某燃煤鍋爐煙氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與評(píng)價(jià)

■程玉紅 ■河南天成環(huán)保科技股份有限公司，河南 平頂山 467000

1 工程概況

平煤股份八礦鍋爐房現(xiàn)有一臺(tái)10t/h循環(huán)流化床鍋爐和一臺(tái)20t/h循環(huán)流化床鍋爐，主要是保證八礦和八礦選煤廠的生產(chǎn)用汽及冬季供暖。2014年4月份按照環(huán)保部門(mén)下發(fā)的限期治理要求進(jìn)行了脫硫除塵系統(tǒng)改造，每臺(tái)鍋爐各安裝有一套除塵器及脫硫塔。鍋爐的除塵裝置采用袋式除塵器，脫硫方采用鈉鈣雙堿法。主要工藝流程如下圖:

八礦鍋爐脫硫除塵改造工程工藝流程圖

該項(xiàng)工程在建設(shè)之初，是按照原限期治理要求對(duì)煙塵及SO2指標(biāo)進(jìn)行治理，對(duì)原有的袋式除塵器及除灰系統(tǒng)進(jìn)行了改造、維修處理，對(duì)老舊的麻石脫硫塔進(jìn)行了拆除重建，并利用原有的循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行改造處理，因地制宜、新老結(jié)合，既節(jié)省了投資，又滿足工藝要求。工程總投資在370萬(wàn)元左右，建成后經(jīng)檢測(cè)除塵及脫硫指標(biāo)均合格，但在原本不涉及治理的氮氧化物指標(biāo)上確出現(xiàn)了很多問(wèn)題。建設(shè)單位進(jìn)行了多方位原因的分析、查找和整改后達(dá)到了理想目的。

2 檢測(cè)指標(biāo)分析

2.1 實(shí)測(cè)指標(biāo)

該工程在2014年11月竣工，并與當(dāng)月進(jìn)行了監(jiān)測(cè)驗(yàn)收，所使用儀器為青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所“嶗應(yīng)3012H型自動(dòng)煙塵(氣)測(cè)試儀”，取三次的平均值列表如下:

序號(hào) 項(xiàng)目20噸鍋爐 10噸鍋爐初始 排放 初始排放1O2濃度(%) 15.9 16.6 1616.82 SO2濃度(mg/m3) 255.67 26.33 241.6725.333 NOX濃度(mg/m3) 341.33 353 400.67393

2.2 折算指標(biāo)

通過(guò)以上數(shù)據(jù)，我們根據(jù)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13274－2014)計(jì)算方法:

式中:ρ——大氣污染物基準(zhǔn)氧含量排放濃度，mg/m3;

ρ'——實(shí)測(cè)的大氣污染物排放濃度，，mg/m3;

φ'(O2)——實(shí)測(cè)的氧含量;

φ(O2)——基準(zhǔn)氧含量。

φ(O2)按照標(biāo)準(zhǔn)中選擇燃煤鍋爐9%，計(jì)算得出的排放指標(biāo)折算值如下表:

序號(hào) 項(xiàng)目20噸鍋爐 10噸鍋爐初始 排放 初始 排放1O2(%) 15.9 16.6 1616.82 SO2濃度(mg/m3) 601.6 71.8 58073.43 NOX濃度(mg/m3) 803.1 962.7 961.61122.9

從表中可以看出，該工程的SO2濃度均未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值400mg/m3，但NOX濃度卻大大超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值400mg/m3。由于該鍋爐的限期治理任務(wù)是2014年4月份下達(dá)，當(dāng)時(shí)的所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13274－2001)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)NOX濃度并為作具體要求，而新標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13274－2014)是在2014年的7月1日正式發(fā)布，且規(guī)定“10t/h以上在用蒸汽鍋爐和7MW以上在用熱水鍋爐2015年9月30日前執(zhí)行GB13271－2001中規(guī)定的排放限值，10t/h及以下在用蒸汽鍋爐和7MW及以下在用熱水鍋爐2016年6月30日前執(zhí)行GB13271－2001中規(guī)定的排放限值。而新的標(biāo)準(zhǔn)要相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)之后實(shí)行”。因此，該工程整體達(dá)標(biāo)。

標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)保留了各地方政府根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求和經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展條件，提前批準(zhǔn)實(shí)施新標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)利，但隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)隨時(shí)可能要求企業(yè)執(zhí)行新的標(biāo)準(zhǔn)，所以認(rèn)真分析產(chǎn)生氮氧化物濃度過(guò)高的原因、規(guī)律和整改措施，才能防患于未然。

3 存在問(wèn)題分析及解決辦法

3.1 實(shí)測(cè)氧含量偏高

對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐來(lái)說(shuō)該值應(yīng)該在10～12之間，本次實(shí)測(cè)的氧含量O2值均在15～17之間，明顯偏高。由于氮氧化物及二氧化硫濃度是按照實(shí)測(cè)氧含量'折算出的值，因此'值得大小直接影響檢測(cè)結(jié)果的合格與否。

產(chǎn)生剩余空氣含量大的原因主要有以下幾點(diǎn):(1)系統(tǒng)漏風(fēng)，包括鍋爐本體、除塵器、脫硫塔及系統(tǒng)管道等。(2)鼓、引風(fēng)量較大，操作工經(jīng)驗(yàn)不足，系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置過(guò)量空氣系數(shù)參數(shù)表。建設(shè)單位對(duì)以上因素逐一排查，排查了設(shè)備及管道上的漏風(fēng)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在鍋爐設(shè)備的省煤器管道接口法蘭處存在密封不嚴(yán)、密封材料大量吹脫、鋼板接口開(kāi)焊、銹蝕穿孔現(xiàn)象，特別是管道的下表面由于空間狹窄，平時(shí)維護(hù)不到位，銹蝕加塵粒磨損非常嚴(yán)重，產(chǎn)生了大量的孔洞，建設(shè)單位對(duì)此逐一進(jìn)行了一些修補(bǔ)，基本杜絕了漏風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生;在保證爐溫的前提下，也鼓、引風(fēng)量進(jìn)行了調(diào)整。再次監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)'值明顯下降，基本保持在11～13左右，該問(wèn)題得到了有效地解決。

3.2 實(shí)測(cè)的氮氧化物含量偏高

對(duì)于同類鍋爐，本市其他鍋爐的NOX排放值基本保持在200～300mg/m3之間，就本工程實(shí)測(cè)的NOX排放值卻在300～400mg/m3之間，可以看出是明顯偏高。分析其產(chǎn)生的原因主要從以下幾個(gè)方面:(1)爐膛燃燒的溫度;(2)燃料成分。

循環(huán)流化床鍋爐，由于其燃燒的溫度一般控制在850～900℃，屬于低溫燃燒方式，又有分機(jī)送風(fēng)方式可有控制和效降低NOX的排放。但溫度若超過(guò)900℃，會(huì)使NOX排放濃度顯著增加。但本工程的實(shí)測(cè)溫度并未超過(guò)額定值，因此排除了燃燒溫度對(duì)NOX排放濃度的影響。

煤炭中氮含量一般在0.5%～2.5%左右，他們是以氮原子的狀態(tài)與各種碳?xì)浠衔锝Y(jié)合成氮的環(huán)狀化合物存在于煤中，該鍋爐使用的燃料是本礦自產(chǎn)的原煤，在煤質(zhì)分析時(shí)本沒(méi)有氮含量的檢測(cè)，為此，建設(shè)單位就燃料成分中氮含量專門(mén)進(jìn)行了化驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)本期燃料煤中氮含量一般在1.8% ～3.5%之間，屬于明顯偏高的煤種，因此可以確定煤種是導(dǎo)致本次檢測(cè)指標(biāo)中氮氧化物含量偏高的根本原因。后經(jīng)協(xié)調(diào)，采取更換煤種的方式使排放的氮氧化物實(shí)測(cè)值降至200～300mg/m3之間，取得了很好的效果。

4 結(jié)論及建議

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，特別是對(duì)于在用的燃煤鍋爐污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)進(jìn)一步提高，特別是NOX排放標(biāo)準(zhǔn)在2015年10月1日及2016年7月1日后都將執(zhí)行400mg/m3的指標(biāo)。目前對(duì)于燃煤熱水鍋爐的脫硫除塵改造已基本達(dá)標(biāo)，但對(duì)于氮氧化物的排放也應(yīng)該重視起來(lái)。影響氮氧化物排放指標(biāo)的因素主要有系統(tǒng)的剩余氧含量指標(biāo)、系統(tǒng)漏風(fēng)率、鍋爐的鼓風(fēng)及引風(fēng)的強(qiáng)度、鍋爐爐膛燃燒溫度及燃煤種類。當(dāng)流化床鍋爐的排放指標(biāo)偏大時(shí)可以通過(guò)降低系統(tǒng)的漏風(fēng)率、采用合理的過(guò)量空氣系數(shù)控制一二次風(fēng)強(qiáng)度、控制爐膛溫度及更換燃料煤種的辦法解決，平煤股份八礦鍋爐檢測(cè)驗(yàn)收中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案值得有類似情況的企業(yè)借鑒。

［1］鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271－2001)中國(guó)通環(huán)境出版社.

［2］鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271－2014)中國(guó)通環(huán)境出版社.

［3］固定污染物源排氣中顆粒物和氣態(tài)污染物采樣方法(16157－1996).

［4］呂俊復(fù).循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行與檢修.中國(guó)水利水電出版社，2005.

［5］陳鵬.中國(guó)高硫煤及其排放SO2污染控制.煤炭轉(zhuǎn)化，1998.