燃煤鍋爐超凈排放技術(shù)改造分析

邱振宇　魯亞雄

[摘要]本文以河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2*330MW空冷供熱機(jī)組為工程實(shí)例，分別從煙塵治理、二氧化硫治理、以及氮氧化物治理三個(gè)方面入手，就實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐超凈排放的相關(guān)技術(shù)改造要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)與分析，望能夠確保燃煤發(fā)電的高效性與清潔性。

[關(guān)鍵詞]燃煤鍋爐 超凈排放 技術(shù)改造

本文以河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2*330MW空冷供熱機(jī)組為工程實(shí)例，供熱機(jī)組采用1170t/h亞臨界壓力、自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、干式排渣、半露天布置、全鋼構(gòu)架的兀型汽包鍋爐。中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)采用低速筒式鋼球磨煤機(jī)，熱風(fēng)干燥送粉。鍋爐構(gòu)架為全鋼高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)鋼架，除預(yù)熱器和干式出渣裝置外，所有鍋爐重量均懸吊在爐頂鋼架上。鍋爐設(shè)有膨脹中心，鍋爐深度和寬度方向上的膨脹零點(diǎn)設(shè)置在爐膛深度和寬度中心線上，垂直方向上的膨脹零點(diǎn)設(shè)在爐頂大罩殼頂部?，F(xiàn)針對(duì)實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐超凈排放的技術(shù)改造相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行分析與總結(jié)。

一、煙塵治理技術(shù)改造

現(xiàn)階段，本工程在運(yùn)行石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)為回轉(zhuǎn)式運(yùn)行模式，雖然環(huán)繞效率高，但也存在漏風(fēng)率高、低溫腐蝕問題嚴(yán)重、運(yùn)行能耗高等問題。而新型管式石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)則具有無泄漏、堵灰粘結(jié)可能性小、以及沖洗維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，值得應(yīng)用。故在本工程燃煤鍋爐超凈排放技術(shù)改造中，煙氣治理采取引入管式石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的改造方案。其基本流程如圖1所示。燃煤鍋爐運(yùn)行過程中，借助于原煙氣熱量，通過煙氣冷卻器換熱管對(duì)熱媒介質(zhì)進(jìn)行加熱，加熱后熱媒介質(zhì)循環(huán)至煙氣加熱器換熱管，起到加熱凈煙氣并抬高排放凈煙氣溫度的目的。同時(shí)，在煙氣換熱器裝置上設(shè)置有獨(dú)立運(yùn)行的旁路裝置，在整個(gè)石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)長期停機(jī)后投運(yùn)前以及啟動(dòng)前期可作為管道清洗使用。在系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行條件下，煙氣冷卻器入口部位煙氣溫度明顯降低，熱媒介質(zhì)所吸收熱量無法將凈排煙氣溫度提高至80.0℃的標(biāo)準(zhǔn)，因此需要在熱媒輔助器加熱處理以達(dá)到鞏固超凈排放效果的目的。

二、二氧化硫治理技術(shù)改造

結(jié)合目前相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，在燃煤鍋爐排放煙氣二氧化硫污染物的治理方面，可采取的脫硫技術(shù)方案包括單塔多噴淋工藝、雙托盤工藝、以及雙循環(huán)u形塔工藝等。結(jié)合本工程中燃煤鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，綜合比選后確定采用雙循環(huán)U形塔工藝改造方案。本方案由1*逆流塔與1*順流塔構(gòu)成，順流塔設(shè)置在前方，空塔流速較高，塔體相對(duì)較小，逆流塔設(shè)置在后方，具有噴淋功能。在燃煤鍋爐機(jī)組正常投運(yùn)過程中，煙氣首先進(jìn)入順流塔中，通過與液柱順流接觸的方式，去除煙氣中70%以上的二氧化硫。經(jīng)過一次處理后的煙氣通過連接通道進(jìn)入逆流塔中，以噴淋方式與漿液逆流接觸，進(jìn)一步脫除二氧化硫。雙循環(huán)處理后對(duì)煙氣中二氧化硫的脫除率可以達(dá)到98%以上。

三、氮氧化物治理技術(shù)改造

本工程中燃煤機(jī)組脫硝設(shè)施以低氮燃燒器以及選擇性催化還原脫硝裝置為主，為提高燃煤機(jī)組脫硝效率，應(yīng)立足于原有系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化低氮燃燒系統(tǒng)運(yùn)行以及催化劑加層，以滿足燃煤機(jī)組煙氣外排標(biāo)準(zhǔn)。為了解決因投入運(yùn)行時(shí)間延長對(duì)脫硝設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行效率所產(chǎn)生的不良影響，可通過如下措施以提高燃煤機(jī)組氮氧化物治理效率：第一，燃煤鍋爐低氮燃燒。本工程中燃煤鍋爐主燃燒器選用低氧化氮代謝產(chǎn)物的煤粉燃燒器，在燃燒區(qū)低氧運(yùn)行條件下提高煤粉射流剛性水平，同時(shí)將附加燃盡風(fēng)噴嘴布置于爐膛中部，以達(dá)到分級(jí)燃燒的效果，同時(shí)可有效控制燃煤機(jī)組爐膛內(nèi)溫度水平，對(duì)抑制氧化氮代謝產(chǎn)物的生成也有積極作用；第二，脫硝催化劑加層。選擇性催化還原脫硝裝置在設(shè)計(jì)安裝過程中，催化劑多留有預(yù)留層，因此可通過對(duì)原有催化劑性能進(jìn)行分析的方式把握選擇性催化還原脫硝裝置的脫硝效率，通過加裝預(yù)留層的方式改良脫硝性能，使燃煤機(jī)組煙氣經(jīng)選擇性催化還原脫硝裝置處理后的脫硝效率可達(dá)到80%以上標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語：在十一五至十二五期間，電力行業(yè)所取得的節(jié)能減排效益是非?？捎^的。進(jìn)一步深化火電機(jī)組燃煤鍋爐清潔排放工作進(jìn)程，降低大氣污染物排放總量，已成為本行業(yè)相關(guān)人員高度重視的課題。本文以上分析中針對(duì)燃煤鍋爐主要污染物超凈排放技術(shù)改造的措施與方案進(jìn)行研究，望能夠通過對(duì)在役技術(shù)環(huán)保技改的方式促進(jìn)電力行業(yè)節(jié)能減排空間的進(jìn)一步擴(kuò)大。