大型節能環保鍋爐脫硫除塵裝置技術的應用

張海英

摘要：大型節能環保鍋爐脫硫除塵裝置技術應用于大型鍋爐集中供熱用熱水鍋爐，具體涉及一種大型節能環保鍋爐與脫硫裝置及除塵設備。主要包括：鍋筒縱置式鏈條爐排熱水鍋爐、雙橫置式熱水余熱鍋爐、脫硫裝置組件、除塵設備組件、煙囪橋子等。鍋爐尾部煙氣經雙橫置式熱水余熱鍋爐換熱后，提高鍋爐進水水溫，余熱鍋爐下方設有空氣預熱器，提高熱風溫度，進而提高爐膛溫度，有助于改善爐內燃燒工況，煙塵經除塵組件、脫硫組件后進入煙囪橋子再次進行凈化處理，通過煙道連接至煙囪，最終排至大氣。此系統工業化設計，可節能減排10-15%。

關鍵詞：節能環保鍋爐；除塵；脫硫

前言

現有鍋爐熱效率不高，鍋爐房內沒有設置防爆旁通煙道，有安全隱患，環境污染較為嚴重，影響了工人的身體健康；除塵器普遍采用陶瓷多管除塵器、電除塵或大布袋除塵器，且除塵器的占地面積大，旋風離子陶瓷易損需經常更換，大布袋除塵器與電除塵器耗電量大，運行成本較高，經脫硫塔處理后二氧化硫、氮氧化物排放量高，難以達到國家環保要求的排放標準。

我單位研發設計一種大型節能環保鍋爐脫硫除塵脫硝裝置，解決以上問題。本發明專利號：ZL 2012 10077761.8

1、鍋爐房內配套設備系統化工業設計，主要設備含：

鍋爐主機、余熱鍋爐、防爆旁通煙道、除塵設備、噴淋除塵裝置、旋流水膜脫硫塔、脫水裝置、石灰脫硫藥劑制備與儲存一體化裝置、煙囪橋子，配套鍋爐燃燒控制系統、水循環系統、煙氣系統等。

系統化工業設計，通過資源整合，減少占地面積，降低投資成本與運行成本。

2、主要組件功能

鍋爐主機鍋筒設計為雙層縱置式布置，采用對流式結構。上下兩層鍋筒對稱設置在爐體內的上端和下端，對流管束、前水墻管、后水墻管、左側膜式壁管、右側膜式壁管上端與上鍋筒連通，前水墻管下端連通至前橫集箱，后水墻管下端連通至后橫集箱，左右側膜式壁管下端分別連通至左右防焦箱，上鍋筒之間設有連箱，下鍋筒之間設有連通集箱。爐排為橫梁式鏈條爐排。

鍋爐尾部煙氣回收通過雙橫置式熱水余熱鍋爐與空氣預熱器進行回收，余熱鍋爐由上筒體、對流管束、下筒體組成。管網回水進入余熱鍋爐下筒體經對流管束上升進入上筒體后進入鍋爐，余熱鍋爐水側經換熱后，可提高鍋爐進水水溫3～5℃。空氣預熱器：采用立式布置，分為兩級，煙氣是通過熱鍍鋅管外部箱式空氣預熱器，兩側進風口及兩側爐排進風口形成熱風助燃。由于熱鍍鋅光管能有效破壞煙氣的層硫特性，所以內部光滑不積灰，傳熱效率高，一二次風預熱溫度能達到80～120℃，進而提高爐膛溫度，改善燃燒工況，節約燃煤。

除塵系統：一級除塵設置在空氣預熱器下方，為脫硫除塵沉降室，大部分煙塵在重力作用下分離沉降。二級除塵裝置，專利名稱：一種鍋爐輔機防爆旁通煙道及濕法脫置硫除塵裝置專利號：ZL201220099631X 工作原理：煙氣通過煙道進入除塵器筒體，在煙道折流板作用下，煙氣分流，煙氣分別下降到第一干法除塵錐體與第二干法除塵錐體內。通過引風機負壓引力作用煙氣上升，進入引風機前煙道。除塵器也可通過進水電磁閥控制，水進入除塵錐體內，通過雙色高低水位報警器、板式高低水位報警器，保持控制水位。如超過控制水位，電磁閥自動開啟進行排污，排入除渣坑。若低于控制水位，進水電磁閥開啟進行補水。部分補水來源利用鍋爐排污水，達到節約水資源目的。第一干法除塵錐體與第二干法除塵錐體下方均設有除塵鎖灰器，當灰達到一定重量時，利用杠桿原理，鎖灰器開啟灰塵落入灰袋。灰袋掛在Φ6圓鋼上，Φ6圓鋼焊接固定在鎖灰器下部。

脫硫裝置：旋流水膜脫硫塔，煙氣通過引風機動力作用下，利用旋風離子運行原理科學技術，先經過噴淋區，然后進入右旋流水膜脫硫塔外筒體，在旋流水膜脫硫塔外筒體右旋轉下降進入脫硫區，再進入脫硫塔錐體旋流區。由于引風機正壓動力作用強制煙氣上升，在旋流脫硫塔內筒體內煙塵左旋逆行上升，產生人造龍卷風湍流，發生劇烈化學變化。通過內筒體脫硫區后，煙塵上升至除霧區，對撞在調風簾，通過窺視孔觀察，若霧區流量過大，調整調風簾，經脫水設備脫水處理后排入煙囪橋子，再次對煙塵進行凈化處理。

石灰脫硫漿液制備與儲存一體化裝置工作原理：鍋爐排污水與余熱鍋爐排污水回收至石灰脫硫漿液制備與儲存一體化裝置，通過水泵將石灰脫硫藥液輸送至脫硫塔前噴淋器與旋流水膜脫硫塔內，石灰脫硫藥液進入旋流脫硫塔外脫硫區噴淋器進行噴淋脫硫。然后下降到旋流區，逆行旋轉。通過板式高低水位報警器，控制液位，如超過高液位，電動蝶閥自動開啟進行排污，排污至出渣溝。脫硫劑：選用生石灰作為脫硫劑。脫硫渣回收沉降池：經過層層沉降，脫硫渣回收后送至石膏廠，沉降池中水可再次循環利用。

配套鍋爐燃燒控制系統，通過鍋爐燃燒控制系統實現：低氧燃燒控制、低氮控制、數據控制、安全控制，通過合理配風、降低煙塵排放量、從而降低除塵量與氮氧化物排放量。

3、一種大型鍋爐節能脫硫脫硝除塵裝置特點及有益效果：

（1）鍋爐熱效率高：84～88%。

（2）節煤：同比節能10～15%。

（3）節電：同比節能10～15%。

（4）增容：同等煤耗可提高鍋爐出力10～15%，可增加供熱面積10～15%。

（5）煙塵固體顆粒物達到Ⅰ級排放指標。

（6）脫硫效率高，脫硫率達90%以上，達到Ⅱ類產品標準。

（7）降低氮氧化物排放量。

（8）解決鍋爐房內環境污染嚴重問題，利于工人身體健康。

（9）低氧燃燒，解決低溫腐蝕問題。

（10）延長煙囪使用壽命。

（11）脫硫除塵設備運行與維護成本低。

（12）采用兩套煙風系統，爐膛所需風壓及風量平衡，爐膛內燃煤均勻燃燒，燃燒充分，有效地避免了爐膛偏燒現象，提高了鍋爐的熱效率，效率提高5%以上，同時，降低鼓、引風機電耗，節電5-10%。

4、結論

大型節能環保鍋爐脫硫除塵裝置技術的應用，通過對鍋爐房內空間位置進行系統化工業設計，資源整合，減少占地面積，降低土建與設備投資成本，同時降低鍋爐與脫硫除塵裝置運行成本。實現鍋爐低氧燃燒，降低煙塵、二氧化硫與氮氧化物排放指標，可節煤與節電10～15%。

參考文獻

[1]曾凡彪.煤炭行業節能減排淺析[J]. 山東煤炭科技，2009（3）

[2]李之光，工業鍋爐現化設計與研究。中國標準出版社，2011.

[3]林志宏，劉新宇。鍋爐節能簡明教程。中國電力出版社，2011.

[4]工業鍋爐技術管理手冊，東北工學院出版社。

[5]熱水鍋爐安全技術監察規程

（作者單位：哈爾濱天地寬節能技術有限公司）