大型循环流化床机组低成本多污染物协同脱除技术

申报单位

国能（山东）能源环境有限公司

申报技术/产品

大型循环流化床机组低成本多污染物协同脱除技术

技术原理

（1）600MW超临界CFB机组烟气污染物超低排放控制技术

保留CFB锅炉尾部电袋除尘器电区作为预除尘器，减少烟气中的粉尘浓度；CFB锅炉炉外增设烟气循环流化床半干法脱硫装置，同时设置高效布袋除尘器。针对600MW等级及以上CFB机组采用“一炉双塔”，即一台锅炉对应两套半干法脱硫除尘系统，各套半干法系统处理50%烟气量；CFB机组在负荷增长或降低时，采用“一炉双塔”稳定切换控制技术实现单双塔切换运行。

（2）CFB机组炉内石灰石&炉外半干法两级协同脱硫技术

重点解决CFB机组炉内和炉外脱硫自动控制系统受锅炉燃烧工况的大滞后、煤质多变、非线性等特性影响，实现炉内脱硫与炉外脱硫之间协调配合。两级联合脱硫优化控制系统与原DCS炉内/炉外脱硫系统控制方案为互补关系，具体包括炉内石灰石投料自动控制与炉外消石灰给料自动控制。通过模糊控制和预测控制，兼顾被调量当前值与变化趋势，实现投料与停止投料的提前，减小SO₂浓度的波动。

（3）煤粉炉机组带扰动补偿的分级-串级脱硫除尘协同优化控制技术

发挥“三重”优化控制机制。第一重优化机制，干电抗干扰闭环控制+湿电先进预测控制；第二重优化机制，干电、湿电出力协同优化机制；第三重优化机制，出口烟尘浓度的达标安全保护机制），实现除尘控制系统的自动投入率达100%；基于大数据分析优化系统经济运行，采用先进算法开发脱硫除尘系统精准控制系统，实现脱硫除尘系统智能调节、精准控制、经济运行。

适用范围

适用于循环流化床机组烟气污染物超低排放控制，或者锅炉出口烟气二氧化硫原始浓度≤1600mg/Nm³的燃煤机组和工业锅炉，采用本技术后可实现二氧化硫排放浓度≤35mg/Nm³、粉尘排放浓度≤5mg/Nm³。

工艺流程及说明

循环流化床半干法脱硫除尘技术是基于气固两相流反应的机理，烟气通过脱硫塔下部文丘里管的加速，进入床体；物料在循环流化床里，充分接触反应。在文丘里的出口设有喷水装置，用以降低反应器内的烟温，使得SO2与Ca(OH)2的反应转化为离子型反应。
两级协同脱硫控制系统包括硬件架构和闭环控制算法。硬件构架包含上层工控机、中间层PLC及底层DCS三部分。闭环控制算法是非线性预测控制策略结合多种先进控制策略针对性的进行相关控制回路。

推广前景

针对600MW超临界循环流化床机组脱硫除尘技术路线采用“一炉两塔”布置形式，机组变负荷时单/双塔切换技术，保证切换过程中烟气达标排放是项目研究的重点和难点，通过基础研究、试验研究、工程实施与调试和一定周期运行，掌握了 “一炉双塔”设计、单双塔稳定切换、SNCR脱硝优化等关键技术。基于先进控制的两级脱硫控制技术的使用有效提高了系统的经济性运行、减少系统维护。系统成果将助力“一带一路”生态环境保护，实现系统节能降碳。