电厂锅炉节能减排技术探讨

电厂锅炉节能减排技术探讨

刘振宇

京能（锡林郭勒）发电有限公司 内蒙古  锡林郭勒 026000

摘  要：传统电厂大多都是采用固定直流式煤粉燃烧器，生产方式为低氮燃烧等方法，根据数据统计，一般电厂的脱硫效率能达到95%左右，确保锅炉中燃烧的煤炭实际含硫量约在0.45%～0.8%之间。根据《火电厂大气污染物排放标准》，传统电厂的脱硝系统排放浓度与氮氧化物排放浓度都不能完全符合标准。基于此，本文就结合电厂的锅炉生产运转来具体谈谈如何应用节能减排技术，落实绿色发展理念，促进生态环保。

关键词：电厂锅炉；节能减排；热能动力；技术探讨

引言：

电厂锅炉在运行时会排出大量污染物，其中包含的二氧化碳、二氧化硫等物质，会造成大气污染，地下水污染……另外，锅炉运行时会消耗大量煤炭资源，而煤炭资源目前来看相对较为紧张，且煤炭燃烧后的污染物也不容小觑，会对环境产生不良影响，加上传统锅炉效率不高，用料浪费以及资源利用率不高等弊端已经十分突出。所以，为了更好地响应生态保护号召，探索电厂锅炉节能减排技术势在必行。

一、电厂锅炉节能减排技术应用的必要性

近年，生态环保被频频提及，受到党和国家的高度重视，各地方也在积极开展节能减排工作，对一些高污染、高排放量的企业进行重点监管。同时，国家针对新的能源管理要求，提高了节能减排的标准，传统锅炉的技术标准已经超标，根据《煤电节能减排升级与改造行动计划 （2014-2020年）》来看，传统锅炉的除尘、脱硫、脱氮等标准都进行了调整，需要将原有标准参数降到5mg/m³、35mg/m³和50mg/m³以内，满足抄底排放的要求。

同时，火电机组抄底排放改造还必须要与原有装置、设备等符合，技术提效改造应该从降低燃煤成本与提高燃煤利用率角度展开，并进行高挥发分烟煤改造，提高煤炭燃烧率，降低制粉系统的电耗。另外，还需要提高整体系统的安全性，保障安全运转，避免出现安全事故。最后，超清洁排放，是电厂需要不断攻克与追求的最终目标。

二、电厂锅炉节能减排改造技术

1、中储式贫煤锅炉改烧烟煤直吹式制粉系统改造

首先，分析煤质特性。保证锅炉适应烟煤的特征，结合锅炉性能来开展改造工作。一般情况下，小锅炉炉膛不太适合低灰煤，应使用燃烧温度在1300℃以上的炉煤。其次，分析系统机芯。4300kcal/kg 热值入炉煤，应确保入炉煤水分不高于22%。再次，分析锅炉及辅机。为了降低爆炸几率，减少电耗，应当改变传统的制粉系统，使用直吹式正压送粉技术，将现有的部分系统进行拆除，安装正压直吹式设备，并同时改造对风烟系统和燃烧系统。

总体来说，经过以上三方面的改造，已经能够达到较好的效果，不仅改造方便，成本不高，运行维护费用也少，通风量也小。另外，在检修方面，根据监测，可以发现阻力小于3kPa，一次风机的压头也不高，不会花费太多费用成本。并且，以上所用到的一些技术本身都是成熟的，且在设备可靠性等方面都有保障，能够大大提高锅炉效率，以及提高煤种适应性能，降低操作难度，保证防爆安全性，减少用电量，降低煤耗数据，NOx等相关污染物的排放也得到了有效控制，一举多得。

2、湿式电除尘器改造

传统湿法除尘脱硫技术的效率较低，达不到50%，为了提高脱硫效率，还必须要从终端改造入手。另外，湿式电除尘器性能不受燃煤灰分制约的优势，采用这种技术来进行改造，让除尘器通过电晕放电、粒子荷电、集尘、冲刷的步骤，能够达到更好的达到脱尘效果，一般来说，能够达到出口烟尘浓度小于5mg/m³的标准，非常可观。此外，把原有的干烟囱改造为湿烟囱，还能够满足在线监测和运行维护的需求，合理控制系统阻力与漏风率，并且使用一塔一炉的方案，还能尽量避免拆除原有烟道，既能满足系统阻力增加的需求，又能减少工作量。

吸收塔出口总烟道的设计应该是先垂直向上，然后再从上向下，将除尘器接入，要注意，出口设计的烟尘含量标准应该是<3mg>m³。本体装置的设计寿命应该与吸收塔相同，六年维修期。阳极装置由于具有连续性的工作特征，堵塞和结垢问题一般不会发生，阴极装置主要有三部分，分别是阴极线、上下部吊挂装置以及绝缘箱，在抗腐蚀能力方面表现突出。冲洗系统设置是分区作业，由若干个电动阀展开作业，能参加脱硫用水的循环，效率更有保证。

3、烟气加热器和低温省煤器改造

采用MGGH加热器，利用余热来实现能源节约目标。并且低温省煤器的出口烟温如果能够比烟气酸露点大10℃，可以有效降低排烟温度，达到节能效果。烟囱入口处设置一套净烟气加热器，将引出的烟气进行降温处理，然后进行静电除尘器和脱硫塔净化，能够更好的提高烟气利用率。

改造静电除尘器时应该从提高抗腐蚀能力角度入手，想方设法降低粉尘比电阻，将烟气温度降到90℃左右，能够有效提高除尘效率。

4、脱硫吸收塔入口喷淋系统改造

若烟温＞160℃，就会对设备产生损害，因此，应当在吸收塔入口处增加安装喷淋装置，达到冷却烟气的效果，一旦

温度达到阈值，喷淋系统就会自动启动，将温度控制在合理范围内。一般喷淋系统采取的原则是就近喷淋原则，会在工艺水箱附近安装水泵，保证喷淋效果。

5、脱硫吸收塔除雾系统改造

电厂锅炉排出的烟气中，一般会携带大量的脱硫产物，会对空气等造成严重污染。传统的机械式除雾器的处理效率比较低，难以达到当前的标准要求，排放浓度仅仅能够控制在30mg/m³以内，最低也才能够达到26mg/m³。而参考其他设备的效率，湿式电除尘器能够将浓度降到20mg/m³以下。对此，需要对原有锅炉系统进行改造。

一方面，用叶片形式改变气相流场分布和固体颗粒的浓度分布，对固体颗粒进行收集，达到防堵塞的目的，提高除雾功能，另外，采用气液固三相耦合及动态模拟技术，科学分析烟气流场情况，以此来布置除雾器，减小烟气速度方差。甚至，为了增强效果，还可以在高速区域缩小叶片间距，设置高效除雾器模块，使其和烟气流向呈现夹角状态，让通道对折，进而达到烟气截留的目的。

三、结语

总而言之，锅炉是现代电厂的重要设备，担任着重要的生产任务，但是锅炉在运行的过程中会产生大量污染物，这些污染物会对人体、自然环境等造成严重危害，在节能减排的新要求下，原有锅炉系统需要进行改造升级，以保证符合新时代节能减排要求。

参考文献：

[1]宋春节, 赵杨阳, 李宁,等. 基于市政热网的烟气余热回收消纳与区域锅炉房互联互通方案研究[J]. 区域供热, 2020(1):6.

[2]康剑南, 屈广顺, 李帅,等. 一种1000MW二次再热电厂烟气梯级利用方法:, CN111678116A[P]. 2020.