陈东荣
身份证号：13233619790323****
摘要：利用可变温度发电技术，与表面冷却水流相比，从发电厂燃煤锅炉的燃烧气体中回收残余热量的工作已经优化。
关键词：燃煤锅炉；烟气余热利用；改造
引言
当前我国大气污染形势严峻，以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。2013年9月国务院出台《大气污染防治行动计划》，明确了具体指标。国家环保要求日益严格，根据国家发改委、环保部、能源局联合颁发的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020)》，要求新建燃煤发电机组应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施，不得设置烟气旁路通道。国家发展改革委、国家能源局联合公布复函，同意内蒙古自治区开展电力体制改革综合试点，并同时下发《内蒙古自治区电力体制改革综合试点方案》(以下简称《方案》)。《方案》要求，现役自备电厂要按照国家要求和自治区统一部署加快推进节能和超低排放升级改造步伐。2016年9月为落实国务院《大气污染防治行动计划》和《内蒙古自治区人民政府关于贯彻落实大气污染防治行动计划的意见》，全面推进2016年全区大气污染防治工作，不断改善环境空气质量，内蒙古自治区人民办公厅制订《内蒙古自治区2016年度大气污染防治实施计划》。
1存在的主要问题
氨法脱硫与其他脱硫工艺相比，具有效率高、副产品氮含量高、附加值高等优点，硫酸铵可作为农用肥料，也可作为农用复合肥加工原料，延伸产业链。该企业原锅炉烟气排放治理装置采用氨法脱硫工艺，为区域环境改善和治理发挥了重要作用，随着《锅炉大气污染物排放标准》（DB61/1226—2018）的颁布实施，原有装置运行中暴露出以下问题：（1）脱硫装置效率低。虽然能满足SO2排放浓度小于35mg/Nm3的指标，但存在排放数据波动大，投加氨水量大，尾气氨逃逸高，且颗粒物与氨水投加量成正相关，两个排放指标难以同时满足，烟气拖尾及液滴夹带严重等问题，配套脱硫装置后处理产能过小，制约了吸收装置的物料平衡。（2）锅炉烟气脱硝系统按NOx排放浓度<100mg/Nm3设计，无法满足超低排放标准。（3）克劳斯尾气中SO2排放浓度不稳定，排放值在800mg/Nm3左右，排放浓度较高，对环境存在一定影响。（4）锅炉布袋除尘装置运行效率偏低，实际颗粒物排放浓度在20mg/Nm3左右，不满足超低排放要求（颗粒物排放浓度≤10mg/Nm3），虽然总排口颗粒物指标合格，但颗粒物作为有害物质进入氨法脱硫吸收系统，不但会造成严重的设备磨损，还会影响硫酸铵溶液结晶，严重时甚至会产生大量晶核，后处理装置旋流器、离心机难以对其进行分离，会造成系统物料失衡。
2锅炉烟气超低排放技术改造应用
2.1烟气预处理技术
现阶段，国内多数的CEMS系统以非分散红外/紫外吸收法技术作为基础，通过直抽法进行烟尘取样，其真实目的主要是为了防止系统堵塞和水汽对测量的干扰，基于此，在计算相应数值之前，需要执行烟气预处理，具体就是对烟气进行除尘与干燥处理。预处理装置的处理效果将直接影响CMES系统的整体性能，通常以处理后的烟气露点作为主要参考数值，以此判断预处理的性能。在实际开展烟气预处理工作的过程中，最常见的预处理方式就是“过滤+冷凝”。在多种预处理手段中，烟气过滤除尘技术相对成熟，且预后工作完善，实施该项技术的过程中较为常用的零部件包括金属滤芯、陶瓷烧结滤芯以及膜式过滤器等。通常情况下，采样探头处应进行初步过滤，烟气样本在进入分析仪之前应当进行深度过滤，且深度过滤后烟气的颗粒物的粒径必须达到0．5μg～1μg。
2.2温差发电技术在低品位余热回收中的应用
发达国家家，如欧洲和美国、日本和其他国家率先进行了关于使用温度计发电技术的前瞻性研究，这些研究已经产生了预处理结果。发达国导言日本科学家开发了利用热源发电系统烟气热量，同时，由于固体废物焚烧是低质量的热源，传统的发电方式不适合不是可变温度发电技术是通过固体废物焚烧产生热能的合理手段。近年来，国内外对低质量热电发电技术在烟气回收中的应用研究一直非常成功。国家对温差发电技术应用的研究逐渐扩展到诸如汽车排气回收等应用，在气候变化背景下研究热差发电技术大规模用于工业残余热回收，主要涉及发电机性能测试和热回收系统设计。李志锋研究了将这种技术应用于残余热回收的可行性。在我们的行业里，通过测试热敏设备，张铁成讨论了根据我国发电厂的实际运行情况，在我国发电厂锅炉中回收残余热的不同区域，锅炉后部空气预热器后区域的技术可提高发电厂的效率约0.5%。李启晨设计了一种温差发生器，将热电片材的测试结果与我国徐州一家发电厂的实际操作结合起来，并对利用该技术回收热量进行了经济分析。霍尼韦尔通过测试不同温度电池发生器的输出特性来分析热电发生器的热电转换效率变量，鉴于我们对温差发电技术的研究进展缓慢，这些技术的应用正处于初期阶段，仍然存在许多需要进一步研究的空白。如何根据我国热电厂的实际情况合理选择热电系统的运行条件，以便优化其生产，减少浪费。本文对温度不同功率一代技术在我国大型发电厂气体残余回收中的应用进行了定量分析。为该技术在煤锅炉中的应用提供一个参考基础，还计算了残余热量回收系统的能量生产功率，将燃煤锅炉的运行参数和煤炭质量分析结合起来，将冷却水流量和发电单位成本与利用剩余热量优化热发电分析相结合锅炉结果表明，如果烟气排放温度合理降低，每年可回收约140万℃的电力，大幅度提高效率。
2.3脱硫后处理单元尾气回收
脱硫后处理装置的结晶干燥环节会产生尾气，尾气中存在一定量的细小硫酸铵粉末，虽然相关政策未对其有严格要求，但直接排放会对周围环境产生影响。改造方案为：将后处理尾气与原蒸发结晶后处理尾气汇总后送入脱硫吸收塔吸收区进行洗涤，处理合格后排放。另外，脱硫水洗循环槽为常压设备，上部设有排气孔，运行过程中循环回流液夹带塔内气体，造成部分水汽由槽顶排放，环境温度较低时尤为明显。因此，设置了水封装置，消除运行过程中水汽外冒情况。通过以上改造，现场工作环境得到改善，杜绝了运行过程中的二次污染。
2.4脱硫氨水配制改用脱盐水优化
原装置氨水配置单元采用液氨蒸发与一次水混合制备20%浓度氨水，由于一次水电导率高，混合过程为放热反应，混合器及后续管道阀门铵盐结垢问题频发，滤网堵塞严重。对此，改造时用脱盐水代替一次水，既解决了因氨垢造成系统堵塞问题，又保障了氨水泵长期稳定运行。该优化设计也为脱硫系统的长周期稳定运行提供了保障。
结语
本项目通过对原有落后的氨法脱硫工艺进行技术改造，彻底解决了改造前锅炉烟气采用一炉一塔脱硫模式，脱硫塔没有备用，一旦脱硫塔故障，与之对应的锅炉需要停运，合成氨、尿素装置就必须减产，开停车引起物耗增加、烟气排放超标等问题，新增脱硫直排塔，可以随时进行新旧系统的切换，也便于在不停车的情况下解决原混凝土烟囱长期渗漏的问题，降低了频繁开停车过程中的安全风险，也满足上下游装置长周期稳定运行的需要，为实现减排增效、清洁生产的发展目标奠定基础。
参考文献
[1]封彦彦，陈虹，封晓飞．氨法和石灰石-石膏法脱硫技术对烟气超低排放的适用性分析与改进策略［J］．产业与科技论坛，2019，18(2):51-54．
［2］梅盛乐，凌云．燃煤电厂超低排放烟气污染物现场监测策略探究［J］．环境与发展，2019，31(7):145，47．
作者简介 姓名：陈东荣（出生年1979年03月-），性别：女，民族：汉，籍贯（河北省石家庄市），职称中级，学历：本科。主要研究方向锅炉烟气湿式氨法脱硫