试析燃煤电厂锅炉节能减排技术.pdf

化工能源化 工 设 计 通 讯 Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications 209 第43卷第4期 2017年4月 由于目前很多燃煤电厂的锅炉能耗较高，而为了更好地将 其能耗降低，加强节能减排技术的应用，最为重要的就是强化 对其的技术改造， 所以我们必须意识到强化节能改造的重要性， 并对其能耗较高的原因进行分析，才能更好地促进其节能改造 成效的优化和提升。 1 燃煤电厂循环流化床锅炉强化节能减排工作开展的必要性 分析 大量用电需求刺激了发电厂锅炉的运行工作量，而燃煤 锅炉在运行过程中，不仅能耗高，而且对环境污染带来严重。 在当前日益注重节能环保的今天，不管是为了节能还是环保， 都必须在燃煤电厂循环流化床锅炉运行中加强节能减排工作 的开展。通过强化节能减排工作， 才能更好地避免能源的浪费， 促进锅炉运行效率提升的同时更好地实现节能减排任务的高 效实施。所以不管从哪个角度而言，加强电厂锅炉节能减排 工作的开展就显得尤为必要 1。 2 分析燃煤电厂循环流化床锅炉能耗较高的原因及其节能改 造实现节能减排的措施 之所以需要对燃煤电厂循环流化床锅炉进行节能改造， 切实注重技能减排技术的应用。很大一个原因就在于煤矿电 厂锅炉的能耗较高。而之所以能耗较高，主要是由于以下几 个方面的原因所导致，所以我们必须结合其原因，针对性的 加强对其的节能改造，才能更好地促进节能减排成效的提升 和优化。 2.1 锅炉除垢 2.1.1 存在的缺陷 当前，虽然很多时候对锅炉给水实施了软化处理，但是 锅炉仍会随着运行年限的加长而结垢，由于结垢将导致锅炉 的受热面受阻，最终导致锅炉的效率降低，且受热面过热之 后就会使得管道出现起包的情况，甚至因此出现爆管事故。 所以为了除垢，往往需要利用酸性物质强化对其的清洗和处 理，而酸性物质将极大地影响锅炉的性能，导致锅炉被腐蚀， 进而使其使用寿命下降，即便是清洗之后形成的排放物也会 导致环境被污染。 2.1.2 针对锅炉除垢节能减排改造措施分析 为了满足高效除垢的需要，尽可能地确保燃煤锅炉高效 运行。建议采用在线除垢系统进行除垢就是一个不错的选择。 这一系统是基于 CMFG 超音频脉冲的防垢除垢系统。其原理 就是在金属中传播超音频振动波之后，由于金属和水接触面 形成的高速尾流与空化效应，能有效的将垢质的形成进行阻 止和延缓，同时还能避免金属表面附着垢质，此时水内的垢 成分就会形成絮状物从排污口排除，从而更好地达到防垢除 垢的效果 2。 2.2 烟气余热回收 2.2.1 存在的缺陷 一般而言，锅炉温度每下降20，就会提高1% 的锅炉热 效率。所以加强对传统锅炉余热的回收和改造，才能更好地 将其节能潜力发挥出来。但是就实践来看，很多锅炉在余热 回收率上还较低，必须引起我们的重视。 2.2.2 针对余热回收的节能减排改造措施分析 为了更好地达到节能减排的目的，在对锅炉烟气的余热 进行回收时，应将其省煤器更换成热管余热回收器，具体如 图1所示。这样就能有效的将高温烟气的排烟温度降低，进 而促进其锅炉热效率的提升和优化。热管余热回收器之所以 能降低烟气的温度，主要是将其在烟道中安装之后，通过回 收的余热对空气进行加热，此时就可以利用加热的热风对锅 炉进行助燃，其中间的隔板能打开两侧的通道，这样就能在 工作中确保高温烟气从左侧的通道流动，并对热管进行冲刷， 当热管吸热之后就能有效的将烟气的温度降低，最终热管把 所吸收的热量向另外一段传导，而此时冷空气又会从右侧的 通道往下逆向的对热管进行冲刷，而热管此时又在放热，最 终就能将空气的吸热温度提升。 烟气出 烟气进 箱体 管板 热管 冷风进 热风出 图1 热管余热回收器 2.3 锅炉排放 2.3.1 存在的缺陷 锅炉在排放中，主要排放的是废气和废水。而传统的软 摘 要 ： 在燃煤电厂中，锅炉是能耗最大的设备，也是排放污染物最多的设备。所以为了确保其节能减排成效的提升，最 终更好地适应未来发展的需要。以循环流化床锅炉为例，从强化节能减排在燃煤电厂循环流化床锅炉中的必要性入手，对燃煤 电厂循环流化床锅炉能耗较高的原因进行了分析，并对其节能减排技术措施进行了分析，以更好地促进其节能减排成效的提升 与优化。 关键词 ： 燃煤电厂 ； 锅炉 ； 节能减排 ； 改造 中图分类号 ： TM621.2 文献标志码 ： A 文章编号 ： 10036490（2017）04020902 Analysis on Energy Saving and Emission Reduction Technology of Boiler in Coal-fired Power Plant Yang Yan-jun Abstract ： In the coal-fired power plant，the boiler is the most energy-consuming equipment，but also the largest pollutant discharge equipment.So in order to ensure the effectiveness of its energy-saving emission reduction，and ultimately better meet the needs of future development.This paper is based on this perspective，to circulating fluidized bed boiler，for example，from the strengthening of energy-saving emission reduction in the coal-fired power plant circulating fluidized bed boiler in the necessity of start，the coal- fired power plant circulating fluidized bed boiler energy consumption And analyzes its technical measures of energy saving and emission reduction to better promote the improvement and optimization of its energy saving and emission reduction. Key words ： coal-fired power plant ； boiler ； energy saving and emission reduction ； modification 试析燃煤电厂锅炉节能减排技术 杨艳军 （中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古鄂尔多斯 017209） 收稿日期 ： 20170315 作者简介 ： 杨艳军（1989） ，男，陕西榆林人，助理工程师，主要 从事锅炉副操工作。 万方数据 化工能源化 工 设 计 通 讯 Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications 210 第43卷第4期 2017年4月 水箱内的冷水在输入锅炉之后，需要通过燃烧燃煤达到加热 冷水的目的，当水形成蒸汽之后，直接对外排放含碱废水。 而且煤闸板的灵活性需要不断的利用水对其冲洗而得以保持。 且在冲洗之后形成的废水也会直接对外排放。但是含碱废水 无法利用，除尘器所排出气体的二氧化硫就会超标，所以必 须切实强化对其的改进与优化。所以在锅炉减排改进中，针 对传统除尘器难以达标的现状，需要我们切实强化对其进行 改进和优化。 2.3.2 锅炉排放的节能减排改造措施分析 （1）钙钠双碱法脱硫技术 该技术具有投资成本低、技术成熟、运行稳定等优势， 是目前国内较为理想的脱离技术。其工艺流程主要包括以下 三个部分 ： 烟气流程 ： 锅炉烟气通过除尘器进行除尘，经过引风 机后进入脱硫系统巾，烟气先经过预脱硫和进一步除尘，然 后进入高效脱硫塔，在塔内完成脱硫洗涤，净化后的烟气由 塔内除雾器除雾脱水后从烟囱排空。 循环脱硫液工艺流程 ： 脱硫液在高效脱硫塔内与氧化 硫充分接触、反应后，经塔底流入置换氧化池，与石灰浆液 进行再生置换反应。整个脱硫液循环系统闭路循环，没有废 水外排，不会产生二次污染。 脱硫渣处理工艺流程 ：脱硫液在置换沉淀池再生后， 钠碱得到再生，再生后直接进行氧化，使不稳定的亚硫酸钙 氧化生成稳定的硫酸钙，通过氧化曝气管的冲击进入浓缩池， 沉淀后通过渣浆泵泵至水力旋流器， 再进入真空皮带过滤机 3。 （2）选择性催化还原法（SCR） 该技术具有技术成熟、脱硝效率高的特点。其基本原理 是在催化剂的作用下，向280420的烟气中喷入氨，将一氧 化氮和二氧化氮还原成氮气和水。化学反应方程式如下 ： 4NO+4NH3+O24N2+6H2O 6NO+4NH35N2+6H2O 6NO2+8NH37NO2+12H2O 2NO2+4NH3+O23N2+6H2O 在反应过程中，由于氨可以选择性地和氮氧化物反应生 成氮气和水，而不是被氧气所氧化，因此反应被称为具有“选 择性” 。具体反应原理如图2所示。 氨（NH3） 烟气 烟气 NOXN2O N2O N2O N2 N2 NOX NOX NOX NH3 NH3 NH3 脱硝催化剂 图2 SCR催化反应原理示意图 2.4 锅炉燃烧控制技术 2.4.1 燃烧量的控制 给煤量一般是根据负荷变化的需要而变化的，但是它又 受到煤风配比的影响。所以改变给煤量的同时要相应改变一、 二次送风量。当负荷增加时，应先加风后加煤 ； 负荷减小时， 应先减煤后减风。给煤量的控制一般是通过改变给煤机的转 速来实现的，而给煤机转速的控制，应该采用线性较好的变 频调速方式。如果是多台给煤机供煤，应有自校正回路，实 现无扰动任意切换不同给煤机的自动或手动控制。 2.4.2 风量控制 送入锅炉的风量有一次风、二次风、返料风和播煤风等， 比一般锅炉控制要复杂得多。风量的控制包括总风量和一、二 次风量的比例控制。总风量主要由投入的燃料量来决定，一 次风的风量在调节过程中有一个下限值，即保证物料稳定流 化的最低风量。如果一次风量低于这个下限值，物料流化遭 到破坏， 将带来燃料不能正常燃烧， 出现炉膛结焦等问题。一、 二次风比例应根据床温的变化进行调节。 返料风一般从一次风管引出， 它的特点是风压高、 风量小， 一般可用单回路控制形式实施。其信号通过控制调节阀的开 度改变其风量大小。播煤风的作用是防止锅炉高温烟气回窜 到给煤设备内， 以免造成设备的损坏， 其压力应高于炉膛压力。 2.4.3 床压控制 床压控制也是循环流化床锅炉控制的特点之一。由于循 环流化床锅炉在运行中无法直接检测床料厚度，只有密相区 和稀相区的区别。而密相区静止时的料层厚度对锅炉的经济 运行影响很大。料层过高会使布风板的阻力增加，料层过低 又满足不了负荷的需要。锅炉在运行时，物料处于流化状态， 可以借助测量一次风室和稀相区的压差和一次风量，间接测 算出料层的厚度，再通过控制床压的方法来控制料层的厚度。 床压的控制可以采用控制排渣量来实现。排渣管底部装 设脉冲阀，用以控制其排渣量是比较有效的方法。一些小型 循环流化床排渣管底部是利用螺旋排渣机进行排渣的，应在 排渣机的入口处装设排渣阀来控制其排渣量。 2.5 采用冷凝式余热回收锅炉技术 传统锅炉中，排烟温度一般在160250，烟气中的水蒸 气仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。 众所周知，锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得，未考 虑燃料高位发热值中汽化潜热的热损失。因此传统锅炉热效 率一般只能达到87%91%。而冷凝式余热回收锅炉，它把排 烟温度降低到5070，充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的 凝结潜热，提升了热效率 ； 冷凝水还可以回收利用。 3 结束语 综上所述，为了更好地促进整个燃煤锅炉的节能减排工 作得到高效的开展，必须紧密结合燃煤锅炉的实际，切实加 强对其进行改进和优化，才能更好地促进节能减排成效的提 升与优化。 参考文献 1 孟祥群 . 试论燃煤电厂循环流化床锅炉节能减排技术 J. 山东工业 技术，2016， （24） ： 62. 2 彭悝 . 燃煤锅炉节能减排技术改造 J. 轻工科技，2012， （1） ： 34- 36+51. 3 孙家鼎，王昶东 . 燃煤电厂循环流化床锅炉节能减排技术 J. 中国 电力，2010， （4） ： 55-57. （上接第1