燃煤锅炉超净排放技术改造分析

邱振宇　鲁亚雄

[摘要]本文以河北华电石家庄鹿华热电有限公司2*330MW空冷供热机组为工程实例，分别从烟尘治理、二氧化硫治理、以及氮氧化物治理三个方面入手，就实现燃煤锅炉超净排放的相关技术改造要点进行总结与分析，望能够确保燃煤发电的高效性与清洁性。

[关键词]燃煤锅炉 超净排放 技术改造

本文以河北华电石家庄鹿华热电有限公司2*330MW空冷供热机组为工程实例，供热机组采用1170t/h亚临界压力、自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、干式排渣、半露天布置、全钢构架的兀型汽包锅炉。中储式制粉系统采用低速筒式钢球磨煤机，热风干燥送粉。锅炉构架为全钢高强度螺栓联结钢架，除预热器和干式出渣装置外，所有锅炉重量均悬吊在炉顶钢架上。锅炉设有膨胀中心，锅炉深度和宽度方向上的膨胀零点设置在炉膛深度和宽度中心线上，垂直方向上的膨胀零点设在炉顶大罩壳顶部。现针对实现燃煤锅炉超净排放的技术改造相关要点进行分析与总结。

一、烟尘治理技术改造

现阶段，本工程在运行石灰石一石膏湿法烟气脱硫系统为回转式运行模式，虽然环绕效率高，但也存在漏风率高、低温腐蚀问题严重、运行能耗高等问题。而新型管式石灰石一石膏湿法烟气脱硫系统则具有无泄漏、堵灰粘结可能性小、以及冲洗维护方便等优势，值得应用。故在本工程燃煤锅炉超净排放技术改造中，烟气治理采取引入管式石灰石一石膏湿法烟气脱硫系统的改造方案。其基本流程如图1所示。燃煤锅炉运行过程中，借助于原烟气热量，通过烟气冷却器换热管对热媒介质进行加热，加热后热媒介质循环至烟气加热器换热管，起到加热净烟气并抬高排放净烟气温度的目的。同时，在烟气换热器装置上设置有独立运行的旁路装置，在整个石灰石一石膏湿法烟气脱硫系统长期停机后投运前以及启动前期可作为管道清洗使用。在系统低负荷运行条件下，烟气冷却器入口部位烟气温度明显降低，热媒介质所吸收热量无法将净排烟气温度提高至80.0℃的标准，因此需要在热媒辅助器加热处理以达到巩固超净排放效果的目的。

二、二氧化硫治理技术改造

结合目前相关工程实践经验来看，在燃煤锅炉排放烟气二氧化硫污染物的治理方面，可采取的脱硫技术方案包括单塔多喷淋工艺、双托盘工艺、以及双循环u形塔工艺等。结合本工程中燃煤锅炉系统运行特点，综合比选后确定采用双循环U形塔工艺改造方案。本方案由1*逆流塔与1*顺流塔构成，顺流塔设置在前方，空塔流速较高，塔体相对较小，逆流塔设置在后方，具有喷淋功能。在燃煤锅炉机组正常投运过程中，烟气首先进入顺流塔中，通过与液柱顺流接触的方式，去除烟气中70%以上的二氧化硫。经过一次处理后的烟气通过连接通道进入逆流塔中，以喷淋方式与浆液逆流接触，进一步脱除二氧化硫。双循环处理后对烟气中二氧化硫的脱除率可以达到98%以上。

三、氮氧化物治理技术改造

本工程中燃煤机组脱硝设施以低氮燃烧器以及选择性催化还原脱硝装置为主，为提高燃煤机组脱硝效率，应立足于原有系统，进一步优化低氮燃烧系统运行以及催化剂加层，以满足燃煤机组烟气外排标准。为了解决因投入运行时间延长对脱硝设备系统运行效率所产生的不良影响，可通过如下措施以提高燃煤机组氮氧化物治理效率：第一，燃煤锅炉低氮燃烧。本工程中燃煤锅炉主燃烧器选用低氧化氮代谢产物的煤粉燃烧器，在燃烧区低氧运行条件下提高煤粉射流刚性水平，同时将附加燃尽风喷嘴布置于炉膛中部，以达到分级燃烧的效果，同时可有效控制燃煤机组炉膛内温度水平，对抑制氧化氮代谢产物的生成也有积极作用；第二，脱硝催化剂加层。选择性催化还原脱硝装置在设计安装过程中，催化剂多留有预留层，因此可通过对原有催化剂性能进行分析的方式把握选择性催化还原脱硝装置的脱硝效率，通过加装预留层的方式改良脱硝性能，使燃煤机组烟气经选择性催化还原脱硝装置处理后的脱硝效率可达到80%以上标准。

结束语：在十一五至十二五期间，电力行业所取得的节能减排效益是非常可观的。进一步深化火电机组燃煤锅炉清洁排放工作进程，降低大气污染物排放总量，已成为本行业相关人员高度重视的课题。本文以上分析中针对燃煤锅炉主要污染物超净排放技术改造的措施与方案进行研究，望能够通过对在役技术环保技改的方式促进电力行业节能减排空间的进一步扩大。