火电厂污染防治可行技术指南(HJ 2301-2017).pdf
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1、中 华 人 民 共 和 国 国 家 环 境 保 护 标 准中 华 人 民 共 和 国 国 家 环 境 保 护 标 准HJHJ 2301-20172301-2017火电厂污染防治可行技术指南Guideline on available technologies of pollution preventionand control for thermal power plant(发布稿)本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。2017-05-21 发布2017-06-01 实施环境保护部环境保护部发 布HJ 2301-2017i目次前前言言.ii1适用范围.12规范性引用文
2、件.13术语和定义.14工艺过程污染防治技术.15烟气污染防治技术.26烟气超低排放技术路线.177水污染防治技术.218噪声治理技术.239固体废物综合利用及处置技术.25ii前前言言为贯彻执行中华人民共和国环境保护法等法律法规,防治环境污染,完善环境保护技术与管理工作,制定本标准。本标准明确了火电厂工艺过程污染、烟气污染与水污染等防治技术,以及噪声治理技术和固体废物综合利用及处置技术。本标准为指导性文件。本标准为首次发布。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准起草单位:国电环境保护研究院、中国电力工程顾问集团有限公司、浙江大学、福建龙净环保股份有限公司、浙江菲达环保科技股份有限公司、
3、北京国电龙源环保工程有限公司、北京清新环境技术股份有限公司、环境保护部环境工程评估中心、北京市劳动保护科学研究所。本标准环境保护部2017年5月21日批准。本标准自2017年6月1日起实施。本标准由环境保护部解释。HJ 2301-20171火电厂污染防治可行技术指南1适用范围本标准明确了火电厂污染防治可行技术及最佳可行技术。本标准适用于 GB 13223 中规定的火电企业,其中烟气污染防治技术以 100MW 及以上的燃煤电厂烟气治理为重点。2规范性引用文件本标准引用下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB 252普通柴油GB 5085危险废物鉴别标准GB 13
4、223火电厂大气污染物排放标准GB 18598危险废物安全填埋污染控制标准GB 18599一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准GB 50016建筑设计防火规范GB 50192河港工程设计规范GB 50660大中型火力发电厂设计规范DL/T 1493燃煤电厂超净电袋复合除尘器HJ 562火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法HJ 563火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性非催化还原法HJ 2040火电厂烟气治理设施运行管理技术规范JB/T 11829燃煤电厂用电袋复合除尘器JTJ 211海港总平面设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1标准状态standard condit
5、ion温度为 273K、压力为 101325Pa 时的状态,简称“标态”。本标准涉及的大气污染物浓度,如无特别说明,均以标态下的干烟气、氧含量 6%为基准。3.2达标可行技术available technology针对火电厂生产全过程可能产生的污染,在国内火电厂得到应用的达到国家污染物排放(控制)标准要求的污染防治技术及二次污染防治技术,简称“可行技术”。3.3最佳可行技术best available technology在达标可行技术中,综合考虑环境、能源、经济等因素下,可以获得的能达到最大减排量的技术。3.4颗粒物particulate matter悬浮于排放烟气中的固体和液体颗粒状物质,
6、包括除尘器未能完全收集的烟尘颗粒及烟气脱硫、脱硝过程中产生的次生颗粒物。3.5超低排放ultra-low emission燃煤电厂排放烟气中颗粒物、SO2、NOX浓度分别不高于 10 mg/m3、35 mg/m3、50 mg/m3。4工艺过程污染防治技术4.1 煤炭装卸、输送与贮存的扬尘防治技术4.1.1 燃煤电厂煤炭装卸、输送与贮存设施的设计应按 GB 50660 的要求进行。4.1.2 燃煤电厂煤炭的装卸应当采取封闭、喷淋等方式防治扬尘污染。水路来煤时,专用卸煤码头的设计应符合JTJ 211和GB 50192的环保要求,卸船机械宜采用桥式抓斗绳索牵引式卸船机、封闭式螺2旋卸船机。汽车来煤时
7、,受煤站宜采用缝式煤槽卸煤装置,除汽车进、出端外应采取封闭措施。铁路来煤时,卸煤设施除火车进、出端外应采取封闭措施。4.1.3 厂内煤炭输送过程中,输煤栈桥、输煤转运站应采用密闭措施,也可采用圆管带式输送机,并根据需要配置除尘器。除尘器可根据煤炭挥发份的实际情况选择袋式除尘器或干式电除尘器以及冲击式、水激式、文丘里式等湿法除尘器与湿式电除尘器的组合,见表 1。湿式除尘所产生的含煤废水需进行处理。4.1.4 厂内煤炭贮存宜采取封闭式煤场。封闭式煤场可以采用条形封闭煤场、圆形封闭煤场、筒仓式煤场等。煤场内应设喷水装置,防止煤堆自燃。不能封闭的煤场可考虑采用防风抑尘网,风力四级以上天气情况下,防风抑
8、尘网的减风率应大于 60%。贮煤场应根据环保要求、气候特征、储煤量大小等因素选择适宜的扬尘防治措施,见表 1。表 1 煤炭装卸、贮存与输送过程扬尘防治可行技术扬尘防治环节可行技术适用性煤炭装卸作业过程扬尘防治(1)封闭式螺旋卸船机、桥式抓斗绳索牵引式卸船机水路来煤(2)缝式煤槽卸煤装置,两侧封闭汽车来煤(3)卸煤设施除进、出端外应采取封闭措施铁路来煤厂内煤炭输送作业过程扬尘防治(1)圆管带式输送机或封闭输煤栈桥适用于所有电厂煤炭输送(2)转运站配袋式除尘器适用于各种煤质(3)转运站配静电除尘器适用于低挥发份煤(4)转运站采用湿式除尘器与湿式电除尘器的组合适用于各种煤质,环境较敏感地区厂内贮煤场
9、扬尘防治(1)露天煤场设喷洒装置、干煤棚,周边进行绿化适用于南方多雨、潮湿的地区且周围无环境敏感目标的现有煤场(2)露天煤场设喷洒装置与防风抑尘网组合适用于不能封闭的煤场(3)储煤筒仓配置库顶式除尘器适用于贮煤量较小、配煤要求高的电厂(4)封闭式煤场设置喷洒装置适用于能够封闭的煤场4.2脱硫剂装卸、输送与贮存的扬尘防治技术4.2.1 常用脱硫剂为石灰或石灰石粉。4.2.2 装卸作业扬尘防治宜采用密闭罐车配置卸载设备,如罗茨风机。4.2.3 运输扬尘防治应采用密闭罐车。4.2.4 贮存扬尘防治应采用筒仓贮存配袋式除尘器,受料时排气中粉尘的分离与收集也应采用袋式除尘器。4.3灰场扬尘防治技术4.3
10、.1 电厂灰场应分块使用,尽量减小作业面。4.3.2 对于干灰场,调湿灰通过自卸密封车运至灰场,及时铺平、洒水、碾压,风速较大时应暂停作业,必要时可进行覆盖。4.3.3 对于水灰场,应保证灰场表面覆水。4.4液氨、氨水装卸、输送与贮存污染防治技术4.4.1 液氨、氨水的选择与设计应符合 GB 50660 的要求。4.4.2 液氨、氨水的装卸、运输、贮存应符合 HJ 562 及 HJ 563 的要求。4.4.3 液氨贮罐区属于火灾危险性乙类场所,与建筑物的防火间距应符合 GB 50016 的要求。5烟气污染防治技术5.1 一般规定5.1.1 烟气污染防治主要采用烟气除尘、脱硫、低氮燃烧与烟气脱硝
11、、汞污染防治等技术。5.1.2 燃煤电厂除尘、脱硫和脱硝等环保设施对汞的脱除效果明显,大部分电厂都可以达标。对于个别燃烧高汞煤、汞排放超标的电厂,可以采用单项脱汞技术。5.1.3 应从锅炉点火方式、入炉煤的配比、锅炉送风送料及升降负荷速率的控制、烟气治理设施的运行条件等方面,尽可能减少机组启停时烟气污染物的产生与排放。5.1.4 锅炉启动时应使用等离子点火或清洁燃料(如天然气、GB 252-2015 中规定的普通柴油)进行点火,一旦开始投入煤粉进行燃烧,除干法烟气脱硫和选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝以外的所有烟气治理设施必须运行。HJ 2301-201735.1.5 锅炉停机阶段必须保证所
12、有烟气治理设施正常运行。炉内停止投入煤粉等燃料后,在保证机组操作和安全的前提下,仍可运行的烟气治理设施应继续运行。5.1.6 烟气污染防治设施运行管理按 HJ 2040 执行。5.2 烟气除尘技术5.2.1 一般规定5.2.1.1 燃煤电厂烟气除尘主要采用电除尘、电袋复合除尘和袋式除尘技术。5.2.1.2 除尘技术应根据环保要求、燃煤性质、飞灰性质、现场条件、电厂规模和锅炉类型等进行选择。5.2.2 电除尘技术5.2.2.1 技术原理a)电除尘技术是在高压电场内,使悬浮于烟气中的烟尘或颗粒物受到气体电离的作用而荷电,荷电颗粒在电场力的作用下,向极性相反的电极运动,并吸附在电极上,通过振打、水膜
13、清除等使其从电极表面脱落,实现除尘的全过程。依据电极表面灰的清除是否用水,分为干式电除尘和湿式电除尘。干式电除尘常被称作电除尘,湿式电除尘常被称作湿电。b)为电除尘器供电的电源主要有高频电源、三相电源、恒流电源、脉冲电源和工频电源等。5.2.2.2 技术特点及适用性a)技术特点电除尘技术具有除尘效率高、适用范围广、运行费用较低、使用维护方便、无二次污染等优点,但其除尘效率受煤、灰成分等影响较大,且占地面积较大。b)技术适用性电除尘技术适用于工况比电阻在 1104cm11011cm 范围内的烟尘去除,可在范围很宽的温度、压力和烟尘浓度条件下运行。c)影响性能的主要因素影响电除尘器性能的主要因素有
14、工况条件、电除尘器的技术状况和运行条件。d)污染物排放与能耗电除尘器除尘效率为 99.20%99.85%,出口烟尘浓度可达到 20mg/m3以下,其能耗主要为电耗。电除尘器使用高频、脉冲等新型电源供电,与使用工频电源供电相比,可减少污染物排放或在同等除尘效率下实现节能。e)存在的主要问题常规电除尘技术存在高比电阻粉尘引起的反电晕、振打引起的二次扬尘及微细烟尘荷电不充分等导致除尘效率下降的问题。5.2.2.3 技术发展与应用a)低低温电除尘技术低低温电除尘技术是通过烟气冷却器降低电除尘器入口烟气温度至酸露点以下的电除尘技术。烟尘工况比电阻大幅下降,烟气流量减小,可实现较高的除尘效率;同时,烟气中
15、气态 SO3将冷凝成液态的硫酸雾,通过烟气中烟尘吸附及化学反应,可去除烟气中大部分 SO3;在达到相同除尘效率前提下,与常规干式电除尘器相比,低低温电除尘器的电场数量可减少,流通面积可减小,运行功耗降低,节能效果明显。但烟尘比电阻降低会削弱捕集到阳极板上烟尘的静电黏附力,从而导致二次扬尘有所增加。低低温电除尘器适用于灰硫比大于 100 的烟气条件,灰硫比是指低温省煤器(烟气冷却器)入口烟气中烟尘质量浓度与 SO3质量浓度之比。b)湿式电除尘技术湿式电除尘技术是用水膜清除吸附在电极上的颗粒物。根据阳极板的形状,湿式电除尘器分为板式和管式等,应用较多的是管式中的蜂窝式与板式。湿式电除尘器安装在脱硫
16、设备后,可有效去除烟尘及湿法脱硫产生的次生颗粒物,并能协同脱除 SO3、汞及其化合物等。影响湿式电除尘器性能的主要因素有湿式电除尘器的结构型式、入口浓度、粒径分布、气流分布、除尘器技术状况和冲洗水量。湿式电除尘器除电耗外,还有水耗、碱耗,外排废水宜统筹考虑作为湿法脱硫系统补充水。c)高频电源技术高频电源是应用高频开关技术,将工频三相交流电源经整流、高频逆变、升压、二次整流输出直流负高压的高压供电电源。4高频电源在纯直流供电方式下,烟尘排放可降低 30%50%;高频电源在间歇脉冲供电方式下,可节能 50%70%;高频电源控制方式灵活,其本身效率和功率因数较高,均可达 0.95;还具有重量轻、体积
17、小、结构紧凑、三相平衡等特点,在燃煤电厂得到了广泛的应用。d)脉冲电源技术脉冲电源是电除尘配套使用的新型高压电源,通常由一个直流高压单元和一个脉冲单元叠加组成,直流高压单元可采用工频电源、三相电源、高频电源。脉冲电源可较大幅度地提高电场峰值电压,脉冲电压宽度一般为 120s 及以下。脉冲电源在提高电场电压的同时可保持较低的平均直流电流,抑制反电晕的发生,因此能提高除尘效率;脉冲高压、脉冲重复频率等参数单独可调,对不同工况的粉尘变化具有良好的适应性。同等工况下,与工频电源相比,可减少烟尘排放 50%以上,降低能耗 30%70%,已有多个电厂成功应用。e)移动电极、离线振打等清灰技术移动电极是改变
18、传统的振打清灰为清灰刷清灰,可避免反电晕现象并最大限度地减少了二次扬尘,增大了粉尘驱进速度,可提高除尘效率,但其对设备的设计、制造、安装工艺要求较高。离线振打清灰是将需要清灰的烟气通道出口或进、出口烟气档板关闭,并停止供电,进行振打清灰,大幅减少清灰过程中的二次扬尘。档板关闭会影响电除尘器本体内的流场,需通过风量调整装置来防止流场恶化。一般在电除尘器末电场使用,已有多个电厂成功应用。f)机电多复式双区电除尘技术 机电多复式双区电除尘技术是荷电区与收尘区交替布置,荷电区与收尘区分别供电的电除尘技术。荷电区由放电能力强的极配形式构成,布置在收尘区的前端;收尘区由数根圆管组合的辅助电晕极与阳极板配对
19、,运行电压高,场强均匀,电晕电流小,能有效抑制反电晕。由于圆管电晕极的表面积大,可捕集正离子粉尘,从而达到节电和提高除尘效率的目的。一般布置于末电场,单室应用时需增加一套高压设备。g)电凝聚技术电凝聚技术是通过双极荷电及扰流聚合实现细颗粒的有效凝聚,形成大颗粒后被电除尘器有效收集,是减少细颗粒物排放的电除尘器增效技术,压力降小于 250 Pa。5.2.2.4 主要工艺参数及效果a)干式电除尘器干式电除尘器的主要工艺参数及效果见表 2。干式电除尘器对煤种的除尘难易性评价方法见表3。表 2干式电除尘器的主要工艺参数及效果项 目单 位主要工艺参数及效果入口烟气温度干式电除尘器(无)低低温电除尘器(9
20、05)同极间距mm300500烟气流速m/s0.81.2气流分布均匀性相对均方根差-0.25灰硫比-100(低低温电除尘器)压力降Pa250流量分配极限偏差%5漏风率%3(电除尘器、300 MW 级及以下的低低温电除尘器)2(300 MW 级以上的低低温电除尘器)除尘效率%99.2099.85(电除尘器)99.2099.90(低低温电除尘器)常规电除尘器比集尘面积m2/(m3/s)100(D1)110(D1)130(D1)120(D2)140(D2)-140(D3)-低低温电除尘器比集尘面积m2/(m3/s)80(D1)95(D1)110(D1)90(D2)105(D2)120(D2)HJ 2
21、301-20175项 目单 位主要工艺参数及效果100(D3)115(D3)130(D3)出口烟尘浓度mg/m350 mg/m330 mg/m320 mg/m3注:D1、D2、D3 为入口含尘浓度不大于 30 g/m3时电除尘器对煤种的除尘难易性为较易、一般、较难(评价方法见表 3)时的比集尘面积。当入口含尘浓度大于 30 g/m3时,表中比集尘面积酌情增加 5 m2/(m3/s)15 m2/(m3/s)。表 3电除尘器对煤种的除尘难易性评价方法除尘难易性煤、飞灰主要成分重量百分比含量所满足的条件(满足其中一条即可)较易a)Na2O0.3%,且 Sar1%,且(Al2O3+SiO2)80%,同
22、时 Al2O340%;b)Na2O1%,且 Sar0.3%,且(Al2O3+SiO2)80%,同时 Al2O340%;c)Na2O0.4%,且 Sar0.4%,且(Al2O3+SiO2)80%,同时 Al2O340%;d)Na2O0.4%,且 Sar1%,且(Al2O3+SiO2)90%,同时 Al2O340%;e)Na2O1%,且 Sar0.4%,且(Al2O3+SiO2)90%,同时 Al2O340%。一般a)Na2O1%,且 Sar0.45%,且 85%(Al2O3+SiO2)90%,同时 Al2O340%;b)0.1%Na2O0.4%,且 Sar1%,且 85%(Al2O3+SiO2)
23、90%,同时 Al2O340%;c)0.4%Na2O0.8%,且 0.45%Sar0.9%,且 80%(Al2O3+SiO2)90%,同时 Al2O340%;d)0.3%Na2O0.7%,且 0.1%Sar0.3%,且 80%(Al2O3+SiO2)90%,同时 Al2O340%。较难a)Na2O0.2%,且 Sar1.4%,同时(Al2O3+SiO2)75%;b)Na2O0.4%,且 Sar1%,同时(Al2O3+SiO2)90%;c)Na2O0.4%,且 Sar0.6%,同时(Al2O3+SiO2)80%。注:Sar指煤收到基中含硫量,氧化物指飞灰(烟尘)中的成份。b)湿式电除尘器湿式电除
24、尘器的主要工艺参数及效果见表 4。湿式电除尘器出口颗粒物浓度取决于入口的颗粒物浓度以及湿式电除尘器的具体参数。表 4湿式电除尘器的主要工艺参数及效果项目单位主要工艺参数及效果入口烟气温度60(饱和烟气)比集尘面积m2/(m3/s)720(板式)1225(蜂窝式)同极间距mm250400烟气流速m/s3.5(板式)3.0(蜂窝式)气流分布均匀性相对均方根差-0.2压力降Pa250(板式)300(蜂窝式)流量分配极限偏差%5出口颗粒物浓度mg/m310或5除尘效率%70905.2.3 电袋复合除尘技术5.2.3.1技术原理a)电袋复合除尘技术是电除尘与袋式除尘有机结合的一种复合除尘技术,利用前级电
25、场收集大部分烟尘,同时使烟尘荷电,利用后级袋区过滤拦截剩余的烟尘,实现烟气净化。b)电袋复合除尘器按照结构型式可分为一体式电袋复合除尘器、分体式电袋复合除尘器和嵌入式电袋复合除尘器。其中,一体式电袋复合除尘器技术最为成熟,应用最为广泛。5.2.3.2技术特点及适用性a)技术特点电袋复合除尘器具有长期稳定低排放、运行阻力低、滤袋使用寿命长、运行维护费用低、占地面积小、适用范围广的特点。b)技术适用性电袋复合除尘技术适用于国内大多数燃煤机组燃用的煤种,特别是高硅、高铝、高灰分、高比6电阻、低硫、低钠、低含湿量的煤种。该技术的除尘效率不受煤质、烟气工况变化的影响,排放长期稳定可靠,尤其适用于排放要求
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