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浅谈石河子市集中供热锅炉烟尘排放超标技术分析

点击次数:482 发布时间:2016-07-13

一、前言 
  石河子市热力公司于2012年10月建成投用两台70MW热水锅炉用于集中供热(设备标号为5#、6#锅炉),配套使用两台FCT—F复合式湿式脱硫除尘器。根据监测,这两台集中供热锅炉烟尘排放浓度自开工运行以来,基本都出烟尘排放超标状态,已严重影响了集中供热工作的正常运行,给周边环境也造成了严重污染,因此必须尽快予以解决。 
  二、现状分析 
  为了便于分析,选取6#炉作为分析对象。根据监测,选取元月26日至2月5日6#炉在线监测系统正常后排尘浓度数据,见表1: 
  从表1 的数据可以看出,6#炉的烟尘排放已严重超标,高超标幅度达到89%(国家标准是小于等于200 mg/Nm3),对周边环境影响非常严重。 
  三、原因分析 
  针对集中供热新建两台70MW热水锅炉烟尘排放严重超标的问题,下面从原煤质量、生产运行和设备等三个方面进行分析。 
  (一)原煤质量 
  从表2的数据可以看出,热值是满足设计要求的,均大于23.03 kj/kg;灰分比较大,达到20%以上,该指标是影响排尘浓度的主要原材料指标,设计要求是不大于11%,但原煤的质量是不可控的,只能通过运行设备的调整来消除原材料的影响。 
  (二)生产运行 
  为了便于分析,我们取与炉渣含碳量分析相对应的生产数据进行分析。影响排尘浓度的工艺技术参数有:炉膛温度、炉膛负压、烟气含氧量、煤层厚度、炉排下风压和炉渣含碳量等参数。 
  但是在运行工况改善的同时,也不可避免的增加了纯灰的量,尤其是安装了分层给煤装置之后,原煤燃烧效果大大改善,沫煤在炉膛中(不是炉排上)的燃烧量大大增加,而且燃烧更加充分,由此产生的灰尘量相对增加,而且该灰尘的粒径是比较小的,相对密度较低,重力沉降效果较小,除尘器水幕的吸附能力相对下降,密度和粒径较小的灰尘遇水幕反射,导致除尘效果降低。 
  由以上的分析可以看出,通过严格工艺指标的控制,改善了锅炉的燃烧工况,提高了原煤的燃烧效率,降低了原煤的消耗量,这正是我们所希望的,但同时由于燃烧充分,小粒径、低密度的粉尘量也大大增加,而这只能通过除尘设备来予以解决。 
  (三)设备方面 
  1、锅炉 
  锅炉初始排尘浓度的国家标准是小于1800 mg/Nm3,2004年3#炉进行环保验收时,当时锅炉的初始排尘浓度均小于1600 mg/Nm3,是满足国家标准要求的,6#炉的初始排尘浓度无实测数据(已安排测试),但是由于6#炉和3#炉属于同一种类型的锅炉,可以推测其初始排放浓度在同等条件下不会有大的出入,也应该是达标的。由此可以确认锅炉本身不是排尘浓度超标的主要原因。 
  2、除尘器 
  目前我们的除尘设备是水冲击式除尘器,对于这种类型的除尘器而言,当烟气与雾化液滴之间的相对速度必须达到50m/s以上,其除尘效率才能达到95-97%。而目前我们的除尘器烟水相对速度在满负荷的情况下仅为大不会超过15m/s,远远低于上述要求,而对小粒径的粉尘而言,相对速度不够,则粉尘无法与液滴充分接触,发生有效碰撞,尘粒的有效尺寸无法增加,同时由于细尘的相对密度较低,对水幕的冲击能力较差,不能与液滴充分结合,沉降能力降低,进而也就无法被折流板有效阻截而剔出,而是随烟气排入大气。而上面已经分析过,在改善了锅炉燃烧状况之后,所增加的粉尘恰恰就是小粒径、低密度的粉尘,该除尘器的这一缺陷与现在的实际情况是相吻合的。因此可以初步确定,除尘器结构所确定的内部气体动力特性是造成目前粉尘超标排放的主要原因之一。 
  四、结论 
  综上所述,目前粉尘排放超标的主要原因是现有的除尘器结构不合理,无法适应现在的运行工况和原煤性质,同时,现有除尘器没有操作弹性,无法适应供暖负荷的变化造成的。若想根本改变现状,只有采用更加,结构合理,能够适应原煤性质和运行负荷的变化的,具备比较大的操作弹性的除尘设备,才可以彻底解决该问题。 
  五、建议 
  通过以上分析,锅炉在使用了分层给煤装置后,改善了燃烧状况,提高了燃烧效率,同时增加了小粒径、低密度粉尘的排放量,是造成锅炉烟尘排放超标的主要原因。因此,应对除尘设备进行更换,由于小粒径、低密度粉尘是主要排放物,建议改用静电或布袋式除尘器,可彻底解决该问题。 
  随着国家对环保要求的逐步提高,建议在布袋式除尘器后增加相应的脱硫设备,以进一步提高烟气排放质量。 

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