1×116MW循环流化床锅炉环境经济效益分析

唐立国（黑龙江省宁安市环境监察大队 黑龙江 宁安 157400）

1×116MW循环流化床锅炉环境经济效益分析

唐立国（黑龙江省宁安市环境监察大队 黑龙江 宁安 157400）

循环流化床热水锅炉集中供热相比传统蒸汽换热采暖不仅可以实现采暖热能的循环利用而且也减少更多的管网热损失，节能、环保，而且具有深远的社会效益。

锅炉；循环流化床；环境效益；经济效益；分析

1 前言

由于城市化建设的加速，新增采暖热用户发展迅猛，采暖热负荷需求量急剧增长，宁安市现有供热能力已不能满足当前供热需求。为此，宁安市爱众供热有限公司新建一台116MW循环流化床热水锅炉，以满足宁安市城区的供热需求。

采用循环流化床热水锅炉集中供热相比传统蒸汽换热采暖不仅可以实现采暖热能的循环利用而且也减少更多的管网热损失，具有良好的节能、环保效益，而且具有深远的社会效益。热水锅炉水集中供热的实现，有利于创造良好的工作和生活环境。并且，随着循环水集中供热的发展，对引进外资内资、引进先进工艺、技术方面，起着越来越重要的影响。

2 项目概要

本工程新建一台1×116MW循环流化床锅炉，利用原化工有限公司一根80米烟囱，建成后供热站规模为1×116MW(165t/h)循环流化床锅炉一台，冬季取暖期正常运行165t/h锅炉，供热面积增加172万m2。本项目供热范围为宁安市市区，项目建成后，可替代25台分散供热小锅炉。

3 热源工程

3.1 燃料供应系统

3.1.1 煤源及煤质

本工程燃煤为内蒙煤，因项目生产用煤量较大，厂内煤用火车皮运送。燃煤量见表1，其煤质分析见表2。

表1 燃煤消耗量

表2 煤质分析情况

3.1.2 输煤系统

工程新建一台116MW炉，当最大负荷运行时，输煤量增加，原上煤部分不能满足要求，本次新建新建输煤系统及配套设备，以满足项目建成后使用要求。

根据规程规定，总耗煤量在60t/h以下时，输煤采用单路皮带运输系统，运煤系统按两班工作制运行，单路系统的出力不应小于总耗煤量的30%。运煤系统设计出力为120t/h，运行系统一班运行3-4h，其余时间为设备检修。

煤由落煤坑下的给料机送入1#皮带机上，送入碎煤机室进行破碎，破碎后落入2#皮带输送机上，经2＃皮带机送入主厂房内2＃皮带机上。整个输煤系统由3段皮带机构成，最终由电动犁式卸料器将煤送入各原煤仓。

运煤系统流程如如图1。

图1 运煤系统流程图

3.2 供水系统

3.2.1 高压给水系统

系统配置2台电动给水泵，1台运行，1台备用。为防止出口水倒流，每台给水泵出口分别设置止回阀。给水泵出口母管为DN100，两台水泵的出口管道分别接至高压给水母管，给水母管的管径为DN100，经锅炉的省煤器进口集箱管道连接，两根给水管道的管径为DN100，经流量计及给水操纵台后接至锅炉省煤器入口集箱。为防止给水泵在低负荷时产生汽化，另设给水再循环管与再循环母管，将水输送至除氧器。

3.2.2 低压给水系统

系统配置2台电动给水泵，1台运行，1台备用。进水水源由原厂水处理间提供，原厂水处理系统出力有较大余量，可满足使用要求。此两台泵安装在原电厂水处理间。

3.3 除灰系统

新建工程的1×116MW炉除灰系统，采用干湿两种方式的单元式除灰操作。除灰系统由除尘器灰斗出口排灰门、电动给灰机、埋刮板输灰机、电动三通挡板、汽车散装机、双轴湿式搅拌机等组成。灰通过灰斗排灰门排出后进入埋刮板输灰机，当综合利用需干灰时，可起动汽车散装机，将灰装入粉煤灰罐车外运；当需湿灰时，可启动双轴湿式搅拌机，将灰加湿后用自卸汽车外运。除灰系统主要设备见表3。

表3 除灰系统主要设备

新建锅炉除尘系统选用布袋除尘器。含尘气体由导流管进入各单元灰斗，在灰斗导流系统的引导下，大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗、其余粉尘随气流进入中箱体过滤区，过滤后的洁净空气透过滤袋经上箱体、提升阀、排风管排出。

随着过滤工况的进行，当除尘器内尘达到一定量时，由清灰控制装置按设定程序关闭提升阀，控制当前单元离线，并打开除尘布袋，抖落除尘器的粉尘。落入灰斗中的粉尘由泄灰阀排出，利用输送机输送到厂内中转灰库中，以待外运进行综合利用。

厂区内新建贮灰库（事故灰渣场）一座，综合考虑企业新建工程的除灰数量，新建事故灰渣池2000m3，池壁、池底均为钢筋混凝土结构，上方采用防风抑尘网覆盖。灰库位于煤棚东侧，可储存7d的灰量。

3.4 除渣系统

工程新建的1×116MW炉全部采用机械除渣系统，锅炉大渣经锅炉排渣口落入冷渣器，进入重链除渣机直接落入汽车车厢内直接外运，不在厂内停留。

4 工艺流程简述

拟建锅炉房运行的主要生产工艺流程是用碎煤机将煤破碎成一定粒度的小颗粒（粒度≤10mm），脱硫系统采用石灰石气力输送，经喷射泵等将石灰石粉输送至锅炉石灰石入口。燃料送入锅炉中燃烧，并将热水间接供给热用户。锅炉产生的烟气经除尘器除尘后，采用高烟囱排放；除尘器除下来的灰和炉底渣经除灰渣系统直接送入综合利用厂家；生产过程中产生的废水分别采取相应的措施处理。

图2 工艺流程图

5 污染控制技术

5.1 SO2控制技术

按脱硫工艺在生产中所处的部位不同可采用：

（1）燃烧前脱硫，如原煤洗选脱硫；

（2）燃烧中脱硫，如洁净煤燃烧和炉内喷钙；

（3）燃烧后脱硫，如海水脱硫、石灰石-石膏湿法、电子束脱硫等等。

本工程选用循环硫化床锅炉，采用为炉内混烧石灰石的脱硫方法，当钙硫比为3.0，设计脱硫效率≥70%，可确保本工程SO2排放浓度低于300mg/m3要求。

5.2 烟尘控制技术

根据本工程燃煤设计煤质，经计算欲使本工程烟尘的排放浓度≤50mg/m3排放标准，本工程烟气处理系统除尘效率必须≥99.9%。根据目前除尘技术的现状及本工程烟尘排放限值（排放浓度≤50mg/m3）要求，实现本工程烟尘达标排放除尘器有电除尘器和布袋除尘器。现对电除尘器和布袋除尘器从经济和技术方面做详细技术和经济比较，推选出本工程的最佳方案。详见表4。

表4 静电除尘器与袋式除尘器技术、经济比较表

5.3 NOx控制技术

本项目锅炉为循环流化床锅炉，锅炉燃烧采用低氮燃烧控制措施。

锅炉燃烧时产生的NOx主要为燃料中氮生成的燃料型和空气中氮在高温下与氧反应生成的热力型及很少的快速型。本工程拟采用循环流化床锅炉，采用把煤和吸附剂（石灰石）加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮，进入流化燃烧。流化形成湍流混合条件，从而提高燃烧效率；燃烧温度为800－900℃，针对本工程所采用的循环流化床锅炉，生成NOx主要为燃料型NOx，其所占比例大约70%-90%。循环流化床锅炉燃烧时影响NOx生成的因素主要有燃烧区氧浓度、火焰温度、燃料本身的特性（燃料的氮含量、氧含量、碳含量、挥发份等）等因素。本工程拟采用1台116MW循环流化床锅炉，采用低氮燃烧技术控制NOx的产生，主要特点如下。

（1）选择合适的床温

降低床温可以有效的控制NOx的排放水平，但是由于CO浓度增大，燃烧效率会下降，综合考虑各方面因素的影响，本工程将床温控制在850℃－900℃，以达到最佳的运行效果。根据本工程燃料试烧试验结果，应将床温控制到890℃为最佳。

（2）烟气再循环

烟气再循环法是指将排放的烟气一部分引回到燃烧用的送风气流中进行参混和入炉燃烧。由于可以降低燃烧气体成分中的氮气浓度，同时可以调节燃烧火焰，因此可以实现燃烧过程的NO的控制。

（3）两段式燃烧或多段式燃烧

两段式燃烧或多段式燃烧是指将燃烧空气分为二次或多次送入燃烧的方式。一般，第一次空气送风总是在炉子的底部，使该部分处于浓燃料而缺少空气的燃烧状态，第二次是在炉子的其他部位送入足够的空气，使燃烧能够完全彻底进行。采用这种布置可以使燃烧过程的热力型氮氧化物的生成得到最有效的控制。

采用了上述低氮燃烧技术后，NOx排放浓度≤300mg/m3。

6 环境经济效益简要分析

6.1 社会效益简要分析

本项目的建设使得宁安市集中供热的面积再次扩大，该项目符合国家的能源政策，集中供热代替分散锅炉供热具有节约能源、保护环境和改善人民生活质量的特点，是一项深得民心的项目，得到公众的理解。本工程投产后，对宁安市区域大气环境有利，对于完成宁安市节能减排的总体目标及逐步实现“低碳”目标具有积极作用。

6.2 经济效益简要分析

本工程主要财务评价指标见表5。

表5 项目主要财务评价指标

从以上经济指标看，项目有较好的经济效益，从经济评价来讲本工程建设是可行的。

6.3 环境效益简要分析

工程运行后，供热面积可增加172万m2，替代区域内原有供热锅炉25台，评价范围内SO2、NO2和PM10的叠加浓度在各关心点均有一定程度的削减，SO2和NO21小时浓度值削减率分别在0.18%-13.39%、0.51%-10.82%，本工程投产后评价区域的环境空气质量在较大程度上是有改善的。

通过以上对本工程建设的社会、经济和环境效益分析可知，工程的建设既为地方经济发展做出贡献，又通过环保投资减少了污染物排放量，实现了经济效益、社会效益和环境效益相统一的要求。

〔1〕佳木斯市环境科学研究院和牡丹江市环境科学研究所.宁安市爱众供热有限公司1x116MW循环流化床热水锅炉供热项目环境影响报告书，2014年12月.

〔2〕山东省环能设计院有限公司，宁安市爱众供热有限公司.1x116MW循环流化床热水锅炉供热项目可行性研究报告，2013年3月.

Analysis of Environmental and Economic Benefit of 1×116MW Circulating Fluidized Bed Boiler

TangLiguo（Environmental Supervision Branch of NingAn City NingAn HeiLongjiang 157400）

Compared with traditional steam heating,circulating fluidized bed hot water boiler heating can not only realize heat recycling but also reduce more heat loss of heating pipelines.It has good energy-saving effect,obvious environmental benefit and far-reaching social benefit.

Boiler Circulating fluidized bed Environmental benefit Economic benefit Analysis

X820.6

A

1674-263X（2017）01-0090-05

2017-03-20

唐立国（1977-），女，本科，高级工程师，从事环境监察工作。