流化床鍋爐超低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)安全和環(huán)保對(duì)策

周顯利，孟 寧

（青島豐泰源熱電有限公司，山東 青島 266000）

青島豐泰源熱電有限公司1號(hào)58 MW循環(huán)流化床熱水鍋爐，型號(hào)為QXF58-1.6/130/70-P，設(shè)計(jì)熱效率為88.5%，設(shè)計(jì)燃料為貧煤，收到基固定碳FCar為57.62%，灰分Aar為28.82%，干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf為12.49%，空氣干燥煤低位發(fā)熱量Qnet.ar為21 820.85 kJ/kg，設(shè)計(jì)鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間額定負(fù)荷率為80%～110%。1號(hào)鍋爐在冬季采暖期間運(yùn)行，青島市每年停暖日期為4月5日，在2019——2020年3月下旬的采暖期，室外溫度有時(shí)超過(guò)20℃，按照供熱曲線運(yùn)行，鍋爐最低負(fù)荷運(yùn)行到14 MW，為額定負(fù)荷的24.1%，整個(gè)采暖期鍋爐運(yùn)行平均負(fù)荷率為43.1%，熱效率為85.6%，環(huán)境污染物全部達(dá)標(biāo)排放[1]。本文主要闡述在以下方面采取應(yīng)對(duì)措施。

1 在保障鍋爐安全運(yùn)行方面采取措施

1）鍋爐燃燒的穩(wěn)定性隨著鍋爐負(fù)荷降低，爐膛溫度下降，燃燒工況惡化，燃燒不穩(wěn)。在煤種方面，青島豐泰源熱電有限公司采用神木優(yōu)質(zhì)煤，F(xiàn)Car為54.32%，Aar為13.89%，Vdaf為30.30%，Qnet.ar為23 779.82 kJ/kg，收到基全硫St.ar為0.34%，具有揮發(fā)分高、燃點(diǎn)低、超低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)燃燒相對(duì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)風(fēng)煤配比的合理控制和爐膛料層的控制，保障鍋爐的安全運(yùn)行。

2）青島豐泰源熱電有限公司1號(hào)鍋爐是熱水鍋爐，采取強(qiáng)制水循環(huán)，可以保證超低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)鍋爐水循環(huán)的安全性。

3）鍋爐在超低負(fù)荷情況下運(yùn)行，爐溫低，燃燒不完全，加之煙氣流速低，使含有可燃物的飛灰易在對(duì)流煙道內(nèi)積存，同時(shí)煙氣中有較多的過(guò)剩氧，為發(fā)生煙道再燃燒創(chuàng)造了有利條件。應(yīng)盡力提高爐膛溫度，床溫控制在750～800℃，沸上床溫控制在650℃左右，定期加強(qiáng)放灰放渣，加強(qiáng)尾部受熱面的吹灰工作，同時(shí)適當(dāng)控制過(guò)?？諝庀禂?shù)，保障鍋爐的安全運(yùn)行。

4）加強(qiáng)運(yùn)行員工技術(shù)和責(zé)任心的培訓(xùn)，加強(qiáng)班組之間運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的交流學(xué)習(xí)。在超低負(fù)荷運(yùn)行情況下，稍有疏忽或操作失誤會(huì)影響鍋爐的安全運(yùn)行，導(dǎo)致環(huán)境污染物超標(biāo)排放。需要同班員工工作中加強(qiáng)協(xié)調(diào)配合，司爐責(zé)任心到位，操作注重聚精會(huì)神；優(yōu)化操作手段如放渣時(shí)采用兩側(cè)間斷、少量多次的放渣方式，防止因放渣過(guò)量造成床溫劇烈波動(dòng)；對(duì)返料灰進(jìn)行少放勤放，降低爐膛上部循環(huán)物料的濃度，達(dá)到控制床溫和降低最低鍋爐負(fù)荷的目的；適當(dāng)舒解運(yùn)行員工在超低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的緊張、擔(dān)心、焦慮等情緒壓力。

2 在提高鍋爐熱效率方面采取措施

1）青島豐泰源熱電有限公司采用的燃料燃點(diǎn)低，有利于燃燒和床溫的提高，而過(guò)低的床溫會(huì)影響燃燒效率；揮發(fā)分高，更有利于達(dá)到較高的燃燒效率[2]。

2）在保障鍋爐污染物排放達(dá)標(biāo)的情況下，運(yùn)行人員盡量減少使用低氮風(fēng)機(jī)的投入風(fēng)量，可以有效提高鍋爐爐膛床溫，盡最大可能保證料層內(nèi)煤炭的充分燃燒，提高鍋爐的燃燒效率。在低負(fù)荷情況下采用壓低料層來(lái)降低一次風(fēng)的風(fēng)量，有效地控制了一次風(fēng)壓頭，使燃燒區(qū)穩(wěn)定在密相區(qū)，減少揚(yáng)析造成飛灰可燃物含量的升高，進(jìn)一步提高鍋爐的燃燒效率。

3）根據(jù)鍋爐尾部煙道的煙溫情況，制定合理的尾部受熱面吹灰頻率。青島豐泰源熱電有限公司的布袋除塵前煙氣溫度平均為115℃，降低了排煙熱損失。

4）進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)，在旋風(fēng)分離器入口老鷹嘴處進(jìn)行技改，將出口寬度由原來(lái)的903 mm縮小為800 mm，增加了爐膛出口的風(fēng)速和爐膛返料量，同時(shí)也提高了低負(fù)荷情況下分離器捕捉飛灰的能力，循環(huán)物料的增多使得爐膛內(nèi)部溫度場(chǎng)更加均衡，有益于燃燒效率的提高。

5）提高運(yùn)行人員的操作技術(shù)能力，加強(qiáng)員工間的技術(shù)交流，分享成功的操作經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)分析，共同提高所有班組的鍋爐燃燒效率。

3 在保障環(huán)境污染物達(dá)標(biāo)方面采取措施

1）青島豐泰源熱電有限公司1號(hào)鍋爐采取布袋除塵，氧化鎂濕法脫硫，脫硝采用選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR）法加低氮燃燒煙氣再循環(huán)法。煤種具有低灰分、低含硫量等特點(diǎn)，運(yùn)行中在各種負(fù)荷情況下都能滿足環(huán)保排放要求。

2）降低煙塵排放技改方面，在原有除塵設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，在濕法脫硫塔主塔頂部加裝一組組合式高效除塵裝置，安裝該裝置后進(jìn)一步提高脫硫及除塵效果，保障了鍋爐煙塵的達(dá)標(biāo)排放。

3）降低NOx排放技改方面，鍋爐負(fù)荷在50%以上時(shí)，NOx達(dá)標(biāo)排放控制相對(duì)容易。負(fù)荷進(jìn)一步降低時(shí)，爐膛出口煙溫低于氨水反應(yīng)溫度，脫硝只能靠煙氣再循環(huán)法，但該方法一方面給鍋爐安全運(yùn)行造成隱患，另一方面降低了鍋爐熱效率，并且在2018——2019年采暖期室外溫度較高的天氣使用上述脫硝方法，鍋爐負(fù)荷降到17 MW，再進(jìn)一步降低NOx排放，容易出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。2019年青島豐泰源熱電有限公司進(jìn)行技術(shù)改造，在爐膛密相區(qū)上部新布置了3只氨水噴槍，該區(qū)域能在超低負(fù)荷時(shí)保障氨水的最低反應(yīng)溫度。在2019——2020年采暖期利用新加裝的氨水噴槍將鍋爐最低負(fù)荷從17 MW降低到14 MW，同時(shí)保證供暖達(dá)標(biāo)，目前按供熱面積計(jì)算，每降低負(fù)荷1 MW，每天可節(jié)約煤4 t。運(yùn)行的同時(shí)優(yōu)化脫硝措施，減少氮氧化物原始產(chǎn)生量，以控制燃燒排放量[3]。在2019——2020年采暖期節(jié)約氨水超過(guò)60 t，節(jié)約6萬(wàn)余元。鍋爐熱效率為85.6%，環(huán)境污染物全部達(dá)標(biāo)排放，兼顧了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)質(zhì)煤的使用，對(duì)鍋爐進(jìn)行設(shè)備技術(shù)改造，提高運(yùn)行人員的工作責(zé)任心及操作技能水平，鍋爐可以在超低負(fù)荷下安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染物達(dá)標(biāo)排放，需進(jìn)一步探討解決鍋爐超低負(fù)荷運(yùn)行帶來(lái)的不利影響和進(jìn)一步提高鍋爐熱效率。