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摘要：锅炉是利用燃料燃烧释放的能量，对水（或其他工作介质）进行加热后获得规定参数的饱和蒸汽、热水以及过热蒸汽等工质的装置。为改善环境质量，防控区域性大气环境污染，我国对在用锅炉、新建锅炉尾气污染监测提出了明确的要求。根据锅炉尾气污染监测要求，有针对性地实施锅炉尾气污染防治措施，有非常突出的现实意义。
关键词：燃煤机组；锅炉；尾气；
1 锅炉尾气污染监测要求
1.1 烟尘监测要求
依据《锅炉烟尘测试方法》GB/T 5468可知，在锅炉尾气中烟尘监测时，应以锅炉设计出力70%及以上作为前提条件，从锅炉运行3年内、锅炉运行超出3年2个方面入手，将不同出力下实测烟尘排放浓度与出力影响系数K相乘后获得额定出力下锅炉烟尘排放浓度。如运行3年内锅炉设计出力70%～75%时，出力影响系数K为1.6。
1.2 颗粒物监测要求
由《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T 16157可知，在锅炉烟尘中颗粒物监测时，应以锅炉处于正常运行状态为前提条件，选择垂直管段（避开烟道弯头、断面急剧变化位置），在距离弯头、变径管下游6倍直径以上、上游3倍直径以上位置采样监测。
1.3 氮氧化物监测要求
由《固定污染源排气中氮氧化物的测定—紫外分光光度法》HJ/T 42可知，在锅炉尾气中氮氧化物监测时，应设定方法检出限为10 mg/m2（采样体积为1 L），定量测定浓度下限为34 mg/m2。如果无稀释操作，则测定浓度上限为1 730 mg/m2。
2 锅炉尾气污染监测现状
2.1 燃烧生产系统总体较为陈旧
当前我国各地工业锅炉燃烧生产系统总体较为陈旧，过半工业锅炉无除尘装置，多数为机械除尘，也没有配置烟气脱硫或除尘设备。再加上部分锅炉长时间处于低负荷运转阶段，燃煤燃烧不充分，燃煤效率不高，排出烟气温度高，不仅造成了较大的热损失，而且导致锅炉尾气中有害物质大量排放到大气环境中，造成严重的大气污染。
2.2 使用、制造、设计标准不够完善
我国工业锅炉使用、制造、设计标准不够完善，多数从宏观视角进行制定，没有细化到锅炉使用、管理层面。在锅炉管理者需要调整锅炉燃烧负荷时，因无具体标准，也无准确数据，无法准确、有效地进行锅炉运行温度调整，导致锅炉运行热效率降低，不完全燃烧产生的尾气增加，对大气环境造成较为严重的污染。
3 锅炉尾气污染防治措施
3.1 改造锅炉装置
3.1.1 布置尾气余热利用装置
从炭黑尾气成分入手，其主要组成成分为9.82%一氧化碳、2.3%二氧化碳、10.6%氢气、0.27%甲烷、38.57%水蒸气、37.8%氮气、0.63%硫化氢以及15.3%总悬浮颗粒物，温度大多在180℃以上，260℃以下。为了有效利用锅炉尾气余热，预防尾气污染，可以在空气预热器、除尘器间布置尾气余热利用装置。如果初始烟气量为125 000 m3/h，装置入口烟气温度为250℃。依据脱硫系统对余热利用装置的要求，须对系统内烟气进行再次冷却处理方可达到节能降耗效果。考虑到脱硫系统运行时石膏带水量、废水排放量无明显变化，而除雾器冲洗须36.8 m3/h水补充，此时，就可以通过降低FGD系统入口烟气温度，实现零补给。
3.1.2 洁净型煤专用锅炉改造
在锅炉余热利用的基础上，依据《锅炉污染物排放标准》的规定，可以对无法使用洁净燃料并稳定达标排放的燃煤锅炉改造为洁净型煤专用锅炉并增设脱硫除尘设施。具体技术要求为避免锅炉改造重新燃用散煤，控制锅炉排片间缝隙在10 mm以上。针对链条锅炉，进行给煤器安装。利用耐酸材料，设置含搅拌设备、消化池、循环泵以及循环池的强制性碱性溶液循环系统。
根据锅炉炉膛结构，结合燃料要求，进行炉拱改造，使炉拱结构与型煤煤种相符合。
3.2 完善锅炉管理机制
3.2.1 完善型煤管理制度
在锅炉运行过程中，为了避免煤斗内型煤不完全燃烧导致尾气污染物浓度增加，应控制型煤着火点、煤闸门间距离在300.0 mm左右。如果遇紧急事故需暂时停炉，则应将型煤火床推动至恰当位置，控制型煤火床、煤闸门间距离在600.0 mm左右，在5 min～10 min停止引风。如果停炉封火时间较长，可以打开锅炉炉排下方清灰门，每间隔60 min启动炉排，保证型煤着火面、煤闸板距离一定。同时根据锅炉运行负荷，调节型煤层厚度在180.0 mm以上。
3.2.2 完善煤质管理机制
锅炉燃用煤炭硫分应在0.8%以下，灰分在18.0%以下，已经使用清洁燃料的锅炉应避免擅自改变燃料种类。锅炉所使用煤炭均需要以煤质为依据，进行分类存放。各操作班组在燃料使用前应对燃煤煤质进行取样测试。同时在锅炉房内部配置灵敏性更高的煤计量表，实时、精确地掌握耗煤量，为耗煤量的严格控制提供依据。在耗煤量控制的基础上，对锅炉内烟气的排烟温度、氮氧化物颜良、过量空气系数进行逐一检测，据此，调整锅炉运行参数，保证锅炉运行效果达到最佳。
3.3 优化尾气处理系统
3.3.1 优化袋滤器系统
烟尘主要源于炭黑生产阶段袋滤器的泄露，经尾气锅炉二次燃烧后无新增尘排放，由于测定数据处于一个较低的水平，无法使用常规布袋除尘器（或普通电除尘器）进行处理，因此，可以选择湿式电除尘器。在脱硫塔出口，放置一个湿式电除尘器，将尾气中微小石膏滴液去除，保证烟尘排放在最低排放标准内。
3.3.2 优化喷淋装置
现阶段在工业燃煤机组炭黑尾气锅炉尾气中的二氧化硫处理过程中，常用的方法为石灰石-石膏法、氨法以及双碱法等方法，其中石灰石-石膏法应用较为普遍，运行稳定、可靠性突出，脱硫剂可以就地取材，副产品石膏可以作为建筑材料二次利用，无多余费用。根据实际测定结果，二氧化硫含量较低，处理难度较小。在工程设计方面，可以选择电器控制系统、制浆系统、石膏脱水系统以及喷淋系统，贯彻节约投资原则，在不考虑烟气气流不均的情况下，可以布设1层喷淋装置。反之则需要布设2层工作喷淋装置，并额外增设备用喷淋装置，并在喷淋装置上层进行波形分离器装设，以便及时捕捉尾气中携带的石膏滴液，在故障时平稳运行，将锅炉尾气中二氧化硫含量控制在最低排放限度以下。
3.3.3 制定分级处理方案
考虑到该工业燃煤机组炭黑尾气锅炉原始烟气中氮氧化物处于一个较高的水平，脱硝效率需要达到96.7%以上，处理难度较大，可以制定分级处理方案。首先，更换工业燃煤机组炭黑尾气锅炉中的低氮燃烧器，定制安装具备多层配风功能的低氮燃烧器，合理分配空气比例、燃料比例，保证燃烧中心温度一定。其次，考虑到低氮燃烧器内存在部分无法完全燃烧的气体，可以在燃气中心上部增设燃尽风喷嘴，保证气体最大程度燃烧，并将锅炉炉膛的温度场分散处理，降低污染物含量。再次，应用源于燃煤锅炉的烟气再循环技术，在引风机出口正压区开口位置安装电动阀门，调整管径，使高温烟气进入风机入口、锅炉，降低氮氧化物生成概率。最后，采用SNCR+SCR脱硝法，在燃尽风喷嘴上部锅炉炉膛左右两侧温度恰当位置开孔安装高效扇形雾化喷枪，在变频泵的支持下，配合稀释风、稀释除盐水均匀喷入浓度为20%的氨水。初步脱硝后，利用锅炉外SCR脱硝法，延长烟道长度，并且分2层进行大孔径、无毒催化剂（备用层）安装，将尾气中氮氧化物排放至控制在最低限度内。
4 结语
综上所述，当前，我国在锅炉尾气污染方面出台了一些政策，但是锅炉尾气污染形势仍然较为严峻，主要是由于锅炉燃烧生产系统不够先进、锅炉管理机制不够完善、尾气处理系统不够科学。因此，在锅炉尾气污染监测的基础上，应加大现代化技术的应用力度，同步改进锅炉燃烧生产系统、尾气处理装置，加强锅炉操作管理，提升锅炉使用水平，达到良好的锅炉尾气污染预防、控制效果，为锅炉工业可持续发展奠定基础。
参考文献：
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