锅炉烟气超低排放改造方案的选用探讨

周长灵

摘 要 随着人们生活水平的不断提高，对环保的意识不断提升，早期建设的一些环保设备设施已经不能满足要求，为降低烟气中污染物排放量，镇海炼化分公司Ⅲ电站两台循环流化床锅炉烟气净化系统不断改进升级，采用了石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术，选择性非催化还原法（SNCR）+臭氧氧化脱硝技术，静电除尘器+脱硫塔水洗组合方式，使外排污染物SO2、NOx和粉尘的浓度在原有基础上大幅下降，达到超低排放限值的同时，对设备存在问题进行技术攻关，配合工艺调整优化，实现了装置长周期运行并降低了运行成本和能耗。

关键词 循环流化床;超低排放;节能

引言

对于锅炉烟气超低排放而言，主要就是在燃煤机组实际运行的过程中，烟气含有的污染物排放到天然气燃气轮机组排放限值，保证基准含氧量在6%左右，烟气的含量在5mg/m3之内，氮氧化物指标，50mg/m3。而对于循环流化锅炉床而言，具有一定的特殊性，超低排放的技术路线存在一定的差异，然而，常规技术在使用过程中存在问题，难以满足当前的技术要求，因此应针对技术路线进行合理的优化，保证可以满足当前锅炉烟气的超低排放需求。

1超低排放改造前简介

1.1 锅炉

该电厂为小型燃煤电厂，建设两台130t/h循环流化床锅炉，配一台24MW抽凝式汽轮发电机组。锅炉是单汽包、自然循环流化床燃煤锅炉，煤种适应性好、环保效益高，是目前较普遍应用的中、小型锅炉[1]。

1.2 烟气除尘工艺

锅炉烟气进入电除尘器中，绝大部分灰尘在电除尘器内被清除，从电除尘器的灰斗落入仓泵中，最终输送至飞灰库由汽车运走。电除尘器出口粉尘浓度不超过35mg/m3。随着国家和地方环保部门对大气环境污染治理力度的不断加大，Ⅲ电站原设计烟尘排放已不能满足重点地区大气污染物排放要求，2015年开始进行一系列烟气超低排放改造，改造后整套装置在40%～110%锅炉最大连续蒸发量工况下，净化后烟气中的粉尘含量<5mg/m3（干态、6%O2）。

1.3 脱硫工艺

厂先采用炉内喷钙进行脱硫，然后烟气进入石灰石-石膏法脱硫塔进行脱硫。1#、2#锅炉共用1台脱硫塔，喷淋层为4层，烟气处理能力为1×130t/h锅炉BMCR工况时的100%烟气量。改造前，平均脱硫效率约为93%，二氧化硫平均排放浓度113mg/m3。

1.4 脱硝类型的技术

此类技术在实际应用的过程中，适用于循环流化床锅炉较为成熟的氮氧化物控制中，其中包括炉内的低氮燃烧、炉外SCR脱硝等技术。对于锅炉而言，其本身有着旋风分离器机构，可以为烟气成分与还原剂成分的混合供应良好环境，尤其在使用SCR技术的过程中，其脱硝的效率可以达到77%左右。所以，在改造技术的过程中，应重点采用脱硝方面的工艺技术，编制完善的计划方案，全面提升整体工作效果与水平，充分发挥脱硝技术在其中的应用作用，达到预期的去除效果。例如：在采用SCR脱硝技术的过程中，主要采用液氮抑或是尿素作还原剂进行，反应温度在400℃左右，将V2O5-WO3（MoO3）/TIO2作为主要的催化剂，有助于达到脱硝目的[2]。

2锅炉烟气超低排放改造技术路线的应用建议

2.1 除尘系统改造情况

该电厂保留原有四电场高频电源除尘，新增单管栅湍流布气层+新型旋流板除尘除雾器，烟气自中心筒底部进入，经最下层旋流板的导流作用，快速旋转，通过离心力作用将烟气中的大液滴及颗粒物甩到四周的筒壁上，随着筒壁的持液层流出筒体下部进行去除。同时，利用液滴与细粒子之间的惯性差及旋速不同，实现液滴二次捕集细粒子，从而达到同时除雾和捕集微粒的效果。随后，烟气再经过第二层旋流板，加强烟气的旋转程度，进一步强化除雾及微小液滴的去除效果，从而达到高效除尘除雾作用。最后，烟气继续上升至消旋和疏水层，从筒体上部流出。对旋转烟气进行消旋主要有两个目的：一是避免流出筒体的旋转气流与相邻筒体出来的旋转气流发生多股漩涡交汇摩擦，致使烟气自身“内耗”加大，增加烟气阻力;二是在消旋过程中，从下部上来的旋转气流与竖直叶片可形成夹角碰撞和导流效果，对烟气中残留液滴和微粒进一步惯性去除。

2.2 引入水冷媒系统

因空气预热器管束有低温腐蚀现象，排烟温度高烟气热损失也多，因此引入了水冷媒系统，即在尾部烟道中增加烟气换热器吸收烟气余热，降低排烟温度同时换热器中水温从100℃上升到约120℃，再分别进入到一、二次风机出口处的两台换热器预热空气，调节水量便可有效调节一、二次风的出口温度。控制泵入口的热媒水温度，使其不低于85℃，确保各换热器均不发生酸露点腐蚀。尾部烟道排烟温度三个测点分别为162.5℃、166.0℃、163.7℃，经换热后的排烟温度两个测点分别为136.98℃和142.17℃，吸取的热量除正常损失外均用于炉内燃烧的供风加热，提高了循环流化床锅炉自身热效率[3]。

2.3 提高塔内净化效率

为提高脱硫塔内烟气的综合处理效果，对原3#炉脱硫塔内各组件进行重新设计，更换气动脱硫单元下喷淋层及对应喷嘴，提高喷嘴雾化效果，使雾化效果达到Dv50<2900μm;Dv32<2400μm;让雾滴分布尽可能一致、均匀。同时在喷淋层高度上优化，喷淋层喷嘴布置方向由单独向上喷更改为上下喷，充分提高喷嘴喷出的雾化浆液与烟气的接触面和纵深高度。技术改造升级后原4台浆液循环泵运行实现3台运行1台备用。按其中功率最小的一臺泵133kW计算，年节省电能116.5万kW·h，年节约电耗成本约62.91万元。

3结束语

分析了某企业循环流化床锅炉烟气超低排放改造技术路线的应用，提出了几点技术建议，希望企业可以根据自身工作特点与锅炉烟气超低排放需求等，将相关的脱硫、脱硝与除尘等处理技术应用在实际工作中，确保锅炉烟气中的污染物得到合理处置，满足当前锅炉烟气超低排放的管理要求。

参考文献

[1] 叶伟平，邱国铭，杜振，等.循环流化床锅炉烟气超低排放改造技术路线分析[J].发电与空调，2017，38（2）：34-37，41.

[2] 王秀国.循环流化床锅炉流态重构节能超低排放技术应用小结[J].中氮肥，2017，12（4）：57-59.

[3] 黄永琛，杨宋，陈辰，等.燃煤电厂烟尘超净排放技术路线探讨[J].能源与节能，2015，（3）：126-129.