關于熱電廠燃燒系統節能減排技術應用的討論

楊進紅 （天津長蘆海晶集團有限公司熱電公司，天津 300455）

一、前言

能源節約與環境保護是電力發展的兩大主題，也是能源發展的兩大主題，對于能源利用來說，就是要清潔高效的利用能源。能源節約是改善環境的根本前提，沒有能源節約就沒有環境保護。要解決煙塵、SO2等的減排問題，提高能源效率是唯一途徑。

二、我國當前形勢與現狀

當前我國能耗的70%為工業能耗，而工業用鍋爐年耗煤量將近20億t，占煤炭產量的80%，導致如此高的能耗的重要因素是我國現有的鍋爐設備運行效率較低，大部分不足70%，比發達國家平均水平低將近20%。如果鍋爐的熱效率提高10%，我國每年可節約6000萬噸燃煤。

三、技術的應用

（一）鏈條爐分層燃燒技術合理調節給煤

我國目前在用的鍋爐中，大部分為鏈條爐，且大都存在煤種適應性差的問題，因而在實際使用中存在出力不足，燃燒效率和熱效率較低，爐渣含碳量偏高，爐排漏煤量大等問題，同時由于煤層分布不均，導致燃燒工況較差，造成燃料浪費和環境污染。

分層燃燒技術的應用，主要是給鍋爐加裝分層給煤裝置，使粗細混合的燃煤在旋轉滾筒作用下落在篩網上，在爐排運轉和篩網篩分的共同作用下，大塊煤落在緊靠爐排的最下層，中顆粒煤落在其上，而碎煤落在了最上面，易被引燃著火，使著火點提前，延長了著火時間，使燃燒更充分，爐渣含碳量降低，提高燃燒效率；同時降低了煤層密度，煤層更加均勻，減少了局部穿火和周邊漏風，降低了排煙熱損失。（如圖）

圖

鏈條爐加裝分層燃燒裝置后，在實際運行中節能效果顯著，我公司現加裝的是雙輥式帶篩分器為漸擴型篩網給煤裝置，經過實際運行檢驗及統計分析，此給煤方式在燃用我公司混配原煤條件下，燃燒效率最高。與普通給煤斗相比，在爐渣的含碳量方面可使其降低3﹪左右，熱效率提高1.5﹪左右，平均節煤4﹪～7﹪，燃燒效率及節煤效果都有明顯提高。以鍋爐每小時耗煤量為6t計算，單臺鍋爐日耗煤量144t/h，日節煤5-10噸，全年按運行7200小時計算，年可節煤1500-3000噸。公司一般情況下兩爐運行，采暖期三臺爐同時運行，可見此技術的應用帶來的經濟效益十分可觀。

（二）采用相應的清灰措施清除灰垢提高鍋爐熱效率

鍋爐受熱面積灰直接影響鍋爐熱效率，灰垢的導熱系數僅為0.1163W/(m·K)，約為鋼板導熱系數的1/750-1/45。積灰輕則弱化傳熱、導致鍋爐熱效率降低，當鍋爐的受熱面積灰厚度1mm時，鍋爐的熱效率就要降低4%-5%，同時增加NOx排放量；積灰重則必須采取降負荷運行或做停爐處理,甚至發生其它更為嚴重的惡性事故，所以清除積灰對提高鍋爐的熱效率及安全運行非常重要。通常采用吹灰器解決這個問題，目前普遍使用的吹灰器為蒸汽吹灰器，就是將氣動旋流蒸汽吹灰器產生的氣動旋流送入積灰的空間區域，通過氣動能量作用，使空氣分子與粉塵粒子產生振蕩破壞，阻止粉塵粒子在受熱面表面沉積，同時也阻止粒子之間結合，使之處于懸浮狀態，以便使煙氣將其帶走或靠自身重力沉降，達到清灰的目的。

我廠在用的CG-35/3.82-ML鏈條鍋爐沒有吹灰系統，針對此種情況，進行細致的分析，發現鍋爐水冷壁部分為浮灰，可以利用壓縮空氣進行清除，而過熱器、省煤器、空氣預熱器部分為硬質灰垢，利用吹灰不能完成。針對特殊情況，采用分段除灰方案，水冷壁采用氣泵壓縮空氣，近位吹掃，即干凈徹底，又不損傷管壁；過熱器、省煤器采用細竹竿刮蹭、輕敲的方法，清除附著管皮垢，十分見效，且細竹竿對20g材質鋼不易造成劃傷；空氣預熱器，由于是管內壁附著灰垢，不易清除。經過多次試驗，研究出了一種專用鉆具結合水管沖洗法，取得良好效果。這種人工無傷害的清除積灰方法，取得效果顯著，使鍋爐維持在高位負荷量，加強了鍋爐的熱交換能力，節省了能源。

（三）脫硫除塵技術的應用及系統配套模式的合理選用確保煙氣排放達標

目前我國工業鍋爐普遍使用濕式脫硫除塵器對煙氣進行脫硫除塵，因為這種除塵器具有結構簡單，對煙氣的捕集效率高且穩定，投資和運行費用較低等優點。目前在用的濕式脫硫除塵器分為三種形式：1、噴淋水滴。利用機械噴霧的方式，使水形成大小不同的水滴，分散于含塵氣流中，與氣流中的塵粒融合，水中的堿性物質與氣體中的二氧化硫發生化學反應，脫去二氧化硫。該技術主要適用于蒸發量<10t/h的燃煤鍋爐的脫硫除塵。

2、離心水膜。利用水進入脫硫除塵器后，在其內表面形成一層水膜和進入裝置內氣流中的顆粒受慣性和離心力的作用撞擊到水膜中，完成脫硫除塵過程。該技術主要適用于蒸發量≥10t/h的燃煤鍋爐的脫硫除塵。

3、氣泡。當脫硫除塵器的某個部位形成一定厚度的水層時，當含塵氣流穿過或撞擊水層時，由于受氣流速度，水的表面張力等因素的影響，將產生大小不等的氣泡，同時在氣泡形成和自行破裂的過程中，將塵粒和二氧化硫除去。該技術脫硫效果好，適用于燃煤層燃鍋爐。

我廠1#、2#爐配套除塵設施為花崗巖水膜除塵器，3#爐為水浴脫硫除塵器，隨著國家各時段對脫硫除塵排放要求的升高，原有的脫硫除塵設施不能再滿足排放要求，需進行改造，以降低硫化物（SOx）、氮化物（NOx）和煙塵的排放。經過與環保部門共同探討、論證，最終采用雙塔脫硫除塵模式，一個除塵塔，一個脫硫塔，一前一后，輔助完成脫硫除塵任務，使脫硫除塵能力進一步提高，為了使脫硫除塵效果得到保證，還在塔體四周加裝上下兩層八組噴頭進行噴淋，改造后在環保驗收中通過測試，效果非常顯著。

四、結論

伴隨我國對節能減排要求標準的不斷提高，減少燃煤鍋爐燃料消耗及污染的排放已經刻不容緩。通過以上的實際事例可見，一些節能減排先進技術的應用以及針對一些落后設備的合理改造，可大幅度減少能源的消耗及污染的排放，實現節能減排，同時為企業創造更大的經濟效益。

【1】《工業鍋爐節能技術及應用》王端陽 2009

【2】《鍋爐原理》 陳學俊 陳聽寬

【3】《分層給煤技術在鍋爐中的應用》謝萍 程鴻相劉明友