2022《安全环境环保技术》之大型循环流化床锅炉超低排放技术应用研究.docx

大型循环流化床锅炉超低排放技术应用研究摘要：为响应国家号召减少火电厂排放及污染全国大部分燃煤机组已相继开展超低排放改造工作.某电厂480t/h循环流化床锅炉根据自身运行特点采用了“炉内脱硫+SNCR+半干法”超低排放技术脱硫效率及脱硝效率分别高于98.7%及82.4%实现机组超低排放运行.通过燃烧调整及运行维护调试机组投运的钙硫比及氨氮比分别达到设计值(4、1.6)锅炉实现高效稳定运行.经理论分析及试验佐证若炉内喷钙脱硫系统高效运行炉后半干法系统不需要投入消石灰只需喷水增湿即可实现锅炉SO2的超低排放每年可节约环保投运成本224万元/台.0前言超低排放是指火电厂燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中采用多种污染物高效协同脱除集成系统技术使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度(基准含氧量6%)分别不超过5mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。根据国务院下发的《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》通知我国所有在运行的燃煤机组必须在2020年底前完成超低排放技术改造。在此之前燃煤机组实行国家环保部《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度(基准含氧量6%)分别不超过30mg/m3、200mg/m3、200mg/m3。大型循环流化床锅炉由于自身燃烧特点一般采用炉内喷钙脱硫+SNCR的技术路线。其中炉内脱硫喷钙受制于锅炉燃烧工况脱硫效率只能达到80%～90%必须配套响应的半干法技术才可达到超低排放标准;而SNCR技术受喷枪雾化扩散等条件影响脱硝效率约为70%～85%若流化床锅炉未进行低氮燃烧改造也很难直接达到超低排放标准。本文将以阜新金山煤矸石热电有限公司2号锅炉为例详细介绍其采用的超低排放路线及应用效果。1超低排放系统1.1锅炉简介阜新金山煤矸石热电有限公司建有4台无锡华光锅炉股份有限公司UG一480/13.7一M型超高压自然循环流化床锅炉单锅筒横置式单炉膛自然循环全悬吊结构全钢架Ⅱ型布置。炉膛采用膜式水冷壁锅炉和烟道中间是绝热式旋风分离器。旋风分离器与燃烧室之间旋风分离器的料腿与返料装置之间分别装有耐高温的膨胀节以补偿其胀差。循环流化床锅炉焚烧温度在700℃～900℃主要设计参数见表1。锅炉超低排放环保设施配有1套石灰石炉内喷钙脱硫系统、1套SNCR尿素喷射脱硝系统、1套电除尘系统、1套炉后半干法脱硫系统。1.2低氮燃烧配风系统锅炉原二次风系统分上下两层分管直径咖325mm×5mm喷嘴为咖250mm×5mm。上层布置12个前后墙各6个;下层布置12个前后墙各6个。上层二次风喷口距离布风板表面约4850mm水平夹角30;下层二次风喷口距离布风板表面约2250mm水平夹角30。。考虑两层二次风布置较为接近燃烧分层效果较差因此距布风板表面约11700mm位置处增设一层12个二次风喷口前后墙各6个。通过燃烧配风调整控制锅炉额度负荷下NOx原始排放由285mg/m3降至≤255mg/m3。1.3SNCR尿素喷射脱硝系统锅炉原SNCR脱硝系统采用了18支墙式双流体短枪液量为100～200L/h脱硝系统氨氮比设计值为1.8。喷枪在锅炉炉膛气力输送区及水平烟道人口均有布置。尿素循环泵则采用2台锅炉1用1备的运行模式即2台锅炉公用1套尿素输送循环系统。原尿素喷射装置在炉膛侧因喷射距离短脱硝效率低;在水平烟道侧由于雾化效果差无法对烟气中的NOx进行深度脱除。另外由于我国可再生能源发电大规模并网燃煤机组需实现灵活性运行而原公用输送系统无法满足锅炉单元制运行的需求。基于以上因素改造后的SNCR脱硝系统采用了1台炉尿素循环泵1用1备即单台炉单元制输送系统。尿素喷枪更换为华能清洁能源研究院设计的大流量、高雾化、创新型喷枪喷枪分2列间隔布置于分离器人口水平烟道两侧。1.4炉内喷钙脱硫系统原炉内脱硫系统石灰石粉库布置在远离炉膛位置石灰石粉库至炉前日用仓的输送管线过长距离约为300m输送阻力高且管道容易堵塞。同时炉内石灰石投入点在锅炉前墙的上二次风口投入点较高并且石灰石风机压力低喷人炉内的石灰石穿透力弱不能很好地与烟气混合造成脱硫效率降低。在最大出力情况下只能将入口SO。浓度降至2200mg/m3左右实际石灰石最大耗量约为4.5t仅为原设计出力的一半炉内喷钙效率仅为25%左右。改造后的炉内喷钙脱硫系统选择在锅炉厂房一侧新建石灰石储存仓并加装两级缓冲输送系统石灰石粉分别通过锅炉下二次风管及返料管输送至炉膛前墙和后墙见图1。改造后的炉内喷钙输送系统最大出力可达到15t/h脱硫效率可达90%脱硫系统钙硫比设计值为4。1.5循环流化半干法脱硫系统脱硫除尘岛烟道系统包含原有电除