淺談燃煤電廠鍋爐超凈排放技術(shù)改造

王曉光 陳世名 華潤(rùn)電力投資有限公司東北分公司

可持續(xù)發(fā)展作為我國(guó)未來發(fā)展的永恒主題，鑒于我國(guó)特有的油少、氣貧的資源局勢(shì)，在電力生產(chǎn)過程中，燃煤發(fā)電一直是最為主要的產(chǎn)電形式，因此如何有效減少燃煤發(fā)電過程中所產(chǎn)生的污染問題，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、煙塵治理

（一）除塵增效改造方案

在進(jìn)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(zhuǎn)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(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)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(xiàn)，避免電廠周邊出現(xiàn)“石膏雨”現(xiàn)象，有效改善了電廠周邊的環(huán)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(zhì)。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(jìn)一步霧化成荷電水霧，并對(duì)煙塵粒子進(jìn)行捕集，使其最終到達(dá)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(dá)到除塵目的。濕式電除塵器因其結(jié)構(gòu)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(dāng)前，在火電廠中廣泛使用的煙氣換熱器都為回轉(zhuǎn)式換熱器，縱然這種換熱器在換熱效率上具有較大優(yōu)勢(shì)，但其也存在著不少弊端問題，如運(yùn)行過程中耗能較高、易漏風(fēng)、容易出現(xiàn)堵灰粘結(jié)等等。而管式煙氣換熱器的優(yōu)勢(shì)則在于不會(huì)發(fā)生泄漏，且還不會(huì)出現(xiàn)堵塞粘結(jié)情況。但其與回轉(zhuǎn)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(gòu)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(duì)熱媒介質(zhì)進(jìn)行加熱，之后再使用加熱后的熱媒介質(zhì)對(duì)煙氣進(jìn)行加熱，以提升煙氣的問題。此外，煙氣換熱器上還設(shè)置有一旁路，負(fù)責(zé)對(duì)管道進(jìn)行清洗。當(dāng)設(shè)備低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，熱媒介質(zhì)所吸收的熱量也不足使后端煙氣的問題上升至規(guī)定的范圍，此時(shí)就需要向設(shè)備中額外加入輔助蒸汽，而熱媒介質(zhì)在接受輔助加熱后，再進(jìn)入在加熱器。

二、二氧化硫治理

（一）高效脫硫技術(shù)

當(dāng)前在對(duì)二氧化硫進(jìn)行治理時(shí)使用的脫硫技術(shù)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(shù)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(nèi)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(dá)到提高裝置高效脫硫的目的。其次是雙托盤技術(shù)，這種技術(shù)主要是通過增加托盤來延長(zhǎng)煙氣在吸收塔中的停留時(shí)間，以此來提升吸收劑的利用率，并達(dá)到脫硫目的。再則，則是串聯(lián)吸收塔工藝。在兩個(gè)吸收塔中都分別設(shè)置噴淋層、氧化系統(tǒng)等，二氧化硫煙氣先進(jìn)入其中一個(gè)吸收塔后脫除部分二氧化硫及污染物后，再進(jìn)入下一吸收塔脫除其余的污染物。兩個(gè)吸收塔串聯(lián)工作，確保煙氣排放滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。一般情況下，這種工藝更加適用于高硫煤系統(tǒng)，縱然其電耗較小，但卻占地面積大，且系統(tǒng)布置也較為復(fù)雜。此外還有單塔雙循環(huán)工藝。此工藝主要就是通過將二氧化硫的吸收氧化過程進(jìn)行分解后形成兩個(gè)階段，并每一階段都進(jìn)行循環(huán)。其中在第一個(gè)階段中去除部分二氧化硫以及其他粉塵和有害氣體物質(zhì)，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(huán)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(lián)組合而成。鍋爐煙氣首先進(jìn)入順流塔中，經(jīng)由吸收塔作用除去大部分二氧化硫后，剩余煙氣進(jìn)入逆流塔進(jìn)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(jié)合脫硫裝置的運(yùn)行情況以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)施的布置條件來制定出切實(shí)可行的改造方案。一般情況下主要采取如下幾點(diǎn)措施：①增設(shè)噴淋層或增容；②在吸收塔內(nèi)增加托盤使之形成雙托盤結(jié)構(gòu)；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(fēng)機(jī)，并增加攪拌器；⑤結(jié)合石膏脫水系統(tǒng)以及制漿制備系統(tǒng)的核算結(jié)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(dāng)前在火電廠中，脫銷設(shè)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(tǒng)中進(jìn)行改造，如優(yōu)化低氮燃燒運(yùn)行系統(tǒng)和進(jìn)行催化劑加層等。其中，若要優(yōu)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(yùn)行過程中，爐膛中部附加燃盡風(fēng)噴嘴，來達(dá)到分級(jí)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(jié)合催化劑性能的分析，確定出加裝預(yù)留層的位置，以最終將SCR的脫硫效率提升至80%以上。

（二）全負(fù)荷脫銷技術(shù)

由于SCR脫銷裝置在投運(yùn)時(shí)對(duì)進(jìn)口煙溫的要求較高，而在低負(fù)荷下出口煙溫往往不能達(dá)到SCR裝置的運(yùn)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(duì)流換熱量，使其出口煙氣溫度增加；②加設(shè)旁路煙道，即在SCR裝置中加設(shè)一路高溫?zé)煹?，來?duì)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(jié)束語

綜上可知，通過相關(guān)環(huán)保技術(shù)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(dá)到降低鍋爐排放污染的目的。而在電廠的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中，除上述技術(shù)的使用，其自身對(duì)于煤炭的采購(gòu)也對(duì)后期污染物的排放具有一定的影響，如應(yīng)當(dāng)著重控制所購(gòu)煤炭的含硫量及灰分等，以此來從源頭抑制污染物的產(chǎn)生，達(dá)到超凈排放的目的。