燃煤鍋爐超凈排放技術改造分析

邱振宇　魯亞雄

[摘要]本文以河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2*330MW空冷供熱機組為工程實例，分別從煙塵治理、二氧化硫治理、以及氮氧化物治理三個方面入手，就實現燃煤鍋爐超凈排放的相關技術改造要點進行總結與分析，望能夠確保燃煤發電的高效性與清潔性。

[關鍵詞]燃煤鍋爐 超凈排放 技術改造

本文以河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2*330MW空冷供熱機組為工程實例，供熱機組采用1170t/h亞臨界壓力、自然循環、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、干式排渣、半露天布置、全鋼構架的兀型汽包鍋爐。中儲式制粉系統采用低速筒式鋼球磨煤機，熱風干燥送粉。鍋爐構架為全鋼高強度螺栓聯結鋼架，除預熱器和干式出渣裝置外，所有鍋爐重量均懸吊在爐頂鋼架上。鍋爐設有膨脹中心，鍋爐深度和寬度方向上的膨脹零點設置在爐膛深度和寬度中心線上，垂直方向上的膨脹零點設在爐頂大罩殼頂部。現針對實現燃煤鍋爐超凈排放的技術改造相關要點進行分析與總結。

一、煙塵治理技術改造

現階段，本工程在運行石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統為回轉式運行模式，雖然環繞效率高，但也存在漏風率高、低溫腐蝕問題嚴重、運行能耗高等問題。而新型管式石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統則具有無泄漏、堵灰粘結可能性小、以及沖洗維護方便等優勢，值得應用。故在本工程燃煤鍋爐超凈排放技術改造中，煙氣治理采取引入管式石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統的改造方案。其基本流程如圖1所示。燃煤鍋爐運行過程中，借助于原煙氣熱量，通過煙氣冷卻器換熱管對熱媒介質進行加熱，加熱后熱媒介質循環至煙氣加熱器換熱管，起到加熱凈煙氣并抬高排放凈煙氣溫度的目的。同時，在煙氣換熱器裝置上設置有獨立運行的旁路裝置，在整個石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統長期停機后投運前以及啟動前期可作為管道清洗使用。在系統低負荷運行條件下，煙氣冷卻器入口部位煙氣溫度明顯降低，熱媒介質所吸收熱量無法將凈排煙氣溫度提高至80.0℃的標準，因此需要在熱媒輔助器加熱處理以達到鞏固超凈排放效果的目的。

二、二氧化硫治理技術改造

結合目前相關工程實踐經驗來看，在燃煤鍋爐排放煙氣二氧化硫污染物的治理方面，可采取的脫硫技術方案包括單塔多噴淋工藝、雙托盤工藝、以及雙循環u形塔工藝等。結合本工程中燃煤鍋爐系統運行特點，綜合比選后確定采用雙循環U形塔工藝改造方案。本方案由1*逆流塔與1*順流塔構成，順流塔設置在前方，空塔流速較高，塔體相對較小，逆流塔設置在后方，具有噴淋功能。在燃煤鍋爐機組正常投運過程中，煙氣首先進入順流塔中，通過與液柱順流接觸的方式，去除煙氣中70%以上的二氧化硫。經過一次處理后的煙氣通過連接通道進入逆流塔中，以噴淋方式與漿液逆流接觸，進一步脫除二氧化硫。雙循環處理后對煙氣中二氧化硫的脫除率可以達到98%以上。

三、氮氧化物治理技術改造

本工程中燃煤機組脫硝設施以低氮燃燒器以及選擇性催化還原脫硝裝置為主，為提高燃煤機組脫硝效率，應立足于原有系統，進一步優化低氮燃燒系統運行以及催化劑加層，以滿足燃煤機組煙氣外排標準。為了解決因投入運行時間延長對脫硝設備系統運行效率所產生的不良影響，可通過如下措施以提高燃煤機組氮氧化物治理效率：第一，燃煤鍋爐低氮燃燒。本工程中燃煤鍋爐主燃燒器選用低氧化氮代謝產物的煤粉燃燒器，在燃燒區低氧運行條件下提高煤粉射流剛性水平，同時將附加燃盡風噴嘴布置于爐膛中部，以達到分級燃燒的效果，同時可有效控制燃煤機組爐膛內溫度水平，對抑制氧化氮代謝產物的生成也有積極作用；第二，脫硝催化劑加層。選擇性催化還原脫硝裝置在設計安裝過程中，催化劑多留有預留層，因此可通過對原有催化劑性能進行分析的方式把握選擇性催化還原脫硝裝置的脫硝效率，通過加裝預留層的方式改良脫硝性能，使燃煤機組煙氣經選擇性催化還原脫硝裝置處理后的脫硝效率可達到80%以上標準。

結束語：在十一五至十二五期間，電力行業所取得的節能減排效益是非常可觀的。進一步深化火電機組燃煤鍋爐清潔排放工作進程，降低大氣污染物排放總量，已成為本行業相關人員高度重視的課題。本文以上分析中針對燃煤鍋爐主要污染物超凈排放技術改造的措施與方案進行研究，望能夠通過對在役技術環保技改的方式促進電力行業節能減排空間的進一步擴大。