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，對環保的意識不斷提升，早期建設的一些環保設備設施已經不能滿足要求，為降低煙氣中污染物排放量，鎮海煉化分公司Ⅲ電站兩臺循環流化床鍋爐煙氣凈化系統不斷改進升級，采用了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術，選擇性非催化還原法（SNCR）+臭氧氧化脫硝技術，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上大幅下降，達到超低排放限值的同時，對設備存在問題進行技術攻關，配合工藝調整優化，實現了裝置長周期運行并降低了運行成本和能耗。

關鍵詞 循環流化床;超低排放;節能

引言

對于鍋爐煙氣超低排放而言，主要就是在燃煤機組實際運行的過程中，煙氣含有的污染物排放到天然氣燃氣輪機組排放限值，保證基準含氧量在6%左右，煙氣的含量在5mg/m3之內，氮氧化物指標，50mg/m3。而對于循環流化鍋爐床而言，具有一定的特殊性，超低排放的技術路線存在一定的差異，然而，常規技術在使用過程中存在問題，難以滿足當前的技術要求，因此應針對技術路線進行合理的優化，保證可以滿足當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，建設兩臺130t/h循環流化床鍋爐，配一臺24MW抽凝式汽輪發電機組。鍋爐是單汽包、自然循環流化床燃煤鍋爐，煤種適應性好、環保效益高，是目前較普遍應用的中、小型鍋爐[1]。

1.2 煙氣除塵工藝

鍋爐煙氣進入電除塵器中，絕大部分灰塵在電除塵器內被清除，從電除塵器的灰斗落入倉泵中，最終輸送至飛灰庫由汽車運走。電除塵器出口粉塵濃度不超過35mg/m3。隨著國家和地方環保部門對大氣環境污染治理力度的不斷加大，Ⅲ電站原設計煙塵排放已不能滿足重點地區大氣污染物排放要求，2015年開始進行一系列煙氣超低排放改造，改造后整套裝置在40%～110%鍋爐最大連續蒸發量工況下，凈化后煙氣中的粉塵含量<5mg/m3（干態、6%O2）。

1.3 脫硫工藝

廠先采用爐內噴鈣進行脫硫，然后煙氣進入石灰石-石膏法脫硫塔進行脫硫。1#、2#鍋爐共用1臺脫硫塔，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

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

2鍋爐煙氣超低排放改造技術路線的應用建議

2.1 除塵系統改造情況

該電廠保留原有四電場高頻電源除塵，新增單管柵湍流布氣層+新型旋流板除塵除霧器，煙氣自中心筒底部進入，經最下層旋流板的導流作用，快速旋轉，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行去除。同時，利用液滴與細粒子之間的慣性差及旋速不同，實現液滴二次捕集細粒子，從而達到同時除霧和捕集微粒的效果。隨后，煙氣再經過第二層旋流板，加強煙氣的旋轉程度，進一步強化除霧及微小液滴的去除效果，從而達到高效除塵除霧作用。最后，煙氣繼續上升至消旋和疏水層，從筒體上部流出。對旋轉煙氣進行消旋主要有兩個目的：一是避免流出筒體的旋轉氣流與相鄰筒體出來的旋轉氣流發生多股漩渦交匯摩擦，致使煙氣自身“內耗”加大，增加煙氣阻力;二是在消旋過程中，從下部上來的旋轉氣流與豎直葉片可形成夾角碰撞和導流效果，對煙氣中殘留液滴和微粒進一步慣性去除。

2.2 引入水冷媒系統

因空氣預熱器管束有低溫腐蝕現象，排煙溫度高煙氣熱損失也多，因此引入了水冷媒系統，即在尾部煙道中增加煙氣換熱器吸收煙氣余熱，降低排煙溫度同時換熱器中水溫從100℃上升到約120℃，再分別進入到一、二次風機出口處的兩臺換熱器預熱空氣，調節水量便可有效調節一、二次風的出口溫度。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生酸露點腐蝕。尾部煙道排煙溫度三個測點分別為162.5℃、166.0℃、163.7℃，經換熱后的排煙溫度兩個測點分別為136.98℃和142.17℃，吸取的熱量除正常損失外均用于爐內燃燒的供風加熱，提高了循環流化床鍋爐自身熱效率[3]。

2.3 提高塔內凈化效率

為提高脫硫塔內煙氣的綜合處理效果，對原3#爐脫硫塔內各組件進行重新設計，更換氣動脫硫單元下噴淋層及對應噴嘴，提高噴嘴霧化效果，使霧化效果達到Dv50<2900μm;Dv32<2400μm;讓霧滴分布盡可能一致、均勻。同時在噴淋層高度上優化，噴淋層噴嘴布置方向由單獨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。技術改造升級后原4臺漿液循環泵運行實現3臺運行1臺備用。按其中功率最小的一臺泵133kW計算，年節省電能116.5萬kW·h，年節約電耗成本約62.91萬元。

3結束語

分析了某企業循環流化床鍋爐煙氣超低排放改造技術路線的應用，提出了幾點技術建議，希望企業可以根據自身工作特點與鍋爐煙氣超低排放需求等，將相關的脫硫、脫硝與除塵等處理技術應用在實際工作中，確保鍋爐煙氣中的污染物得到合理處置，滿足當前鍋爐煙氣超低排放的管理要求。

參考文獻

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

[2] 王秀國.循環流化床鍋爐流態重構節能超低排放技術應用小結[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路線探討[J].能源與節能，2015，（3）：126-129.