浅述火电厂锅炉省煤器优化改造邹义

浅述火电厂锅炉省煤器优化改造邹义

邹义

（大唐华银金竹山火力发电分公司湖南省冷水江市417503）

摘要：火电厂燃煤锅炉，燃烧会引起各种各样的污染环境问题，甚至严重影响人们的身体健康。虽然目前我国的煤炭资源燃烧污染物减排的相关研究已经比较成熟了，但是还是会在现实生活实施过程中出现各种各样的问题。这一问题出现的根源就是减排工艺欠缺，系统稳定性差。本文在阐述超低排放工艺的基础上，对超低排放的相关机理上进行分析，并针对超低排放流场提出优化和改进的建议。火电厂的省煤灰器是火力发电厂中的重要的节能设备，因此通过大力发展科学技术，通过对科技的研发和革新，来对火电厂的省煤灰器的优化改造，对于火电厂节约能源是一个重要的方式。

关键词：火电厂；烟气；超低排放；工艺

引言

近年来，各个大城市出现的环境污染问题而导致雾霾严重的局面。雾霾严重影响着人们的身体健康，现在人们谈及到雾霾，心里都会出现焦虑的心情。造成雾霾出现的原因之一就是：燃煤排放。火电厂燃煤锅炉燃烧煤炭会释放出烟尘，细颗粒物，可吸入颗粒物等等有害物质以及二氧化碳等有害气体。虽然我国现在对煤炭资源的燃烧污染物的减排工艺已经进行了研究，但是却在实施的过程中仍然会出现各种各样的问题，导致的效果差强人意。这和欠缺对减排工艺的深入研究，系统稳定性差有着密切联系。本文通过阐述超低排放工艺，分析超低排放相关机理，对超低排放流场地优化的方式进行探究。来实现火力发电厂的节能和减少对环境的污染。

一、超低排放的工艺分析

超低排放技术是在发电运行和末端治理时，火电厂燃煤锅炉利用的各种污染物高效协同脱除集成系统技术。超低排放技术的最特别的是能够使火电厂燃煤锅炉排放的大气污染物浓度达到合格排放的标准。低氮的燃烧系统产生的烟气通过锅炉省煤炭器进入由SNCR和SCR联合构成的脱硝系统中进行，在通过空气预热器来完成降低温度的过程，降温后可以进入除尘器除尘，继续完成第二次的降低温度后进入脱硫装备脱硫，再次进行除尘，此次除尘步骤，主要还是脱除细颗粒物。完成两次的除尘后的烟气，可以通过管式换热器升温后进入大气。这个过程就是火电厂燃煤锅炉超低排放的一个特殊工艺流程。不仅提高了烟气的利用率，实现了节能的目标，而且还降低了烟气的排放温度，降低了对大气的污染。实现了节能环保的目标。

二、超低排放机理研究

2.1脱硝机理研究

目前，因为SCR脱硝工艺效率高，我国许多大型电厂以及对环保要求比较很高的电厂都会采用脱硝工艺。利用SCR脱硝工艺的脱硝实质就是：在保证反应物与催化剂的表面能够充分进行完全接触的基础上，成功完成一个“气-固”非均相催化还原反应的过程。为了确保SCR脱硝过程能够顺利进行完成，可以将催化剂制成一个蜂窝状的，可以增大反应的接触面积。催化剂在SCR脱硝过程中有很重要的作用。催化剂具有独特的特性，物理结构记忆表面分布的大量的微孔，这有利于烟气在与催化剂进行反应时，既可以在表面扩散又可以在内表面进行扩散，从而可以更加全面地完成脱硝过程。对于混合烟气也是需要经过催化剂的过程，通过与催化剂发生反应产生的反应物扩散至通道壁的表面，通过表面的微孔可以向内部进行扩散，然后被吸附在固体表面后又发生化学反应，反应物解吸附后，顺着相反的方向通道进行通道内部的扩散，最后可以一起连同烟气一并排入大气中。

2.2脱硫机理研究

除了脱硝过程，还应该在煤炭燃烧中进行脱硫工作。通常脱硫技术的实施过程，需要分为三个阶段分别是：燃烧前脱硫，燃烧中脱硫，燃烧后脱硫。燃烧前脱硫是使用物理方法或者化学方法来完成煤炭的净化，一般常用的脱硫技术可以脱硫率为40%～80%。洗选煤技术是洗选煤炭中可燃无机硫，来用这种方法可以降低煤炭中的含硫量，最终可以减少对大气造成的污染。但是在单独使用洗选煤技术的脱硫效果不是很理想，因此应该将它和其他形式的脱硫技术结合使用才可以达到满足环境保护的要求。在燃烧中脱硫是在煤炭资源燃烧中投放脱硫剂，以实现对二氧化硫的固定作用。在这个阶段中，一般会采用炉内喷钙技术和型煤固硫技术。燃烧后脱硫则指的是通过加装脱硫设备完成烟气净化，可将脱硫设备装在烟道，包括湿法，半干法和干法脱硫三种常用工艺。燃烧后脱硫是和锅炉匹配率最高的技术，在控制二氧化硫的排放方面有着显著的效果。

三、超低排放流场优化

3.1脱硝工艺优化设计及流场优化分析

虽然脱硫技术发展的比较成熟了，但是在国内火电厂燃煤锅炉在实际使用SCR技术对烟气进行脱硫效果达不到理想的效果。在脱硫的过程中会出现中，低负荷时，反应器的入口处的烟气的温度因为不能满足催化剂最佳反应的温度要求，所以就会造成脱硝技术的效率不高。因此，通过对高温段的省煤器烟气旁进行设置，高温烟气与省煤器的出口低温烟气进行一个混合后在继续进行在催化的作用下达到最佳反应温度。

省煤器烟气旁路的工作原理是通过在省煤器的高温段增设旁路烟道向SCR系统的入口烟道引入高温烟气，并将调节的挡板加装于烟气旁路之上，利用挡板来阻挡部分入口烟道高温烟气，从而降低温度和烟气量。如果当燃煤锅炉处于低负荷运行状态时，一旦SCR入口烟道处的烟气温度达到脱硝工作的标准温度，调价挡板打开，如果温度会更低时，旁路烟道处的挡板可以全部打开，可以同时减少SCR系统入口烟道处的调节挡板开度，使得高温烟气能够大量的进入。当燃煤锅炉处于高负荷的运行状态时，一旦SCR入口烟道处的烟气温度能够达到脱硝工作的标准，那么烟气旁路就会选择关闭状态了。

3.2脱硫工艺优化设计及流场优化分析

我国火电厂常用的脱硫工艺一般都是可以将二氧化硫的浓度降低到15mg/N㎡，但是这样做也没有达到理想状态，因此还是需要对脱硫工工艺进行优化提升。通常影响脱硫结果的因素包含了有液气比，吸收区高度，吸收塔浆池容积和烟气分布均匀性等等。在进行优化时可以从这些因素入手，最大限度的提高了脱硫的效率。

首先，对脱硫塔内浆池进行一个分区改造。在我国的大多数火电厂都使用的是不分区的传统浆池。这种做法严重的影响了氧化反应和结晶反应。因此会出现一些厂家会为了提高反应率，而采取一些应付方案。虽然在浆池氧化风管平面设计空心圆管分离器，但是还是会造成对浆池的容积的浪费。因此，可以利用分区装置将浆池一分为二，在上层的浆液pH值应该一直都是低于下层降液。下层可以提供向喷淋层提供浆液，上层可以提供收到喷淋层落下的浆液后发生的氧化反应，然后继续通过分区的装置去疏导，浆液可以同硫酸钙一同进入下层。

其次，层设湍流强化的装置。因为很多的火电厂脱硫塔的内部结构是上下相通的，这样会使得烟气能够很快的进入塔顶，所以这样可以大大的缩短了烟气和喷淋浆液的接触时间了，同样起到了影响脱硫的效果。为了提高脱硫效率，可以选择通过增设一个空心的湍流强化装备来改善塔内的烟气分布。还有这个装备最好的位置就是第一层喷淋层和脱硫塔烟气的入口处。因为烟气进入湍流装置时，流通的面积的减少，流速可以加快，烟气会更加变得强烈，所以会使得液滴再一次破碎后增加了吸收剂的表面积。通过增设湍流强化装置能够有效地提高对烟气的脱硫和降尘的效率。

最后，在加装气液传质的强化构件。喷嘴在喷淋塔的所处的位置会影响喷浆覆盖的有效面积，如果位置不合适。就会造成烟气短路现象的频发，所以传统喷淋塔多用单向实心喷嘴进行逆向的喷射，虽然能够部分避免烟气短路，但是还会使得浆液大量的外流，可以减少了烟气和浆液的接触，会严重的影响了脱硫效率。对此，可以选择将一个气液传质的强化构件可以加装在喷淋层下部的塔壁上，从而可以有效地使浆液均匀喷淋，进一步的促进脱硫效率的提高。

结束语

随着环境问题的日益突出，如何能够节能减排是一个重要的议题。而环境污染问题的主要源头之一是火电厂在对燃煤锅炉进行改造和优化时必须把环境保护放在首位。选择利用不同的技术，资源等等方法来提高脱硝效率和脱硫效率，可以有效的减少微细颗粒物，粉尘等等。与此同时，还可以将新技术，新工艺切实地作用到燃煤锅炉的日常运作中。

通过对火电厂锅炉省煤灰器的优化改造，不仅有效的提升那个的了锅炉的散热效率，而且还降低了烟气的出口温度。大大的减少了对大气环境的污染，省煤灰器的优化改造，同时也实现了火电厂的各种主要技术的融合，在这个科学技术不断发展的今天，火电厂省煤灰器的优化改造实现了技术的革新，提升了火电厂的发电效率，这项优化改造对于我们现在自然环境急剧遭到破坏的今天是必不可少的。

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