火电厂污染物传输与扩散毕业实习报告

毕 业 实 习 报 告

学 院：机械与动力工程 指导老师：朱贞卫 班 级：热能06-3 姓 名：余建平 学 号：310604030327

目录

前言……………………………………………………………………1

第一章 电厂概况……………………………………………………..6

第二章 火力发电厂环境污染物……………………………………10

第三章 火力发电厂主要污染物治理技术…………………………15

第四章 实习心得和体会……………………………………………31

前

言

从3月15号开始,我在新疆电力建设公司进行了为期一个月的实习。先后参观了新疆电建的各个火电建设项目部，包括独山子项目部、中泰华泰项目部、神华米东项目部以及乌苏项目部，中间还去了公司位于布尔津的变电站。本次实习的任务是熟悉热能与动力工程专业相关设备，主要是火力发电厂的主要热力系统及其布置。让我在短暂的实习期间，切实对火力发电厂主要生产设备的基本结构、工作原理及性能等有一个系统、全面的了解，并为后续专业课程的设计提供必要的感性认识和基础知识。通过这次实习，使我对火力发电有了更深入的了解，使我对新疆有了更新的认识。对以后更好地投身于新疆的电力建设，一定会有很大的帮助。

新疆电力建设公司隶属于国家电网新疆电力公司，成立于1956年，属国有企业性质。是由国家建设部审定认证的电力工程施工总承包壹级（含送变电）；房屋建筑工程施工总承包贰级；市政公用工程施工总承包贰级；钢结构工程专业承包贰级；起重设备安装工程专业承包贰级；消防设施工程专业承包叁级；火电工程类调试乙级；大件运输甲级企业。2002年取得中华人民共和国进出口企业资格证书，具有承包境外火电工程及境内国际招标工程；上述工程所需的设备、材料出口；对外派遣实施上述境外工程所需的劳务人员资格。1999年取得ISO-9002质量体系认证证书，并获得ISO-14000环境管理体系、OHSAS-18000职业健康安全管理体系认证。

公司主要从事各类电厂整体建筑、安装、调试；工业民用散装锅炉安装；GA1级+GB类+GC1级压力管道安装、风力电站、太阳能电站、核电站常规岛和

辅助生产设备安装；各种电压等级的送变电线路和变电站整体施工；石油、化工及其它工业设备安装；汽车运输、维修工程吊装业务；大型吊装机械租赁；安装维修各种吨位桥式、塔式起重机及给类电梯；设备防腐及金属制造加工；电力技术咨询、焊接、起重等特殊工种培训。

公司技术力量雄厚，技术装备精良，检测设备完善，工种配套齐全。拥有上亿固定资产。公司组建53年来，足迹遍布天山南北160万平方公里，承担火力发电厂90%的安装和施工总承包。自2002年走出新疆，在内地多个省份（江苏、山东、湖南、甘肃、河南、青海、内蒙古）开拓市场。同时公司跨出国门，在苏丹、塔吉克斯坦、吉尔吉斯留下新疆电建的足迹。

公司以“努力超越、追求卓越”的企业精神，贯彻“严格执行国家法律。持续改进管理体系，控制工程施工风险，努力创建精品工程，节能降耗保护环境，不断追求顾客满意”的质量方针，以顾客为关注焦点，立足新疆，面向全国，开拓国际市场。在国务院发展研究中心、建设部、管理世界中国评价中心公布的年度中国500家最佳经济效益建设企业中，排名一级企业第68名；设备安装行业100家最大经营规模企业第51位；行业100家最佳经济效益企业第13位。被国家统计局等授予“中国电力安装功勋企业”的称号。获得自治区A级（特级）企业资金信用等级证书。

公司现在在新疆拥有十几个项目部,09年承建风电项目装机容量占到了中国市场份额的10%,是个了不起的成就,其中 距离上海东海大桥20海里的离岸式风电场又称海上风电场，它创造了多个我国之最：其总装机容量20万千瓦，是我国第一个海上风电场；最大单机容量3000千瓦，是国产的第一批3000千瓦风机。新疆电建的安装队伍在此连续鏖战，将新疆人的吃苦耐劳、敢于拼搏精神留在了上海滩。而如今,新疆正面临着难得的大建设、大开放、大发展的历

史性机遇,要大发展,电力必须是先行的,我对新疆的前景充满了希望。对此,我也会努力作出自己的贡献。

第一章 电厂概况

一.锅炉

锅炉是火力发电厂的三大主要设备之一，他的作用是将水变成高温高压的蒸汽。锅炉是进行燃料燃烧、传热和使水汽化三种过程的总和装置。锅炉系统主要包括：

（1）汽水系统：给水加热、蒸发、过热的整个过程中的设备。由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器等设备组成。

（2）风烟系统：风经过加热，与燃料燃烧生成烟气，烟气放热，排入大气整个过程经过的设备。

（3）制粉系统：原煤磨制成煤粉，再送入粉仓，炉膛整个过程中经过的设备。主要部件有磨煤机、给煤机、煤粉分离器等。 锅炉本体设备结构 二．汽轮机

汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式热能动力机械，与其他原动机相比，它具有单机功率大、效率高、运转平稳和使用寿命长的优点。

汽轮机的主要用途是作为发电用的原动机。汽轮机必须与锅炉、发电机、以及凝汽器、加热器、泵等机械设备组成成套装置，共同工作。具有一定压力和温度的蒸汽来自锅炉，经主气阀和调节气阀进入汽轮机内，一次流过一系列环形安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将其热能转换成推动汽轮机转子旋转的机械功，通过联轴器驱动其他机械，这里指发电机做功。在火电厂中，膨胀

做工后的蒸汽有汽轮机排气部分被引入冷凝器，想冷却水放热而凝结。凝结水再经泵输送至加热器中加热后作为锅炉给水，循环工作。

喷嘴栅和与其相配的动叶栅组成汽轮机中最基本的工作单元“级”，不同的级顺序串联构成多级汽轮机。蒸汽在级中以不同方式进行能量转换，便形成不同工作原理的汽轮机，即冲动式汽轮机和反动式汽轮机。汽机按工作原理可以分为两类：

（1）冲动式汽轮机。主要有冲动级组成，在级中蒸汽基本上再喷嘴栅中膨胀，在动叶栅中只有少量膨胀。

（2）反动式汽轮机。主要有反动级组成，蒸汽在汽轮机的静叶栅和动叶栅中都有相当适度的膨胀。 三．系统和辅机

1.泵是把机械能转变成液体压力势能和动能的一种动力设备，他是维持火电厂蒸汽动力循环的不可缺少的设备，是火电厂的主要辅助设备之一。在火力发电厂中应用泵的地方非常多，例如，用给水泵向锅炉提供给水，用凝结水泵从凝汽器热井中抽送凝结水，用循环水泵向凝汽器供应冷却水。火电厂中的泵都直接或间接的参与生产过程，他们的安全直接影响到火电厂的生产安全 2.风机是把机械能转变成气体压力势能和动能的一种动力设备，是火电厂的主要辅助设备之一。在火电场中的风机主要使用在锅炉的烟风系统和制粉系统中，用于输送空气、烟气和空气煤粉混合物等，主要有送风机、引风机、一次风机和排粉风机。

火电厂中的这些风机都直接参与生产过程，他们的安全可靠直接影响道火电厂的安全生产。这些风机消耗的电能也很大，他们的轴功率下则几百千瓦，大则上千千瓦，其用电量与火电厂的泵大体相当。所以，对风机的安全、经济运行必须引起足够的认识，对风机的维修保养也应予以高度的重视，才能确保电厂的总体安全与经济。 火力发电厂工作原理:

火力发电厂就是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产出电能的工厂，即为燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。在锅炉中，燃料的化学能转变为蒸汽的热能，在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能，在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。辅助三大主机的设备称为辅助设备简称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火力发电厂一般的原料就是原煤。原煤用车或船运送到发电厂的储煤场，再用输煤皮带输送到煤斗。再从煤斗落下由给煤机送入磨煤机磨成煤粉，并同时输送热空气来干燥和输送煤粉。最后送入锅炉的炉膛中燃烧。燃料燃烧所需要的热空气由送风机送入锅炉的空气预热器中加热，预热后的热空气，经过风道一部分送入磨煤机作干燥以及送煤粉，另一部分直接引至燃烧器进入炉膛。燃烧生成的高温烟气，在引风机的作用下先沿着锅炉的倒“U”形烟道依次流过炉膛，水冷壁管，过热器，省煤器，空气预热器，同时逐步将烟气的热能传给工质以及空气，自身变成低温烟气，经除尘器和脱硫装置的净化后在排入大气。煤燃烧后生成的灰渣，其中大的灰子会因自重从气流中分离出来，沉降到炉膛底部的冷灰斗中形成固态渣，最后由排渣装置排入灰渣沟，再由灰渣泵送到灰渣场。大量的细小的灰粒（飞灰）则随烟气带走，经除尘器分离后也送到灰渣沟。炉给水先进入省煤器预热到接近饱和温度，后经蒸发器受热面

加热为饱和蒸汽，再经过热器被加热为过热蒸汽，此蒸汽又称为主蒸汽。经过以上流程，就完了燃料的输送和燃烧、蒸汽的生成燃物（灰、渣、烟气）的处理及排出。由锅炉过热气出来的主蒸汽经过主蒸汽管道进入汽轮机膨胀做功，冲转汽轮机，从而带动发电机发电。从汽轮机排出的乏汽排入凝汽器，在此被凝结冷却成水，此凝结水称为主凝结水。主凝结水通过凝结水泵送入低压加热器，有汽轮机抽出部分蒸汽后再进入除氧器，在其中通过继续加热除去溶于水中的各种气体。经化学车间处理后的补给水与主凝结水汇于除氧器的水箱，成为锅炉的给水，再经过给水泵升压后送往高压加热器，汽轮机高压部分抽出一定的蒸汽加热，然后送入锅炉，从而使工质完成一个热力循环。循环水泵将冷却水送往凝结器，这就形成循环冷却水系统。经过以上流程，就完成了蒸汽的热能转换为机械能，电能，以及锅炉给水供应的过程。因此火力发电厂是由炉、机、电三大部分和各自相应的辅助设备及系统组成的复杂的能源转换的动力厂。

第二章 电厂环境污染概述

环境与发展是当今世界各国普遍关注的重大问题。人类经过漫长的奋斗历程，特别是从产业革命以来，在改造自然和发展经济方面做出了巨大的成就。与此同时，由于工业化过程中的处置失当，尤其是不合理地开发利用自然资源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成了现实威胁。保护生态环境，实现可持续发展，已成为全世界紧迫而艰巨的任务。

环境是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的整体，包括自然环境和社会环境。环境科学研究的对象是环境，它是以“人类—环境”系统的发生和发展、调节和控制以及改造和利用的科学。

自然环境是人类赖以生存的物质条件之一，是按照其固有规律发生和发展的。自然环境的客观属性和人类的主观要求之间，自然环境的客观发展过程和人类有目的的活动之间，不可避免地存在着矛盾。因而，自然环境不仅是被利用的对象，而且也是被改造的对象。自然环境正是在人类有目的有计划地利用和改造过程中，才逐渐被转变为更适合于人类活动的生存环境，而新的生存环境又反作用于人类。人类的生存环境凝聚着自然因素和社会因素的交互作用，体现着人类利用和改造自然的性质和水平，影响着人类的生产和生活，关系着人类的生存和健康。

三废〔即废水、废气、废渣)造成的环境污染，在世界上是一个普遍问题。火力发电厂是工业企业中三废的排放大户。我国的环境形势非常严竣，2002年仅由燃煤电厂锅炉直接燃烧的煤炭占总消费鬣的49。12％，产生的主要污染物有烟尘、二氧化硫、NOx，由此而产生的酸雨等对大气环境造成了极大的危害，酸雨面积已超过国土面积的29％。火力发电厂排放的主要污染物一般有以下几种:

一. 二氧化硫污染

二氧化硫又名亚硫酸酐，是一种无色不燃的有毒气体，具有强烈的辛辣、窒息性气味，遇水会形成具有一定腐蚀作用的亚硫酸。若与空气中的二氧化氮发生光化学氧化反应，二氧化硫会迅速转化为三氧化硫，进而与水气结合形成腐蚀和刺激性较强的硫酸。大气中存在的二氧化硫三氧化硫和硫酸氢气体等一般统称为“硫的氧化物”。它对人类及动植物都是极为有害的。生产生活中产生的二氧化硫排放到空气中在光照和烟尘中的金属氧化物等作用下，该物质与氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫溶于雨水后生成硫酸，从而形成酸雨。

酸雨对环境的危害主要有以下几方面： （1）使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡；

（2）酸雨浸渍土壤，抑制了土壤中有机物的分解和氮的固定，还会使与土壤结合的镁、钾等营养元素大量流失，从而使土壤贫瘠化； （3）长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；

（4）酸雨渗入地下可使地下水中的重金属元素含量增加，饮用这样的水会危害人体健康；

（5）加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化。

控制酸雨的根本措施是减少SO2和氮的氧化物的排放:

（1）想方设法改变能源结构：充分开发利用核能、氢能、风能、太阳能等清洁能源。

（2）在实际生产生活中，对酸性气体的排放加以控制：例如减少煤的燃烧；燃料脱硫；烟气脱硫；治理机动车尾气等。

二. 一氧化碳污染

一氧化碳为无色、无臭、有毒的气体。火力发电厂有少量排放。一氧化碳是由于燃料燃烧不完全所致，因此，消除或减少污染的关键是改善燃烧条件.一般，一氧化碳是大气成分中相当稳定的物质，不易与其他物质产生化学反应，也不发生光化学反应，能在大气中停留2一3年.

必须指出，一氧化碳与血红蛋白的亲和力要比氧与血红蛋自的亲和力大200~300倍.一氧化碳能与血红蛋白结合，生成一氧化碳血红蛋白，降低了血液为体内各组织输送氧气的功能，所以会出现缺氧的各种症状，如头重、头痛、皮肤血管扩张，甚至会导致昏迷、死亡.

三.

氮氧化物(NOx)污染

空气中含氮的氧化物有一氧化二氮(N2O) 、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2) 、三氧化二氮(N2O3)等，其中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮，以NOx(氮氧化物)表示。NOx污染主要来源于生产、生活中所用的煤、石油等燃料燃烧的产物 (包括汽车及一切内燃机燃烧排放的NOx)；NO2比NO的毒性高4倍，可引起肺损害，甚至造成肺水肿。慢性中毒可致气管、肺病变。吸入NO，可引起变性血红蛋白的形成并对中枢神经系统产生影响。 NOx对动物的影响浓度大致为1.0毫克/立方米，对患者的影响浓度大致为0.2毫克/立方米。国家国家环境质量标准规定， 居住区的平均浓度低于0.10毫克/立方米，年平均浓度低于0.05毫克/立方米。

四. 碳氢化合物污染

碳氢化合物又称为烃。在分子结构中，除碳与氢外，它是指不含其他元素的一种化合物。通常，随化学结构的不同，分为脂肪族烃(包括烷烃、烯烃与炔

烃)、脂环烃和芳香烃等。对脂肪族烃类来说，在常温下随碳原子的多少而呈气态、液态或固态，其中气态的有甲烷(即沼气)、乙烯、乙炔、丙烷与丁烷等.碳氢化合物主要是因广泛将石油和天然气作为燃料与工业原料造成的，因为石油和大然气的主要成分是碳氢化合物。因此，它的主要污染源是来自于以油或气为燃料的发电厂及各种工业锅炉，以及汽车、柴油机车等。

碳氢化合物能构成二次污染物质，即这些未燃尽的碳氢化合物，在阳光照射下与氮氧化物等能化合成光化学烟雾化合物，如臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、过氧基硝酸酯( PBN )及过氧硝基丙酰(PPN)等。这些都是有危害性的物质。它们是强氧化剂，对人体各器官其有强烈的刺激性。多环芳烃是多环结构的碳氢化合物。这些多环芳烃被视为致癌物质。世界不少国家经长期调查发现，凡经常接触煤焦油、沥青和某些石油化工溶剂等物质的工人，患皮癌、阴囊癌、唇癌、喉癌与肺癌的比例相当高。

五.

烟尘污染

烟尘不是气体，而是一种气溶胶状物质，它是以一些固体小颗粒或液体分散飘浮于气体之中。

实际上，除特殊的自然现象(如火山爆发、森林火灾)外。烟尘主要是来源于火电厂、工矿、企业排出的各种颗粒物。例如，锅炉、炉窑、汽车排出的含有炭黑(燃料中的重碳氢化合物在高温缺氧条件下裂解聚合而成的炭微粒)、飞灰、固体原料的黑烟;燃料在粉碎、研磨、筛分、装卸与运输过程中散布出的粉尘;以及建筑工地、采矿与交通运输等场所扬起的粉尘等。

在生产过程中排放的烟尘，实际上是固体或液体的颗粒状物质。一般，最大的粒径有1000um ,小的能在0.01um以下。当粒径大于10um时，因本身的重

力作用，能迅速沉降至地面，故称为“落尘”;当粒径小于10um时，因能长期飘游在空中而做布朗运动，故称为“飘尘”。

燃烧系统、金属冶炼及汽车废气产生的飘尘的化学组成是很复杂的，其中有如元素镍、镉、铬、被、钒、铅、砷的有毒化合物,通过呼吸道或皮肤进人人体，引起肺癌或皮肤癌。飘尘的危害程度与尘粒的大小及性质密切相关。在各种飘尘中，以粒径在0.5一5.0um的飘尘对人体的危害最大。这是因为粒径大于5 um的飘尘能被鼻毛与呼吸道粘液挡住而排除;粒径小于0.5 um的飘尘，能被粘附在上呼吸道表面随痰而排出，只有粒径在0.5一5 .0um的飘尘能直接深人肺部，在肺泡内沉积，并可能进入血液输往全身，在身体各个部位累积产生症状。

第三章 火电厂主要污染物治理技术

电厂污染物中最主要的是氮与硫的氧化物和烟尘污染,下面简要介绍一下脱硫与除尘技术。

第一节． 脱硫技术

脱硫：将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。 通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。

其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）,在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下

脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产物的用途，可分为抛弃法和回收法两种。 一．脱硫的几种工艺

（1）石灰石——石膏法烟气脱硫工艺

石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术，日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。

它的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95% 。 （2）旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺

喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。

该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。

喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围（8%）。脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。 （3） 磷铵肥法烟气脱硫工艺

磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法，以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附（活性炭脱硫制酸）、萃取（稀硫酸分解磷矿萃取磷酸）、中和（磷铵中和液制备）、吸收（ 磷铵液脱硫制肥）、氧化（亚硫酸铵氧化）、浓缩干燥（固体肥料制备）等单元组成。它分为两个系统：

烟气脱硫系统——烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/Nm3，用风机将烟压升高到7000Pa，先经文氏管喷水降温调湿，然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组（其中一只塔周期性切换再生），控制一级脱硫率大于或等于70%，并制得30%左右浓度的硫酸，一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫，净化后的烟气经分离雾沫后排放。

肥料制备系统——在常规单槽多浆萃取槽中，同一级脱硫制得的稀硫酸分解磷矿粉（P2O5 含量大于26%），过滤后获得稀磷酸（其浓度大于10%），加氨中和后制得磷氨，作为二级脱硫剂，二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。

（4）炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺

炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛850~1150℃温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳，

氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行，受到传质过程的影响，反应速度较慢，吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷入，与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比控制在2.0~2.5时，系统脱硫率可达到65~80%。由于增湿水的加入使烟气温度下降，一般控制出口烟气温度高于露点温度10~15℃，增湿水由于烟温加热被迅速蒸发，未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出，被除尘器收集下来。

该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用，采用这一脱硫技术的最大单机容量已达30万千瓦。 （5）烟气循环流化床脱硫工艺

烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。

由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔（即流化床）底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，并在此与很细的吸收剂粉末互相混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，形成流化床，在喷入均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaSO3 和CaSO4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，进入再循环除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔，由于固体颗粒反复循环达百次之多，故吸收剂利用率较高。 此工艺所产生的副产物呈干粉状，其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似，主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成，适合作废矿井回填、道路基础等。

典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2%左右，钙硫比不大于1.3时，脱硫率可达90%以上，排烟温度约70℃。此工艺在国外目前应用在10~20万千瓦等级机组。由于其占地面积少，投资较省，尤其适合于老机组烟气脱硫。

（6）海水脱硫工艺

海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气，烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。吸收二氧化硫后的海水与大量未脱硫的海水混合后，经曝气池曝气处理，使其中的SO32-被氧化成为稳定的SO42-，并使海水的PH值与COD调整达到排放标准后排放大海。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。海水脱硫工艺在挪威比较广泛用于炼铝厂、炼油厂等工业炉窑的烟气脱硫，先后有20多套脱硫装置投入运行。近几年，海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展。此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和对海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论，因此在环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。 （7） 电子束法脱硫工艺

该工艺流程有排烟预除尘、烟气冷却、氨的充入、电子束照射和副产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气，经过除尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度（约70℃）。烟气的露点通常约为50℃，被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发，因此，不产生废水。通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应器进口处将一定的氨水、压缩空气和软水混合喷入，加入氨的量取决于SOx浓度和NOx浓度，

经过电子束照射后，SOx和NOx在自由基作用下生成中间生成物硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3）。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状微粒（硫酸氨(NH4)2SO4与硝酸氨NH4NO3的混合粉体）。这些粉状微粒一部分沉淀到反应器底部，通过输送机排出，其余被副产品除尘器所分离和捕集，经过造粒处理后被送到副产品仓库储藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气排放。

（8）氨水洗涤法脱硫工艺

该脱硫工艺以氨水为吸收剂，副产硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气经烟气换热器冷却至90~100℃，进入预洗涤器经洗涤后除去HCI和HF，洗涤后的烟气经过液滴分离器除去水滴进入前置洗涤器中。在前置洗涤器中，氨水自塔顶喷淋洗涤烟气，烟气中的SO2被洗涤吸收除去，经洗涤的烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴，进入脱硫洗涤器。在该洗涤器中烟气进一步被洗涤，经洗涤塔顶的除雾器除去雾滴，进入脱硫洗涤器。再经烟气换热器加热后经烟囱排放。洗涤工艺中产生的浓度约30%的硫酸铵溶液排出洗涤塔，可以送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮肥出售，也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。 二．燃烧前脱硫

燃烧前脱硫就是在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉，燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化、水煤浆技术等。洗选煤是采用物理、化学或生物方式对锅炉使用的原煤进行清洗，将煤中的硫部分除掉，使煤得以净化并生产出不同质量、规格的产品。微生物脱硫技术从本质上讲也是一种化学法，它是把煤粉悬浮在含细菌的气泡液中，细菌产生的酶能促进硫氧化成硫酸盐，从而达到脱硫的目的；微生物脱硫技术目前常用的脱硫细菌有：

属硫杆菌的氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、古细菌、热硫化叶菌等。煤的气化，是指用水蒸汽、氧气或空气作氧化剂，在高温下与煤发生化学反应，生成H2、CO、CH4等可燃混合气体（称作煤气）的过程。煤炭液化是将煤转化为清洁的液体燃料（汽油、柴油、航空煤油等）或化工原料的一种先进的洁净煤技术。水煤浆（Coal Water Mixture，简称CWM）是将灰份小于10%，硫份小于0.5%、挥发份高的原料煤，研磨成250~300μm的细煤粉，按65%~70%的煤、30%~35%的水和约1%的添加剂的比例配制而成，水煤浆可以像燃料油一样运输、储存和燃烧，燃烧时水煤浆从喷嘴高速喷出，雾化成50~70μm的雾滴，在预热到600~700℃的炉膛内迅速蒸发，并拌有微爆，煤中挥发分析出而着火，其着火温度比干煤粉还低。

燃烧前脱硫技术中物理洗选煤技术已成熟，应用最广泛、最经济，但只能脱无机硫；生物、化学法脱硫不仅能脱无机硫，也能脱除有机硫，但生产成本昂贵，距工业应用尚有较大距离；煤的气化和液化还有待于进一步研究完善；微生物脱硫技术正在开发；水煤浆是一种新型低污染代油燃料，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，被称为液态煤炭产品，市场潜力巨大，目前已具备商业化条件。

煤的燃烧前的脱硫技术尽管还存在着种种问题，但其优点是能同时除去灰分，减轻运输量，减轻锅炉的沾污和磨损，减少电厂灰渣处理量，还可回收部分硫资源。

三． 燃烧中脱硫，又称炉内脱硫

炉内脱硫是在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如CaCO3等，使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排除。其基本原理是： CaCO3→CaO＋CO2↑

CaO＋SO2→CaSO3 CaSO3＋1／2×O2→CaSO4 （1） LIMB炉内喷钙技术

早在本世纪60年代末70年代初，炉内喷固硫剂脱硫技术的研究工作已开展，但由于脱硫效率低于10%～30％，既不能与湿法FGD相比，也难以满足高达90%的脱除率要求。一度被冷落。但在1981年美国国家环保局EPA研究了炉内喷钙多段燃烧降低氮氧化物的脱硫技术，简称LIMB，并取得了一些经验。Ca／S在2以上时，用石灰石或消石灰作吸收剂，脱硫率分别可达40%和60%。对燃用中、低含硫量的煤的脱硫来说，只要能满足环保要求，不一定非要求用投资费用很高的烟气脱硫技术。炉内喷钙脱硫工艺简单，投资费用低，特别适用于老厂的改造。 （2） LIFAC烟气脱硫工艺

LIFAC工艺即在燃煤锅炉内适当温度区喷射石灰石粉，并在锅炉空气预热器后增设活化反应器，用以脱除烟气中的SO2。芬兰Tampella和IVO公司开发的这种脱硫工艺，于1986年首先投入商业运行。LIFAC工艺的脱硫效率一般为60%～85％。 加拿大最先进的燃煤电厂Shand电站采用LIFAC烟气脱硫工艺，8个月的运行结果表明，其脱硫工艺性能良好，脱硫率和设备可用率都达到了一些成熟的SO2控制技术相当的水平。我国下关电厂引进LIFAC脱硫工艺，其工艺投资少、占地面积小、没有废水排放，有利于老电厂改造。

四. 燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD） 燃煤的烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。对燃煤电厂而言，在今后一个相当长的时期内，FGD将是控制SO2排放的主要方法。目

前国内外火电厂烟气脱硫技术的主要发展趋势为：脱硫效率高、装机容量大、技术水平先进、投资省、占地少、运行费用低、自动化程度高、可靠性好等。 (1) 干式烟气脱硫工艺

该工艺用于电厂烟气脱硫始于80年代初，与常规的湿式洗涤工艺相比有以下优点：投资费用较低；脱硫产物呈干态，并和飞灰相混；无需装设除雾器及再热器；设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞。其缺点是：吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺；用于高硫煤时经济性差；飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；对干燥过程控制要求很高。 1.喷雾干式烟气脱硫工艺

喷雾干式烟气脱硫(简称干法FGD)，最先由美国JOY公司和丹麦Niro Atomier公司共同开发的脱硫工艺，70年代中期得到发展，并在电力工业迅速推广应用。该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触，石灰浆液与SO2反应后生成一种干燥的固体反应物，最后连同飞灰一起被除尘器收集。我国曾在四川省白马电厂进行了旋转喷雾干法烟气脱硫的中间试验，取得了一些经验，为在200～300MW机组上采用旋转喷雾干法烟气脱硫优化参数的设计提供了依据。

2.粉煤灰干式烟气脱硫技术

日本从1985年起，研究利用粉煤灰作为脱硫剂的干式烟气脱硫技术，到1988年底完成工业实用化试验，1991年初投运了首台粉煤灰干式脱硫设备，处理烟气量644000Nm3／h。其特点：脱硫率高达60%以上，性能稳定，达到了一般湿式法脱硫性能水平；脱硫剂成本低；用水量少，无需排水处理和排烟再加热，设备总费用比湿式法脱硫低1／4；煤灰脱硫剂可以复用；没有浆料，维护容易，设备系统简单可靠。

(2) 湿法FGD工艺

世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史，经过不断地改进和完善后，技术比较成熟，而且具有脱硫效率高(90%～98％)，机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低和副产品易回收等优点。据美国环保局(EPA)的统计资料，全美火电厂采用湿式脱硫装置中，湿式石灰法占39.6％，石灰石法占47.4％，两法共占87%；双碱法占4.1％，碳酸钠法占3.1％。世界各国(如德国、日本等)，在大型火电厂中，90%以上采用湿式石灰／石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。

石灰或石灰石法主要的化学反应机理为：

石灰法：SO2＋CaO＋1／2H2O→CaSO3•1／2H2O

石灰石法：SO2＋CaCO3＋1／2H2O→CaSO3•1／2H2O＋CO2

其主要优点是能广泛地进行商品化开发，且其吸收剂的资源丰富，成本低廉，废渣既可抛弃，也可作为商品石膏回收。目前，石灰／石灰石法是世界上应用最多的一种FGD工艺，对高硫煤，脱硫率可在90%以上，对低硫煤，脱硫率可在95%以上。

传统的石灰／石灰石工艺有其潜在的缺陷，主要表现为设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损。为了解决这些问题，各设备制造厂商采用了各种不同的方法，开发出第二代、第三代石灰／石灰石脱硫工艺系统。

湿法FGD工艺较为成熟的还有：氢氧化镁法；氢氧化钠法；美国Davy Mckee公司Wellman-Lord FGD工艺；氨法等。

在湿法工艺中，烟气的再热问题直接影响整个FGD工艺的投资。因为经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度较低(45℃），大都在露点以下，若不经过再加热而直接排入烟囱，则容易形成酸雾，腐蚀烟囱，也不利于烟气的扩散。所以湿法FGD装置一般都配有烟气再热系统。目前，应用较多的是技术上成熟的再生(回转)式烟气热交换器(GGH)。GGH价格较贵，占整个FGD工艺投资的比例较高。近年来，日本三菱公司开发出一种可省去无泄漏型的GGH，较好地解决了烟气泄漏问题，但价格仍然较高。前德国SHU公司开发出一种可省去GGH和烟囱的新工艺，它将整个FGD装置安装在电厂的冷却塔内，利用电厂循环水余热来加热烟气，运行情况良好，是一种十分有前途的方法。 (3) 等离子体烟气脱硫技术

等离子体烟气脱硫技术研究始于70年代，目前世界上已较大规模开展研究的方法有2类： 1. 电子束辐照法(EB)

电子束辐照含有水蒸气的烟气时，会使烟气中的分子如O2、H2O等处于激发态、离子或裂解，产生强氧化性的自由基O、OH、HO2和O3等。这些自由基对烟气中的SO2和NO进行氧化，分别变成SO3和NO2或相应的酸。在有氨存在的情况下，生成较稳定的硫铵和硫硝铵固体，它们被除尘器捕集下来而达到脱硫脱硝的目的。 2. 脉冲电晕法(PPCP)

脉冲电晕放电脱硫脱硝的基本原理和电子束辐照脱硫脱硝的基本原理基本一致，世界上许多国家进行了大量的实验研究，并且进行了较大规模的中间试验，但仍然有许多问题有待研究解决。

(4) 海水脱硫

海水通常呈碱性，自然碱度大约为1．2～2．5mmol/L，这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。国外一些脱硫公司利用海水的这种特性，开发并成功地应用海水洗涤烟气中的SO2，达到烟气净化的目的。 海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统等组成

第二节 除尘技术

一．电除尘

电除尘也就是静电除尘，而这静电是高压。依靠正、负电离子去中和尘埃上的离子。

电除尘是气体除尘方法的一种。含尘气体经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集。常用于以煤为燃料的工厂、电站，收集烟气中的煤灰和粉尘。冶金中用于收集锡、锌、铅、铝等的氧化物。

电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。由于火电厂一般机组功率较大，如60万千瓦机组，每小时燃煤量达180T左右，其烟尘量可想而知。因此对应的电除尘器结构也较为庞大。一般火电厂使用的电除尘器主体结构横截面尺寸约为25~40×10～15m，如果在加上6米的灰斗高度，以及烟质运输空间密度，整个电除尘器高度均在35米以上，对于这样的庞大的钢结构主体，不仅需要考虑自主、烟尘荷载、风荷载，地震荷载作用下的静、动力分析。同时，还须考虑结构的稳定性。

电除尘器的主体结构是钢结构，全部由型钢焊接而成，外表面覆盖蒙皮（薄钢板）和保温材料，为了设计制造和安装的方便。结构设计采用分层形式，每片由框架式的若干根主梁组成，片与片之间由大梁连接。为了安装蒙皮和保温层需要，主梁之间加焊次梁，对于如此庞大结构，如何均按实物连接，其工作量与单元数将十分庞大。按工程实际设计要求和电除尘器主体结构设计，主要考察结构强度、结构稳定性及悬挂阴极板主梁的最大位移量。对于局部区域主要考察阴极板与主梁连接处在长期承受周期性打击下的疲劳损伤；阴极板上烟尘脱落的最佳频率选择；风载作用下结构表面蒙皮（薄板）与主、次梁连接以及它们之间刚度的最佳选择等等。

二．旋风除尘器

旋风除尘器是除尘装置的一类。除沉机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器于1885年开始使用，已发展成为多种型式。按气流进入方式，可分为切向进入式和轴向进入式两类。在相同压力损失下，后者能处理的气体约为前者的3倍，且气流分布均匀。普通旋风除尘器由筒体、锥体和进、排气管等组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的5～2500倍，所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室。大多用来去除3μm以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3μm的粒子也具有90～99%的除尘效率。选用耐高温、耐磨蚀和腐蚀的特种金属或陶瓷材料构造的旋风除尘器，可在温度高达1000℃，压力达500×105Pa的条件下操作。从技术、经济诸方面考虑旋风除尘器压力损失控制范围一般为500～2000Pa。

1-筒体； 2-锥体； 3-进气管； 4-排气管； 5-排灰口； 6-外旋流； 7-内旋流；8-二次流；9-回流区。

三．布袋除尘器

布袋除尘器的工作机理是含尘烟气通过过滤材料，尘粒被过滤下来，过滤材料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用，捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用。滤料的粉尘层也有一定的过滤作用。

布袋除尘器除尘效果的优劣与多种因素有关，但主要取决于滤料。布袋除尘器的滤料就是合成纤维、天然纤维或玻璃纤维织成的布或毡。根据需要再把布或毡缝成圆筒或扁平形滤袋。根据烟气性质，选择出适合于应用条件的滤料。通常，在烟气温度低于120℃，要求滤料具有耐酸性和耐久性的情况下，常选用涤纶绒布和涤纶针刺毡；在处理高温烟气(<250℃)时，主要选用石墨化玻璃丝布；在某些特殊情况下，选用炭素纤维滤料等。 布袋除尘器运行中控制烟气通过滤料的速度(称为过滤速度)颇为重要。一般取过滤速度为0.5—2m／min，对于大于10um的微粒效率可达99％以上，设备阻力损失约为980—I470Pa 。

四．湿式除尘器

湿式除尘器俗称“水除尘器”，它是使含尘气体与液体（一半为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使颗粒增大的装置

湿式除尘器可以把水浴和喷淋两种形式合二为一。先是利用高压离心风机的吸力，把含尘气体压到装有一定高度水的水槽中，水浴会把一部分灰尘吸附在水中。经均布分流后，气体从下往上流动，而高压喷头则由上向下喷洒水雾，捕集剩余部分的尘粒。其过滤效率可达85%以上。

湿式除尘器可以有效地将直径为0.1—20微米的液态或固态粒子从气流中除去，同时，也能脱除部分气态污染物。它具有结构简单、占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至最低。但采用湿式除尘器时要特别注意设备和管道腐蚀及污水和污泥的处理等问题。湿式除尘过程也不利于副产品的回收。如果设备安装在室内，还必须考虑设备在冬天可能冻结的问题。再则，要是去除微细颗粒的效率也较高，则需使液相更好的分散，但能耗增大。

湿式除尘器制造成本相对较低。但对于化工、喷漆、喷釉、颜料等行业产生的带有水份、粘性和刺激性气味的灰尘是最理想的除尘方式。因为不仅可除去灰尘，还可利用水除去一部分异味,如果是有害性气体（如少量的二氧化硫、盐酸雾……等），可在洗涤液中配制吸收剂吸收。缺点： ① 有洗涤污泥，要解决污泥和污水问题； ②设备需要选择耐腐蚀材质； ③ 动力消耗较大；

④北方或者寒冷地区需要考虑设备 防冻。

在工程上使用的湿式除尘器形式很多。总体上可分为低能和高能两类。低能湿式除尘器的压力损失为0.2—1.5kPa，包括喷雾塔和旋风洗涤器等，在一般运行条件下的耗水量（液气比）为0.5—3.0升每立方米，对10微米以上颗粒的净化效率可达到90％—95％，高能湿式除尘器的压力损失为2.5—9.0kPa,净化效率可达99.5％以上，如文丘里洗涤器等

。

第四章 实习心得与体会

一个月的毕业实习很快的过去了,我感觉十分受益匪浅。在实习之前，通过几学期得来的理论知识，我已经对火电厂有了初步的了解，对火电厂环境及污染的产生和治理，对环境保护的意义与任务都有了一定的认识。但通过本次的实习，我们才知道理论学习的局限性与我们自身实际操作能力的缺乏。到了电力建设公司实际的施工场地,感觉举足无措,很多实际的设备及系统是我从来没有见过的。这次实习真正增长了我的见识，对以后在电建更好地适应更好地掌握实际知识技能有着很大的帮助。

环境是人类生存与发展的基本前提，而人类的生产生活活动对环境造成的影响是不可估量的。所以，作为电力方面的一位学生，身为电力建设的一份子，建设越来越无污染，对环境影响越来越小的现代化电厂是我的目标。我认识到环境的重要性、意识到自己肩膀上的责任之重，现在只有不断努力学习，不断超越才能离目标更近一步。

在踏入工作岗位之前，我们就应该尽自己所能来保护我们赖以生存的环境，从身边做起，从小事做起；我们要有认真学习专业知识的决心，并掌握好所学的知识，并通过不断的实践，使所学到的理论知识于实际情况融会贯通、学以致用，使自己成为一名真正合格的电力工作者！