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当前的现实需要对锅炉燃烧系统进行优化,提高锅炉的清洁生产水平,同时还能降低煤耗节约运行费用,实现企业环境效益与经济效益的双赢。
对于燃煤企业而言,目前燃煤锅炉节能优化及超低排放技术研究进展如何?技术是否实用?从哪里寻得最适合的技术?对于燃煤企业来说,是他们面临的一大难题。
针对以上问题,山东省环境科学学会联合美国里海大学等单位决定共同主办燃煤锅炉节能优化及超低排放技术讲座。
山东环境科学学会秘书长丁卫建对记者说:“技术讲座模仿在美国非常成功的短期课程,由讲师为发电厂的工程师、公用事业公司的经理与高管,以及燃煤锅炉提供服务设备公司的工程师授课,以此推广先进的污染治理技术和理念。”
哪些因素影响机组性能?
机组性能同飞灰未燃尽碳的关系很大,锅炉漏风也是影响机组性能的因素之一,采用低氮燃烧器,可以改变空气和燃料的混合方式
在技术讲座上,美国里海大学能源研究中心主任艾德华-利维博士、首席研究科学家卡洛斯-罗梅罗博士分别从热耗原因、影响机组性能的因素、锅炉燃烧过程优化、粉尘排放控制等方面进行了讲授。
艾德华-利维认为,电厂机组性能与很多因素有关。其中,机组性能同飞灰未燃尽碳的关系很大,当飞灰未燃尽碳含量升高时,机组热耗以及优化的省煤器出口氧量增大,而飞灰未燃尽碳含量与煤的反应性、煤粉细度、燃烧器维护状态、燃烧器风门设定等参数有关。煤水分会随着天气的变化而变化,水分增加将导致机组热耗和厂用电增加,总发电量降低。
锅炉漏风也影响机组性能的因素之一,对于平衡通风锅炉,冷空气从炉膛和对流受热面炉墙开口以及打开的观火口等处漏入锅炉。部分锅炉漏风进入温度较低的对流受热面区域,这个区域的温度不足以支持燃料和空气之间的化学反应。随着锅炉漏风的增加,机组性能将会降低。
专家表示,为实现优化机组性能,有必要定期检查锅炉漏风量。此外,空气预热器密封漏风将导致送风机和引风机电耗、烟气流量和蒸汽抽汽加热器的抽汽量增大,漏风增加会引起机组热耗的恶化以及优化氧量的略微降低。
针对氮氧化物的控制,卡洛斯˙罗梅罗说,采用低氮燃烧器,可以改变空气和燃料的混合方式,以降低混合速率、降低NOx在重要生成区域中的氧气供给、减少在火焰高温区燃烧的燃料量。同常规燃烧器相比,低氮燃烧器可降低30%~60%的NOx排放。具有更好的湍流混合和加大分级的先进火上风系统,可以增加NOx移除率。
卡洛斯˙罗梅罗还对SNCR技术和SCR技术进行了简单比较,他指出,SNCR技术占地面积小,改造容易,在负荷范围内的控制程度高,满足要求的费用低。典型的反应物包括氨水和尿素,NOx减排率在30%~75%,影响SNCR性能的因素包括温度急剧降低、不完全混合、烟气成分、氨逃逸等。
SCR技术在400华氏度 ~1025 华氏度温度范围内有效,通常应用的温度范围是650华氏度~750 华氏度,属于资本密集型技术,投资高,也是一种非常有效的NOx控制技术,脱硝效率在70% ~90%或者更高。
卡洛斯˙罗梅罗提出,实施锅炉燃烧过程优化,改变锅炉(或其他设备如SCR)的运行参数,在满足限定条件的同时,可以实现污染物减排和锅炉性能改善,是硬件改造的有成本效益的替代方案,能够发挥现有设备或新的污染物控制设备的最大效能,达到污染物排放标准所需费用最低。
基于15年的电厂机组性能和锅炉燃烧优化经验,里海大学能源研究中心开发出了用于燃烧优化的技术,已经在美国、加拿大、墨西哥、中国和欧盟的30多台机组上得到应用。实施优化后,达到目标NOx排放值,同时对机组的影响最小,可以实现脱氮 5 %~35 %,脱汞30% ~70 %,热耗改善50 Btu/kWh~120 Btu/kWh。
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