燃?xì)忮仩t大氣污染物達(dá)標(biāo)排放措施分析

文_李金娟 山東省青州市污染物總量排放控制中心

1 鍋爐大氣污染物排放控制策略

1.1 鍋爐大氣污染物排放濃度計(jì)算分析

部分排污企業(yè)為了控制自身的污染物排放濃度，選擇加大空氣量稀釋污染物排放濃度。根據(jù)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271-2014）可知，可將煙氣鍋爐顆粒物、二氧化硫等指標(biāo)的排放濃度可折算為基準(zhǔn)氧含量排放濃度。公式：

1.2 控制燃?xì)忮仩t大氣污染物排放措施

1.2.1 嚴(yán)格控制煙氣中的氧含量

燃?xì)忮仩t的基準(zhǔn)氧含量取3.5%，按照上述公式計(jì)算可得出大氣污染物濃度折算倍數(shù)與氧含量關(guān)系，詳見表1。

表1 大氣污染物濃度折算倍數(shù)與氧含量關(guān)系

由表1可知，當(dāng)煙氣實(shí)測氧含量達(dá)到12.25%以上時(shí)，折算倍數(shù)能夠達(dá)到2，一旦超過12.25%實(shí)測氧含量數(shù)值之后，折算倍數(shù)將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長趨勢，當(dāng)煙氣實(shí)測氧含量達(dá)到21%時(shí)，則折算倍數(shù)能夠達(dá)到無窮大。因此需要控制燃?xì)忮仩t大氣污染物排放指標(biāo)過程中的煙氣氧含量。

（1）要控制好配風(fēng)量

通過相關(guān)數(shù)據(jù)核算制定爐膛負(fù)壓范圍，設(shè)置鍋爐正常運(yùn)行期間爐膛負(fù)壓為20～30pa范圍以內(nèi)，一旦燃燒風(fēng)機(jī)的給風(fēng)量超出規(guī)定范圍時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致爐膛內(nèi)出現(xiàn)空氣富余的情況，影響鍋爐的熱效率，繼而增加鍋爐煙氣中的含塵量和氧含量，為此需要借助先進(jìn)的燃燒控制管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對鍋爐負(fù)荷系數(shù)和燃燒風(fēng)機(jī)配風(fēng)量的有效控制。

（2）最大程度減少燃爐的低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間

工作人員需要按照相關(guān)規(guī)范要求，將鍋爐負(fù)荷程度系數(shù)控制在70%以上。燃?xì)忮仩t長期處于低負(fù)荷運(yùn)行將會(huì)出現(xiàn)有效燃燒面積不足的問題，造成大量空氣在鍋爐爐膛內(nèi)未能被充分利用，導(dǎo)致煙氣中氧含量不斷增加，影響燃爐的運(yùn)行效率，造成污染物排放數(shù)量大幅度增加。

（3）應(yīng)用多臺(tái)煙囪及煙氣在線分析儀

鍋爐系統(tǒng)漏風(fēng)情況發(fā)生的主要因素為設(shè)備問題和煙道漏風(fēng)問題。通常情況下，鍋爐系統(tǒng)的漏風(fēng)位置主要發(fā)生在火焰觀察孔區(qū)域、引風(fēng)機(jī)擋板區(qū)域和鼓風(fēng)機(jī)擋板區(qū)域，同時(shí)煙道損壞問題也會(huì)導(dǎo)致鍋爐系統(tǒng)出現(xiàn)漏風(fēng)問題。一旦多余的空氣進(jìn)入燃燒煙氣中，在煙囪抽力的作用下空氣將進(jìn)入煙道，造成煙氣氧含量增加。倘若幾臺(tái)鍋爐共用一個(gè)煙囪和煙氣在線分析儀，在鍋爐切換、檢修過程中將會(huì)導(dǎo)致大量空氣從未運(yùn)行的鍋爐和煙道中進(jìn)入煙囪，最終導(dǎo)致煙氣氧含量測量數(shù)值偏高。

1.2.2 有效降低煙氣中氮氧化物實(shí)際排放濃度

燃?xì)忮仩t應(yīng)用過程中常用的燃燒原料為天然氣，排放中的煙氣顆粒物含量和二氧化硫濃度相對較低。要想有效降低燃?xì)忮仩t的氮氧化物排放量，需要降低熱力型NOX的生成，降低燃料周圍的氧濃度和燃燒濃度。

（1）靈活應(yīng)用分級(jí)燃燒技術(shù)

燃?xì)忮仩t應(yīng)用分級(jí)燃燒技術(shù)，鍋爐系統(tǒng)可將燃燒過程分為三個(gè)區(qū)域，分別是“主燃區(qū)域、再燃還原區(qū)域和完全燃燒區(qū)域”，其中高溫和還原性氣氛下所產(chǎn)生的碳?xì)浠鶊F(tuán)，可將主燃燒區(qū)域產(chǎn)生的NOX還原成分子N2和中間產(chǎn)物等基團(tuán)，在完全燃燒區(qū)域送入燃燒所需求的剩余空氣，繼而完成燃盡過程。根據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)表明，采用分級(jí)燃燒技術(shù)可減少50%～70%的NOX排放。

（2）靈活應(yīng)用煙氣再循環(huán)技術(shù)

燃?xì)忮仩t應(yīng)用煙氣再循環(huán)技術(shù)過程中，需要將一部分的爐膛尾氣返回至配風(fēng)系統(tǒng)，繼而降低爐膛內(nèi)的燃燒溫度和氧濃度，達(dá)到降低NOX生產(chǎn)量的目的。煙氣再循環(huán)技術(shù)可細(xì)化為煙氣內(nèi)循環(huán)技術(shù)和煙氣外循環(huán)技術(shù)?，F(xiàn)階段常用的煙氣再循環(huán)技術(shù)為煙氣外循環(huán)技術(shù)，從鍋爐系統(tǒng)的尾部煙氣出氣口抽取煙氣，將其排放添加至二次風(fēng)或是一次風(fēng)，借助燃燒風(fēng)機(jī)將煙氣送入爐膛。需要注意的是，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)需確保再循環(huán)量不能太多，避免出現(xiàn)爐膛溫度降低過多導(dǎo)致燃?xì)鉅t膛燃燒不穩(wěn)定情況的發(fā)生。

（3）靈活應(yīng)用低氮燃燒器技術(shù)

低氮燃燒器是一種特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的燃燒器結(jié)構(gòu)，能夠確保燃料與空氣分段性燃燒，有效降低點(diǎn)火區(qū)域的溫度和氧濃度，實(shí)現(xiàn)對熱量吸收體的有效吸收，避免出現(xiàn)燃燒溫度過高現(xiàn)象，有效抑制NOX的生成量。煙氣再循環(huán)技術(shù)作為有效降低氮氧化合物排放量的技術(shù)，其在燃?xì)馊紵隣t中的應(yīng)用效果極為顯著。

2 優(yōu)化燃?xì)忮仩t的大氣污染物排放水平的保障路徑

2.1 確保充分燃燒

天然氣作為優(yōu)質(zhì)能源燃料，在燃燒過后并不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，但在鍋爐燃燒后的尾氣排放處理過程中，需要將二氧化碳等尾氣進(jìn)行收集，繼而達(dá)到尾氣綜合利用的目的。燃?xì)忮仩t系統(tǒng)運(yùn)行過程中，氧氣能夠發(fā)揮助力作用，在燃?xì)忮仩t過程中需要為其提供適宜的氧氣量，避免出現(xiàn)氧氣過多帶來的負(fù)面反應(yīng)。

原料預(yù)處理工作是強(qiáng)化燃?xì)忮仩t燃料全面應(yīng)用的重要路徑，倘若原料供應(yīng)出現(xiàn)問題，鍋爐在燃燒過程中則無法充分燃燒原料，不僅影響燃料的利用率同時(shí)也會(huì)增加燃燒能量的有效釋放，增加氮氧化物的煙氣含量。因此需要根據(jù)燃燒原理，對燃燒器的大小和燃料的輸入量進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)天然氣燃燒率的有效提升。此外需要設(shè)計(jì)并應(yīng)用低氮燃燒器，通過轉(zhuǎn)變?nèi)細(xì)忮仩t的燃燒方法、空燃比例，繼而有效降低燃?xì)忮仩t中氨氧化物的生成數(shù)量，確保燃?xì)忮仩t的大氣污染物排放能夠環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 實(shí)現(xiàn)煙氣系統(tǒng)的有效改造

從技術(shù)角度來看燃?xì)忮仩t的原料燃燒效率與實(shí)際運(yùn)行情況較為相似，若爐膛內(nèi)的天然氣無法充分燃燒，將會(huì)導(dǎo)致一部分的天然氣燃料被浪費(fèi)。燃?xì)忮仩t在實(shí)際運(yùn)行過程中，常常會(huì)出現(xiàn)供熱情況不斷發(fā)生變化的問題，導(dǎo)致供熱量與原料對比期間產(chǎn)生誤差。為此燃?xì)忮仩t需要設(shè)置有效的節(jié)能控制管理系統(tǒng)，根據(jù)總熱量的需求變化情況進(jìn)行燃?xì)夂涂諝廨斔土康恼{(diào)整，在保證必要熱量需求供應(yīng)的同時(shí)，還能避免出現(xiàn)燃?xì)赓Y源的浪費(fèi)。此外需要在燃?xì)忮仩t的原有煙氣系統(tǒng)中增加脫硝設(shè)備，靈活應(yīng)用選擇性催化還原技術(shù)（SCR）、氧化脫硝技術(shù)等技術(shù)方法，大大降低燃?xì)忮仩t系統(tǒng)的氮氧化物排放值，在嚴(yán)格控制燃?xì)忮仩t爐膛氧含量的前提下，有效控制鍋爐高溫區(qū)域的氣溫，降低鍋爐的煙氣氨氧化物排放量。

2.3 控制煙氣的含氧量實(shí)現(xiàn)尾氣的回收利用

在煙氣量控制階段，需要按照控制系統(tǒng)算法結(jié)果來進(jìn)行調(diào)整工作。燃燒控制算法具備一定的人工指導(dǎo)功能，因此能夠根據(jù)鍋爐的燃料需求設(shè)計(jì)原料的需求量，通常借助人工設(shè)定的手段以鍋爐燃燒效率為基礎(chǔ)對鍋爐的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行人為設(shè)定。不同類型的燃?xì)忮仩t所需求的燃燒時(shí)間存在一定差異，因此需要對鍋爐開展符合熱量需求的調(diào)整工作。為了降低燃?xì)忮仩t排放過程中的大氣污染物，需要對煙氣的含氧量進(jìn)行控制調(diào)整，降低煙氣中的含氧量。如可在鍋爐燃燒系統(tǒng)中增加人工控制回路，對燃?xì)忮仩t中的原料流量和空氣流量進(jìn)行合理控制，進(jìn)一步提升原料燃燒的經(jīng)濟(jì)性，有效控制煙氣中的含氧量。

2.4 控制鍋爐增減負(fù)荷的速度

設(shè)備生產(chǎn)過程中需要應(yīng)用大量電能，因此需要全面充分了解設(shè)備的運(yùn)行情況，對鍋爐房的設(shè)備搭配壓進(jìn)行研究應(yīng)用，讓設(shè)備電能可利用鍋爐余熱進(jìn)行發(fā)電，通過一系列的搭配設(shè)置強(qiáng)化燃?xì)忮仩t的節(jié)能效應(yīng)。此外將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用至燃?xì)忮仩t系統(tǒng)期間，僅需要對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行檢測即可，繼而有效降低燃?xì)忮仩t的安全事故發(fā)生機(jī)率，確保燃?xì)忮仩t的大氣污染物能夠達(dá)標(biāo)排放。

燃?xì)忮仩t在應(yīng)用過程中鍋爐增減負(fù)荷速度過快時(shí)，將會(huì)大大增加燃?xì)忮仩t的氮氧化物排放量，一旦燃?xì)忮仩t的壓力發(fā)生突然性變化需要及時(shí)調(diào)整負(fù)荷，繼而有效減少氮氧化物的排放量。

3 結(jié)語

目前我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)形式越發(fā)嚴(yán)峻，確保燃?xì)忮仩t大氣污染物排放滿足排放指標(biāo)極為重要。為此需要加強(qiáng)對原料控制管理力度，控制器燃燒過程中的節(jié)能減排工作，結(jié)合一系列管控技術(shù)，降低煙氣中的氮氧化合物排放濃度，強(qiáng)化燃?xì)忮仩t的節(jié)能效果，確保燃?xì)忮仩t的大氣污染物排放滿足應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。