浅谈燃煤电厂锅炉超净排放技术改造

王晓光 陈世名 华润电力投资有限公司东北分公司

可持续发展作为我国未来发展的永恒主题，鉴于我国特有的油少、气贫的资源局势，在电力生产过程中，燃煤发电一直是最为主要的产电形式，因此如何有效减少燃煤发电过程中所产生的污染问题，对于我国经济与环境的协调发展具有十分重要的现实意义。

一、烟尘治理

（一）除尘增效改造方案

在进行烟尘治理过程中，燃煤电厂普遍采取的方案主要有使用除尘器，改用高频供电电源以及旋转电极等，并将烟尘排放能读有效控制在10-20mg/Nm3之间。如在增效改造中，可通过在脱硫装置后加装湿式电除尘器的方式，不仅能使得除尘效率超过75%，出口处的盘方也能达到燃气轮机的排放要求。而通过无泄露管式烟气换热器的加装，则可以使得烟气的排放温度得到提升，以此来减少烟气冷凝情况的出现，避免电厂周边出现“石膏雨”现象，有效改善了电厂周边的环境。

（二）湿式电除尘

通常情况下，湿式电除尘器都加装于脱硫装置后方，以去除烟气中的PM2.5、三氧化硫微液滴以及脱硫石膏雾滴等物质。其在工作过程中主要通过将水雾喷向集尘板厚，在电极作用下进一步雾化成荷电水雾，并对烟尘粒子进行捕集，使其最终到达集尘板集尘极之上。之后再将水喷至集尘极上将烟尘捕获，并冲刷后随水排出，达到除尘目的。湿式电除尘器因其结构上的不同主要有管式以及板式两种，两种除尘器所处理的烟气也有所不同。

（三）无泄露管式烟气换热器

当前，在火电厂中广泛使用的烟气换热器都为回转式换热器，纵然这种换热器在换热效率上具有较大优势，但其也存在着不少弊端问题，如运行过程中耗能较高、易漏风、容易出现堵灰粘结等等。而管式烟气换热器的优势则在于不会发生泄漏，且还不会出现堵塞粘结情况。但其与回转式换热器一样，都存在低温腐蚀的情况。管式烟气换热器主要由烟气冷却器以及净烟气加热器构成，在工作过程中，通过利用原烟气的热量，使之通过烟气冷却器后对热媒介质进行加热，之后再使用加热后的热媒介质对烟气进行加热，以提升烟气的问题。此外，烟气换热器上还设置有一旁路，负责对管道进行清洗。当设备低负荷运行时，热媒介质所吸收的热量也不足使后端烟气的问题上升至规定的范围，此时就需要向设备中额外加入辅助蒸汽，而热媒介质在接受辅助加热后，再进入在加热器。

二、二氧化硫治理

（一）高效脱硫技术

当前在对二氧化硫进行治理时使用的脱硫技术主要有如下几种，首先是单塔多喷淋工艺，即通过增加喷淋的层数就增加喷淋密度来提升吸收塔的液气比，以此来提升装置内氧化空气的供给量以及提升净化空气的分布效率，并最终达到提高装置高效脱硫的目的。其次是双托盘技术，这种技术主要是通过增加托盘来延长烟气在吸收塔中的停留时间，以此来提升吸收剂的利用率，并达到脱硫目的。再则，则是串联吸收塔工艺。在两个吸收塔中都分别设置喷淋层、氧化系统等，二氧化硫烟气先进入其中一个吸收塔后脱除部分二氧化硫及污染物后，再进入下一吸收塔脱除其余的污染物。两个吸收塔串联工作，确保烟气排放满足标准要求。一般情况下，这种工艺更加适用于高硫煤系统，纵然其电耗较小，但却占地面积大，且系统布置也较为复杂。此外还有单塔双循环工艺。此工艺主要就是通过将二氧化硫的吸收氧化过程进行分解后形成两个阶段，并每一阶段都进行循环。其中在第一个阶段中去除部分二氧化硫以及其他粉尘和有害气体物质，而在第二阶段中则主要使用碳酸钙去除二氧化硫，其PH控制在6左右。最后则是双循环U形塔工艺。在这一工艺中，U形塔主要有一顺流塔和一逆流塔串联组合而成。锅炉烟气首先进入顺流塔中，经由吸收塔作用除去大部分二氧化硫后，剩余烟气进入逆流塔进一步脱除剩余二氧化硫。

（二）脱硫增效技改方案

在改造过程中，同样也需要结合脱硫装置的运行情况以及现场设备设施的布置条件来制定出切实可行的改造方案。一般情况下主要采取如下几点措施：①增设喷淋层或增容；②在吸收塔内增加托盘使之形成双托盘结构；③提高吸收塔液位，或增大塔外浆池容积；④改造增容氧化风机，并增加搅拌器；⑤结合石膏脱水系统以及制浆制备系统的核算结果来制定增容改造方案。

三、氮氧化物治理

（一）脱硝提效措施

当前在火电厂中，脱销设施仍广泛采用低氮燃烧器以及SCR脱销装置，因此若要提高脱销效率，仍主要在原系统中进行改造，如优化低氮燃烧运行系统和进行催化剂加层等。其中，若要优化低氮燃烧，首先是抑制氮氧化物的形成，其次就是在燃烧炉中就将生成的氮氧化物还原。在抑制生成过程中可使用低氮氧化物的煤粉燃烧器，在低氧运行过程中，炉膛中部附加燃尽风喷嘴，来达到分级燃烧的目的，并最终减少氮氧化物的生成。而在催化剂加层改造中，则需要结合催化剂性能的分析，确定出加装预留层的位置，以最终将SCR的脱硫效率提升至80%以上。

（二）全负荷脱销技术

由于SCR脱销装置在投运时对进口烟温的要求较高，而在低负荷下出口烟温往往不能达到SCR装置的运行要求，基于此，可分别采取如下措施，具体如①提高给水温度，减少省煤器对流换热量，使其出口烟气温度增加；②加设旁路烟道，即在SCR装置中加设一路高温烟道，来对烟气起到加热的目的；③省煤器水旁路，即通过减少通过省煤器水流量的方式，减少其换热量，提升烟气温度。

四、结束语

综上可知，通过相关环保技术的采用，如湿式除尘器、管式烟气换热器、低氮燃烧、催化剂分层等改造方案的使用都可以达到降低锅炉排放污染的目的。而在电厂的实际生产运营过程中，除上述技术的使用，其自身对于煤炭的采购也对后期污染物的排放具有一定的影响，如应当着重控制所购煤炭的含硫量及灰分等，以此来从源头抑制污染物的产生，达到超净排放的目的。