循環(huán)流化床鍋爐超低排放改造可行性分析

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:摘要：2016年1月1日起河北省所有燃煤電廠開始實(shí)施超低排放限值,本文針對3х240T/H循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行超低排放的改造,通過分析脫硝以及超低粉塵監(jiān)測技術(shù),進(jìn)一步綜合改造后現(xiàn)場測試的效果,來論證循環(huán)流化床鍋爐超低排放的有效性和可行性。

根據(jù)河北省2015年7月21日發(fā)布的地方標(biāo)準(zhǔn)《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB13/2209-2015)的相關(guān)要求，2016年1月1日起河北省所有燃煤電廠開始實(shí)施超低排放限值，1#、2#、3#循環(huán)流化床鍋爐執(zhí)行煙塵濃度≤10mg/m3，SO2排放濃度≤35mg/m3，NOx排放濃度≤100mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此如果要滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)，我公司必須對1#、2#、3#循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行脫硝、脫硫及除塵系統(tǒng)超低排放改造。

1超低改造前設(shè)備工藝

2014年，我公司對1-3#循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行了煙氣脫硫改造，采用堿渣濕法脫硫技術(shù)，并增設(shè)濕法靜電除塵器，脫硫效率為98.67%。改造前1-3#循環(huán)流化床鍋爐煙氣經(jīng)四電場電除塵+堿渣濕法脫硫+濕式靜電除塵+煙囪排放。

煙氣排放情況：煙塵≤20mg/m3，二氧化硫≤50mg/m3，氮氧化物≤200mg/m32改造方案2.1改造內(nèi)容1#-3#循環(huán)流化床鍋爐2014年底完成堿渣濕法脫硫改造后，通過加強(qiáng)對脫硫劑堿渣品質(zhì)的監(jiān)測和調(diào)整，二氧化硫排放濃度可以達(dá)到35毫克限值要求，因此脫硫系統(tǒng)不再改造。

除塵設(shè)施通過增加濕式電除塵改造后，按設(shè)計(jì)要求，基本上可以達(dá)到超低限值10毫克的要求，但是，由于粉塵在線監(jiān)測儀精度無法滿足測量要求，必須對粉塵在線監(jiān)測儀進(jìn)行升級改造。

2.2脫硝系統(tǒng)改造方案

2.2.1氮氧化物生成原理

循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程中氮氧化物的生成量與鍋爐爐膛的燃燒溫度和空氣過量空氣系數(shù)有關(guān)。鍋爐燃燒狀態(tài)下產(chǎn)生的氮氧化物分為兩種，一種是燃料型氮氧化物，一種是熱力型氮氧化物，熱力型氮氧化物的產(chǎn)生與鍋爐內(nèi)燃燒溫度有關(guān)，燃燒溫度越高，熱力型氮氧化物越高。循環(huán)流化床鍋爐爐膛燃燒溫度比煤粉爐要低，熱力型氮氧化物產(chǎn)生量較少。

燃料型氮氧化物的形成主要分成兩步：第一步：在燃燒狀態(tài)，燃料中含有的雜環(huán)氮化物等受到加熱后分解為HCN或NH3，然后隨著揮發(fā)分釋放出來。第二步，HCN或NH3在氧化的氣氛下轉(zhuǎn)化為氮氧化物，燃料型氮氧化物的轉(zhuǎn)化率和生成量取決于鍋爐爐膛的燃燒溫度，燃燒溫度較高時(shí)，燃料中的氮將以氮氧化物形式揮發(fā)出來，燃燒溫度較低時(shí)，燃料中的氮將殘留在灰渣中。

根據(jù)2013年8月，《燃料科學(xué)與技術(shù)》期刊刊登的《節(jié)能型循環(huán)流化床鍋爐底氮氧化物排放的分析》可知，當(dāng)循環(huán)流化床鍋爐溫度控制在900℃，且當(dāng)煤中含氧量不高時(shí)(低于0.9%)，NOx排放濃度可低于100mg/m3。

2.2.2改造方案

將脫硫塔前、四電場靜電除塵器后引風(fēng)機(jī)出口處含氧量低的煙氣引至鍋爐一次風(fēng)機(jī)入口處，作為流化風(fēng)吹入爐膛進(jìn)行燃燒，送風(fēng)管道規(guī)格為Φ720×5，且在吸風(fēng)機(jī)出口管道匯合處之后增加閥門，用于風(fēng)量的調(diào)節(jié)。改造后可有效控制循環(huán)流化床鍋爐溫度在900℃左右，根據(jù)項(xiàng)目用煤煤質(zhì)分析，項(xiàng)目煤中含氮量低于0.9%，NOx排放濃度可低于100mg/m3。具體流程工藝圖見圖1。

圖1乏氣改造流程圖

2.3粉塵在線監(jiān)測儀升級方案

我公司原有粉塵在線監(jiān)測儀為國產(chǎn)LDM-100型激光粉塵儀，該粉塵儀是通過測定激光透射煙氣后的光強(qiáng)與原來入射光強(qiáng)的比值，實(shí)現(xiàn)對各類過程管道、排放煙道中的煙氣濁度和粉塵濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)檢測。

該粉塵儀測量量程0～100mg/m3，由于超低排放標(biāo)準(zhǔn)已將粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)降至10mg/m3，該粉塵儀受粉塵顆粒物在煙氣中的粒徑分布影響較大，且監(jiān)測精度較低，煙氣粉塵儀兩側(cè)的透視鏡片經(jīng)常被蒸汽、粉塵污染，不適用濕度較大煙氣的煙氣測量，因此，此種監(jiān)測方式的監(jiān)測精度無法滿足粉塵的超低排放監(jiān)測要求。

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