鍋爐煙氣超低排放改造方案的選用探討

周長靈

摘 要 隨著人們生活水平的不斷提高，對環(huán)保的意識(shí)不斷提升，早期建設(shè)的一些環(huán)保設(shè)備設(shè)施已經(jīng)不能滿足要求，為降低煙氣中污染物排放量，鎮(zhèn)海煉化分公司Ⅲ電站兩臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)不斷改進(jìn)升級(jí)，采用了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)，選擇性非催化還原法（SNCR）+臭氧氧化脫硝技術(shù)，靜電除塵器+脫硫塔水洗組合方式，使外排污染物SO2、NOx和粉塵的濃度在原有基礎(chǔ)上大幅下降，達(dá)到超低排放限值的同時(shí)，對設(shè)備存在問題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，配合工藝調(diào)整優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了裝置長周期運(yùn)行并降低了運(yùn)行成本和能耗。

關(guān)鍵詞 循環(huán)流化床;超低排放;節(jié)能

引言

對于鍋爐煙氣超低排放而言，主要就是在燃煤機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的過程中，煙氣含有的污染物排放到天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，保證基準(zhǔn)含氧量在6%左右，煙氣的含量在5mg/m3之內(nèi)，氮氧化物指標(biāo)，50mg/m3。而對于循環(huán)流化鍋爐床而言，具有一定的特殊性，超低排放的技術(shù)路線存在一定的差異，然而，常規(guī)技術(shù)在使用過程中存在問題，難以滿足當(dāng)前的技術(shù)要求，因此應(yīng)針對技術(shù)路線進(jìn)行合理的優(yōu)化，保證可以滿足當(dāng)前鍋爐煙氣的超低排放需求。

1超低排放改造前簡介

1.1 鍋爐

該電廠為小型燃煤電廠，建設(shè)兩臺(tái)130t/h循環(huán)流化床鍋爐，配一臺(tái)24MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐是單汽包、自然循環(huán)流化床燃煤鍋爐，煤種適應(yīng)性好、環(huán)保效益高，是目前較普遍應(yīng)用的中、小型鍋爐[1]。

1.2 煙氣除塵工藝

鍋爐煙氣進(jìn)入電除塵器中，絕大部分灰塵在電除塵器內(nèi)被清除，從電除塵器的灰斗落入倉泵中，最終輸送至飛灰?guī)煊善囘\(yùn)走。電除塵器出口粉塵濃度不超過35mg/m3。隨著國家和地方環(huán)保部門對大氣環(huán)境污染治理力度的不斷加大，Ⅲ電站原設(shè)計(jì)煙塵排放已不能滿足重點(diǎn)地區(qū)大氣污染物排放要求，2015年開始進(jìn)行一系列煙氣超低排放改造，改造后整套裝置在40%～110%鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量工況下，凈化后煙氣中的粉塵含量<5mg/m3（干態(tài)、6%O2）。

1.3 脫硫工藝

廠先采用爐內(nèi)噴鈣進(jìn)行脫硫，然后煙氣進(jìn)入石灰石-石膏法脫硫塔進(jìn)行脫硫。1#、2#鍋爐共用1臺(tái)脫硫塔，噴淋層為4層，煙氣處理能力為1×130t/h鍋爐BMCR工況時(shí)的100%煙氣量。改造前，平均脫硫效率約為93%，二氧化硫平均排放濃度113mg/m3。

1.4 脫硝類型的技術(shù)

此類技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，適用于循環(huán)流化床鍋爐較為成熟的氮氧化物控制中，其中包括爐內(nèi)的低氮燃燒、爐外SCR脫硝等技術(shù)。對于鍋爐而言，其本身有著旋風(fēng)分離器機(jī)構(gòu)，可以為煙氣成分與還原劑成分的混合供應(yīng)良好環(huán)境，尤其在使用SCR技術(shù)的過程中，其脫硝的效率可以達(dá)到77%左右。所以，在改造技術(shù)的過程中，應(yīng)重點(diǎn)采用脫硝方面的工藝技術(shù)，編制完善的計(jì)劃方案，全面提升整體工作效果與水平，充分發(fā)揮脫硝技術(shù)在其中的應(yīng)用作用，達(dá)到預(yù)期的去除效果。例如：在采用SCR脫硝技術(shù)的過程中，主要采用液氮抑或是尿素作還原劑進(jìn)行，反應(yīng)溫度在400℃左右，將V2O5-WO3（MoO3）/TIO2作為主要的催化劑，有助于達(dá)到脫硝目的[2]。

2鍋爐煙氣超低排放改造技術(shù)路線的應(yīng)用建議

2.1 除塵系統(tǒng)改造情況

該電廠保留原有四電場高頻電源除塵，新增單管柵湍流布?xì)鈱?新型旋流板除塵除霧器，煙氣自中心筒底部進(jìn)入，經(jīng)最下層旋流板的導(dǎo)流作用，快速旋轉(zhuǎn)，通過離心力作用將煙氣中的大液滴及顆粒物甩到四周的筒壁上，隨著筒壁的持液層流出筒體下部進(jìn)行去除。同時(shí)，利用液滴與細(xì)粒子之間的慣性差及旋速不同，實(shí)現(xiàn)液滴二次捕集細(xì)粒子，從而達(dá)到同時(shí)除霧和捕集微粒的效果。隨后，煙氣再經(jīng)過第二層旋流板，加強(qiáng)煙氣的旋轉(zhuǎn)程度，進(jìn)一步強(qiáng)化除霧及微小液滴的去除效果，從而達(dá)到高效除塵除霧作用。最后，煙氣繼續(xù)上升至消旋和疏水層，從筒體上部流出。對旋轉(zhuǎn)煙氣進(jìn)行消旋主要有兩個(gè)目的：一是避免流出筒體的旋轉(zhuǎn)氣流與相鄰?fù)搀w出來的旋轉(zhuǎn)氣流發(fā)生多股漩渦交匯摩擦，致使煙氣自身“內(nèi)耗”加大，增加煙氣阻力;二是在消旋過程中，從下部上來的旋轉(zhuǎn)氣流與豎直葉片可形成夾角碰撞和導(dǎo)流效果，對煙氣中殘留液滴和微粒進(jìn)一步慣性去除。

2.2 引入水冷媒系統(tǒng)

因空氣預(yù)熱器管束有低溫腐蝕現(xiàn)象，排煙溫度高煙氣熱損失也多，因此引入了水冷媒系統(tǒng)，即在尾部煙道中增加煙氣換熱器吸收煙氣余熱，降低排煙溫度同時(shí)換熱器中水溫從100℃上升到約120℃，再分別進(jìn)入到一、二次風(fēng)機(jī)出口處的兩臺(tái)換熱器預(yù)熱空氣，調(diào)節(jié)水量便可有效調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)的出口溫度。控制泵入口的熱媒水溫度，使其不低于85℃，確保各換熱器均不發(fā)生酸露點(diǎn)腐蝕。尾部煙道排煙溫度三個(gè)測點(diǎn)分別為162.5℃、166.0℃、163.7℃，經(jīng)換熱后的排煙溫度兩個(gè)測點(diǎn)分別為136.98℃和142.17℃，吸取的熱量除正常損失外均用于爐內(nèi)燃燒的供風(fēng)加熱，提高了循環(huán)流化床鍋爐自身熱效率[3]。

2.3 提高塔內(nèi)凈化效率

為提高脫硫塔內(nèi)煙氣的綜合處理效果，對原3#爐脫硫塔內(nèi)各組件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，更換氣動(dòng)脫硫單元下噴淋層及對應(yīng)噴嘴，提高噴嘴霧化效果，使霧化效果達(dá)到Dv50<2900μm;Dv32<2400μm;讓霧滴分布盡可能一致、均勻。同時(shí)在噴淋層高度上優(yōu)化，噴淋層噴嘴布置方向由單獨(dú)向上噴更改為上下噴，充分提高噴嘴噴出的霧化漿液與煙氣的接觸面和縱深高度。技術(shù)改造升級(jí)后原4臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行實(shí)現(xiàn)3臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用。按其中功率最小的一臺(tái)泵133kW計(jì)算，年節(jié)省電能116.5萬kW·h，年節(jié)約電耗成本約62.91萬元。

3結(jié)束語

分析了某企業(yè)循環(huán)流化床鍋爐煙氣超低排放改造技術(shù)路線的應(yīng)用，提出了幾點(diǎn)技術(shù)建議，希望企業(yè)可以根據(jù)自身工作特點(diǎn)與鍋爐煙氣超低排放需求等，將相關(guān)的脫硫、脫硝與除塵等處理技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際工作中，確保鍋爐煙氣中的污染物得到合理處置，滿足當(dāng)前鍋爐煙氣超低排放的管理要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉偉平，邱國銘，杜振，等.循環(huán)流化床鍋爐煙氣超低排放改造技術(shù)路線分析[J].發(fā)電與空調(diào)，2017，38（2）：34-37，41.

[2] 王秀國.循環(huán)流化床鍋爐流態(tài)重構(gòu)節(jié)能超低排放技術(shù)應(yīng)用小結(jié)[J].中氮肥，2017，12（4）：57-59.

[3] 黃永琛，楊宋，陳辰，等.燃煤電廠煙塵超凈排放技術(shù)路線探討[J].能源與節(jié)能，2015，（3）：126-129.