李小卫
大唐吉木萨尔五彩湾北一发电有限公司 新疆 昌吉 831700
摘要：我国大力开展节能减排工作，已经取得了很显著的治理效果，燃煤污染一直以来也是环保工作者重点关注的对象，作为燃煤污染的源头，燃煤相关企业正在加大力度建立燃煤锅炉烟气超低减排工程，对燃煤的烟气实行有效的治理措施，在燃煤锅炉烟气超低排放设备运行中会出现多种问题。对相关的问题形成的原因进行了系统的分析和整理，并就问题给出了优化路径。
关键词：燃煤锅炉；超低排放；优化路径
引言
大气污染物减排是改善空气质量最为有效的政策之一。电力行业率先通过技术和设备改造，使燃煤锅炉烟气污染物排放达到同等条件下燃气轮机的超低排放（指燃煤发电机组大气污染物排放浓度在基准含氧量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3）水平，而备受赞誉。截至2019年底，我国已实现烟气超低排放的燃煤发电机组累计约8.9亿kW，占总装机容量的86%。众多燃煤锅炉烟气超低排放改造项目，因技术路线和设备选型及优化方案不同，运行特性不同，综合效益差别较大。
1、脱硫问题分析及优化路径
1.1脱硫系统技术路线
循环流化床干法超低排放装置采用负压运行方式以及一炉一套独立的系统。吸收塔内介质流动性好，化学反应进行彻底。吸收塔内部材料能经受混合物的剧烈摩擦，内壁还能避免混合物的粘结。脱硫后除尘器采用低压旋转脉冲布袋除尘器，喷吹压力小于0.1MPa。吸收剂采用生石灰粉，经过干式石灰消化器消化后，熟粉输送至消石灰仓，然后根据脱硫需要，调节吸收剂加入到吸收塔中进行脱硫反应。循环流化床干法超低排装置设有清洁烟气再循环系统，循环流化床干法超低排装置的负荷范围能满足主机负荷在35%～100%的范围变化，且在负荷调整时有良好的、适宜的调节特性，在主机运行的条件下能可靠和稳定地连续运行。循环流化床干法超低排装置投运时，脱硫后引风机入口处烟气温度高于烟气露点温度15℃以上。
1.2吸收塔
吸收塔采用流化床超低排放吸收塔技术，吸收塔保证有足够的脱硫反应时间（不低于5秒）。吸收塔自下而上依次为进口段、塔底排灰装置、文丘里加速段、循环流化床反段、顶部循环出口段。吸收塔为钢体结构。吸收塔供货包括吸收塔壳体、喷嘴及所有内部构件、塔体防磨及保温等。吸收塔底设置自清式机械排灰装置，不设仓泵。塔内为空塔结构，反段不设任何支撑件，以防灰尘堆积。
1.3布袋除尘部分
除尘器都有结构上独立的壳体，主要由灰斗、过滤室、净气室、进口烟箱、出口烟箱、低压脉冲清灰装置、电控装置、阀门及其他等部分组成。布袋除尘器入口烟尘浓度按60～100g/Nm3设计，在脱硫或不脱硫工况下均满足出口≤5mg/Nm3（干标，6%O2）排放要求。袋式除尘器采用干法脱硫专用低压旋转脉冲清灰方式（清灰用压缩空气在0.1MPa以下）。灰斗及排灰口的设计，灰能自由流动排出灰斗，并且其标高满足采用空气斜槽循环回吸收塔的要求。灰斗流化槽下部还设有外排灰接口，该接口下方连接有仓泵，将外排灰送至脱硫灰库。采用干法脱硫专用超低压旋转脉冲布袋除尘器，适合高浓度及高粘度粉尘过滤。布袋滤料采用PPS基布+PPS纤维，面层混纺50%PPS超细，采用进口PPS纤维，包括防水、防油、防腐、防酸、防碱、抗氧化处理，持续运行温度为65℃～165℃，瞬间可耐190℃，克重580g/m2，充分考虑脱硫工况或故障工况下满足烟气不同温度的情况。脱硫运行工况，脱硫布袋除尘器的气布比不得大于0.63m3/m2/min。在脱硫装置正常使用情况下，使用寿命≥30000h。
2、SCR脱硝喷氨问题分析及优化路径
2.1SCR问题分析检查
锅炉内部，如果空预器积灰过多导致堵塞，并且换热元件和引风机叶片上均附着硫酸氢铵粉末，通过这些现象可以断定是由于氨逃逸过高的原因，引发了硫酸氢铵堵塞现象。（1）混烧引起的SCR脱硝喷氨问题。燃煤锅炉如果使用无烟煤和贫煤混烧，引起烟气脱硝SCR入口NOx浓度较高，在这种情况下要想保持烟气的超低排放，那么脱销效率要高达93.75%以上。（2）脱硝调整喷氨的位置引起SCR脱硝喷氨问题。SCR脱硝喷氨在烟道内发生，但是烟气检测一般在烟囱的位置，两者之间距离较远，测量的NOx浓度准确度不够。（3）烟气在线监测仪表。烟气在线监测仪表采集检测的烟气比较简单，不能代表整个NOx浓度，烟气在长距离的烟囱内流动，导致测量数据与实际数据相差太大。
2.2SCR脱硝喷氨问题优化路径
（1）优化煤种的配比。在燃煤成本可控制范围内，优化煤种的混合比例，通过调整煤种来减少脱硝SCR入口NOx浓度，来降低硫酸氢铵的生成数量。（2）喷氨格栅优化。对现场进行实际的检测，优化喷氨格栅开度，优化NH3/NO的结构和匹配性，改善SCR出口NOx浓度。（3）喷氨顺序优化。首先将原始的SCR出NOx浓度使用CEMS吹扫，去除净烟NOx变化。其次脱硝入口烟气流量和入口NOx浓度相乘为前馈信号，烟囱入口净烟NOx浓度为反馈信号，将真实的喷氨量和标准喷氨量进行优化，从而加强对喷氨的控制力度。（4）空预器压差优化。硫酸氢铵在液态的状态下，黏性很强，通常吸附在物体表面，或者是存在烟气之中。液态硫酸氢铵可以吸附烟气中的灰尘，沉积到空预器低温段蓄热元件上，降低了传热的效率，使空预器压差增大。硫酸氢铵的沉积是可以改变，使用单侧空预器进行加热的方法，对空预器压差起到很大的作用。氨逃逸现象是一直存在的，但是将氨逃逸控制在一定的标准范围内，是不可能造成空预器堵塞现象，所以空预器要保持健康稳定的运行，对SCR脱硝进行科学合理的设计，以及良好的维修和养护，有利于空预器压差的控制。
3、烟气超低排放改造工程总体评估
燃煤机组烟气超低排放改造工程，在项目可研阶段，通过现场勘察和市场调研，比选了至少3套以上的技术路线及改造方案；对工艺技术、主要设备和施工建设条件及节能与环保、消防安全等诸方面约束，进行充分论证，符合“科学、客观、系统、时效和资金价值体现”原则。既考虑到主动适应日益收紧的环保新政策，又考虑了未来各方面市场环境可能出现的新变化，选择合理的工艺技术路线，尽可能充分利用先有设备，有效控制了固定资产投资。基建施工阶段，通过制度化的管理体系，有效保证了项目安全、质量、进度和造价的控制实施。坚持“系统策划、过程控制、整体推进、争先创优”的理念，制定里程碑计划和一、二级网络进度计划，按系统梳理出图纸、施工进度、每个设备乃至一个阀门或元件的供货计划。对于可能影响系统进度，但又可以采取临时施工的项目，尽早制定方案，合理安排土建、安装及调试项目，做到步调一致，系统有序推进，有效缩短工期。烟气超低排放设施在设计条件和发电负荷0~100%范围内长期运行，可能发生因脱硫设备腐蚀磨损而出现脱硫效率下降，湿式电除尘器失稳出力下降和低低温省煤器积灰降低除尘效率，以及因SCR催化剂活性下降、还原剂分布不均导致的空气预热器硫酸氢铵堵塞和引风机负荷受限制等情况，部分会引起运行经济指标变差，但均可达标排放。
结束语
燃煤锅炉烟气超低排放技术在实际的应用中还存在着一定的不足，需要相关人员进一步的研究和分析，不断地对技术进行完善升级，在不断地实践和应用过程中，扩大烟气超低排放技术应用范围，为更多的燃煤企业提供节能减排服务，实现烟气的超低排放，保护大气环境，为我国的环保事业尽一份绵薄之力，实现燃煤企业的经济价值和社会价值。
参考文献
[1]张忠梅,楼军,盛洪产,周为莉,邹思敏,杨梦亚,李昌旭,吴祖良.燃煤热电厂150 t/h循环流化床锅炉烟气超低排放技术应用[J].能源工程,2019(04):78-82.
[2]王志武,曹水,王鹏.锅炉烟气超低排放的设计和运行分析[J].煤化工,2019,47(02):21-25.
[3]李振生,张军.燃煤锅炉烟气超低排放问题分析与优化探索[J].节能,2018,37(08):82-85.
[4]卞平艳,苗东书,杜建飞,李海霞.燃煤锅炉烟气湿法脱硫超低排放的微比例试验研究[J].河南理工大学学报(自然科学版),2018,37(05):98-104.