某廠現(xiàn)有三臺(tái)220t/h循環(huán)流化床(CFB)鍋爐，型號(hào)為HG220/9.8-L.YM27鍋爐。為了確保鍋爐環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放，近年對(duì)環(huán)保設(shè)施進(jìn)行了一系列改造和擴(kuò)容。

2012年-2013年進(jìn)行了石灰石二級(jí)系統(tǒng)擴(kuò)能改造，將單臺(tái)石灰石添加量由原來的1t/h增加到5t/h。改造前因系統(tǒng)出力低，無法滿足新環(huán)保要求，現(xiàn)SO2可以控制在180mg/Nm3以下，保證脫硫效率在80%以上。

2013年—2014年進(jìn)行了鍋爐電除塵改造，保留原有的1#、2#電場，將原3#、4#電場的極板、極線拆除，新安裝布袋除塵器，將三臺(tái)電除塵改造成電袋復(fù)合除塵器，這樣進(jìn)一步提高除塵效率，確保改造后煙塵排放指標(biāo)達(dá)到國家最新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。改造前顆粒物排放濃度為90～100mg/Nm3左右，無法滿足新環(huán)保要求，現(xiàn)可以控制在20mg/Nm3以下，保證除塵效率在99.7%。

2014年進(jìn)行石灰石一級(jí)輸送出力提高的改造，將原有石灰石庫儲(chǔ)倉至石灰石日用倉的輸送管線更換為內(nèi)旁通雙套管輸送系統(tǒng)，提高出力至25t/h，確保石灰石量的一級(jí)輸送。

2014～2015年新建鍋爐SNCR脫硝系統(tǒng)，無脫硝設(shè)備時(shí)NOx排放濃度為250mg/Nm3左右，現(xiàn)可控制在180mg/Nm3以下，保證脫硝效率在63%以上。

1環(huán)保設(shè)施投運(yùn)初期遇到的典型問題

1.1鍋爐運(yùn)行風(fēng)量不足問題

無脫硝設(shè)施時(shí)，為了鍋爐NOx指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放，采取了減少風(fēng)量運(yùn)行方式。我廠鍋爐配置大鐘罩式風(fēng)帽，入爐煤顆粒較大，煤矸石較多，平時(shí)較大風(fēng)量運(yùn)行。減少一次風(fēng)量運(yùn)行后，降低NOx指標(biāo)確實(shí)起到一定的效果。但是因?yàn)橐淮物L(fēng)量不足，導(dǎo)致爐膛底部欠氧燃燒，甚至正常流化也受到影響，時(shí)有發(fā)生排渣管堵塞現(xiàn)象，有時(shí)還排出小焦塊，而且排出的爐渣含碳量很高。另外減少二次風(fēng)量運(yùn)行，導(dǎo)致二次風(fēng)管根部燒紅，甚至使風(fēng)管根部冒煙嚴(yán)重。1#爐停爐后在爐內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)，下二次風(fēng)管已嚴(yán)重變形，變形風(fēng)管和澆注料之間出現(xiàn)了較大空間。而且在這區(qū)域產(chǎn)生強(qiáng)烈渦流，渦流攜帶著床料沖刷澆注料脫落，導(dǎo)致有些水冷壁管已裸露在外，管表面有明顯被沖刷痕跡，存在水冷壁爆管的危險(xiǎn)。

鍋爐飛灰、爐渣樣本分析結(jié)果，含碳量均達(dá)到9%～10%之間，機(jī)械不完全燃燒熱損失增加，造成鍋爐熱效率降低。

1.2環(huán)保排放數(shù)據(jù)偏差較大問題

集控室監(jiān)控環(huán)保數(shù)據(jù)與煙氣檢測室數(shù)據(jù)，與上傳到環(huán)保局、集團(tuán)公司環(huán)保數(shù)據(jù)之間都存在著較大的偏差。主值班員監(jiān)視的集控室電腦環(huán)保數(shù)據(jù)顯示是合格的，但是煙氣檢測室或者上傳至環(huán)保局、集團(tuán)公司的環(huán)保數(shù)據(jù)，時(shí)有超標(biāo)現(xiàn)象發(fā)生。通過觀察發(fā)現(xiàn)，電腦與幾臺(tái)數(shù)采儀之間都有時(shí)間差，后來把時(shí)間盡量校準(zhǔn)到同步;又考慮到數(shù)據(jù)偏差的存在，指標(biāo)盡可能控制的稍低一些;同時(shí)提高鍋爐主值班員調(diào)整水平，鍋爐運(yùn)行負(fù)荷和排放指標(biāo)盡量控制的平穩(wěn)一些，以保證沒有超標(biāo)數(shù)據(jù)上傳。

1.3石灰石量消耗大

2015年為了大幅降低SO2指標(biāo)，石灰石消耗量偏高，平均鈣硫摩爾比為7.96，鈣硫摩爾比最高達(dá)到12.46。石灰石消耗量遠(yuǎn)高于2.2的設(shè)計(jì)鈣硫摩爾比，石灰石浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

2鍋爐污染物排放優(yōu)化調(diào)整

2.1鍋爐負(fù)荷與煙氣排放指標(biāo)

2014年7月份大檢修后，運(yùn)行初期鍋爐負(fù)荷相對(duì)較低，生成的NOx較少，在無脫硝設(shè)施情況下，NOx、SO2指標(biāo)全部合格排放。(2014年冬季建成脫硝設(shè)施)8月12、15日分別針對(duì)1#、3#鍋爐做大負(fù)荷試驗(yàn)，查看NOx、SO2指標(biāo)情況，在單臺(tái)鍋爐負(fù)荷達(dá)到190～200t/h情況下，盡量減少石灰石添加量，兩個(gè)指標(biāo)同時(shí)均衡調(diào)控，NOx、SO2指標(biāo)均超過200mg/Nm3標(biāo)準(zhǔn)。

8月25日公司裝置用汽量逐漸增大，兩臺(tái)鍋爐負(fù)荷共達(dá)到350t/h以上時(shí)，在保證SO2指標(biāo)合格情況下，NOx排放超標(biāo)次數(shù)逐漸增多。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):

(1)隨鍋爐負(fù)荷量提高，給煤量增加，即SO2、NOx生成量增加。給煤量增多，入爐的S和N元素含量會(huì)增多，同時(shí)爐膛溫度也會(huì)隨即升高，促使反應(yīng)更加活躍加速，SO2、NOx生成量自然會(huì)增加。

(2)煤中S、N元素含量因煤種不同而差別很大，S、N元素含量越高，燃燒中SO2、NOx生成量會(huì)越高。煤種中S、N元素含量大小，是煙氣中SO2和NOx生成量的主要因素之一。

(3)隨石灰石給料量增加SO2指標(biāo)會(huì)下降，但是NOx指標(biāo)反而上升，石灰石給料量減少結(jié)果相反。由此證明了隨著石灰石給料量增多，爐內(nèi)NOx生成量會(huì)相應(yīng)增大。其原因?yàn)殡S著石灰石量的增加爐內(nèi)循環(huán)灰中CaO含量也會(huì)隨之增加，CaO是NOx生成的催化劑，所以NOx生成量會(huì)有所上升。

2.2鍋爐風(fēng)量配比與煙氣排放指標(biāo)關(guān)系試驗(yàn)

表1的試驗(yàn)運(yùn)行符合為168t/h，入爐煤質(zhì)穩(wěn)定，石灰石和氨水耗量保持不變。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):

(1)隨二次風(fēng)量增加導(dǎo)致SO2下降、Nox上升、顆粒物上升(SO2降36mg/Nm3;NOx升47mg/Nm3;顆粒物升2mg/Nm3)，二次風(fēng)量減少結(jié)果正相反。

(2)二次風(fēng)量過低，噸煤產(chǎn)汽下降，爐渣含碳量升高，機(jī)械不完全燃燒熱損失升高。

2.3鍋爐運(yùn)行氧量與煙氣排放指標(biāo)關(guān)系試驗(yàn)

經(jīng)過一段時(shí)間摸索調(diào)整，煙氣排放基本達(dá)到國家新環(huán)保要求。但是遇到裝置區(qū)用汽負(fù)荷、入爐煤質(zhì)突然變化，而且變化幅度較大情況下，當(dāng)鍋爐調(diào)整燃燒時(shí)，煙氣SO2排放超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，因?yàn)闊煔庵笜?biāo)超標(biāo)與鍋爐氧含量之間有著密切關(guān)系。

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氧含量低于5%以后，NOx生成量基本無變化，但是SO2生成量急劇升高。說明爐內(nèi)脫硫反應(yīng)的順利進(jìn)行需保持一定的含氧量，因此鍋爐燃燒調(diào)整時(shí)對(duì)于氧量的控制需是十分重要的。

3煙氣排放與工藝調(diào)整關(guān)系

鍋爐運(yùn)行調(diào)整與煙氣指標(biāo)之間有一定規(guī)律性，而且各指標(biāo)之間還有相互牽制作用。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，基本掌握了煙氣排放工藝調(diào)整的技巧和方法。

3.1脫硫、脫硝反應(yīng)過程

3.2O2、SO2、NOX工藝調(diào)整

通過觀察注意到，SO2數(shù)據(jù)超標(biāo)原因，多數(shù)為氧含量過大或者過小導(dǎo)致的，因此要求鍋爐運(yùn)行氧含量控制在5%～6.5%之內(nèi)，以煙氣環(huán)保監(jiān)測點(diǎn)的氧含量為準(zhǔn)。

氧含量低，脫硫能力會(huì)下降，因?yàn)槊摿蚍磻?yīng)需要一定的氧含量。從脫硫反應(yīng)公式中可以看出，如果爐內(nèi)欠氧運(yùn)行，提供脫硫反應(yīng)需要的氧含量不足，導(dǎo)致脫硫化學(xué)反應(yīng)能力下降，從而SO2排放升高;當(dāng)氧含量低至一定程度時(shí)，SO2排放會(huì)急劇上升。文中案例中鍋爐運(yùn)行氧含量降至約4.8%以下時(shí)，SO2排放便難以通過爐內(nèi)脫硫穩(wěn)定控制在排放標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

爐內(nèi)欠氧運(yùn)行時(shí)，SO2排放會(huì)升高，但是運(yùn)行過程中往往只是增加石灰石給料量，并未考慮因缺氧而導(dǎo)致脫硫化學(xué)反應(yīng)差的問題。針對(duì)類似情況應(yīng)首先調(diào)整風(fēng)量，保持氧含量在5%～6.5%之內(nèi)，給爐膛內(nèi)創(chuàng)造出適合脫硫反應(yīng)的條件，否則只是通過增加石灰石給料量來降低SO2排放指標(biāo)是難以實(shí)現(xiàn)的。

石灰石給料量增加，SO2排放量降低，但是NOx排放量反而會(huì)上升，這兩個(gè)指標(biāo)變化方向相反。CaO是NOx生成的催化劑，所以爐內(nèi)CaO增加，NOx生成量會(huì)增加。石灰石給料量過多時(shí)，導(dǎo)致NOx排放較高。為了降低NOx排放量加大氨水投入量，其效果會(huì)大打折扣。正確的做法是在SO2排放不超標(biāo)前提下首先減少石灰石給料量，這時(shí)NOx排放會(huì)相應(yīng)下降，隨即再少量調(diào)整氨水量即可實(shí)現(xiàn)污染物經(jīng)濟(jì)高效達(dá)標(biāo)排放。

如果SO2、NOx指標(biāo)同時(shí)超標(biāo)，首先應(yīng)檢查氧含量是否在合理范圍之內(nèi)，然后調(diào)整石灰石量，其次調(diào)整氨水量，最終使SO2、NOx排放指標(biāo)都達(dá)到環(huán)保規(guī)定合格范圍排放。這一調(diào)整順序?qū)τ谖廴疚锱欧趴刂朴兄匾囊饬x，否則會(huì)越調(diào)越亂。

3.3煙道漏風(fēng)影響環(huán)保指標(biāo)

尾部煙道及電袋復(fù)合除塵器區(qū)域是負(fù)壓區(qū)，一旦有密封不嚴(yán)處，外面空氣會(huì)被吸入到煙道內(nèi);或空氣預(yù)熱器漏風(fēng)，都會(huì)導(dǎo)致煙氣氧含量升高，對(duì)煙氣排放指標(biāo)會(huì)有一定影響。煙道漏風(fēng)較嚴(yán)重時(shí)，要維持煙氣監(jiān)測點(diǎn)氧含量6%左右，只能降低爐膛內(nèi)一、二次風(fēng)量，這樣會(huì)使?fàn)t膛內(nèi)燃燒氧含量不足。因此，首先提高鍋爐檢修質(zhì)量，必須處理好煙道的漏風(fēng)問題，再使鍋爐保持合理的氧含量范圍運(yùn)行，對(duì)控制煙氣指標(biāo)有著重要意義。

3.4調(diào)整SO2、NOX指標(biāo)與成本關(guān)系

投入過量石灰石，SO2指標(biāo)會(huì)下降很多，但NOx指標(biāo)會(huì)上升很快，為了控制NOx指標(biāo)又多增加氨水量，造成石灰石原料和氨水量相繼增加，致使電廠的環(huán)保排放控制成本顯著上升。

運(yùn)行人員如果沒有掌握好調(diào)整要領(lǐng)，在氧含量不適合的情況下，盲目增加石灰石量和氨水量，不但控制指標(biāo)困難，還會(huì)造成石灰石和氨水的浪費(fèi)。環(huán)保指標(biāo)調(diào)整應(yīng)根據(jù)曲線趨勢變化做預(yù)見性和逐漸性進(jìn)行調(diào)整，不能采用猛增猛減石灰石和氨水量方法。保持鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定和環(huán)保指標(biāo)的平穩(wěn)調(diào)整，是節(jié)省成本的一個(gè)因素。認(rèn)真調(diào)整煙氣指標(biāo)，在保證國家環(huán)保指標(biāo)的前提下按照廠里規(guī)定指標(biāo)上限運(yùn)行，也是降低企業(yè)成本的方法。

3.5環(huán)保指標(biāo)控制與鍋爐優(yōu)化運(yùn)行應(yīng)同步

為了環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)，鍋爐采取非正常的燃燒方式是不可取的。爐內(nèi)欠氧燃燒可減少NOx排放，但是對(duì)鍋爐長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行和提高燃燒效率是不利的;爐內(nèi)富氧燃燒有可能減少SO2排放，但是對(duì)鍋爐的熱效率也是不利的。因此，運(yùn)行期間調(diào)整風(fēng)量和氧含量在合理的范圍內(nèi)，對(duì)爐料正常流化、燃料充分燃燒、二次風(fēng)管充分冷卻、減少熱損失以及環(huán)保指標(biāo)的控制，都是非常必要的，也是鍋爐長周期安全運(yùn)行的一個(gè)保障。

3.6鍋爐氧量、熱效率、環(huán)保指標(biāo)之間變化關(guān)系

圖1給出了污染物排放指標(biāo)變化關(guān)系曲線圖。根據(jù)圖中各指標(biāo)相互關(guān)系和變化規(guī)律來進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，既能保證鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定、環(huán)保達(dá)標(biāo)排放，還能夠降低環(huán)保成本。

4爐內(nèi)噴鈣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行問題及對(duì)策

4.1石灰石日用倉下料不均

石灰石日用倉時(shí)有出現(xiàn)棚料現(xiàn)象，為了解決棚料下料不暢通問題，每臺(tái)爐日用倉底部安裝了流化風(fēng)板。初期階段因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足，為了日用倉下料流暢，流化風(fēng)板壓縮風(fēng)量投用較大，導(dǎo)致從石灰石日用倉上蓋、除塵器等密封不嚴(yán)處漏粉嚴(yán)重，現(xiàn)場彌漫著石灰石粉塵，造成了工作環(huán)境二次污染。同時(shí)又出現(xiàn)輸送爐內(nèi)石灰石管道壓力波動(dòng)較大，系統(tǒng)出現(xiàn)脈動(dòng)式的輸送現(xiàn)象，石灰石投入量不容易被控制，調(diào)整環(huán)保指標(biāo)比較困難。后來經(jīng)過試驗(yàn)，供給流化風(fēng)板壓縮風(fēng)壓力控制在20kPa以下，檢修時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的密封嚴(yán)密性，得以解決環(huán)境二次污染問題和輸送石灰石管道壓力波動(dòng)問題。

4.2石灰石利用率低

通過石灰石粒度分析顯示，目前所用石灰石中位徑為35μm左右，與爐內(nèi)脫硫用典型石灰石粒徑分布(100～450μm)比較存在著粒徑過細(xì)的問題。此外，目前鍋爐石灰石投入點(diǎn)為上二次風(fēng)口，投入點(diǎn)偏高也是導(dǎo)致石灰石浪費(fèi)嚴(yán)重的一個(gè)原因。

5SNCR脫硝系統(tǒng)問題及

5.1氨槍噴嘴頭部磨損和

每臺(tái)爐有兩個(gè)旋風(fēng)分離器，每個(gè)旋風(fēng)分離器入口煙道側(cè)墻上設(shè)有5個(gè)霧化氨槍。停爐后檢查噴嘴情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)上部的噴嘴磨損最嚴(yán)重，霧化效果很差，從上往下磨損逐漸輕，最下部噴嘴幾乎沒有磨損，但是已經(jīng)被堆積的灰堆埋著，霧化噴嘴口徹底堵塞。從現(xiàn)象反映出，旋風(fēng)分離器入口煙道上部風(fēng)速快，沖刷力相對(duì)大，噴嘴頭部磨損嚴(yán)重;煙道下部風(fēng)速較慢，沖刷力較小，噴嘴頭部磨損較輕;煙道底部較粗顆粒在重力作用下落下來，形成了一定高度灰堆包，導(dǎo)致最底部噴嘴被灰堆掩埋。

這說明每個(gè)電廠循環(huán)流化床鍋爐因設(shè)計(jì)、入爐煤質(zhì)、運(yùn)行風(fēng)量等原因，運(yùn)行狀況非一致，所以初次安裝氨槍之前，首先要了解本爐的特點(diǎn)。后來通過運(yùn)行摸索決定關(guān)掉最底部氨槍，并采取每個(gè)月進(jìn)行檢查噴槍措施，及時(shí)更換磨損的噴嘴，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行觀察對(duì)比，不僅沒有因?yàn)橥Ｓ冒睒尪绊懙絅Ox排放指標(biāo)，還節(jié)約了部分氨水。

5.2脫硝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)影響噴槍霧化問題處理

剛投用脫硝系統(tǒng)時(shí)，對(duì)氨水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)沒有具體的要求，鍋爐同樣負(fù)荷情況下，每個(gè)班組使用氨水量偏差較大。后來發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行過程中壓縮空氣壓力和氨水壓力高低對(duì)霧化效果有很大影響。氨水霧化效果越好，氨霧氣與煙氣混合越均勻，脫硝效果越佳，氨水浪費(fèi)就越少。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后，要求保持氨槍前氨水壓力不低于0.1MPa，并且鍋爐運(yùn)行期間也對(duì)氨槍定期進(jìn)行了霧化試驗(yàn)，確保運(yùn)行期間霧化良好。結(jié)果在同等鍋爐負(fù)荷、煤質(zhì)情況下氨水又節(jié)約了約1/4量。

6煙塵方面問題

煙塵的達(dá)標(biāo)排放與電袋復(fù)合除塵器電場的運(yùn)行狀況有一定關(guān)系。如果電場運(yùn)行良好，二次電流、電壓在合理的情況下，兩個(gè)電場承擔(dān)著大部分的除塵工作，減輕后部布袋除塵器除塵壓力，使電袋復(fù)合除塵器高效運(yùn)行。

鍋爐每次停爐檢修時(shí)，布袋除塵器徹底檢查處理。做銀光粉嚴(yán)密性試驗(yàn)，有漏粉現(xiàn)象的布袋及時(shí)進(jìn)行更換;有布袋安裝卡扣接縫不嚴(yán)密的及時(shí)處理;所有電磁脈沖閥進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)開關(guān)試驗(yàn)，故障不動(dòng)作的脈沖閥及時(shí)更換，動(dòng)作異常遲緩的清洗處理。經(jīng)過全面、認(rèn)真檢修，從而確保鍋爐運(yùn)行一個(gè)周期內(nèi)使煙塵全部達(dá)標(biāo)排放。

7結(jié)束語

通過鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整并結(jié)合系統(tǒng)改造，選擇合適的環(huán)保技術(shù)路線和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，完全可以實(shí)現(xiàn)鍋爐污染物的達(dá)標(biāo)排放，十分有利于鍋爐節(jié)能環(huán)保高效運(yùn)行。這對(duì)于電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)都有著重要的意義。