(杭州锅炉集团股份有限公司 浙江杭州 310021)
摘要：我国一直是工业大国，以钢铁行业作为国民经济发展支柱，但为钢铁加热提供动力的燃煤锅炉却会造成严重的污染问题，其中污染性最强的是燃煤锅炉的炉气，它包括粉尘、多种含硫和含硝的有毒化合物，因此在污染治理中，最重要的是对于燃煤锅炉烟气的治理和硫硝的脱除，这就需要做好燃煤锅炉脱销改造。本文将对燃煤锅炉脱销改造技术的应用进行研究分析，希望对降低燃煤锅炉污染物排放有所帮助，以供参考。
关键词：燃煤锅炉；脱硝；改造
为治理燃煤锅炉等设施造成的环境污染，我国在1991年制定并施行了第一部《火电厂污染物排放标准》。近些年来，我国不断完善该条例，燃煤锅炉的排放标准也越来越严格，脱销改造技术也进一步得到了优化。下面将对此进行详细的分析。
1 加强燃煤锅炉烟气治理的必要性
工业化进程的推进，需要大量使用燃煤锅炉，而燃煤锅炉在使用过程中的污染问题，却是十分严重的。近年来，由于环境问题正在变得十分恶化，甚至已经威胁到了人们的生存情况，人们越来越关注环境保护问题，因此必须尽快对已被破坏的环境进行治理，并且对以前产生污染的设备进行改进。在燃煤锅炉中主要产生污染成分的是没有进行充分燃烧的煤，煤在没有充分燃烧的情况下会产生出一氧化碳，二氧化硫等等有毒气体，这些气体被排放到空气中，会对环境造成极大的破坏，因此我们需要完善燃煤锅炉的使用工艺，对炉气进行充分的脱硫和脱硝治理，以防其排到空气中，造成温室效应和雾霾。
2 NOx的生成原理分析
根据NOx在燃烧过程的生成原理，可以分为燃料型NOx、热力型NOx以及快速型NOx。燃烧型NOx的生成是指含有氮化物的燃料在燃烧过程中与O2反应生成NOx，一般当燃烧温度在600～800°C时就会产生，燃烧型NOx是NOx的主要组成部分，约75%~90%的NOx都是燃烧型NOx；热力型NOx主要在1400°C的高温燃烧区产生，当温度低于1000°C时，热力型NOx产生的量极少，一般观察不到；快速型NOx是所有NOx中含量最少的，只有在碳氢化合物过浓燃烧时才会出现，数量几乎可以忽略不计。所以在探讨NOx的生成机理时，一般以燃烧型NOx和热力型NOx为主。燃煤电厂锅炉中的NOx的主要生成和控制途径如图1所示。
图1：NOx的生成控制技术
3 燃煤锅炉脱硝改造技术
3.1 低氮燃烧器
新型低NOx燃烧技术以炉内影响燃烧的两大关键过程（炉膛空间过程和煤粉燃烧过程）为重点关注对象，全面实施系统优化，达到防渣、燃尽、低NOx一体化的目的。首先将炉内大空间整体作为对象，通过炉内射流合理组合及喷口合理布置，炉膛内中心区形成具有较高温度、较高煤粉浓度和较高氧气区域，同时炉膛近壁区形成较低温度、较低CO和较低颗粒浓度的区域，使在空间尺度上中心区和近壁区特性差异化。在燃烧过程尺度上通过对一次风射流特殊组合，采用低NOx喷口或等离子体燃烧器，热烟气回流等技术，强化煤粉燃烧、燃尽及NOx火焰内还原，并使火焰走向可控，最终形成防渣、防腐、低NOx及高效稳燃多种功能的一体化燃烧技术。通过采用该技术使NOx的排放浓度降低50%~70%，实现煤粉锅炉改造后最终NOx质量浓度≤45mg/Nm3。
3.2 添加SCR技术装置
添加SNCR技术设备后，为实现脱硝效率的进一步提高，将SCR技术也应用到锅炉脱硝中。在进行SCR改造时，要根据设备的实际情况进行操作，部分锅炉在尾部设置了除尘烟道，尾部无法再进行其他改装，那么就需要将锅炉内的省煤器换成H型省煤器，这样既缩小了省煤器的体积，又不会降低换热量。改装完省煤器后，多余的位置就可以安装SCR技术装置。这样做的好处是不影响设备的正常运转。SCR可以将SNCR中逃逸出来的氨二次吸收，进行脱硝，提升了整体的脱硝效率。SCR脱硝系统包括反应器、催化剂、测量控制系统等，通过加装SCR技术装置，NOx的排放得到了有效控制，大大降低了对环境的污染。
3.3 合理改变空预器的吹灰模式
经过环境温度不断降低之后，涉及空预器漏入烟气侧的空气温度开始逐步降低，使得排烟温度同步下降，而空预器低温腐蚀性开始增强，在空预器吹灰维持在额定环境温度15摄氏度的情况下，吹灰方式需要定为每班展开一次吹灰。而在实际运行中，技术人员更得出其余结论，即当SCR喷氨投入时，空预器堵塞阻力就会急速上升，其间想要克制空预器堵塞周期的缩短现象，就应该快速转变空预器的吹灰方式，即在SCR喷氨运行中，投入空预器连续吹灰，从而避免因为环境温度降低及喷氨量大而产生的空预器阻力急速上升状况。除此之外，技术人员更有必要在令排放浓度维持不变的基础上，针对脱硝反应区喷氨格栅予以优化调试，具体原理则是在控制好喷氨量、减少反应区内过量氨气使用的基础上，遏制催化剂结灰和空气预热器堵塞等不良现象，从而保障脱硝装置的安全投运周期。技术人员在配合便携式烟气分析仪器来测试调整炉内SCR反应区A、B侧出口NOX浓度场时，涉及脱硝系统入口NOX含量维持在300mg/Nm3范畴之内，当机组负荷为270MW时，两侧喷氨量则都保持在75kg/Nm3左右。不过技术人员务必要加大对脱硝系统变化动态的监督管理力度，保证及时依照测量数据来调整喷氨格栅手动门，具体方式就是先将喷氨格栅的有关阀门关小到80%，随即展开精细化测量，当发现测孔两端的NOX含量明显提升时，使得实测数量高于其余测孔。
3.4 提升排烟温度
当机组运行中发生SCR催化剂阻力增大、空预器差压增大、电除尘效率下降时，可适当采取提升排烟温度的方法。一般情况下，提升锅炉排烟温度至160 ℃时，不会造成锅炉安全运行风险。此时，粘结在空预器受热面上的ABS开始软化，再辅助加强吹灰、增加电除尘极板振打频率和振幅，可有效改善运行中的异常情况。
综上所述，燃煤锅炉实施脱硝技术改造后，可以有效的减少NOx的排放量，确保NOx的排放量达到国家标准。在保证锅炉正常运行的基础上，减少污染物排放，助力环保。
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论文作者:石艳丽,高新红
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/20
标签：锅炉论文; 燃煤论文; 技术论文; 烟气论文; 省煤器论文; 温度论文; 浓度论文; 《电力设备》2018年第32期论文;