淺談石河子市集中供熱鍋爐煙塵排放超標(biāo)技術(shù)分析

摘要：針對石河子集中供熱鍋爐煙氣排放超標(biāo)的現(xiàn)狀，從原煤質(zhì)量、生產(chǎn)運行和設(shè)備等三個方面進行分析，找出原因，并提出對策。

關(guān)鍵詞：鍋爐；煙塵排放；超標(biāo)

一、前言

石河子市熱力公司于2012年10月建成投用兩臺70MW熱水鍋爐用于集中供熱（設(shè)備標(biāo)號為5#、6#鍋爐），配套使用兩臺FCT—F復(fù)合式濕式脫硫除塵器。根據(jù)監(jiān)測，這兩臺集中供熱鍋爐煙塵排放濃度自開工運行以來，基本都出煙塵排放超標(biāo)狀態(tài)，已嚴重影響了集中供熱工作的正常運行，給周邊環(huán)境也造成了嚴重污染，因此必須盡快予以解決。

二、現(xiàn)狀分析

為了便于分析，選取6#爐作為分析對象。根據(jù)監(jiān)測，選取元月26日至2月5日6#爐在線監(jiān)測系統(tǒng)正常后排塵濃度數(shù)據(jù)，見表1：

從表1 的數(shù)據(jù)可以看出，6#爐的煙塵排放已嚴重超標(biāo)，最高超標(biāo)幅度達到89%（國家標(biāo)準(zhǔn)是小于等于200 mg/Nm3），對周邊環(huán)境影響非常嚴重。

三、原因分析

針對集中供熱新建兩臺70MW熱水鍋爐煙塵排放嚴重超標(biāo)的問題，下面從原煤質(zhì)量、生產(chǎn)運行和設(shè)備等三個方面進行分析。

（一）原煤質(zhì)量

從表2的數(shù)據(jù)可以看出，熱值是滿足設(shè)計要求的，均大于23.03 kj/kg；灰分比較大，達到20%以上，該指標(biāo)是影響排塵濃度的主要原材料指標(biāo)，設(shè)計要求是不大于11%，但原煤的質(zhì)量是不可控的，只能通過運行設(shè)備的調(diào)整來消除原材料的影響。

（二）生產(chǎn)運行

為了便于分析，我們?nèi)∨c爐渣含碳量分析相對應(yīng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析。影響排塵濃度的工藝技術(shù)參數(shù)有：爐膛溫度、爐膛負壓、煙氣含氧量、煤層厚度、爐排下風(fēng)壓和爐渣含碳量等參數(shù)。

但是在運行工況改善的同時，也不可避免的增加了純灰的量，尤其是安裝了分層給煤裝置之后，原煤燃燒效果大大改善，沫煤在爐膛中（不是爐排上）的燃燒量大大增加，而且燃燒更加充分，由此產(chǎn)生的灰塵量相對增加，而且該灰塵的粒徑是比較小的，相對密度較低，重力沉降效果較小，除塵器水幕的吸附能力相對下降，密度和粒徑較小的灰塵遇水幕反射，導(dǎo)致除塵效果降低。

由以上的分析可以看出，通過嚴格工藝指標(biāo)的控制，改善了鍋爐的燃燒工況，提高了原煤的燃燒效率，降低了原煤的消耗量，這正是我們所希望的，但同時由于燃燒充分，小粒徑、低密度的粉塵量也大大增加，而這只能通過除塵設(shè)備來予以解決。

（三）設(shè)備方面

1、鍋爐

鍋爐初始排塵濃度的國家標(biāo)準(zhǔn)是小于1800 mg/Nm3，2004年3#爐進行環(huán)保驗收時，當(dāng)時鍋爐的初始排塵濃度均小于1600 mg/Nm3，是滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的，6#爐的初始排塵濃度無實測數(shù)據(jù)（已安排測試），但是由于6#爐和3#爐屬于同一種類型的鍋爐，可以推測其初始排放濃度在同等條件下不會有大的出入，也應(yīng)該是達標(biāo)的。由此可以確認鍋爐本身不是排塵濃度超標(biāo)的主要原因。

2、除塵器

目前我們的除塵設(shè)備是水沖擊式除塵器，對于這種類型的除塵器而言，當(dāng)煙氣與霧化液滴之間的相對速度必須達到50m/s以上，其除塵效率才能達到95-97%。而目前我們的除塵器煙水相對速度在滿負荷的情況下僅為最大不會超過15m/s，遠遠低于上述要求，而對小粒徑的粉塵而言，相對速度不夠，則粉塵無法與液滴充分接觸，發(fā)生有效碰撞，塵粒的有效尺寸無法增加，同時由于細塵的相對密度較低，對水幕的沖擊能力較差，不能與液滴充分結(jié)合，沉降能力降低，進而也就無法被折流板有效阻截而剔出，而是隨煙氣排入大氣。而上面已經(jīng)分析過，在改善了鍋爐燃燒狀況之后，所增加的粉塵恰恰就是小粒徑、低密度的粉塵，該除塵器的這一缺陷與現(xiàn)在的實際情況是相吻合的。因此可以初步確定，除塵器結(jié)構(gòu)所確定的內(nèi)部氣體動力特性是造成目前粉塵超標(biāo)排放的主要原因之一。

四、結(jié)論

綜上所述，目前粉塵排放超標(biāo)的主要原因是現(xiàn)有的除塵器結(jié)構(gòu)不合理，無法適應(yīng)現(xiàn)在的運行工況和原煤性質(zhì)，同時，現(xiàn)有除塵器沒有操作彈性，無法適應(yīng)供暖負荷的變化造成的。若想根本改變現(xiàn)狀，只有采用更加高效，結(jié)構(gòu)合理，能夠適應(yīng)原煤性質(zhì)和運行負荷的變化的，具備比較大的操作彈性的除塵設(shè)備，才可以徹底解決該問題。

五、建議

通過以上分析，鍋爐在使用了分層給煤裝置后，改善了燃燒狀況，提高了燃燒效率，同時增加了小粒徑、低密度粉塵的排放量，是造成鍋爐煙塵排放超標(biāo)的主要原因。因此，應(yīng)對除塵設(shè)備進行更換，由于小粒徑、低密度粉塵是主要排放物，建議改用靜電或布袋式除塵器，可徹底解決該問題。

隨著國家對環(huán)保要求的逐步提高，建議在布袋式除塵器后增加相應(yīng)的脫硫設(shè)備，以進一步提高煙氣排放質(zhì)量。

殷繼武（出生日期：1970年7月7日）；性別：男；籍貫：新疆石河子；學(xué)歷：本科；職稱：助理工程師；研究方向：供熱節(jié)能；從事的工作：新疆石河子市供熱管理