生的主要污染物有烟尘、SO2、NOX和碳氧化物。目前受到排放限制的污染物是烟尘、SO2、NOX。 一、烟尘 是指冶金过程或燃烧过程中所形成的固体微粒。 二、二氧化硫 SO2是一种无色的具有刺激性的气体,低浓度时对人体的危害主要表现为潜在性的,造成支气管炎、哮喘病、肺病等。 SO2使农作物和植物逐步枯萎造成早期落叶。 SO2易溶于水，形成的酸雨使水体酸化，使土壤发生变化造成水生动植物死亡,造成森林大面积退化枯死。,三、氮氧化物（NOx） 主要是NO和NO2，来自矿物燃料燃烧和化工厂及金属冶炼厂排放的废气。 NOx和SO2共同形成酸雨,给环境带来极大的危害。 危害：NO和血红蛋白结合比CO亲合力大数百倍; NO2则具有腐蚀性和刺激作用，能损害农作物； 引起呼吸道疾病； 形成光化学烟雾和酸雨的主要因素。,四、硫酸雾和硫酸尘 硫酸烟雾：大气中的SO2等硫化物，在有水雾、含有重金属的飘尘或氮氧化物存大时，发生一系列化学或光化学反应而生成硫酸盐或硫酸盐气溶胶。 硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要比SO2气体强烈得多。 1952.12.58，英国伦敦烟雾事件。,据事后统计，在烟雾期间4天中死亡人数较常年同期约多4000人。45岁以上的死亡最多，约为平时的3倍；1岁以下的儿童死亡数，约为平时的2倍。事件发生的一周中因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡，分别为事件发生前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道病患者死亡率均有成倍增加。,第二章 燃煤工业锅炉概述,本章重点： 1熟悉锅炉主要分为几大类，工业锅炉和电厂锅炉的划分；了解锅炉出力、锅炉压力的含义； 2熟悉锅炉结构的一般要求； 3了解锅炉烟气量、过量空气系数的定义，过量空气系数的计算；过量空气系数 21 /(21-O2实测值) 4了解工业锅炉产品型号的表示方法。,锅炉是一种能量转换设备，把燃料中的化学能通过燃烧转换为热能，加热给水，从而产生一定温度和压力的蒸汽或热水。 锅炉：包括“锅”、“炉”和“附属设备、附件与仪表”三大部分。 锅盛装水和气并承受压力的部分； 炉燃料与空气发生化学反应产生高温火焰和烟气的部分； 附属设备、附件及仪表保证锅炉正常运行。,第一节 锅炉简介,按用途、烟气的流动、燃料、出厂形式、输出介质、水循环方式、吨位、压力、燃烧方式、通风方式、安装方式分类。,第二节 锅炉的分类,锅炉常用物理量和状态指标 锅炉在燃烧和传热过程中状况是由各种物理量来表示。 （1）锅炉出力 对于热水炉来讲就是锅炉生产热水放出的热量，单位为kJh；采用法定计量单位制后，热水锅炉的出力，改用热功率表示，单位为MW/h。 （2）压力 帕斯卡，符号是“Pa”，锅炉常以MPa为单位。 锅炉的压力由于水受热汽化为蒸汽后体积膨胀所导致。 大气压力，符号为“atm”； 表压力是指压力表上的数值，是容器内压力高于或低于大气压的部分； 绝对压力指实际压力，数值等于表压力加大气压力。 （3）温度 热力学温度，符号是“K”；摄氏温度，符号是“”；华氏温度，符号是“F”。,第三节 锅炉结构,锅炉的结构是根据所要求的蒸发量或热功量、工作压力、蒸汽温度或额定进出口水温，以及燃料特性和燃烧方式等参数，并遵循蒸汽锅炉安全技术监察规程、热水锅炉安全技术监察规程及锅炉受压元件强度计算标准等有关规定确定的。 一台合格的锅炉，不论属于那种形式，都应满足“安全运行，高效低耗，消烟除尘，保产保暖”的基本要求。,一、锅炉结构的一般要求,二、立式横水管锅炉,这种锅炉的结构主要是由锅壳、炉胆、封头、炉胆顶、横水管和冲天管等部件组成，这种锅炉是立式锅炉中最简单的一种。,三、立式直水管锅炉,立式直水管锅炉的结构由封头、上锅壳、上管板,直水管、下降管、下管板、下锅壳、炉胆、炉胆顶、喉管、U形下脚等受压部件组成，这种锅炉的工作压力一般是0.78MPa。这种锅炉的型号为LSG。,四、卧式蜗壳锅炉,卧式锅壳锅炉是工业锅炉中数量较多的一种锅炉,我国的卧式锅壳锅炉蒸发量一般不超过4t/h(也有6t/h的),工作压力不超过1.27MPa。,五、水管锅炉,水管锅炉是工业锅炉中的一个大类,虽然从数量上水管锅炉要比锅壳锅炉少得多,甚至比卧式锅壳锅也要少很多,但是水管锅炉的平均蒸发量要比锅壳锅炉大,因此这种锅炉的总容量在工业锅炉中的比重要比其他锅炉大,国内常见的水管锅炉有双锅筒横置弯水管锅炉、双锅筒纵置弯水管锅炉、单锅筒纵置弯锅炉。,六、锅炉附属设备及系统,锅炉附属设备是指在锅炉本体受压部件和燃烧设各以外,保证锅炉正常运行所必需的设备,包括运煤设各、给水设各、通风设各、除渣设备、除尘设备、水处理设各和其他附属设备等。,第四节 锅炉烟气的基础知识,一、气体温度 气体温度是表示气体冷热程度的物理量。 二、气体的湿度 气体的湿度是表示气体中含有水蒸气的多少,即含湿程度 三、燃煤锅炉的烟气及烟气量 正常运行的锅炉由烟道排出的空气、烟尘及其他各种气体组成的混合气体称为烟气。 1.锅炉烟气量 2.烟气排放量 3.标准状态下烟气量 4.漏风量 5.漏风率 6.过量空气系数 四、初始烟尘(SO2)浓度和排放烟尘(SO2)浓度,第五节 锅炉型号,工业锅炉锅炉型号反映了锅炉的某些基本特征,根据JB/T 1626工业锅炉产品型号编制方法,我国国产工业锅炉型号由三部分组成,各部分用短横线相连。 第一部分分三段,分别表示锅炉型号(用汉语拼音字母代号,见表1-6),燃烧方式(用汉语拼音字母代号,见表1-7),蒸发量(用阿拉伯数字表示,单位为t/h,热水锅炉为供热量,单位为MW,余热锅炉以受热面表示,单位为m2)。,第三章 燃煤电厂锅炉概述,1熟悉电厂锅炉在火力发电厂中的地位及作用； 2锅炉的构成，了解锅炉参数及型号； 3熟悉电厂锅炉的分类； 4了解锅炉燃烧特点、燃烧条件等； 5了解煤的工业分析和元素分析，煤的主要特性， 几种主要动力煤的特点。,第一节 锅炉设备的作用及构成,一、锅炉在火力发电厂中的地位及作用 火力发电厂的三大主机是锅炉、汽轮机、发电机。 火力发电过程是一个能量转化的过程。燃料在锅炉内燃烧,产生高温高压蒸汽,蒸汽在汽轮机内膨胀做功,推动汽轮机旋转,汽轮机再带动发电机发电。 二、锅炉设备的构成 火力发电厂锅炉是一个庞大而又复杂的设各,它由锅炉本体钢架、汽水系统、燃烧系统、辅机等主要系统及附件设各组成。,第一节 锅炉设备的作用及构成,三、锅炉的参数及型号 1. 锅炉参数 锅炉参数是用来简要说明锅炉的特征值,主要有:锅炉容量,蒸汽参数。 2.锅炉型号的表示方法 锅炉型号反映了锅炉的某些基本特征,根据JB/T1617电站锅炉产品型号编制方法,我国国产锅炉目前采用三组或四组字码表示其型号。,第二节 锅炉的类别,一、按所用燃料或能源分类 电厂锅炉常用的燃料是煤、油和气,故锅炉有燃煤炉和燃油炉、燃气炉之分。由于油的成本高、综合利用价值大,燃油炉已逐步减少,电厂常用的是燃煤锅炉。 1.固体燃料锅炉 2.液体燃料锅炉 3.气体燃料锅炉 4.原子能锅炉 5.其它能源锅炉。 二、按工质在锅炉内的流动方式分类 工质是指在汽、水系统内用来吸热、携带热量、放热以完成物理热过程的工作介质,即指水和蒸汽。按照工质在锅炉内部不同的流动方式,可分为： 1.自然循环锅炉 2.多次强制循环汽包锅炉 3.直流锅炉 4.复合循环锅炉和低倍率循环锅,第二节 锅炉的类别,三、按排渣方式分类 1.固态排渣锅炉 2.液态排渣锅炉 四、按燃烧方式分类 1.室燃炉:锅炉燃料主要在炉膛空间悬浮燃烧。 2.旋风炉:送人炉排的空气流速较高,使大煤粒在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧,小煤粒随空气上升并燃烧。,第三节 锅炉燃烧理论基础,一、锅炉燃烧特点 所谓燃烧一般指燃料中的可燃质与空气中的氧进行发光、放热的化学反应。 大型燃煤锅炉的燃烧特点是将煤粉用热风输至燃烧器吹人炉膛与二次风混合作悬浮燃烧，且锅炉的炉膛具有较大的空间，煤粉在此空间内悬浮燃烧，炉膛周围墙壁上布置有密集排列的水冷壁管，管内有水和蒸汽流过，既能吸收炉膛的辐射热，又能保护炉墙不致被烧坏。 二、煤粉的燃烧阶段 1.着火前的准各阶段 2,燃烧阶段,第三节 锅炉燃烧理论基础,三、燃烧条件 煤粉在炉膛内燃烧,既要燃烧稳定,又要有较高的效率。要做到燃料完全燃烧必须具各下列四个条件,称燃烧四要素。 1.炉膛内维持足够高的温度 2.供给适当的空气 3,燃料与空气的良好混合 4.要有足够的燃烧时间,第四节 煤的组成及其性质,一、元素分析和工业分析 煤是包括有机成分和无机成分等物质的混合物,其分子结构十分复杂。为了实用方便,都通过元素分析和工业分析来确定各种物质的百分含量。 二、煤的成分 为了进行燃料的燃烧计算并了解煤的某些特性,常将燃料的成分分为碳(C)、氢(H)、氧(o)、氮(N)、硫(s)、水分(M)和灰分(A)。 1.碳 碳是煤中含量最多的可燃元素。 2.氢 氢是煤中发热量最高的元素。 3.氧和氮 氧和氮是煤的有机物中的不可燃成分。,第四节 煤的组成及其性质,三、煤的工业分析成分 燃料的元素分析是比较复杂的,所以火电厂常采用工业分析法。按规定的条件将煤样进行干燥、加热或燃烧,以测定煤中的水分、挥发分、固定碳和灰分。通过工业分析,能了解煤在燃烧时的某些特性,并指导制定运行调整方案。 四、煤的主要特性 1,发热量 单位质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量称为燃料的发热量,其单位为kJ/kg(固体燃料、液体燃料)或者kJ/m3(气体燃料)。发热量是动力用煤最重要的特性,它决定煤的价值,也是进行热效率计算不可缺少的参数。 燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量。高位发热量是指1kg燃料完全燃烧时放出的全部热量;低位发热量则需从燃料高位发热量中扣除燃料燃烧过程中氢燃烧生成的水和燃烧带的水分汽化的吸热量, 锅炉技术中常采用低位发热量。,