摘要：以纯煤泥75t中温中压循环流化床锅炉和国家脱硝、脱硫等更严格环保政策为工程背景，通过对分离器、回料器优化、增加水冷受热面积、流化床布风板和优化一二次风以及优化尾部受热面来降低锅炉烟气，从而达到降低初始排放浓度；通过脱硫除尘一体化装置实现超洁净排放。结合现场实际情况消除旋风分离器中易结灰垢，实现了纯煤泥75t中温中压循环流化床锅炉稳定生产和超洁净排放。
关键词：纯煤泥；超洁净排放；分离器优化；一体化装置
1前言
全国各地推出燃煤机组“超洁净排放”的环保要求，要求现有燃煤设施严格控制污染物的排放，即大气污染物排放达到：NOX≤50mg/Nm3、SO2≤35mg/Nm3、粉尘≤5mg/Nm3。兴隆庄矿电厂3#锅炉为纯煤泥75t中温中压循环流化床锅炉，燃料为粒度0～10mm的纯煤泥，属于超细煤泥，碳酸钙与超细煤泥对灰熔点的影响，加上矿井水中含钠离子较高，加上浮选药剂的影响，在旋风分离器中易结灰垢，造成锅炉返料中断，影响锅炉运行，无法达到超洁净排放要求。
目前，大型电厂锅炉超低排放基本采用烟气尾部新增SCR脱硝，半干法或湿法脱硫等技术路线。这些技术投资大、占地面积大、操作复杂，运行费用高，水消耗量大，设备和管线易发生堵塞和磨损，需要经常维修，对于中小型循环流化床而言均不是特别适合。
2研究方案
通过炉内脱硝，最大程度降低NOx原生浓度，是循环流化床锅炉实现SO2和NOx超低排放的先决条件。目前循环流化床锅炉脱硫多采用炉内脱硫、半干法或湿法脱硫；脱硝方面，多采用SNCR脱硝工艺、锅炉低氮燃烧或SCR脱硝。通过两步使3#炉达到超洁净排放环保要求的问题，一是通过技术措施控制煤泥的稳定燃烧，并实现炉内较低初始排放浓度，二是锅炉尾部烟气通过脱硫除尘一体化装置实现超洁净排放。
2.1锅炉烟气通过技术措施实现炉内较低初始排放浓度
主要是对分离器、回料器优化、增加水冷受热面积、流化床布风板和优化一二次风以及优化尾部受热面来降低锅炉烟气等初始排放浓度；
（1）分离器、回料器优化
循环流化床的炉内传热传热系数与气固两相流密切相关，提高炉内灰的浓度可相应提高传热系数，提高物料的循环量就需相应优化旋风分离器以提高分离效率，这同时也增加了床内细灰的份额，为调整风量分配提供有利条件。
偏置式中心筒材质由ZG26Ni4Mn3NRe更换为0Cr25Ni20，优化中心筒结构和增加镍元素含量以增加中心筒的强度与韧性；分离器直径（mm）由Φ3000调整到Φ3300，中心筒直径由Φ1200调整到Φ1300，料腿内径由Φ450调整到Φ400。
（2）、增加水冷受热面积
通过增加水冷受热面，锅炉床温控制 在(850～900) ℃，炉膛整体温度水平稳定控制在900 ℃以下，炉膛出口烟气设计温度880 ℃，所采取的措施：
（3）、流化床布风板和一二次风优化
调整一二次风配为4：6，减小布风板面积，优化风帽结构，风帽直径Φ76，小孔8-Φ10.5，接管Φ38x4，风室风压可控制在6000Pa；减少二次风喷口数量，前后墙双层布置，共设16个Φ160的喷口；炉膛出口空气过量系数降至1.2以下。
（4）、尾部受热面的优化
改变尾部受热面的次序，由传统受热面顺序变为先从高温过热器到低温过热器，在经过光管省煤器到空气预热器，通过受热面次序的调整可以降低排放浓度。
经过以上技术措施的实施锅炉出口氮氧化物原始排放浓度可以实现≤100mg/N•m3。
2.2纯煤泥锅炉通过脱硫除尘一体化装置实现超洁净排放
脱硫除尘一体化装置包括SNCR脱硝技术，和炉内喷钙+尾部半干法脱硫工艺两部分。
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（1）、SNCR脱硝技术
SNCR是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂，只需在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为820～960℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2。
SNCR脱硝工艺的效率能够达到50%以上，能够确保烟气氮氧化物排放浓度≤50mg/N•m3。
（2）脱硫采用炉内喷钙+尾部半干法脱硫工艺
1）炉内喷钙脱硫工艺
炉内喷钙法脱硫：石灰石(即CaCO3)在高温下煅烧分解成CaO，用CaO作吸收剂脱硫，脱硫产物是硫酸钙，其主要化学反应及反应式如下：
2CaO+2SO2+O2→2CaSO4
石灰石粉由罐车输送至石灰石粉仓，粉仓设有库顶收尘器、压力释放阀，锥部设有气化板，在石灰石输送时可有效的防止石灰石搭桥，利于石灰石的输送使用。
石灰石从粉仓下出口经过变频星型卸灰阀调节达到需要的添加量，再用喷射泵送入锅炉参加混合反应，吸收烟气中的酸性气体。
2）尾部半干法脱硫工艺
锅炉烟气由烟道底部进入吸收塔，在吸收塔内，高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合，完成吸收剂与HCl、HF的反应。
3）除尘工艺
锅炉烟气通过预电除尘器(除尘效率达到80%以上)后经过尾部半干法脱硫，然后经过布袋除尘器(除尘效率达到)，实现烟尘排放浓度≤5mg/N•m3。
3、现场应用测试
以上技术方案在现场进行了实施并应用，在应用过程中对锅炉效率、烟气排放情况进行了测试，测试结果如下：
（1）锅炉热效率
在锅炉运行状况、燃料、灰渣系统、汽水系统符合测试要求的情况下，测得锅炉热效率90.06%，排烟温度152.6℃，过量空气系数1.41，锅炉热效率高于《锅炉节能技术监督管理规程》中额定工况下热效率限定值（86%），属于高效锅炉。
（2）锅炉初始烟气排放测试
在中温中压循环流化床锅炉75t（95%以上）时进行检测。
测试结果表明75t中温中压循环流化床锅炉达到初始排放浓度：SO2＜200mg/m3；NOX＜100mg/m3。
（3）锅炉脱硫塔后烟气排放测试
检测结果显示75t中温中压循环流化床锅炉实现了锅炉烟气超洁净排放，排放浓度：SO2＜35mg/m3；NOX＜50mg/m3；烟尘＜5mg/m3。
锅炉及超低排系统运行正常，烟气排放控制效果良好，现场测试结果与国家环保要求规定的技术指标相符。
4结束语
经过两年多的安全稳定运行表明，兴隆庄矿电厂3#锅炉在全煤泥燃烧情况下，烟气污染物排放实现超低排放并能安全稳定运行，其技术在国内同类型循环流化床锅炉处于领先地位。
参考文献
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论文作者:潘惠敏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/14
标签：锅炉论文; 流化床论文; 烟气论文; 浓度论文; 尾部论文; 洁净论文; 石灰石论文; 《基层建设》2019年第32期论文;