解析循环流化床锅炉超低排放改造可行性

解析循环流化床锅炉超低排放改造可行性

赵亮

山西京玉发电有限责任公司山西省朔州市032700

摘要：近几年随着我国可持续发展理念的不断深化，使得环境问题逐渐成为了社会关注的焦点问题。与此同时，国家也针对各个领域企业的排污、排烟情况制定了一系列的排放标准。

关键词：循环流化床；超低排放；改造；可行性

进入新时期后，环保理念与节能理念正在实现全方位的深入，尤其是针对化工领域而言。锅炉循环流化床本身包含了复杂性较高的锅炉内在结构，其在运行时将会排放相对较高的烟尘和其他类型污染物。在当前状况下，电力企业及其有关部门正在着手引进超低排放的模式用来全面改造现有的锅炉装置，进而将全面减排与节能的根本理念渗透在锅炉运行的整个流程中。与传统运行模式相比，建立于超低排放前提下的全新运行模式体现为更高层次的环保实效性，针对此项节能举措有必要致力于全面推广。

一、超低排放改造具备的可行性

通常来讲，循环流化床锅炉将会排出相对较多的烟尘和其他污染物，对于人体健康增添了威胁性，同时也无益于保障最根本的环境洁净度。通过运用超低排放改造的手段与措施，电力企业针对自身现有的流化床装置着手进行改造，从源头上杜绝较高污染带来的威胁性，确保其符合当前绿色化工的宗旨与目标。实质上，传统模式的流化床系统存在较大可能将会排放过高的污染物，其中典型性的污染成分包含二氧化硫、烟尘与氮氧化物等。因此在全面施行超低排放改造时，应当确保限制于每立方米40毫克以内的二氧化硫排出量、每立方米20毫克的烟尘总量以及每立方米180毫克以内的氮氧化物总量。

我厂设有330MW机组的大型循环流化床系统，具体在改造时，关键集中于布袋除尘、湿法脱硫以及尿素脱硝等措施。与此同时，技术人员还能运用在线监测模式来随时测查锅炉排放量。在某个时间段，锅炉排放如果超出了最大限度，那么对此就要着手进行适度的调控。对于在线监测仪将其设计为粉尘监测装置，运用改造与升级的方式来优化其现有的监测精度。

二、脱硫部分改造

第一，石灰石注入点改造。本次石灰石技术改造结合福斯特惠勒循环流化床锅炉固有特点、紧凑式旋风分离器及炉膛出口的高宽比、炉内喷钙脱硫技术进行石灰石注入点的改造工作，在实际改造过程中，应注重合理布置并选择炉膛喷射的具体位置。一般情况下，炉膛石灰石注入点主要有以下4种位置：①给煤管给入，当石灰粉进入炉膛内部后，无法与烟气充分混合，致使给煤管给入普遍存在脱硫效果不佳的现象；②二次风中给入，由于二次风压较低且穿透力较差，使得运行工程中经常会出现石灰粉与烟气混合不充分的现象；③独立开口，在石灰粉进入炉膛后，混合扩散性较差，有改造时间长、破坏原有耐火材料的缺点；④返料器侧面中部人孔给入，有利于提高石灰石细粉利用率、缩短原有炉内喷钙固硫时间、提高石灰石在炉内与二氧化硫混合接触能力，该改造需要有合适的位置和温度，具有投料后反应时间长、效果滞后的缺点。

第二，锅炉密相区设置蒸汽喷枪改造，为了防止由断煤偏烧引起的二氧化硫超标排放的现象，相关工作人员应在锅炉密集区增设蒸汽喷枪，且每台循环流化床锅炉应配置3个蒸汽喷枪并将这3支蒸汽喷枪分别设置在锅炉密集区的左墙、右墙、后墙的中部，且每支蒸汽喷枪应满足出力为5t/h、蒸汽参数为P=1.15MP、T=315℃等基本条件，导致二氧化硫超标排放的主要原因为是循环流化床锅炉在正常运行过程中由于给煤机断煤是的锅炉内部的布风板煤炭无法均匀分布，从而导致锅炉密相区温度呈现出混乱状态。因此，本次改造将通过在锅炉密相区上部设置蒸汽喷枪的方式来提高锅炉密相区的脱硫的稳定性，在断煤等锅炉非正常运行状态下，紧急投入蒸汽喷枪，控制二氧化硫排放浓度不会突升，避免硫化物排放超标。因此，在改造过程中相关技术人员需要根据实际情况选择炉膛石灰石注入点的位置非常关键。此外，在选择石灰石注入点温度区域时应以835℃~850℃为宜。在本次改造过程中，结合实际情况最终选择从分离器的中部人孔注入的方式，且通过将原有石灰石输送管线易磨损弯头全部更换为新型耐磨弯头的方式，提高石灰石输送管线的稳定性，同时降低循环流化床锅炉出现故障的概率。

三、脱硝部分改造

脱硝系统主要的工作原理为：氨水在运输到指定位置时通过氨水卸载泵注入将氨水注入到氨水储存罐，然后通过氨水输送泵将氨水输送到指定的计量混合系统。与此同时，储存在稀释水储罐中的稀释水也会通过输送泵输送到计量混合系统，根据系统实时反馈出的具体情况，氨水与稀释水会在计量混合系统内进行充分混合，氨水在经过稀释后会进入喷射系统，并通过喷嘴与压缩空气进行混合，当稀释后的氨水完全雾化后将会借助喷嘴喷入锅炉炉膛内，而这时雾化的氨水会与烟气中的NOX发生化学反应，并在合适的温度下将有害气体还原成氮气和水。

我厂将在本次改造过程中组织相关技术人员在锅炉正常运行状态下，检查炉膛及尾部受热面是否存在漏风现象，若是存在应及时将锅炉漏风得具体部位以及情况详细记录，并在检查结束后对出现漏风现象的部位进行全面补漏工作，以减轻锅炉漏风现象。减少锅炉漏风有利于降低锅炉的排烟热损失，同时还可以在一定程度上提高锅炉燃烧热效率，减少锅炉的烟气量、降低反应区过剩空气系数、提高喷氨区的烟气温度，使得脱硝系统的脱硝效率可以达到相关设计值并起到有效抑制氨逃逸率的作用。

此外，在改造脱硝系统的过程中采取以下四种有效措施对脱硝烟系统进行优化：第一，控制合理的锅炉燃烧空气系数。过剩空气系数越大，燃烧形成的氮氧化物会受到空气系数的影响，当过剩空气系数增加时燃烧形成的氮氧化物浓度也会随之增加，因此应在充分保证锅炉安全运行、不影响煤的燃尽、不影响脱硫系统运行前提下采用“低氧燃烧”的工艺技术，使得锅炉满负荷运行时可有效将省煤器入口的烟气含氧量控制在4.2%左右，使得脱硝前的浓度NOX低于设计值，则脱硝后的NOX浓度小于50mg/Nm3。第二，控制二次风比例。CFB的燃烧风比是影响NOX排放浓度的重要因素，因此在锅炉燃烧中应重点关注CFB的燃烧风比，在锅炉启动过程的后期逐步提高二次风比例，控制脱硝前的NOX排放浓度。第三，控制脱硝氨氮摩尔比。选取合适的氨氮摩尔比以保证NOX脱除率和氨逃逸率符合重要技术指标，当氨氮摩尔比超过2时会增加氨逃逸率，严重影响到了脱硝效率。因此在脱硝烟系统运行中应将氨氮摩尔比控制在1.5，最大时不超过2.0。第四，控制较低的氨水浓度。通过降低氨水浓度的方式，可以有效保证氨水喷枪喷出的气态还原剂与烟气混合的均匀性，从而达到提高脱硝效率、降低氨逃逸率的目的。

结语

综上所述，循环流化床锅炉在改造以后，烟气排放可以达到符合国家出台的相关超低排放标准，且设备运行较为稳定。操作人员应在后期的工作过程中不断摸索出设备运行的最佳参数，使得循环流化床锅炉可以处于最佳状态运行，且排放标准满足现有超低排放标准中的具体要求。

参考文献：

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[2]李跃军.循环流化床锅炉超低排放改造可行性分析[J].化工管理，2017（04）：88-89.

[3]孟庆杭.循环流化床锅炉脱硫提效研究及应用[J].节能技术，2016，34（01）：68-72.