1、电力规划设计总院电力规划设计总院Electric Power Planning & Engineering InstitutePollutant Control in Chinas Coal-fired Power Generation Industry中国燃煤电厂污染物控制技术及应用中国燃煤电厂污染物控制技术及应用 2015 2015 年年 1 1 月月 山东省济南市山东省济南市Jan, 2015Jinan, Shandong, China内容内容 Contents1. 中国电力行业总体概况中国电力行业总体概况 Overview of Chinas power generation indu
2、stry3. 中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用4. 2. 中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规 The status of Chinas environmental protection & Relevant environment protection policies & rules Pollutant emission control technologies for coal-fired power plants超低排放典型工程超低排放典型工程Typical Super low emission projects内容内容 Cont
3、ents1. 中国电力行业总体概况中国电力行业总体概况 Overview of Chinas power generation industry3. 中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用4. 2. 中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规 The status of Chinas environmental protection & Relevant environment protection policies & rules Pollutant emission control technologies for coal-fired powe
4、r plants超低排放典型工程超低排放典型工程Typical Super low emission projects42003-2013年中国电力装机容量的变化年中国电力装机容量的变化Trend of Chinas total installed power generation capacity, 2003-2013 中国电力行业总体概况中国电力行业总体概况Overview of Chinas power generation industry中国电力装机容量 Chinas installed power generation capacity5中国发电装机容量的预测中国发电装机容量的预测
5、Forecast of Chinas installed power generation capacity中国电力装机容量 Chinas installed power generation capacity 中国电力行业总体概况中国电力行业总体概况Overview of Chinas power generation industry6中国电力装机结构 Chinas installed power generation structure 中国一次能源的结构特征决定了火电在中国仍占很大比重中国一次能源的结构特征决定了火电在中国仍占很大比重The energy structure deter
6、mines fossil-fuel power plants still plays the dominant role in Chinas power generation industry.2013年全国装机构成，总装机年全国装机构成，总装机124738万千瓦万千瓦Installed power structure at 2013total capacity 1247GW预计预计2020年全国装机构成，总装机年全国装机构成，总装机204000万千瓦万千瓦Predicted Installed power structure at 2020total capacity 2040GW水电 Hy
7、dro 22.4%煤电Coal-fired 65.6%气电 Gas3.5%核电Nuclear 1.2%太阳能 Solar 1.2%风电 Wind 6.1%水电 Hydro 21.6%煤电Coal-fired 54.9%气电 gas4.9%核电 Nuclear 2.8%太阳能 Solar 4.9%风电 Wind 9.8%中国电力行业总体概况中国电力行业总体概况Overview of Chinas power generation industry内容内容 Contents1. 中国电力行业总体概况中国电力行业总体概况 Overview of Chinas power generation ind
8、ustry3. 中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用4. 2. 中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规 The status of Chinas environmental protection & Relevant environment protection policies & rules Pollutant emission control technologies for coal-fired power plants超低排放典型工程超低排放典型工程Typical Super low emission projects8大气灰霾成为重
9、大民生问题 Air pollution becomes a severe problem 20132013年，我国灰霾面积最高年，我国灰霾面积最高达达143143万平方公里，波及万平方公里，波及15%15%国土面积；全国平均灰霾日国土面积；全国平均灰霾日数数35.935.9天，部分地区超过天，部分地区超过100100天。天。中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规The status of Chinas environmental protection & Relevant policies & rules 2013年全国霾日数分布示意图年全国霾日数分布示意图Haze day nu
10、mber distribution around China, 2013In Year 2013, the total area influenced by haze was up to 1,430,000 km2, occupied 15% of China. The average haze day was 35.9, some regions even exceeded 1009中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规The status of Chinas environmental protection & Relevant policies & rules 大气灰霾成为
11、重大民生问题 Air pollution becomes a severe problem2013年全国主要城市霾日数统计年全国主要城市霾日数统计Total number of haze day in major cities, 201310 研究表明，研究表明，我国大气污染主要为煤烟我国大气污染主要为煤烟型污染和机动车尾气污染的大气复合型污染和机动车尾气污染的大气复合污染，燃煤污染为主污染，燃煤污染为主; Research shows that air pollution in China is mainly the combination of coal gas and automobil
12、e emission, primarily coal gas. 20122012年，我国火电行业排放二氧化硫年，我国火电行业排放二氧化硫883883万吨、氮氧化物万吨、氮氧化物948948万吨、烟尘万吨、烟尘151151万吨，分别占全国总排放量的万吨，分别占全国总排放量的41.7%41.7%、40.6%40.6%、12.2%12.2%。 In 2012, the total emission from coal-fired industry is SO2 883104t, NOx 948104t, dust 151104t. That is 41.7%, 40.6%, 12.2% of the
13、 total pollutant emission, respectively.中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规The status of Chinas environmental protection & Relevant policies & rules 2012年火电和其它主要用能行业年火电和其它主要用能行业耗煤和污染物排放占全国比例耗煤和污染物排放占全国比例Percentage of emission from coal-fired industry and other industries, 2012大气灰霾成为重大民生问题 Air pollution becom
14、es a severe problem11火电环保标准 Development of “Pollutant emission standard” 火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准GB13223-1996GB13223-1996，该标准自，该标准自19971997年年1 1月月1 1日起实施；日起实施； The “Pollutant emission standard” (GB13223-1996) was executed on Jan 1st, 1997. 火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003GB13223-2003，该标准自，该标准自20
15、042004年年1 1月月1 1日起实施，日起实施，废止废止GB13223-1996GB13223-1996标准；标准； The “Pollutant emission standard” (GB13223-2003) was executed on Jan 1st, 2004. 火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011GB13223-2011，该标准自，该标准自20122012年年1 1月月1 1日起实施日起实施, ,废止废止GB13223-2003GB13223-2003标准。标准。 The “Pollutant emission standard” (GB
16、13223-2011) was executed on Jan 1st, 2012.中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规The status of Chinas environmental protection & Relevant policies & rules 新建、扩建新建、扩建燃煤电厂燃煤电厂烟尘烟尘 / Dustmg/Nm3二氧化硫二氧化硫 / SO2 mg/Nm3氮氧化物氮氧化物 / NOxmg/Nm3GB13223-1996200600120021006501000GB13223-20035020040012004501100GB13223-2011203050
17、200100200火电环保排放标准演变火电环保排放标准演变Development of emission standard in coal-fired industry12火电环保标准比较 Comparison of “Pollutant emission standard” 20112011年年7 7月月2929日，中国发布日，中国发布火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011GB13223-2011）On July 29 2011, the “Pollutant emission standard” (GB13223-2011) has been publi
18、shed, and as a result, the pollutant emission decrease tremendously.国国 家家 / Country 烟烟 尘尘 / Dustmg/Nm3二氧化硫二氧化硫 / SO2mg/Nm3 氮氧化物氮氧化物 / NOxmg/Nm3美 国 / USA 20184135日 本 / Japan50-100200200欧 盟 / EU30200200澳大利亚 / Australia100200460加拿大 / Canada130740460新西兰 / New Zealand125350410中 国（非重点地区）Chinas normal regi
19、on30100-400100-200中 国（重点地区）Chinas crucial region2050100中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规The status of Chinas environmental protection & Relevant policies & rules 13修订后的标准特点中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规The status of Chinas environmental protection & Relevant policies & rules ) 大幅降低了氮氧化物、二氧化硫和烟尘的排放限值；针对重点地区制定了更
20、加严格的大气污染物特别排放限值，并增设了汞 的排放限值；The emission limits of NOx、SO2 and dust are significant reduced; the more restrictive emission standard was issued for crucial region, the emission standard for Hg was also issued; 限值设置科学合理具有可操作性，新标准中的每一个控制限值均有对应的成熟、可靠的控制技术；The setting of the limiting values is scientific
21、 and reasonable, for each emission limit in new standard, there are suitable control technologies which are mature and reliable. 充分考虑了我国发展的阶段性特征和基本国情。The current features of development and the basic national conditions in China have been given adequate consideration污染物Pollutant适用条件Situation限值 mg/Nm
22、3Emission limit烟尘 / Dust全 部 / all20二氧化硫 / SO2全 部 / all50氮氧化物 / NOx全 部 / all100汞 / Hg全 部 / all0.03重点区域排放标准（重点区域排放标准（GB13223-2011）Emission criteria in crucial region (GB13223-2011)14国家层面火电排放相关政策 Relevant policies for coal-fired industry中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规The status of Chinas environmental prote
23、ction & Relevant policies & rules 推进电力行业脱硫脱硝及大气中细颗粒污染物（PM2.5）治理；加大工业烟粉尘污染防治力度，对火电、钢铁、水泥等高排放行业以及燃煤工业锅炉实施高效除尘改造，到2015年火电行业二氧化硫和氮氧化物排放量分别达到800万吨和750万吨，比2010年降低16%和29%。 Promote the treatment of de-SOx and de-NOx and PM2.5; dust removal modification to the coal-fired, iron, cement ; until 2015, the SO2 a
24、nd NOx emission in coal-fired industry reduce 800104t and 750104t, 15% and 29% compared with 2010.国务院国务院“节能减排十二五规划节能减排十二五规划”，2012年年8月月6日日 加快重点行业脱硫脱硝除尘改造，大力推行清洁生产，重点行业主要大气污染物排放强度到2017年底下降30以上。 Speed up the de-SOx, de-NOx and dust removal modification, the pollutant emission in major industries reduce
25、 30% by the end of 2017. 国务院国务院“大气污染防治十条措施大气污染防治十条措施”，2013年年6月月14日日15国家层面火电排放相关政策 Relevant policies for coal-fired industry中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规The status of Chinas environmental protection & Relevant policies & rules 严控大气污染物排放。东部地区（辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市）新建燃煤发电机组基本达到燃气轮机组排放限值（烟尘
26、、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米），中部地区（黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省）新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。支持同步开展大气污染物联合协同脱除，减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。 Stricly control emission. Newly built power plants in East China (Liaoning, Beijing, Tianjin, Hebei, Shandong, Shanghai, Jiangsu, Zhejiang, Fujian, G
27、uangdong, Hainan) emission as gas turbine (dust5mg/Nm3, SO235mg/Nm3, NOx 99% 采用低低温除尘器技术 lower-lower-temperature ESP 除尘器出口含尘浓度 ESP outlet Concentration 99.95%，除尘器出口含尘浓度/ ESP outlet Concentration 98% emission concentration of SO2 : 30 mg/Nm3 高效的湿法脱硫技术：单塔双循环、带双托盘的吸收塔、双循环U型塔、吸收塔两级串联，脱硫设计效率可超过98%； 国内已有高效
28、湿法脱硫技术的设备制造商，从技术流派上可分为引进 技术及自主技术。technology resource: imported and domestic27中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用Pollutant emission control technologies for coal-fired power plants高效脱硫方案High efficient flue gas desulfurization (FGD) scheme p 采用高效湿法脱硫技术（引进技术）采用高效湿法脱硫技术（引进技术） wet FGD (imported technolo
29、gy) 单塔双托盘技术 double tray technology；引进B&W 公司，吸收塔采用带托盘的喷淋塔，提高塔内脱硫效率，降低 40%以上的浆液循环量，大副降低物耗及能耗； 国内主要厂商：浙江天地公司； 应用业绩：嘉兴电厂三期1000MW 机组已投产； 单塔双回路吸收塔技术 double-circuit absorbing tower technology 引进德国诺尔-克尔茨能源环保公司技术 国内主要厂商：国电龙源公司； 应用业绩： 广东恒运电厂300MW 机组国电宿迁电厂1300MW 机组等已投产国电泰州二期工程应用业绩，设计脱硫效率可达到98.6%。28中国燃煤电厂污染物的控制
30、技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用Pollutant emission control technologies for coal-fired power plants高效脱硫方案High efficient flue gas desulfurization (FGD) scheme p 采用高效湿法脱硫技术（自主技术）采用高效湿法脱硫技术（自主技术） wet FGD (domestic technology) 双循环U形塔（液柱+喷淋双塔） double-circulation U shape tower technology 重庆远达环保公司自主知识产权技术； 液柱塔和喷淋塔
31、技术结合，整体脱除率达98%以上； 应用业绩： 华能珞璜电厂2300MW 机组 重庆九龙电厂2200MW 机组等投产 以江苏滨海电厂21000MW 机组为例， 设计脱硫效率达到99.16%，出口SO2浓度低于20 mg/Nm3。 串联吸收塔技术- cascading absorbing tower technology采用分级脱硫，以提高脱硫效率，适合于高硫煤； 应用业绩： 大唐桂冠合山电厂2300MW 机组。 29中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用Pollutant emission control technologies for coal-fired
32、 power plants高效脱硝方案High efficient denitration schemep采用炉内低采用炉内低NOxNOx燃烧技术燃烧技术+SCR+SCR烟气脱硝技术烟气脱硝技术 in-furnace low NOx combustion + SCR technology 我国三大锅炉厂拥有各自的炉内低NOx燃烧技术，均保证锅炉出口NOx排放浓度不超过200mg/Nm3； Chinas three boiler manufacturers have their own infurnace low NOx combustion technology.NOx emission co
33、ncentration at the outlet of boiler not exceeding 200 mg/Nm3. 上海锅炉厂在河北国华定洲电厂600 MW机组和河北国华沧东电厂600MW机组的改造工程中，采用最新的低NOx技术，满负荷下锅炉出口NOx排放达到了110mg/Nm3的水平 按锅炉出口NOx排放浓度不超过200mg/Nm3、脱硝效率85%计算，脱硝出口NOx指标为30mg/Nm3，优于燃气轮机50mg/Nm3的排放标准 boiler outlet NOx emission concentration : 200 mg/Nm3; SCR denitration efficie
34、ncy : 85%, NOx emission: 30mg/Nm3， 50 mg/Nm3 ,the current Chinas emission standard of gas turbine.30中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用Pollutant emission control technologies for coal-fired power plants高效脱硝方案High efficient denitration scheme 国内SCR供应商主要是龙源环保、龙净环保、东方锅炉、上海电气、重庆远达等，其脱硝效率均可达到80%90%，目前国内
35、已可全部实现烟气脱硝系统设计及设备国产化 SCR EPC contractors : Longyuan Environmental Protection, Longjing Environmental Protection,Dongfang Boiler Works, Shanghai Electric Co. and Chongqing Yuanda Ltd. Denitration efficiency of its executive project can reach 80%-90%. 我国目前正积极推行全负荷脱硝技术，通过提高机组低负荷时给水温度、提高空预器进口冷风温度、省煤器分段等
36、技术措施，使机组在低负荷时，脱硝装置的进口烟气温度满足脱硝运行所需要的温度，实现全负荷运行脱硝。 China is positively carrying forward all-load denitration technology at present. 已采用全负荷脱硝技术的电厂： 外高桥三期采用设置0 号加热器 北仑一期采用省煤器分段 泰州二期采用控制低负荷SCR 进口烟气温度31中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用Pollutant emission control technologies for coal-fired power plants控
37、制“石膏雨”方案Control “Plaster rain” Scheme p 我国目前控制我国目前控制“石膏雨石膏雨”的主要技术措施的主要技术措施 选择合适的塔内烟气流速：3.5ms Select appropriate flue gas flow ratevelocity inside the tower; 选择合适的除雾器类型：屋脊式，三层 Select appropriate demister type： roof type, three layers； 采用湿式静电除尘器：降低石膏颗粒排放 Apply wet ESP to：reducing the emission of plast
38、er particle； 选择合适的烟囱内烟气流速：85%； 分离、提纯后的CO2纯度达到99.9%以上，用于食品行业碳酸饮 料以及制作干冰。 CO2 纯度99.9%35中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用Pollutant emission control technologies for coal-fired power plants脱碳方案 Decarbonization Scheme 华能上海石洞口第二电厂华能上海石洞口第二电厂CO2捕集工业示范项目捕集工业示范项目 继北京热电厂项目之后的第2个碳捕集项目，2009年7月开工建设，已于2009年12月
39、建成投运 烟气量6.6万Nm3/h，约占单台机组额定工况总烟气量的4% CO2捕集：12万吨/年 该装置是目前世界上最大的燃煤电厂烟气CO2捕集装置36中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用Pollutant emission control technologies for coal-fired power plants脱碳方案 Decarbonization Scheme 中电投双槐电厂中电投双槐电厂CO2捕集示范项目捕集示范项目 采用与北京热电厂相同的燃烧后CO2捕集技术，于2010年1月建成投运 处理烟气流量：50000 m3/h. CO2 量:100
40、00 tons/a CO2 捕捉率：95% CO2 纯度：99.5%(精制后99.9%)捕集的CO2主要用于焊接保护、电厂发电机氢冷置换等领域内容内容 Contents1. 中国电力行业总体概况中国电力行业总体概况 Overview of Chinas power generation industry3. 中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用中国燃煤电厂污染物的控制技术及其应用4. 2. 中国环保现状及相关政策法规中国环保现状及相关政策法规 The status of Chinas environmental protection & Relevant environment protect
41、ion policies & rules Pollutant emission control technologies for coal-fired power plants超低排放典型工程超低排放典型工程Typical Super low emission projects38超低排放典型工程超低排放典型工程Typical super low emission projects超低排放典型配置Typical arrangement of super low emission project锅炉锅炉BoilerSCR除尘器除尘器ESP换热器换热器Heat exchanger湿法脱硫湿法脱硫W
42、etde-SOx湿式湿式电除尘器电除尘器Wet ESP管式管式换热器换热器GGH烟囱烟囱Chimney二氧化硫二氧化硫/SO2 1200mg/Nm335mg/Nm31165mg/Nm3氮氧化物氮氧化物/NOx 250mg/Nm350mg/Nm3200mg/Nm3烟尘烟尘/Dust 2000mg/Nm31980mg/Nm310mg/Nm311mg/Nm3石膏携带石膏携带with gypsum6mg/Nm320mg/Nm316mg/Nm35mg/Nm339超低排放典型工程超低排放典型工程Typical super low emission projects超净排放典型布置 Typical arra
43、ngement of super low emission project 目前主要目前主要技术技术路线有路线有2 2种种Main technology routine worldwide:选择性催化还原选择性催化还原 + + 电除尘电除尘 + + 湿法脱硫湿法脱硫SCR + ESP + FGD选择性催化还原选择性催化还原 + + 低低温电除尘低低温电除尘 + + 湿法脱硫湿法脱硫 + + 湿式除尘湿式除尘SCR + low low temperature ESP + FGD + wet ESPSCR + ESP + FGDSCR + low low temperature ESP + FGD
44、 + wet ESP40 目前国内已有多个电厂实施了烟气超低排放目前国内已有多个电厂实施了烟气超低排放Efficiency for denitration新建电厂：浙江浙能六横电厂（新建电厂：浙江浙能六横电厂（2 21000MW1000MW）（）（20142014年年6 6月投运）月投运）Newly built: Zheneng Liuheng power plant, 21000MW, operated on July, 2014.新建电厂：神华国华舟山电厂新建电厂：神华国华舟山电厂4 4机组（机组（1 1350MW350MW）（）（20142014年年5 5月投运）月投运）Newly bu
45、ilt: Shenhua Guohua Zhoushan #4 power plant, 1350MW, operated on May, 2014.改造电厂：如浙能嘉兴电厂改造电厂：如浙能嘉兴电厂8 8机组（机组（1 11000MW1000MW）（）（20142014年年5 5月投运）月投运）Upgraded: Zheneng Jiaxing #8 power plant, 11000MW, operated on May, 2014.超低排放典型工程超低排放典型工程Typical super low emission projects六横电厂六横电厂舟山电厂舟山电厂嘉兴电厂嘉兴电厂典型工程
46、 Typical projects41超低排放典型工程超低排放典型工程Typical super low emission projects典型工程六横电厂1号机组 Typical projects-Liuheng #1 unit项目项目符号符号单位单位设计煤质设计煤质校核煤质校核煤质全水分Mt%149空气干燥基水分Mad%52收到基灰分Aar%1522干燥无灰基挥发分Vdaf%3640收到基碳Car%5856收到基氢Har%3.53.2收到基氮Nar%0.80.8收到基氧Oar%8.28.05全硫St,ar%0.50.95收到基低位发热量Qnet,v,arMJ/kg22.521浙能六横电厂浙
47、能六横电厂1、2号机组号机组Zheneng Liuheng #1, #2 units浙能六横电厂浙能六横电厂1号机组煤质资料号机组煤质资料Coal quality of Zheneng Liuheng #1, #2 units42超低排放典型工程超低排放典型工程Typical super low emission projects 4个常规电除尘器+1个旋转电极电除尘器+所有电场采用高频电源，出口烟尘浓度设计值15mg/Nm3；在脱硫出口增设湿式电除尘器，出口烟尘浓度设计值6mg/Nm3。4 sets of ESP + 1 set of rotating ESP + all electroni
48、c field with high frequency electric source, dust at the ESP exit 15mg; Equipped WESP at the exit of desulfuration tower, dust at the WESP exit 6mg. 实测结果表明，干式电除尘器出口烟尘浓度为11.8mg/Nm3，相应的除尘效率为99.93%；脱硫吸收塔出口烟尘浓度值为13.4mg/Nm3；湿式电除尘器出口烟尘浓度为3.1mg/Nm3。 Measured ESP exit dust is 11.8mg, ESP efficiency is 99.93
49、%; absorption tower exit dust is 13.4mg; WESP exit dust is 3.1mg.除尘系统设计及装备除尘系统设计及装备 Dust removal 采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺。 Limestone-gypsum wet desulfuration method. 脱硫效率设计值为98.6%，实际湿式脱硫装置入口二氧化硫浓度值为824.8mg/Nm3，出口二氧化硫浓度值为14.23mg/Nm3，脱硫效率为98.27%。 Design efficiency is 98.6%, measured FGD inlet SO2 is 824.8mg, ex
50、it SO2 is 14.23mg, efficiency is 98.27%.脱硫系统设计及装备脱硫系统设计及装备 Desulfuration 采用选择性催化还原法脱硝装置，催化剂按“3+1”设计。 SCR denitration equipment, catalyst layer setting “3+1”. 锅炉出口氮氧化物浓度设计值为330mg，脱硝设计效率84.8%；锅炉出口氮氧化物浓度实测值为213.5mg，实际脱硝效率80.3%。 Design boiler exit NOx is 330mg, denitration efficiency is 84.8%; measured
