煤泥循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術研究及應用

張立飛

摘要：本文針對某電廠3 X 75T/fl煤泥循環(huán)流化床鍋爐超低排放的改造，通過分析脫硫、脫硝以及超低粉塵監(jiān)測技術，在調(diào)試及運行中存在的問題及后續(xù)解決方案進行分析論證，來論證煤泥循環(huán)流化床鍋爐超低排放的有效性和可行性。

關鍵詞：煤泥循環(huán)流化床;超低排放;應用

一、鍋爐SNCR+SCR脫硝改造

本次改造在原SNCR+低氮燃燒的基礎上進行，在改造后的轉(zhuǎn)彎煙道處安裝蜂窩式催化劑，同時安裝蒸汽吹灰器及聲波吹灰器。脫硝泵由于量程小由柱塞泵改為大量程離心泵，滿足SNCR及SCR氨水需求（氨水濃度10%）。同時對脫硝噴槍進行了更換。目前噴槍位置在鍋爐15.8m平臺處，前墻、左墻、右墻共10支噴槍。初步改造完成后鍋爐即投入運行，在運行一段時間后發(fā)現(xiàn)氮氧化物控制困難，雖然滿足現(xiàn)階段環(huán)保要求參數(shù)，但與技術協(xié)議要求的50mg/Nm以下還存在差距。全燒煤泥或參燒中煤較少時較好控制，如果參燒混煤過多氮氧化物達到130mg/Nm左右。

（一）原因分析

為查清原因電廠與設計單位進行了各方面的檢查，分析原因如下：

1.鍋爐受熱面布置不合理

該鍋爐底部設置埋管，吸收爐膛估計30%的熱量，造成鍋爐底部溫度較高950～1050℃，爐膛上部溫度較低800℃。上部區(qū)域無法滿足SNCR反應850～200℃的要求導致脫硝效率低。

2.二次風布置不合理

造成鍋爐內(nèi)部氧量分布不均，燃燒不完全，在以前的煙氣測試中，CO的含量達到10000ppm，有時可能更高。

3.脫硝噴槍設置位置不合理、脫硝效率差

目前每臺鍋爐10個噴槍，前墻4支，側(cè)墻兩側(cè)分別3支。鍋爐煤泥給料方式為爐頂直接給料，煤泥進入爐膛后表面水分迅速揮發(fā)而爆裂燃燒一部分，直至爆裂完全燃燒。這就造成完全燒煤泥與參燒混煤鍋爐內(nèi)部的溫度場不同。SNCR改造噴槍布置時按照鍋爐常態(tài)考慮的，當混煤參燒比例過高時，高溫區(qū)溫度場下移，造成脫硝效率降低。

4.SCR催化劑效率降低

在運行中利用插入式煙氣分析儀測試催化劑前后NOx含量，催化劑效率只有30%。后利用停爐期間抽出實驗模塊，發(fā)現(xiàn)催化劑外表面附著一層黑色物質(zhì)，發(fā)生磁化現(xiàn)象，并交由設計單位委托第三方進行鑒定成分發(fā)現(xiàn)砷和汞富集較快是造成效率降低的主要原因。

（二）鍋爐尾部空預器出現(xiàn)腐蝕及堵灰

3號爐最早通過改造，投入運行，運行幾個月后，很難達到滿負荷運行，只有50t/h左右。根據(jù)鍋爐參數(shù)斷定空預器出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象。原因是第一次改造后氮氧化物控制困難，噴氨過量，過量的氨與SO反應成硫酸氫銨，后者在一定溫度下是極易附著物質(zhì)，并且有腐蝕性，常規(guī)的脫硝無論是SNCR還是SCR都是布置在空預器前，而空預器區(qū)域的煙氣溫度正好是硫酸氫銨沉降的區(qū)間，空預器蓄熱元件間隙很小，硫酸氫銨沉降并沾附煙氣中的灰塵后造成堵塞。

必須在空預器處增加吹灰裝置，并增加空預器的耐磨、耐腐蝕措施，解決磨損及腐蝕問題，最主要的還是控制氨水的過量問題。

二、電袋除塵改造

超低排放改造前電除塵已改為原1電場保留，2、3電場改為布袋除塵。本次改造電袋改造主要對1電場的陽極板、陰極線進行更換，電源更換為除塵效率更高的高頻電源，最高電壓為72kV。布袋區(qū)主要更換損壞的布袋及袋籠。因電袋除塵漏風嚴重，要求施工單位對電袋除塵殼體整體安裝新護板。更換完畢后要求達到除塵出口低于30mg的要求。目前從運行上看，電袋除塵成為制約鍋爐長周期運行的重要環(huán)節(jié)。超低排改造后一旦電袋除塵出現(xiàn)問題，雖然后面吸收塔有濕電除塵，但會嚴重影響石灰漿液品質(zhì)，造成石膏脫水困難，石膏發(fā)黑無法處理等一系列問題。

三、石灰石—石膏法工藝系統(tǒng)問題及分析

（一）工藝流程

本工程脫硫吸收劑采用外購石灰石粉（250目，90%過篩率），用氣力輸送方式將石灰石粉送至制漿區(qū)的石灰石粉倉儲存。儲存于石灰石粉倉中的石灰石粉在流化風機的流化下，通過旋轉(zhuǎn)給料閥進入石灰石漿液箱，由攪拌機將粉與工藝水攪拌充分混合，制成工藝需要濃度的石灰石漿液，石灰石漿液用漿液泵送至吸收塔進行脫硫。每臺吸收塔配有1條石灰石漿液輸送環(huán)管，再循環(huán)回到石灰石漿液箱，石灰石漿液通過環(huán)管上的分支管道輸送到吸收塔，以防止?jié){液在輸送管道內(nèi)沉淀堵塞。

煙氣通過鍋爐引風機進入吸收塔，不設增壓風機。在吸收塔內(nèi)脫硫凈化，經(jīng)除霧、濕電除塵器除去霧滴、微塵后，接入原煙道經(jīng)煙囪排入大氣。

（二）運行中遇到的問題及解決方案

1.石膏排出管道與泵選型不匹配問題

因為石膏排出泵考慮事故排除的作用，在選型上考慮大了些。在實際運行中出現(xiàn)部分管道磨損泄露問題，尤其是管道轉(zhuǎn)彎部位。主要原因石膏排出泵流量大，管道襯瓷后更細，造成漿液流速過高，增加了管道的磨損尤其是管道轉(zhuǎn)彎處。為解決這一現(xiàn)象在石膏排出泵出口增加節(jié)流孔板降低流速，來降低管道磨損。

2.吸收塔底部細管座泄露問題

因吸收塔底部管座較細，防腐容易出現(xiàn)空檔，隨著漿液的滲透管座逐步腐蝕泄漏。這個問題主要是施工質(zhì)量問題，對于細管道，防腐確實很難做到位，現(xiàn)場才去的措施是DN80以下的管座均改為DN80，再由法蘭進行變徑。

3.煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及分析

利用電化學式煙氣檢測設備，參數(shù)與CEMS數(shù)據(jù)差別不大。在查找問題的過程中，對石灰石進行了化驗，檢驗無問題，化驗了鍋爐的燃料也顯示無問題?；灹藵{液顯示重金屬及Cl離子較多。在沒有其他辦法的情況下對漿液進行了置換。以上均沒有找出問題所在。由于數(shù)據(jù)無法解釋，請來第三方專業(yè)測試公司測量，檢測NOx、氧量與CEMS數(shù)據(jù)一致，但SO數(shù)據(jù)檢測值較低。該檢測設備為紫外差分法。后又請來了環(huán)境監(jiān)測站人員（紫外差分法）來檢測數(shù)據(jù)與第三方檢測一致。最終確定還是CEMS本身有問題。因為測試標氣無問題，首先懷疑煙氣中有干擾氣體的存在。CEMS廠家根據(jù)光譜分析，煙氣中含有大量的碳氫化合物，對SO產(chǎn)生影響。尤其是鍋爐出現(xiàn)燃燒不充分時，數(shù)據(jù)影響更為嚴重。

四、總結(jié)

對于75T/H低倍率煤泥循環(huán)流化床鍋爐的超低排放改造，在國內(nèi)無相同案例的情況下，只能摸索前進，逐步把出現(xiàn)的問題一一解決掉，最終形成一套完善的超低排放改造工程。

參考文獻：

[1]柳勇，吳家文.淺談低熱值煤的利用方法[J].中國化工貿(mào)易，2015，8（1）：1-3.