循环流化床锅炉超低排放改造可行性分析

北极星环保网讯:摘要：2016年1月1日起河北省所有燃煤电厂开始实施超低排放限值,本文针对3х240T/H循环流化床锅炉进行超低排放的改造,通过分析脱硝以及超低粉尘监测技术,进一步综合改造后现场测试的效果,来论证循环流化床锅炉超低排放的有效性和可行性。

根据河北省2015年7月21日发布的地方标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》(DB13/2209-2015)的相关要求，2016年1月1日起河北省所有燃煤电厂开始实施超低排放限值，1#、2#、3#循环流化床锅炉执行烟尘浓度≤10mg/m3，SO2排放浓度≤35mg/m3，NOx排放浓度≤100mg/m3的标准要求，因此如果要满足超低排放标准，我公司必须对1#、2#、3#循环流化床锅炉进行脱硝、脱硫及除尘系统超低排放改造。

1超低改造前设备工艺

2014年，我公司对1-3#循环流化床锅炉进行了烟气脱硫改造，采用碱渣湿法脱硫技术，并增设湿法静电除尘器，脱硫效率为98.67%。改造前1-3#循环流化床锅炉烟气经四电场电除尘+碱渣湿法脱硫+湿式静电除尘+烟囱排放。

烟气排放情况：烟尘≤20mg/m3，二氧化硫≤50mg/m3，氮氧化物≤200mg/m32改造方案2.1改造内容1#-3#循环流化床锅炉2014年底完成碱渣湿法脱硫改造后，通过加强对脱硫剂碱渣品质的监测和调整，二氧化硫排放浓度可以达到35毫克限值要求，因此脱硫系统不再改造。

除尘设施通过增加湿式电除尘改造后，按设计要求，基本上可以达到超低限值10毫克的要求，但是，由于粉尘在线监测仪精度无法满足测量要求，必须对粉尘在线监测仪进行升级改造。

2.2脱硝系统改造方案

2.2.1氮氧化物生成原理

循环流化床锅炉燃烧过程中氮氧化物的生成量与锅炉炉膛的燃烧温度和空气过量空气系数有关。锅炉燃烧状态下产生的氮氧化物分为两种，一种是燃料型氮氧化物，一种是热力型氮氧化物，热力型氮氧化物的产生与锅炉内燃烧温度有关，燃烧温度越高，热力型氮氧化物越高。循环流化床锅炉炉膛燃烧温度比煤粉炉要低，热力型氮氧化物产生量较少。

燃料型氮氧化物的形成主要分成两步：第一步：在燃烧状态，燃料中含有的杂环氮化物等受到加热后分解为HCN或NH3，然后随着挥发分释放出来。第二步，HCN或NH3在氧化的气氛下转化为氮氧化物，燃料型氮氧化物的转化率和生成量取决于锅炉炉膛的燃烧温度，燃烧温度较高时，燃料中的氮将以氮氧化物形式挥发出来，燃烧温度较低时，燃料中的氮将残留在灰渣中。

根据2013年8月，《燃料科学与技术》期刊刊登的《节能型循环流化床锅炉底氮氧化物排放的分析》可知，当循环流化床锅炉温度控制在900℃，且当煤中含氧量不高时(低于0.9%)，NOx排放浓度可低于100mg/m3。

2.2.2改造方案

将脱硫塔前、四电场静电除尘器后引风机出口处含氧量低的烟气引至锅炉一次风机入口处，作为流化风吹入炉膛进行燃烧，送风管道规格为Φ720×5，且在吸风机出口管道汇合处之后增加阀门，用于风量的调节。改造后可有效控制循环流化床锅炉温度在900℃左右，根据项目用煤煤质分析，项目煤中含氮量低于0.9%，NOx排放浓度可低于100mg/m3。具体流程工艺图见图1。

图1乏气改造流程图

2.3粉尘在线监测仪升级方案

我公司原有粉尘在线监测仪为国产LDM-100型激光粉尘仪，该粉尘仪是通过测定激光透射烟气后的光强与原来入射光强的比值，实现对各类过程管道、排放烟道中的烟气浊度和粉尘浓度进行实时、连续检测。

该粉尘仪测量量程0～100mg/m3，由于超低排放标准已将粉尘浓度标准降至10mg/m3，该粉尘仪受粉尘颗粒物在烟气中的粒径分布影响较大，且监测精度较低，烟气粉尘仪两侧的透视镜片经常被蒸汽、粉尘污染，不适用湿度较大烟气的烟气测量，因此，此种监测方式的监测精度无法满足粉尘的超低排放监测要求。

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