可再生能源電廠環保控制的影響因素及技術探索

顏利灣

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國家對可再生能源電廠環保要求日趨嚴格,氮氧化物、粉塵則是電廠環保控制的關鍵點,既有內部因素也有外部因素,然而影響因素點又極為廣泛,通過分析研究查找出主要影響因素并采取有效的技術手段控制,對實現可再生能源電廠環保控制有重要意義。

1 內部主要影響因素

1.1 氧量因素 氮氧化物的生成主要原因是空氣中的氮氣和氧氣在一定溫度下生成的即"熱力型"。氮氧化物與過量空氣系數是正相關的關系,在關系斜線中當溫度一定且過剩空氣系數為某一數值時,氮氧化物達到峰值,其它溫度亦滿足此規律。過剩空氣系數微小的變化就可以引起氮氧化物濃度較大的變化。因此,在燃燒的配風上實現最小流化風量是最優的選擇。

1.2 溫度影響 氮氧化物濃度與爐溫是正相關的關系,在關系斜線中當溫度在1540℃且氧量不變情況下,氮氧化物濃度隨爐溫的升高而迅速增加。氮氧化物的生成溫度一般大于900℃,在低于800℃環境時可有效的抑制氮氧化物的生成。生物質爐溫基本在930℃內,因此控制好溫度就能有效抑制氮氧化物的生成。

1.3 煙氣流速 煙氣流速也是氮氧化物和粉塵量的主要影響因素,在高溫段保證氮氧化物在爐內可停留2S以上,但是在低溫段『200～400』℃的區間內則應減少其停留時間,原因是低溫會造成再合成。加大引風量一方面會增加煙氣流速,但同時也易使尾部煙道中漏入的冷空氣中夾帶更多的氧,造成氮氧化物和粉塵的折算值變大,因此需要采取一定的技術控制煙氣流速。

2 外部主要影響因素

2.1 燃料品質、規格、摻配因素 不同品質、不同水分的燃料對應的熱值相差較大,一個水分點對應的變化熱值是50大卡,直接或間接影響著爐子的運行工況。燃料的破碎、摻配和儲存也影響爐子效率,人工摻配無法保證均勻性,經過機械破碎后的燃料水分可以降低『2～3』個百分點；燃料堆放充分發酵后,水分還可以降低『2～3』個點,但是堆放太久容易造成燃料碳化和引起自燃。

2.2 氨水投放因素 氨水投放可以有效去除煙氣中氮氧化物,但投放地點選擇、脫硝溫度、氨槍霧化效果直接影響脫硝效率,需要采取有效的技術控制。

2.3 操作技能因素 氮氧化物的控制要求參數穩定,操盤講究的是"悟",盡量做到微調、少調。對操作人員的技能要求較高,操作員是否會判斷爐內的燃燒工況,控制好料層厚度直接影響到氮氧化物生成量。

2.4 突發故障因素 氮氧化物和粉塵超標的很大一部分因素是遇到突發故障。上料系統故障、堵料、蛟龍故障、大料倉架橋、輔機故障等均易造成氮氧化物超標。而壓縮空氣帶油、布袋除塵器內布袋糊袋或穿孔、噴吹電磁閥故障、輸灰系統故障、灰斗內積灰太多等,又容易造成粉塵值偏高。

3 環保控制的技術措施探索

3.1 氮氧化物控制的主要技術措施

3.1.1 嚴格控制入爐燃料品質。通過采購控制保證高熱值低水分的燃料入廠；通過混合破碎取代人工摻配；粒徑大小控制在『2～4』厘米之間為最佳；調整入爐燃料的最佳配比,并做到摻配均勻。燃料不成團、給料穩定,床溫穩定,氮氧化物自然就較好控制。燃料按干料不超6個月、濕料不超3個月分開堆放,采用適時輪庫方式較為經濟和安全。

3.1.2 科學控制參數。根據氧量、溫度、煙氣流速因素影響,分別采取料層差壓、床溫控制、水平煙道溫度、氧量控制等參數控制的綜合技術手段。增設煙氣再循環風機,讓煙氣中的氮氧化物重新回到爐內反應；水平煙道溫度控制在『760～810』℃之間,既可以避免屏過、高過超溫,又可以滿足生物質爐SNCR脫硝技術中需要的脫硝溫度；尾部煙道加強保溫與防腐,減少漏風量,同時采取有效降低空氣預熱器段低溫腐蝕的技術措施。

3.1.3 提高氨水投放效率。選擇高溫度點投放,一般選擇在燃燒室出口或水平煙道處,借助壓縮空氣將稀釋后的氨水均勻噴灑至煙道內,使其與煙氣充分混合,最大效率發揮去除煙氣中氮氧化物作用。煙氣中夾雜較多粉塵,易造成氨槍的堵塞影響霧化。低壓力易造成氨泵汽蝕,因此必須保證噴槍出口壓力在設計值范圍內。

3.1.4 加強操作人員的專業技能培訓、經驗推廣。以課件、視頻、現場教學、經驗交流等多種形式有針對性地開展操作人員的技能培訓,編制標準化操作流程,開展成熟經驗推廣和課題功關,切實整體提高人員操作技能水平。

3.1.5 加強突發故障防范。按照預防為主、規范日常維護原則防范設備突發故障,對破碎機篩網、飛刀做好定期維護保養,對蛟龍葉片防磨瓦等有計劃地定期更換。當煙道積灰影響煙氣流量時,應加強尾部吹灰措施進行防范。

3.2 粉塵控制的技術措施

3.2.1 加強除塵設備維護,降低突發故障影響。除塵器本體做好防水、防腐,防止箱體腐蝕漏風；每次停爐檢修時,檢查噴吹管是否脫落、腐蝕；檢查提升閥是否關得嚴密,密封膠是否老化；保證輸灰系統的順暢、連續,避免灰斗料位過高。

3.2.2 加強設備監測,問題及時處理。加強監測壓縮空氣系統氣水分離效果,對儲氣罐定期排水,并防止壓縮空氣帶油,以保證探頭探測正常。在線檢測設備和定期維護,環保參數定期進行比對分析。關注除塵效果,及時更換除塵新布袋。

4 結束語

本文針對影響可再生能源電廠環境控制因素進行深度剖析,研究探索針對氧量、爐溫、煙氣流速等內因,以及針對燃料品質、投放氨水、人員操作、防控突發故障等外因的主要技術控制措施,可以大幅降低環控過程中氮氧化物以及粉塵的生成,為可再生能源電廠在生產過程中減少氮氧化物和粉塵排放做出了貢獻。