最新環(huán)保標準下對循環(huán)流化床鍋爐環(huán)保特性的研究

王金生

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐本身具有較高的燃料適應性和非常優(yōu)越的環(huán)保特性，然而在實際的運行中卻有很多因素對其環(huán)保性能的發(fā)揮產(chǎn)生著制約作用。本文與我國最新的環(huán)保標準相結(jié)合，分析并介紹了對循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硝和脫硝產(chǎn)生影響的因素，在有效控制設備投資和降低運行維護費用的基礎上，利用優(yōu)化控制其有關參數(shù)和技術改造的方式充分地發(fā)揮出循環(huán)流化床鍋爐的環(huán)保特性，供相關人士參考。

關鍵詞：最新環(huán)保標準；循環(huán)流化床鍋爐；環(huán)保特性

中圖分類號： X324 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-160-2

0 引言

循環(huán)流化床鍋爐本身具有一系列的優(yōu)勢，因此在很多領域中都得到了廣泛的應用。然而因為循環(huán)流化床鍋爐本身具有設備不穩(wěn)定、運行控制不佳和煤質(zhì)容易變動等一系列因素的影響，因此導致一些循環(huán)流化床鍋爐在Nox和SO2排放量方面存在著一定的問題，并且進一步導致一部分從業(yè)者對循環(huán)流化床的應用產(chǎn)生了憂慮。大量的實踐表明，選擇科學合理的適用技術對循環(huán)流化床鍋爐進行優(yōu)化控制，能夠充分地發(fā)揮其環(huán)保性能，并且最終對節(jié)能減排的工作起到深層次的促進作用，有效的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

1 循環(huán)流化床鍋爐分析

Nox和SO2等大氣污染物的主要來源就是火力發(fā)電廠和供熱廠中含硫化石燃料（其中80%是煤）的燃燒，為了能夠有效地降低二氧化硫的排放，就必須要對煙氣脫硫裝置進行配置，然而循環(huán)流化床鍋爐具有較大的投資和運行費用，而且具有較高的廠用電量和水耗量，所以在處置產(chǎn)物石膏的時候存在著較大的困難。為了能夠減少Nox的排放量，煤粉鍋爐不僅要配置相應的Nox燃燒器，而且還要配置SCR煙氣脫硝裝置，然而SCR煙氣脫硝裝置在運行的過程中需要使用的催化劑具有較高的運行維護成本，而且要對其進行定期更換，再加上失效的催化劑中本身包含著大量的重金屬，因此很容易導致出現(xiàn)二次污染[1]。與煤粉鍋爐相比，循環(huán)流化床鍋爐能夠利用分級燃燒、控制爐膛溫度減少NOx排放和添加石灰石脫除SO2，而且與煤粉燃燒+SCR+FGD相比，其具有更低的投資和運行費用。作為一項清潔燃燒技術，循環(huán)流化床鍋爐得到了我國電力行業(yè)和供熱企業(yè)的普遍認可，并且得到了廣泛的應用。

2 新環(huán)保標準對循環(huán)流化床鍋爐脫硫性能的影響

2.1 設計因素對循環(huán)流化床鍋爐脫硫性能的影響

影響脫硫性能的主要設計因素就是石灰石和燃料的品質(zhì)，當前我國很多電廠都不能對燃料供應進行良好的把握，容易出現(xiàn)燃用煤種偏離設計值的情況，從而造成輔機設計選型和鍋爐設計選型不當，不僅機組正常運行的要求無法得到滿足，也無法滿足環(huán)保排放的要求。由于產(chǎn)地的不同，石灰石的脫硫反應活性具有很大的差別，因此在外購石灰粉時不僅要考慮到其粒度和CaCO3含量，還要考慮其脫硫反應的活性，這些都會影響循環(huán)流化床鍋爐的脫硫性能。

2.2 系統(tǒng)因素對循環(huán)流化床鍋爐脫硫性能的影響

循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的脫硫反應會受到分離器的分離率的影響，如果分離器具有不佳的分離效率，那么分離器就無法捕集石灰石粉，導致其直接進入了尾部煙道。這樣一來煙氣與細石灰石粉具有過短的接觸時間，嚴重影響了其利用效率。影響脫硫效率的另一個重要因素就是石灰石輸送系統(tǒng)的運行狀況。由于石灰石顆粒具有較大的離散性、堆積密度和顆粒硬度，在運輸?shù)倪^程中很容易因為吸水受潮而結(jié)塊，具有一定的運送難度。因此要達到最新的環(huán)保標準，還必須考慮到石灰石輸送系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

2.3 運行因素對循環(huán)流化床鍋爐脫硫性能的影響

在循環(huán)流化床鍋爐中，脫硫性能還會受到床溫、氧量、配風等因素的影響，其中最重要的影響因素就是床溫。通過對日常燃用煤種及信托流實驗可以發(fā)現(xiàn)，脫硫效率最高的床溫是910℃。如果床溫再升高，那么就會提高二氧化硫的排放濃度。如果床溫過高，就會造成CaSO4逆相分解，并排放出SO2，使硫酸鹽化的反應速度受到影響。因此應該盡量保持適宜的床溫，保障脫硫性能。

3 最新環(huán)保標準下提升循環(huán)流化床鍋爐環(huán)保特性的有效對策

3.1 最新環(huán)保標準下提升循環(huán)流化床鍋爐脫硫性能的措施

循環(huán)流化床鍋爐石灰石輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性由于新環(huán)保標準的出臺而面臨著更高的要求，因此需要對鍋爐的系統(tǒng)關鍵參數(shù)進行合理選擇，并且相應地做好系統(tǒng)的管理和維護工作，與濕法脫硫系統(tǒng)相比，石灰石爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)具有非常低的設備投資，所以為了使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得以提升，就可以采取有效的措施強化系統(tǒng)的備用系數(shù)。比如，如果鍋爐機組為135 MW 等級以下，這時候就可以對機組加裝二套系統(tǒng)，鍋爐系統(tǒng)的日常運行方式為一用一備。如果鍋爐機組為燃用高硫煤的機組或者屬300MW 等級，那么鍋爐系統(tǒng)的日常運行方式則為二用一備。

要積極地優(yōu)化和調(diào)整現(xiàn)有鍋爐機組的燃燒，并且優(yōu)選石灰石石源，要及時的改造其中堵管、下粉不暢和處理不足的石灰石輸送系統(tǒng)，從而使面對不同煤種時鍋爐機組的適應性得以提升。新建的鍋爐機組在設計階段必須要充分地做好煤質(zhì)預測工作，要準確地判斷周圍的煤源，在選取鍋爐機組床溫等參數(shù)的時候需要對污染物的排放控制因素和燃燒因素等進行綜合考慮[2]。

如果循環(huán)流化床鍋爐綜合應用以上措施則能夠完全達到我國制定的新環(huán)保排放標準要求。比如我國某地某廠的3臺循環(huán)流化床鍋爐通過上述的措施進行改造之后，在具有5045mg/Nm3的SO2計算排放濃度的條件下，在三十天的時間內(nèi)達到了104mg/Nm3的SO2排放平均值，其能夠完全達到我國的環(huán)保排放限值。

現(xiàn)階段在原有環(huán)保標準下我國很多的大型循環(huán)流化床鍋爐機組具有大約300mg/Nm3的SO2排放濃度平均值。因為脫硫會加大企業(yè)的經(jīng)營成本，而很多電力企業(yè)都是為了滿足國家的環(huán)保標準，因此對低 SO2排放進行過分追求沒有太大的意義。選擇科學合理的技術措施，在最新環(huán)保標準下通過一定的環(huán)保投入基本上都可以達到國家環(huán)保排放限值。

3.2 最新環(huán)保標準下提升循環(huán)流化床鍋爐脫硝性能的措施

在NOx排放量方面一些鍋爐機組大于200mg/Nm3，這時候不僅要優(yōu)化調(diào)整其燃燒參數(shù)之外，還需要選擇深度脫硝技術。現(xiàn)階段可供選擇的技術主要是兩種，也就是SNCR 技術和SCR技術。對于循環(huán)流化床鍋爐的深度脫硝而言，SNCR 技術更加適用。該技術具有安裝簡便、運行成本較低以及技術投資較少等一系列的優(yōu)勢，而且無需對催化劑進行設置，盡管與SCR相比，其具有相對較低的脫硝效率，然而因為循環(huán)流化床鍋爐具有較低的NOx排放濃度，因此還是能夠達到最新的環(huán)保標準[3]。現(xiàn)在很多發(fā)達國家的循環(huán)流化床鍋爐都開始應用該技術，比如，美國的JEA 電廠的兩臺300MW循環(huán)硫化床鍋爐具有1—2%的燃用石油焦含氮量，其中具有1.3—1.6%的煙煤氮含量。在當?shù)匾蟛怀^111 mg/Nm3的鍋爐 NOx排放值，而在循環(huán)流化床鍋爐的分離器處理選擇SNCR 系統(tǒng)進行噴氨脫硝之后，與要求值相比，其具有遠遠要低的NOx排放值。

4 結(jié)語

現(xiàn)在煤粉鍋爐屬于大型燃煤發(fā)電機組的主流鍋爐，而在煤粉鍋爐房適用的場合應用循環(huán)流化床鍋爐能夠發(fā)揮填平補齊的作用，立足于現(xiàn)有的條件積極的優(yōu)化控制循環(huán)流化床鍋爐的相關參數(shù)，并且對其進行有效的技術改造，可以充分的發(fā)揮出循環(huán)流化床鍋爐的環(huán)保特性。與濕法脫硫系統(tǒng)的設備投資相比，石灰石爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)遠遠要低，所以能夠通過增加系統(tǒng)備用系數(shù)的方式強化系統(tǒng)的合理性，對系統(tǒng)的關鍵參數(shù)進行合理的選擇，并且做好系統(tǒng)的管理和維護工作，在鍋爐機組的設計階段要認真做好煤質(zhì)預測工作，積極地優(yōu)化和調(diào)整現(xiàn)有鍋爐機組的燃燒，優(yōu)選石灰石石源，完全能夠達到國家最新環(huán)保標準要求。

參 考 文 獻

[1] 李斌，李建鋒，呂俊復，盛建華，張全勝，堯國富，王元，朱超，黃海濤.我國大型循環(huán)流化床鍋爐機組運行現(xiàn)狀[J].鍋爐技術，2012（01）.

[2] 黃中，肖平，江建忠，孫獻斌.旋風分離器中心筒筒體裂隙對分離效率的影響研究[J].電站系統(tǒng)工程，2012（01）.

[3] 段東林，劉欣，段艷慧，周翔.煙氣再循環(huán)燃燒技術在75t/h循環(huán)流化床鍋爐上的應用[J].工業(yè)鍋爐，2016

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