循環流化床鍋爐超低排放改造可行性探析

王建庭

摘 要：近些年以來，各地電力企業都在著眼于全面優化現有的鍋爐機組，運用節能性的舉措來改造機組排放并且體現更高層次的節能目標。因此針對循環流化床的化工裝置而言，應當將其改造為超低排放的全新運行模式，其改造范圍涉及到脫硝、除塵、脫硫以及其他機組運行要點。通過運用環保性和節能性的鍋爐改造手段，能夠從源頭杜絕過高的機組排放，進而全面證實了超低排放型鍋爐機組具備的可行性以及環保價值。

關鍵詞：循環流化床鍋爐 超低排放改造 可行性

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）05-0-02

進入新時期后，環保理念與節能理念正在實現全方位的深入，尤其是針對化工領域而言。鍋爐循環流化床本身包含了復雜性較高的鍋爐內在結構，其在運行時將會排放相對較高的煙塵和其他類型污染物。在當前狀況下，電力企業及其有關部門正在著手引進超低排放的模式用來全面改造現有的鍋爐裝置，進而將全面減排與節能的根本理念滲透在鍋爐運行的整個流程中[1]。與傳統運行模式相比，建立于超低排放前提下的全新運行模式體現為更高層次的環保實效性，針對此項節能舉措有必要致力于全面推廣。

一、超低排放改造具備的可行性

通常來講，循環流化床鍋爐將會排出相對較多的煙塵和其他污染物，對于人體健康增添了威脅性，同時也無益于保障最根本的環境潔凈度。通過運用超低排放改造的手段與措施，電力企業針對自身現有的流化床裝置著手進行改造，從源頭上杜絕較高污染帶來的威脅性，確保其符合當前綠色化工的宗旨與目標[2]。實質上，傳統模式的流化床系統存在較大可能將會排放過高的污染物，其中典型性的污染成分包含二氧化硫、煙塵與氮氧化物等[3]。因此在全面施行超低排放改造時，應當確保限制于每立方米40毫克以內的二氧化硫排出量、每立方米20毫克的煙塵總量以及每立方米180毫克以內的氮氧化物總量。

我廠設有330MW機組的大型循環流化床系統，具體在改造時，關鍵集中于布袋除塵、濕法脫硫以及尿素脫硝等措施。與此同時，技術人員還能運用在線監測模式來隨時測查鍋爐排放量。在某個時間段，鍋爐排放如果超出了最大限度，那么對此就要著手進行適度的調控[4]。對于在線監測儀將其設計為粉塵監測裝置，運用改造與升級的方式來優化其現有的監測精度。

二、改造鍋爐除塵系統

1.布袋除塵

循環流化床鍋爐設有必要的鍋爐除塵系統，其中典型為除塵器。在運行時，除塵器能夠憑借自身的慣性來清除體積較大的飛灰顆粒，確保在空預器的配合下全面清除飛灰。通常來講，大顆粒在燃燒飛灰中大概占據5%的比值，而除塵器最根本的功效就在于杜絕飛灰進入后續的鍋爐運行中，從而將其截留在空預器的內部。針對剩余部分的飛灰而言，應當將其送入布袋除塵的裝置中，最后應當保證其不會超出每立方米10毫克的飛灰密度[5]。經過濾除之后，粉塵物質如果符合了上述指標，其就可以在引風機的帶動下沿著煙囪被排出。

在排放改造以前，多數企業都設有每小時220噸規格的除塵器，對此通常選擇靜電除塵器用來濾除飛灰，其能夠達到99%左右的濾除比例。但是近些年以來，各部門都在強調環保，因此如果僅憑上述規格的除塵器，那么仍然很難徹底濾除某些飛灰和其他雜質[6]。針對當前現有的除塵實效性應當著手進行全面提升，確保能夠用布袋除塵的方式來替換傳統的除塵器。

2.在線式的粉塵監測

鍋爐裝置在運行時，對于各個時間段現有的粉塵總量都要予以監控，因此需要為其配置在線的粉塵監測裝置。因此近幾年，很多企業都增設了激光粉塵儀，運用在線方式開展實時性的粉塵監控。在粉塵儀的配合下，針對入射光與煙氣透射的強度就能予以綜合對比，運用激光測量的措施來實現上述的在線監測。因此可見，在線監測粉塵的方式應當能夠靈活適用于測查粉塵濃度與煙塵濁度等領域。

對于信息化的粉塵儀而言，應當將其調整至0至每立方米100毫克的量程范圍內。在實現低排放改造的狀況下，當前多數企業都能將自身排放的灰塵和其他雜質總量控制于每立方米10毫克以內[7]。受到粉塵粒徑分布對其產生的影響，對于粉塵儀應當更多關注其受到的蒸汽污染和粉塵污染，確保符合最根本的監測精度。在操作中，粉塵與蒸汽很可能將會附著于透視鏡片的位置上，因此阻礙了其測量煙氣的精準度提高。為此，針對粉塵測量裝置還需著手加以完善與改進。

除此以外，鍋爐排出煙氣通常都會包含較高比例的水分總量，可以稱之為濕潤煙氣。受到較高含水量給其帶來的運行影響，某些循環流化床就會表現為結露現象。對于上述現象如果要全面予以消除，那么可以將其替換成超低粉塵儀的監測方式。具體而言，超低粉塵儀在抽取煙氣時可以憑借采樣探頭予以完成，確保將其置于相對干燥的外部環境中。通過運用上述措施，對于粉塵濕度過大和煙氣凝結等各種不良現象就能著手進行全面的避免，確保能夠實現對于飽和煙氣的精確測量[8]。在激光散射的作用下，粉塵就會出現特定長度的散射光，進而獲得了濃度信號與電流強度信息。

三、濕法脫硫以及尿素脫硝

1.基本技術原理

對于脫硝系統來講，其指的是在特定的鍋爐部位上完成氨水的運輸，然后在儲存罐內部注入氨水。在此前提下，脫硝系統可以憑借卸載泵的作用，對于儲存罐填滿全部的氨水。在輸送泵的配合下，對于混合性的計量系統應當能夠輸入氨水。除此以外，輸送泵還能用來輸送某些稀釋后的水，確保其能夠順利流入計量系統中。通過運用實時性的信息反饋方式，計量混合系統就能夠全面混合稀釋水與氨水的兩種成分。

在全面混合之后，確保在噴射系統中送入稀釋氨水，進而全面混合壓縮空氣與氨水成分。通過運用噴嘴的作用，應當能夠在爐膛內部噴入霧化之后的氨水，進而促進了氮氧化物、煙氣以及氨水等各類物質出現的相關化學反應[9]。在整個爐膛的范圍內，對于某些毒害性較強的排放氣體就能予以適當還原，進而將其轉變成水以及氨氣，避免其呈現毒害性的特征。

2.系統改造的要點

為了防止鍋爐存在漏風現象，應當詳細查看受熱面與其他的爐膛部位，其中還包括尾部的受熱面。經過全面檢測以后，如果察覺到漏風的位置，予以精確記錄，然后運用適當措施來彌補鍋爐內部的風量，確保其可以達到充足風量。因此可見，全面檢驗鍋爐漏風的措施有助于杜絕偏高的熱量損失或者排煙損失，針對燃燒熱效率也能予以全面提升。對于整個鍋爐裝置而言，應當能夠保證其符合最低限度的煙氣溫度，對于過剩空氣予以顯著的降低。此外，如果能夠判斷為明顯的氨氣逃逸，那么對其也要予以相應的抑制處理。

優化脫硝系統應當涉及到如下要點：針對燃燒系數應當予以全面的調控，確保其符合最合理的系數大小。這是因為，鍋爐如果表現為過大的過剩空氣總量，那么將會顯著影響到氮氧化物的順利排放[10]。因此近些年以來，很多企業都在著手引進低氧燃燒的全新鍋爐運行模式，確保處于滿負荷狀態中的鍋爐能夠限制于5%以內的煙氣含氧總量。

此外，技術人員還需格外關注氮氧化物在各個階段的總濃度，保證其不能夠超出每立方米50毫克。針對二次風的比例應當設計相應的限度，尤其是對于燃燒風比應當進行全方位的控制。對于當前現有的氨氮摩爾比應當予以適度的調整，運用此種方式來杜絕過多的氨氣逃逸。這是因為，氨氮摩爾比一旦超出了2的比例，那么將會引發相對嚴重的氨氮逃逸現象，對于整體上的脫硝實效性也會帶來強烈影響。經過全面測算可以得知，技術人員最好將其限定于1.5的比值。

首先是改變注入石灰石的點。在技術改造中，對于鍋爐注入石灰石的原有位置應當予以相應的更改。在此過程中，通常都會涉及到脫硫技術和其他相關技術。對于爐膛出口的位置而言，應當將其控制于最合適的寬高比范圍內。與此同時，對于旋風分離器最好將其設計成緊湊式的，因地制宜選擇合適的注入石灰石點。

其次是改造蒸汽噴槍。在進行排放改造時，重點應當落實于鍋爐的密相區，對于此種區域可以安裝必要的蒸汽噴槍。通過運用蒸汽噴槍的方式，對于超標排出的二氧化硫就能予以全面防止[11]。具體來講，可以將蒸汽噴槍適當安裝于密相區的特定位置上，確保其符合特定的蒸汽參數以及噴出蒸汽的動力等。對于給煤機而言，應當運用與之相應的改造措施來實現均勻性較強的煤炭分布狀態，避免其表現為混亂狀態。

第三是全面監控鍋爐內部的二次進風以及其他運行流程。對于二次風壓而言，其呈現較差的穿透力與較低的二次風壓，因此很難均勻混合爐膛內部的煙氣與石灰粉。因此可見，對于當前現有的二次送風就要著手進行全面的改造。此外，對于側面的返料器也要視情況予以相應的處理，對于硫化物發生固化的時間進行顯著縮短。在爐膛的內部，應當確保二氧化硫與石灰石等物質可以充分實現混合。

四、超低排放改造的實效性以及技術要點

1.改造后獲得的經濟實效性

針對循環流化床鍋爐而言，關鍵在于監控其當前現有的各項運行參數。具體而言，運行參數通常涉及到鍋爐的灰份、鍋爐發熱量、鍋爐硫份、外水以及其他相關指標。具體在施行排放改造時，針對上述指標分別應當控制于30%、4500Kcal、0.8%以及10%的數值范圍內。在日常運行時，鍋爐裝置應當可以承受每小時160噸或者更高的運行負荷，對其應當限制于15kPa以內的風室壓力。如果涉及到流化床的測溫，那么至少保證其不會超出900°。通過運用上述的改進方式，應當可以節省5%左右的出口耗氧量。

除此以外，運用超低排放的方式來改造循環流化床還可以密切監控氮氧化物在出口位置上的排放濃度，保證其不會超出每立方米90mg。經過上述改造可以得知，針對低氮燃燒器應當限定于60%以內的氮氧化物濃度，從而優化并且改進了整體上的脫硝裝置性能。從投資總額的視角來看，超低排放改造整體上能夠達到300萬左右的資金節省。在各個年度內，循環流化床均可實現80萬元或者更多的排污費節約。為了監控各個時間段的粉塵濃度，應當在鍋爐出口的特定部位上安裝電除塵設施，運用濕式除塵的方式來杜絕過高的粉塵排放。

2.探析技術要點

循環流化床鍋爐通常來講涉及到相對較多的鍋爐運行要點，在全面施行超低排放改造時，關鍵指標應當包含氮氧化物、粉塵和其他污染物。針對上述的典型污染物如果能夠實行全面監控，可以在根源上消除污染并且保障鍋爐裝置能夠持續運行。此外，對于檢修給煤機、檢修煤倉和處理返料的各個環節也要更加關注，針對排出氮氧化物的整體含量實行全方位的監控。對于日常檢修而言，需要密切關注實時性的鍋爐設施維護，對于超標的折算值全面進行杜絕。

一般來講，濕法脫硫相比而言能夠獲得更優的綜合改造實效。經過改造之后，對于現有的鍋爐裝置增設了臨時性的煙囪并且用來實現排煙處理，確保在煙囪位置上安裝粉塵監測裝置儀。但是實際上，某些儀器具備相對較高的敏銳度，如果安裝于緊挨排風口的位置，那么將會呈現較大的粉塵濃度浮動值，尤其在涉及到沙塵天氣或者暴風雨天氣時。因此為了改造上述的現狀，應當運用防腐改造的手段來改造煙囪。在必要的時候，可以選擇在煙道的平流段上安裝必要的監控儀器，對于其他潛在性的粉塵影響進行全面消除。

因此從整體上來講，超低排放改造有助于保障穩定性的鍋爐運行，同時也要將其限定于最佳的參數范圍內，確保各個時間段的鍋爐運行都不會超出最大限度的運行參數。通過實現上述的改進手段，流化床鍋爐就能符合煙塵排放以及硫化物排放的最低標準。

結束語

經過綜合分析可知，循環流化床的鍋爐裝置本身應當符合當前現有的各項節能指標。通過全面施行節能改造，應當能夠在根本上優化其中涉及到的核心性節能指標，進而從全方位的視角入手杜絕某些潛在性的鍋爐運行污染。通過實現超低排放的全面改造以后，循環鍋爐具備了更優的運行參數，確保在各個時間段都能夠表現為最佳的鍋爐運行模式。因此在未來的鍋爐改造實踐中，針對超低排放的新型改造手段仍需要予以全面施行，在此前提下協助企業獲得更高層次的環保效益以及其他層面效益。

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