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作
者：
何崇智，胡皓青，鄭炳健，陳博
第一作者單位：
中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司 第六設(shè)計研究院
摘自《煤氣與熱力》2022年11月刊
何崇智，胡皓青，鄭炳健，等
.
大型燃煤鍋爐房超低排放改造
［J］.
煤氣與熱力，
2022，42（11）
：A09-A11.
1
概述
近年來，隨著國家及各地方政府大氣污染防治工作的深入，燃煤電廠等大型設(shè)備減排空間逐年減小，削減燃煤
鍋爐
排放成為未來進一步改善城市和區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量的主攻方向
［
1-3
］
。
2018
年
12
月
29
日，陜西省發(fā)布地方標準
DB 61/1226
—
2018
《鍋爐大氣污染物排放標準》，并于
2019
年
1
月
29
日開始實施，規(guī)定了陜西省省內(nèi)在用燃煤鍋爐自
2020
年
4
月
1
日起的污染物排放限值。本文結(jié)合工程實例，對陜西地區(qū)大型燃煤
鍋爐
超低排放改造內(nèi)容及改造效果進行介紹。
2
項目概況
陜西省寶雞市玉澗堡鍋爐房建成于
2005
年
1
月，現(xiàn)有
3
臺
70 MW
燃煤熱水鍋爐，供熱面積為
330
×
10
4
m
2
。配備布袋除塵器、脫硫設(shè)備以及脫硝設(shè)備（選擇性非催化還原法，以下簡稱
SNCR
）。每臺鍋爐均配置
1
臺布袋除塵器、
1
套脫硫設(shè)備、
1
套脫硝設(shè)備。改造前煙氣處理系統(tǒng)見圖
1
。煙氣中氮氧化物在鍋爐燃燒室內(nèi)與尿素分解形成的
NH
3
反應后生成
N
2
、水，脫除氮氧化物后的煙氣進入布袋除塵器除塵，最后經(jīng)吸收塔脫硫后由煙囪排入大氣。
圖
1
改造前煙氣處理系統(tǒng)
鍋爐房位于城市建成區(qū)內(nèi)，
DB
61/1226
—
2018
規(guī)定的
2020
年
4
月
1
日起執(zhí)行的污染物排放限值為：顆粒物質(zhì)量濃度
10 mg/m
3
、氮氧化物質(zhì)量濃度
50 mg/m
3
、二氧化硫質(zhì)量濃度
35 mg/m
3
。
根據(jù)實測數(shù)據(jù)，除塵前煙氣顆粒物質(zhì)量濃度≤
4 500 mg/m
3
，脫硝前煙氣氮氧化物質(zhì)量濃度約
400 mg/m
3
，脫硫前煙氣二氧化硫質(zhì)量濃度≤
2 300 mg/m
3
。經(jīng)改造前煙氣處理系統(tǒng)處理后，顆粒物質(zhì)量濃度為
20 mg/m
3
，氮氧化物質(zhì)量濃度為
200 mg/m
3
，二氧化硫質(zhì)量濃度為
200 mg/m
3
。由此可知，改造前煙氣處理系統(tǒng)不符合
DB 61/1226
—
2018
。因此，需要對除塵裝置、脫硝設(shè)備、脫硫設(shè)備進行改造。
改造方案保留現(xiàn)有布袋除塵器、
SNCR
脫硝設(shè)備，增設(shè)濕式電除塵器、
SCR
（選擇性催化還原）脫硝設(shè)備，對吸收塔、漿液循環(huán)泵進行升級改造。
改造后煙氣處理系統(tǒng)見圖
2
。煙氣先在爐內(nèi)脫硝，然后進入
SCR
脫硝設(shè)備進一步脫硝。對于
SCR
脫硝設(shè)備，由于催化劑條件下反應溫度要求控制在
320~420
℃，反應后排出的高溫煙氣易破壞布袋除塵器。因此，
SCR
脫硝設(shè)備排煙先經(jīng)過二級省煤器，溫度降低至
150
℃左右后，再進入布袋除塵器。除塵后的煙氣經(jīng)引風機進入吸收塔脫硫。為進一步降低顆粒物質(zhì)量濃度，脫硫后的煙氣進入濕式電除塵器再次除塵后排放。
保留布袋除塵器，在吸收塔后增設(shè)濕式電除塵器。
1
臺鍋爐配套
1
臺濕式電除塵器，共
3
臺。濕式電除塵器布置在吸收塔出口與總煙道之間，吸收塔出口煙氣先進入濕式電除塵器除塵，再進入主煙道通過煙囪排放。
濕式電除塵器與干式電除塵器的除塵機理相同，但兩種除塵器對集塵極上捕集粉塵的清除方式不同。干式電除塵器通過機械振打方式清灰，濕式電除塵器采用沖刷噴淋等濕式清灰方式。因此，濕式電除塵器能夠有效控制二次揚塵，而且濕式電除塵技術(shù)具有更高的除塵效率，除塵效率可達
90%
［
4
］
。
改造現(xiàn)有
SNCR
脫硝設(shè)備，增設(shè)
SCR
脫硝設(shè)備。在
SCR
脫硝設(shè)備選型時，考慮了以下因素：一是控制催化反應器的尺寸，減少催化劑用量。二是減小煙氣阻力，以保留原引風機。脫硝設(shè)備仍然采用尿素作為還原劑，尿素為固體顆粒物，與氨水、液氨相比，儲存運輸更加安全。固體尿素顆粒由尿素溶液制備系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為尿素溶液后分別送入爐內(nèi)、
SCR
脫硝設(shè)備。
由于鍋爐房建成時間較早，不僅爐排腐蝕嚴重，換熱效率降低，而且經(jīng)常出現(xiàn)因腐蝕引起的漏水事故，嚴重威脅安全穩(wěn)定運行，以上問題在本次
SNCR
脫硝設(shè)備改造中一并解決。
原有的尿素溶液噴嘴僅設(shè)置在鍋爐燃燒室頂部，本次改造除在燃燒室頂部增加噴嘴數(shù)量外，還在上層爐排兩側(cè)增設(shè)尿素溶液噴嘴。增加自動檢測及噴嘴流量控制裝置，保證尿素溶液有足夠的穿透深度和覆蓋面。將煙囪出口煙氣中氮氧化物質(zhì)量濃度作為反饋值，與設(shè)定的氮氧化物質(zhì)量濃度進行
PID
比較運算，控制尿素溶液流量。
SCR
脫硝設(shè)備的反應器采用固定床形式，催化劑為模塊放置，采用蜂窩式催化劑，煙氣自上向下流動。
鍋爐房現(xiàn)有
4
臺（
3
用
1
備）漿液循環(huán)泵，
1
臺漿液循環(huán)泵對應
1
臺吸收塔。每臺吸收塔噴淋層為
3
層，
3
臺吸收塔共用
1
個循環(huán)漿池。
受空間限制，僅對脫硫設(shè)備進行局部優(yōu)化改造。一是對現(xiàn)狀吸收塔增高，每臺吸收塔增加
1
層噴淋層，更換除霧器及支架。二是增大漿液循環(huán)泵流量，保證足夠液氣比及氣液接觸時間，以提高脫硫效率。更換后漿液循環(huán)泵流量由
450
m
3
/h
提升至
1 200
m
3
/h
。漿液循環(huán)泵數(shù)量及安裝位置保持現(xiàn)狀，以減少土建工程量并降低改造難度。
改造項目于
2019
—
2020
年供暖期前完工。
2019
—
2020
年供暖期，環(huán)保部門對煙氣的在線檢測數(shù)據(jù)顯示：低負荷運行工況下（鍋爐額定熱功率的
40%~60%
），顆粒物質(zhì)量濃度
0.47 mg/m
3
，氮氧化物質(zhì)量濃度
28.23 mg/m
3
，二氧化硫質(zhì)量濃度
2.15 mg/m
3
。平均負荷運行工況下（鍋爐額定熱功率的
60%~90%
），顆粒物質(zhì)量濃度
1.5 mg/m
3
，氮氧化物質(zhì)量濃度
31.2 mg/m
3
，二氧化硫質(zhì)量濃度
18.9 mg/m
3
。高負荷運行工況下（鍋爐額定熱功率的
90%~110%
），顆粒物質(zhì)量濃度
2.19 mg/m
3
，氮氧化物質(zhì)量濃度
30.20 mg/m
3
，二氧化硫質(zhì)量濃度
27.30 mg/m
3
。
由以上數(shù)據(jù)可知，超低排放改造后，不同負荷條件下污染物排放質(zhì)量濃度均符合
DB 61/1226
—
2018
。
隨著陜西省地方標準
DB
61/1226
—
2018
《鍋爐大氣污染物排放標準》實施，省內(nèi)燃煤鍋爐超低排放改造工作迫在眉睫。此項目在充分利用舊設(shè)備的基礎(chǔ)上，投資
2 200
×
10
4
元進行改造，當年投資當年投產(chǎn)。實現(xiàn)了既定環(huán)保目標，解決了鍋爐房周邊居民的污染投訴問題，取得了良好的環(huán)境及社會效益。
［
1
］周朝陽
. 1 000 MW
超超臨界機組超低排放改造工程分析［
J
］
.
潔凈煤技術(shù)，
2017
（
6
）：
118-123.
［
2
］曹慶喜，劉沛奇，張雨謙，等
.
大型燃煤鍋爐
SNCR
脫硝的數(shù)值模擬［
J
］
.
節(jié)能技術(shù)，
2012
（
4
）：
291-294
，
319.
［
3
］梁云平，王則武，馬召輝，等
.
燃煤鍋爐濕法脫硫煙氣中顆粒物排放特征［
J
］
.
中國環(huán)境監(jiān)測，
2016
（
5
）：
35-39.
［
4
］龐繼紅
.
燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)比較分析研究［
J
］
.
山西化工，
2018
（
3
）：
55-57.
1、
SNCR-SCR聯(lián)合脫硝工藝的工程應用
2、
工業(yè)燃煤鍋爐煙氣脫硝方法
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