燃?xì)忮仩t降低煙塵

李章鵬

摘 要：本文結(jié)合我國電廠燃?xì)忮仩t應(yīng)用情況和煙塵排放實(shí)際，針對主要煙塵污染物，對燃?xì)廨啓C(jī)本位控制技術(shù)、余熱鍋爐SCR控制技術(shù)和外部因素控制技術(shù)等降煙塵技術(shù)措施進(jìn)行了研究，并對降低煙塵環(huán)保發(fā)展趨勢進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠;燃?xì)忮仩t;降低煙塵

近年來，我國霧霾頻發(fā)，人們對環(huán)境關(guān)注度提高。我國電廠燃?xì)忮仩t雖然相比燃煤和燃油鍋爐環(huán)保性更好，但依然存在煙塵污染，特別是NOx為煙塵主要污染物。因此，有必要對燃?xì)忮仩t降煙塵環(huán)保技術(shù)措施及環(huán)保應(yīng)用趨勢進(jìn)行探究。

1 燃?xì)忮仩t降煙塵技術(shù)措施

1.1燃?xì)廨啓C(jī)本位控制技術(shù)

當(dāng)前，燃?xì)忮仩t降塵減排主要通過燃燒室注水或蒸汽、催化燃燒、干式低氮燃燒等技術(shù)措施，其中主流為干式低氮燃燒技術(shù)，分為調(diào)整燃燒機(jī)組、優(yōu)化燃燒器功能和燃燒器升級。以某型燃?xì)廨啓C(jī)煙塵減排為例進(jìn)行應(yīng)用對比，如表1所示。從中可以看出，這些措施都會降低煙塵排放濃度，但降低幅度有限，并且對燃?xì)忮仩t機(jī)組燃燒的穩(wěn)定性和燃燒效率造成不良影響，改造成本較高、難度較大。

1.2余熱鍋爐SCR控制技術(shù)

SCR脫硝技術(shù)是在煙道中噴入還原劑，將NOx等煙塵污染物轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?，常用還原劑為氨水、尿素和液態(tài)無水氨。雖鍋爐安裝SCR脫硝系統(tǒng)后可實(shí)現(xiàn)同樣負(fù)荷煙塵排放更低，但設(shè)計(jì)中存在一些問題，主要是燃?xì)鈾C(jī)組比燃煤機(jī)組流場不均勻性強(qiáng)，特別是在立式鍋爐轉(zhuǎn)彎部位、催化劑層入口處，臥式鍋爐存在催化劑層上部流速低、下步流速高，如果設(shè)計(jì)中不考慮這些問題，易影響降煙塵效果。近年來新上鍋爐大都預(yù)留脫硝系統(tǒng)安裝位置，但一般僅預(yù)留3-5cm，不便于安裝和安裝后噴氨均勻性。應(yīng)盡量確保較大的預(yù)留空間，確保均勻噴氨。

在設(shè)備問題上，脫硝催化劑大都進(jìn)口，價(jià)格比國產(chǎn)高5倍以上，每立方米1萬美元以上。國產(chǎn)催化劑常用蜂窩式和波紋板式，雖化學(xué)成分與國外一致，但因工藝問題，造成表面積小、脫硝效率低。電廠燃?xì)忮仩t存在污染物監(jiān)測設(shè)備量程和精度不夠、NO2等煙塵污染物無法檢測等問題，由于檢測功能不全、精度不夠，造成無法為后期降塵減排措施實(shí)施提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支撐。

在燃?xì)忮仩t運(yùn)行維護(hù)上，個別脫硝系統(tǒng)受限于安裝空間有限、噴氨設(shè)計(jì)考慮不周、運(yùn)行時間短、對脫硝系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律差異性認(rèn)識不夠等問題，使SCR脫硝效率普遍較低，在實(shí)際降塵減排中運(yùn)行效率很多情況下都在50%以下。同時，由于電廠普遍缺乏對精細(xì)化運(yùn)行管理脫硝系統(tǒng)的認(rèn)識，比如自動噴氨邏輯控制部件設(shè)計(jì)較為滯后，造成過噴、氨逃逸率偏高等問題，影響降煙塵效果。

1.3外部因素控制技術(shù)

電廠燃?xì)忮仩t煙塵排放，還與外部因素存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。比如，使用天然氣成分、天然氣進(jìn)入鍋爐時環(huán)境溫濕度、天然氣溫度等，當(dāng)前國內(nèi)對該方面研究有限。國內(nèi)科研院所曾通過低熱值燃料摻雜方式，試圖以此來降低NOx等煙塵排放，比如在天然氣中摻入醇基燃料，具體摻入比例根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整，通過這種方式可在一定程度上降低NOx等主要煙塵排放。但僅處于實(shí)驗(yàn)研究階段，在電廠全溫全壓全尺寸燃?xì)忮仩t燃燒室中還未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

通過對天然氣進(jìn)入燃?xì)忮仩t時的進(jìn)氣環(huán)境溫濕度進(jìn)行適當(dāng)控制，也可以降低NOx等主要煙塵排放進(jìn)行控制，表2反映了某電廠燃?xì)忮仩t機(jī)組在環(huán)境溫濕度波動中的NOx排放質(zhì)量濃度情況，當(dāng)前國外也有應(yīng)用噴霧冷卻的方式進(jìn)行降塵的案例，但國內(nèi)還未開展該類應(yīng)用。

2 電廠燃?xì)忮仩t降煙塵技術(shù)發(fā)展趨勢

通過對三種主要的燃?xì)忮仩t降煙塵技術(shù)措施對比，相對而言，在我國當(dāng)前燃?xì)忮仩t應(yīng)用情況下，余熱鍋爐SCR控制技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用空間更大，并且降塵效果也能達(dá)到最理想水平。

近年來，隨著我國環(huán)保政策趨嚴(yán)，普遍應(yīng)用燃?xì)忮仩t取代原有的燃煤和燃油鍋爐，當(dāng)前我國排放標(biāo)準(zhǔn)中，燃?xì)忮仩t與超低排放后的燃煤鍋爐具有同等環(huán)保排放濃度限值，但在實(shí)際應(yīng)用中燃?xì)忮仩t與燃煤鍋爐含氧量應(yīng)用不同，如果以電能排放績效值進(jìn)行測算，以NOx的排放為例，燃?xì)忮仩t的排放績效是超低改造后的燃煤鍋爐的1.5倍左右，所以電廠燃?xì)忮仩t的排放標(biāo)準(zhǔn)急需提高。發(fā)達(dá)國家普遍對電廠燃?xì)忮仩t進(jìn)行嚴(yán)格的煙塵排放控制，美國加州要求實(shí)施過低氮燃燒和SCR脫硝技術(shù)應(yīng)用后，燃?xì)忮仩t出口排放需達(dá)到30mg/m3以下，脫硝效率達(dá)到80%以上，其中NOx達(dá)到（2-5）*10-6 mg/m3，說明燃?xì)忮仩t排放標(biāo)準(zhǔn)還有下調(diào)空間。

從我國實(shí)際看，北京、深圳等地都已經(jīng)制定了比國家標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的地方排放標(biāo)準(zhǔn)，所以未來國家相關(guān)部門肯定會對燃?xì)忮仩t的煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)重新修訂完善，進(jìn)一步降低排放控制標(biāo)準(zhǔn)，特別是對煙塵中的NOx和SO2等排放濃度限值。同時，物價(jià)部門一定會逐步提高煙塵污染物排放的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)環(huán)保部門也將更加關(guān)注電廠燃?xì)忮仩t煙塵排放狀況，檢測監(jiān)督的指標(biāo)也將會進(jìn)一步增加，比如增加NO2等煙塵污染物的檢測。在這些背景下，電廠燃?xì)忮仩t加裝SCR系統(tǒng)將成為必然的行業(yè)發(fā)展趨勢。

3 結(jié)論

綜上所述，電廠燃?xì)忮仩t相比傳統(tǒng)燃煤、燃油鍋爐煙塵等污染物排放更低，應(yīng)用更加環(huán)保，但在實(shí)際應(yīng)用中依然需要不斷進(jìn)行降塵減排技術(shù)應(yīng)用探究，把握日趨嚴(yán)格的排放控制標(biāo)準(zhǔn)趨勢，提升燃?xì)忮仩t應(yīng)用環(huán)保水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]闕小穎.針對燃油鍋爐改造成燃?xì)忮仩t安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的探討[J].科技致富向?qū)В?013（02）.

[2]李迎建，谷坤明.天然氣總能系統(tǒng)制冷性能及成本分析[J].煤氣與熱力，2009（10）.