淺談燃煤電廠鍋爐超凈排放技術改造

王曉光 陳世名 華潤電力投資有限公司東北分公司

可持續發展作為我國未來發展的永恒主題，鑒于我國特有的油少、氣貧的資源局勢，在電力生產過程中，燃煤發電一直是最為主要的產電形式，因此如何有效減少燃煤發電過程中所產生的污染問題，對于我國經濟與環境的協調發展具有十分重要的現實意義。

一、煙塵治理

（一）除塵增效改造方案

在進行煙塵治理過程中，燃煤電廠普遍采取的方案主要有使用除塵器，改用高頻供電電源以及旋轉電極等，并將煙塵排放能讀有效控制在10-20mg/Nm3之間。如在增效改造中，可通過在脫硫裝置后加裝濕式電除塵器的方式，不僅能使得除塵效率超過75%，出口處的盤方也能達到燃氣輪機的排放要求。而通過無泄露管式煙氣換熱器的加裝，則可以使得煙氣的排放溫度得到提升，以此來減少煙氣冷凝情況的出現，避免電廠周邊出現“石膏雨”現象，有效改善了電廠周邊的環境。

（二）濕式電除塵

通常情況下，濕式電除塵器都加裝于脫硫裝置后方，以去除煙氣中的PM2.5、三氧化硫微液滴以及脫硫石膏霧滴等物質。其在工作過程中主要通過將水霧噴向集塵板厚，在電極作用下進一步霧化成荷電水霧，并對煙塵粒子進行捕集，使其最終到達集塵板集塵極之上。之后再將水噴至集塵極上將煙塵捕獲，并沖刷后隨水排出，達到除塵目的。濕式電除塵器因其結構上的不同主要有管式以及板式兩種，兩種除塵器所處理的煙氣也有所不同。

（三）無泄露管式煙氣換熱器

當前，在火電廠中廣泛使用的煙氣換熱器都為回轉式換熱器，縱然這種換熱器在換熱效率上具有較大優勢，但其也存在著不少弊端問題，如運行過程中耗能較高、易漏風、容易出現堵灰粘結等等。而管式煙氣換熱器的優勢則在于不會發生泄漏，且還不會出現堵塞粘結情況。但其與回轉式換熱器一樣，都存在低溫腐蝕的情況。管式煙氣換熱器主要由煙氣冷卻器以及凈煙氣加熱器構成，在工作過程中，通過利用原煙氣的熱量，使之通過煙氣冷卻器后對熱媒介質進行加熱，之后再使用加熱后的熱媒介質對煙氣進行加熱，以提升煙氣的問題。此外，煙氣換熱器上還設置有一旁路，負責對管道進行清洗。當設備低負荷運行時，熱媒介質所吸收的熱量也不足使后端煙氣的問題上升至規定的范圍，此時就需要向設備中額外加入輔助蒸汽，而熱媒介質在接受輔助加熱后，再進入在加熱器。

二、二氧化硫治理

（一）高效脫硫技術

當前在對二氧化硫進行治理時使用的脫硫技術主要有如下幾種，首先是單塔多噴淋工藝，即通過增加噴淋的層數就增加噴淋密度來提升吸收塔的液氣比，以此來提升裝置內氧化空氣的供給量以及提升凈化空氣的分布效率，并最終達到提高裝置高效脫硫的目的。其次是雙托盤技術，這種技術主要是通過增加托盤來延長煙氣在吸收塔中的停留時間，以此來提升吸收劑的利用率，并達到脫硫目的。再則，則是串聯吸收塔工藝。在兩個吸收塔中都分別設置噴淋層、氧化系統等，二氧化硫煙氣先進入其中一個吸收塔后脫除部分二氧化硫及污染物后，再進入下一吸收塔脫除其余的污染物。兩個吸收塔串聯工作，確保煙氣排放滿足標準要求。一般情況下，這種工藝更加適用于高硫煤系統，縱然其電耗較小，但卻占地面積大，且系統布置也較為復雜。此外還有單塔雙循環工藝。此工藝主要就是通過將二氧化硫的吸收氧化過程進行分解后形成兩個階段，并每一階段都進行循環。其中在第一個階段中去除部分二氧化硫以及其他粉塵和有害氣體物質，而在第二階段中則主要使用碳酸鈣去除二氧化硫，其PH控制在6左右。最后則是雙循環U形塔工藝。在這一工藝中，U形塔主要有一順流塔和一逆流塔串聯組合而成。鍋爐煙氣首先進入順流塔中，經由吸收塔作用除去大部分二氧化硫后，剩余煙氣進入逆流塔進一步脫除剩余二氧化硫。

（二）脫硫增效技改方案

在改造過程中，同樣也需要結合脫硫裝置的運行情況以及現場設備設施的布置條件來制定出切實可行的改造方案。一般情況下主要采取如下幾點措施：①增設噴淋層或增容；②在吸收塔內增加托盤使之形成雙托盤結構；③提高吸收塔液位，或增大塔外漿池容積；④改造增容氧化風機，并增加攪拌器；⑤結合石膏脫水系統以及制漿制備系統的核算結果來制定增容改造方案。

三、氮氧化物治理

（一）脫硝提效措施

當前在火電廠中，脫銷設施仍廣泛采用低氮燃燒器以及SCR脫銷裝置，因此若要提高脫銷效率，仍主要在原系統中進行改造，如優化低氮燃燒運行系統和進行催化劑加層等。其中，若要優化低氮燃燒，首先是抑制氮氧化物的形成，其次就是在燃燒爐中就將生成的氮氧化物還原。在抑制生成過程中可使用低氮氧化物的煤粉燃燒器，在低氧運行過程中，爐膛中部附加燃盡風噴嘴，來達到分級燃燒的目的，并最終減少氮氧化物的生成。而在催化劑加層改造中，則需要結合催化劑性能的分析，確定出加裝預留層的位置，以最終將SCR的脫硫效率提升至80%以上。

（二）全負荷脫銷技術

由于SCR脫銷裝置在投運時對進口煙溫的要求較高，而在低負荷下出口煙溫往往不能達到SCR裝置的運行要求，基于此，可分別采取如下措施，具體如①提高給水溫度，減少省煤器對流換熱量，使其出口煙氣溫度增加；②加設旁路煙道，即在SCR裝置中加設一路高溫煙道，來對煙氣起到加熱的目的；③省煤器水旁路，即通過減少通過省煤器水流量的方式，減少其換熱量，提升煙氣溫度。

四、結束語

綜上可知，通過相關環保技術的采用，如濕式除塵器、管式煙氣換熱器、低氮燃燒、催化劑分層等改造方案的使用都可以達到降低鍋爐排放污染的目的。而在電廠的實際生產運營過程中，除上述技術的使用，其自身對于煤炭的采購也對后期污染物的排放具有一定的影響，如應當著重控制所購煤炭的含硫量及灰分等，以此來從源頭抑制污染物的產生，達到超凈排放的目的。