生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐尾部煙氣NOx排放控制預(yù)防技術(shù)

鐘偉文

摘? 要：現(xiàn)代發(fā)電廠的生產(chǎn)要求既追求經(jīng)濟效益，更追求環(huán)境保護。針對生物質(zhì)發(fā)電廠煙氣NOx的排放生成難以控制的難題，通過對廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電公司循環(huán)流化床研究分析，提出了控制NOx排放量的技術(shù)措施，將生物質(zhì)發(fā)電廠的尾部參數(shù)排放符合國家的要求標準。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)發(fā)電廠;循環(huán)流化床;NOx;技術(shù)措施

中圖分類號：TM62? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）10-0142-02

Abstract： The production requirements of modern power plants are not only the pursuit of economic benefits， but also the pursuit of environmental protection. In view of the difficult problem of controlling the emission of NOx from flue gas of biomass power plant， through the research and analysis of circulating fluidized bed of Zhanjiang Biomass Power Generation Companyof Yudean Groupin Guangdong， the technical measures to control the emission of NOx are put forward. The tail parameter emission of biomass power plant meets the national requirements.

Keywords： biomass power plant; circulating fluidized bed; NOx; technical measures

1 電廠簡介

廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司（2×50MW）是中國單機容量最大的純生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)?，F(xiàn)階段，環(huán)境保護是一項重要國策，我們既要金山銀山，又要綠水青山。由于本生物質(zhì)電廠沒有設(shè)計安裝脫硝裝置，因此，運行中尾部排放NOx參數(shù)是客觀存在的較大難題。本人工作中鉆研相應(yīng)資料，并且結(jié)合在生物質(zhì)電廠多年的實際工作經(jīng)驗，深入分析了運行中NOx生成的原理，并提出了與之對應(yīng)的控制NOx生成的排放技術(shù)措施，以達到生物質(zhì)電廠的綠色可持續(xù)發(fā)展。

2 電廠鍋爐設(shè)備說明

2.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

本廠采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。鍋爐是高溫高壓、單汽包、汽水自然循環(huán)、平衡通風鍋爐。

鍋爐基本參數(shù)表見表1。

燃料特性表見表2。

2.2 爐整體布置

鍋爐主要由爐膛、分離器和尾部煙道組成。爐膛與尾部煙道之間通過兩臺絕熱式旋風分離器連接，通過旋風分離器下部的返料閥與爐膛連接，實現(xiàn)循環(huán)流化床的外部循環(huán)。尾部煙道布置有低過、包墻、省煤器、一，二次風空預(yù)器。

2.3 風煙系統(tǒng)

風煙系統(tǒng)通過控制引風機、一次風機、二次風機的出力來控制爐膛的壓力。

一次風機送出冷風分三路進入爐膛，第一路，經(jīng)空預(yù)器加熱流過風帽吹入爐膛，實現(xiàn)床層流化狀態(tài)，同時也起一定助燃作用。第二路，經(jīng)過空預(yù)器加熱后的熱風，用于水平煙道（分離器入口前的下部區(qū)域布置風帽的方式）作吹掃風，為防止水平煙道積灰;第三路在進入空氣預(yù)熱器之前引出的另一股風作為播料風送到落料管。

二次風機輸出的二次風，經(jīng)過二次風預(yù)熱器從爐膛前后墻分層進入，目的是提供燃料燃燒的空氣系數(shù)。

燃燒后煙氣攜帶著固體粒子離開爐膛進入旋風分離器，在分離器里，煙氣由于受到離心力的作用，固體粗離子被分離出來從內(nèi)壁滑到“J”型回料閥內(nèi)返回爐膛再燃燒，而小顆粒夾帶在煙氣中隨著煙氣進入尾部受熱面向下流動，經(jīng)過布袋除塵器濾除灰塵粒子后，經(jīng)引風機通過煙囪排出。

2.4 燃料系統(tǒng)

燃料分部提供破碎合格后的燃料，通過輸料皮帶運至爐前料倉。鍋爐設(shè)1座料倉，每個料倉有效容積為360m3，滿足鍋爐BMCR工況30分鐘的燃料用量。每個料倉底部配6個承載螺旋，每各承載螺旋底部設(shè)一套雙螺旋輸送機。燃料通過承載螺旋松散后落到一級雙螺旋輸送機上，經(jīng)軸向輸送后落入二級單螺旋輸送機，再經(jīng)軸向輸送后通過落料斜管被播料風攜帶進入爐膛燃燒，承載螺旋和雙螺旋輸送機均采用變頻電動機驅(qū)動。

3 流化床鍋爐尾部排放NOx生成原理

3.1 熱力型和快速型

通過資料得知，1500℃是熱力型NOx生成臨界點。當溫度<1500℃時，NOx不易生成;當溫度>1500℃時，NOx生成量猛增。由于實際生產(chǎn)中本廠爐膛溫度處于600-850℃，因此熱力型不是本廠NOx的生成原因。另外快速型NOx由于其產(chǎn)生特點，實際生產(chǎn)中通常也不作為控制方向。

3.2 燃料型

燃料型NOx是由燃料中的氮元素在燃燒時形成的。爐膛溫度約為600℃-800℃時，燃料型NOx就能生成。研究發(fā)現(xiàn)空氣系數(shù)是最重要的原因，轉(zhuǎn)化率隨空氣系數(shù)增加而增大。

結(jié)合本廠的實際情況得知，燃料型NOx是主要元兇，也是最主要的控制方向。

在曲線中可以清晰的看到，當兩側(cè)空氣系數(shù)升高時，NOx的生成量快速升高;當兩側(cè)空氣系數(shù)降低時，NOx的生成量快速下降。因此控制合適的空氣系數(shù)是重中之重。

4 生物質(zhì)鍋爐生產(chǎn)中NOx的控制方法

（1）加強上配料精細化

管理，燃運分部制定好當天的上配料方案，并按上配料方案提前做好干濕燃料的混合工作。上料車要加強對入爐燃料的雜物檢查，發(fā)現(xiàn)燃料中的雜質(zhì)及時清理。鍋爐發(fā)生堵塞故障時必須加快處理速度，減少堵料造成空氣系數(shù)過量引起的NOx波動。

（2）正常運行中，保證流化的前提下，適當降低一次風量，維護在7-7.5萬km3/h之間運行。在NOx指標超標時，運行人員應(yīng)優(yōu)先降低一次風量來控制NOx的升高。

（3）正常運行中，運行人員對NOx指標的控制必須預(yù)先判斷，提前調(diào)整，從一開始就盡量將NOx指標控制至最低值。二次風量根據(jù)鍋爐氧量來調(diào)整，正常運行中，在確保鍋爐排放SO2指標正常的情況下，控制鍋爐氧量在1%以下。

（4）正常運行中，鍋爐兩側(cè)給料機轉(zhuǎn)速要均勻，杜絕兩側(cè)氧量偏差大于5%的情況。正常運行中，加強對鍋爐氧量的監(jiān)視，根據(jù)鍋爐氧量的變化，提前干預(yù)增減燃料。在調(diào)整鍋爐燃燒時，盡量用小幅增減給料機轉(zhuǎn)速的辦法，杜絕使用大幅度停運或投運給料機的方法調(diào)整燃燒。

（5）正常運行中，應(yīng)維持機組負荷穩(wěn)定，杜絕出現(xiàn)機組負荷大幅度波動。在鍋爐NOx基準值偏高（長時間平均值超過180mg/m3）時，果斷鍋爐降負荷運行。

5 結(jié)束語

本文分析了生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐NOx排放的原因，并結(jié)合本公司實際情況提出了相應(yīng)的對策，切實有效地控制了NOx的排放量，達到了環(huán)保的要求，實現(xiàn)了生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電的經(jīng)濟性和可持續(xù)性。

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