內(nèi)蒙古某新能源化工自備熱電站煙氣超低排放改造實(shí)例

魏 敏

（南京中電環(huán)保科技有限公司，江蘇南京 210012）

1 概述

內(nèi)蒙古某新能源化工自備熱電站汽輪發(fā)電機(jī)組配3x300t/h循環(huán)流化床鍋爐，主要為生產(chǎn)工藝提供蒸汽和除氧水。

隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)及國(guó)家法律法規(guī)的健全，對(duì)污染物排放的控制日益嚴(yán)格。按《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》（[2015]164號(hào)）要求，2020年，全國(guó)所有具備改造條件的燃煤電廠力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)超低排放（即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50mg/m3）。目前該新能源化工所配備的環(huán)保設(shè)施已無(wú)法滿足環(huán)保要求，需要提效改造，以改善環(huán)境、提高人們的生活質(zhì)量。

2 電廠現(xiàn)有環(huán)保系統(tǒng)

該自備熱電站3臺(tái)鍋爐均采用爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)+SNCR系統(tǒng)+電除塵器系統(tǒng)+布袋除塵系統(tǒng)+爐后半個(gè)法脫硫工藝路線。原SNCR脫硝裝置，氮氧化物排放濃度為72.41mg/m3左右；原除塵系統(tǒng)采用預(yù)電除塵器除塵，然后進(jìn)入布袋除塵器，出口粉塵排放濃度22.75mg/m3；原脫硫工藝系統(tǒng)采用一爐一塔配置，二氧化硫排放濃度在80.81mg/m3左右。可見(jiàn)，SO2、煙塵和NOx的排放濃度均已超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 環(huán)保提效改造方案

本次提效改造要求：爐后脫硫設(shè)計(jì)煙氣量按照鍋爐出力范圍170t/h-220t/h進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮300t/h時(shí)的措施，確保循環(huán)流化床鍋爐達(dá)到超低排放要求。工藝流程。如圖1所示：

圖1 工藝流程示意圖

3.1 脫硝改造方案

3.1.1 改造路線

結(jié)合已有成熟脫硝技術(shù)，擬采取增設(shè)低氮燃燒、增設(shè)爐后協(xié)同脫硝噴槍并對(duì)已有SNCR進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)氮氧化物超凈排放。經(jīng)過(guò)上述工藝技術(shù)的組合，可以實(shí)現(xiàn)較高的脫硝效率從而使煙氣中的NOx達(dá)標(biāo)排放。

3.1.2 改造方案

3.1.2.1 鍋爐低氮燃燒技術(shù)，優(yōu)化運(yùn)行

根據(jù)煤質(zhì)變化及常態(tài)運(yùn)行負(fù)荷等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況，通過(guò)分級(jí)燃燒、均勻燃燒相互結(jié)合，整體優(yōu)化實(shí)現(xiàn)低氮燃燒，降低初始NOx生成量。

3.1.2.2 SNCR改造

在每臺(tái)鍋爐分離器兩個(gè)分離器入口水平煙道部分各增加布置4 臺(tái)噴槍，內(nèi)外各布置2 臺(tái)，每臺(tái)鍋爐新增8 臺(tái)噴槍，噴槍采用大流量高效霧化噴槍，確保運(yùn)行穩(wěn)定。

每個(gè)噴槍入口設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，現(xiàn)有流量計(jì)更換為可遠(yuǎn)傳流量計(jì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。

3.1.2.3 新增爐后協(xié)同脫硝技術(shù)

因該項(xiàng)目鍋爐長(zhǎng)期負(fù)荷較低在低于60%負(fù)荷時(shí)爐膛溫度偏低，低于800℃，SNCR 在溫度低時(shí)效率低，難以達(dá)到超低排放要求，同時(shí)考慮鍋爐摻燒燃料氣時(shí)爐內(nèi)NOx濃度提高的因素，為確保達(dá)到超低排放，該項(xiàng)目推薦設(shè)置爐后協(xié)同脫硝裝置。增加爐后協(xié)同脫硝作為備用手段可進(jìn)一步提高脫硝的可靠性。

爐后協(xié)同脫硝工藝，是利用亞氯酸鈉的強(qiáng)氧化性，將不可溶的NO氧化為可溶的NO2，然后在干法吸收塔內(nèi)鈣基吸收劑將NO2吸收，達(dá)到脫除的目的。

3.1.3 脫硝改造參數(shù)和性能要求

脫硝改造參數(shù)和性能要求見(jiàn)表1。

表1 脫硝改造參數(shù)和性能要求

3.2 脫硫除塵改造方案

3.2.1 改造路線

本次設(shè)計(jì)爐后吸收塔入口濃度按照1 500mg/m3，則爐后脫硫效率不低于97.67%；爐內(nèi)脫硫不低于55%（硫含量1.8%），同時(shí)在燃用2.12%煤時(shí)加大摻燒鈣硫比的情況下?tīng)t內(nèi)脫硫具備不低于62%的脫硫效率。新增煙氣再循環(huán)裝置，新建吸收塔，更新空氣斜槽返料系統(tǒng)。

除塵利用原有布袋除塵器的場(chǎng)地和設(shè)備框架，對(duì)原有布袋除塵器進(jìn)行局部修復(fù)整改、更換部分零部件，使其整體性能達(dá)到超低排放的要求。

3.2.2 改造方案

3.2.2.1 新增煙氣再循環(huán)裝置

為了達(dá)到超凈排放標(biāo)準(zhǔn)，勢(shì)必加大爐內(nèi)噴鈣鈣硫比、新鮮消石灰耗量及物料循環(huán)倍率，如果負(fù)荷較低，會(huì)造成物料無(wú)法正常流化，影響流化床穩(wěn)定性。為此考慮由引風(fēng)機(jī)出口煙道引一股煙道接至吸收塔入口，從而保證低負(fù)荷時(shí)流化床的高效穩(wěn)定運(yùn)行，確保SO2低負(fù)荷時(shí)達(dá)標(biāo)排放。

3.2.2.2 吸收塔整體拆除新建

為實(shí)現(xiàn)SO2的超凈排放要求，物料循環(huán)倍率需增大，流化床的有效性及穩(wěn)定性需進(jìn)一步提升；另外由于粉塵執(zhí)行5mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)布袋入口煙氣的流場(chǎng)均布性提出更為苛刻要求。考慮以上兩點(diǎn)，擬拆除舊脫硫塔新建。

3.2.2.3 更換新的空氣斜槽返料系統(tǒng)設(shè)備

灰循環(huán)系統(tǒng)主要設(shè)備有：船型灰斗下空氣斜槽、流量控制閥、返料空氣斜槽等。

3.2.2.4 布袋除塵器改造

為達(dá)到超低排放要求，主要從以下幾點(diǎn)考慮：加高本體框架，重新布置濾袋以增大過(guò)濾面積來(lái)降低過(guò)濾風(fēng)速；選用超凈濾袋并更換袋籠；確保設(shè)備的漏風(fēng)率＜1%。

3.2.3 脫硫除塵改造參數(shù)和性能要求

脫硫除塵改造參數(shù)和性能見(jiàn)表2。

表2 脫硫除塵改造參數(shù)和性能要求

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)本次提效改造要求，脫硝系統(tǒng)采用 “低氮燃燒+SNCR+爐后協(xié)同脫硝”方式；除塵系統(tǒng)采用現(xiàn)有噴吹方式，將濾袋更換為超凈濾袋；脫硫優(yōu)化改造原有循環(huán)流化床干法脫硫工藝，一爐一塔布置，脫硫劑采用生石灰，無(wú)脫硫廢水排放。通過(guò)本次改造方案，可實(shí)現(xiàn)鍋爐處理范圍170～220t/h及300t/h時(shí)煙氣中NOx、SO2及粉塵的排放濃度達(dá)到超低標(biāo)準(zhǔn)。該改造方案實(shí)施前后污染物排放情況對(duì)比如表3所示。

表3 某新能源化工自備熱電站改造前后污染物排放情況對(duì)比表

從上表數(shù)據(jù)來(lái)看，該改造實(shí)施后，煙氣污染物排放量得到較大降低，NOX、煙塵、SO2年排放量分別減少79.1t/a、42.5t/a、146.6t/a，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到超低排放要求。