电厂工作流程
就发电工程的观点而言,一切均求于经济有效,在大容量的电力厂(Power Plant),因为输出的数值很大,因此着重在效率的增进,而不重视设置成本,也就是着重在用最少的燃料输入去完成最大的输出电力。在这个原则要求下,必须增设许许多多的附属设备(Ancillary equipment),而使这个蒸汽动力厂成为一个相当复杂而庞大的组合。以汽轮机 (steam turbine)为原动机,驱动一发电机(Generators)发电而输送至电力用户。 煤之流程 : 首先从燃煤(Coal)开始,自储煤场(Coal Yard)送至原料煤斗后,由给煤器 (feeder)控制给煤量。进入之前在粉煤机(Pulverizer)或碎煤机(Crusher)内被磨成煤粉,与一部份热空气混合,经燃烧器 (burner)进入炉膛(Furnace)中,燃烧后的烟道气流经锅炉-省煤器(economizer)-空气预热器(air preheater)等热交换器 (heat exchanger)将热量传给其中的水或空气,最后从烟囱(chimney)逸去。其不可燃之固体,较大者以灰份之形态落入灰坑(ashpit)中,以备清除,其微细者则在集尘器(dust collector)中被收集清除。 空气及燃气流程: 再就空气(Air)观之,首先由送风机(forced draftfan)将气压略以提高,送经空气预热器,接受一部份烟道气之热量使温度升高由管道将其一部份直接送经燃烧器入炉,另一部份则进入粉煤机后与煤粉一同入炉。炉中燃烧后的烟道气,首先通过炉管(Boilertube)与过热器(super heater)将炉水汽化与过热的使命,随后通过省煤器将剩余热量的一部份交付于于进入锅炉前之水 (Feeder water)。再通过空气预热器加热于未进炉前的冷空气。经过如此行程后,因磨擦阻力的关系,已使压力低于大气压力,因此须由引风机(induced-draft fan)吸出,提高其压力,以便驱于大气中。 水及蒸汽流程: 电厂使用冷凝水(Condenstate water)由凝水泵(Condensate pumps)送回锅炉重新使用,所要补充者仅少许抵消漏泄损耗之补充水(Add water)。补充水经由给水软化器予以软化,以免锅炉内壁产生水垢(Furring)。凝水泵将冷凝水送过三个加热器,并附以其它水泵,依次由低压而中压而高压,又经省煤器提高其温度,使进入锅炉的水,事先获得相当的热能,故在炉管中巡回受热时,达到汽化程度所需的传热的面积可以稍减。至于已汽化之蒸汽,使之进入过热器的管道中,可以进一步的吸收热能,变成过热蒸汽(Superheated steam),进入汽轮机作功,而后流入冷凝器(Condenser)中,周而复始。但冷凝器所用的冷却水,由另一水泵从冷却塔(Cooling Tower)或海、河取水,吸收蒸汽之汽化潜热(Latent heat of vaporization)使之凝结后,本身回至冷却塔或海、河内,不跟蒸汽作直接接触。给水的三个加热器,系分别由汽轮机引出若干仅作部份膨胀而尚未降至排气温度与排汽压力之蒸汽,而利用其所含有之热能加热于锅炉给水。 在一蒸汽动力发电厂中,能量转变形式与步骤,如下所述:
1、燃料(Fule)与空气(Air)混合送至燃烧炉,开始燃烧,放出燃料中的化学能(Chemical energy)。
2、燃烧该混合物于燃炉中转化为热能(Heat)。
3、此热能在燃气中以高温出现,一部份辐射于炉管的表面,其余部份由对流作用通过锅炉各受热面(Heating surface),热能被炉管吸收之后,即传导至其中循环的炉水,使水受热变成高压高温之蒸汽。
4、高温高压之蒸汽经由喷嘴(Nozzles)送出转变为动能,产生高速度而发生巨大的动力喷汽。
5、用此高速喷汽吹动汽轮机叶片遂产生回转力于轮翼,此其将动能转为机械能而转动机轴。
6、主轴转动发电机而产电能。故一蒸汽动力发电厂乃是将化学能转变为热能,热能转变为机械能,最终变为电能之工厂也。
氨法脱硫工艺流程:
采用氨水作为脱硫吸收剂,与进入反应塔的烟气接触混合,烟气中SO2与氨水反应,生成亚硫酸铵,与空气进行氧化反应,生成硫酸铵溶液,经贮液池结晶、离心机脱水、压滤机即制得化学肥料硫酸铵。
氨法脱硫运营费用:
以75t的锅炉煤的含硫量为2.5%时为例,简要计算运营成本。
项目 |
数量 |
价格(万元) |
备注 |
用氨量 |
2009吨 |
-314.53 |
1700元/吨 |
用水量 |
10500吨 |
-2.47 |
2.35元/吨 |
用电量 |
630000千瓦时 |
-20.48 |
0.325元/千瓦时 |
人工费用 |
3人 |
-3.9 |
2.6万元/人口年 |
硫氨价格 |
7799.6吨 |
+546 |
700元/吨 |
合计 |
- |
+204.62 |
- |
实际上,因为减排SO2量而少交的那部份排污费数量也不少, 这里都没有计算进来。运营合理的话,氨法脱硫是会给企业带来经济效益的,至少能在短期内收回投资成本。
氨法脱硫实际应用:
某电厂附近有一现成的氨水厂, 电厂的燃煤含硫量也较高( 高硫煤便宜, 但SO2污染更严重, 既使用石灰石法, 设备投资也大幅上升, 而氨法能产生更多硫酸铵, 经济效益更明显。)如美国 DAKOTA 州一个350MW发电厂, 因为用高硫煤, 96年改用氨法。另有一更大的电厂, 脱硫效率达95%, 每年生产出10万吨硫酸铵。所以说, 在一定条件下, 用氨法来脱硫是有利可图的。
氨法脱硫的优势:
有很高的脱硫效率,可达到95%以上。
由于氨水与SO2反应速度要比石灰石(或石灰)与SO2反应速度快得多,同时氨法不需吸收剂再循环系统,因而系统要比石灰石—石膏法小、简单可靠,其投资费用比石灰石—石膏法低,占地面积小。在工艺中不存在石灰石作为脱硫剂时的常见结垢和堵塞现象。
脱硫后的终止物就是(NH4)2SO3和(NH4)2SO4(少量)和一部分(NH4)HSO3溶液,这些物质又是吸收NOx的吸收剂。因此氨法同时还具有脱硝功能。
具有一定的除尘功能。
氨法脱硫无工业废水排放,除化肥硫酸氨外也基本无废渣排放,避免了二次污染现象的发生,节约了大量贮存场地;还可以生产出化肥,有一定的经济效益。
由于吸收的硫、氮化合物是有害气体,吸收硫的氨水也是工业废料,从而可以达到“以废治废”的目的。
在脱硫化学反应中,氨水的投入量远远少于石灰石法中石灰的投入量,因此减少了运输费用,节约了成本。
具有高度可靠性——可利用率达到99%以上,因故障停机的情况极少发生。
较长的寿命--在良好的维护条件下能正常使用25年。
凯尔氨法脱硫的优势:
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除了以上所有的优势外,凯尔的氨法脱硫还在以下方面表现突出:
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基于自动控制的氨法脱硫。
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基于自动监控的氨法脱硫,依靠公司仪器优势可以监测残氨、废气成分、脱硫监控。
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设计氨泄漏问题的应急保护措施。