淺談石河子市集中供熱鍋爐煙塵排放標技術分析

一、前言 
　　石河子市熱力公司于2012年10月建成投用兩臺70MW熱水鍋爐用于集中供熱（設備標號為5#、6#鍋爐），配套使用兩臺FCT—F復合式濕式脫硫除塵器。根據監測，這兩臺集中供熱鍋爐煙塵排放濃度自開工運行以來，基本都出煙塵排放標狀態，已嚴重影響了集中供熱工作的正常運行，給周邊環境也造成了嚴重污染，因此必須盡快予以解決。 
　　二、現狀分析 
　　為了便于分析，選取6#爐作為分析對象。根據監測，選取元月26日至2月5日6#爐在線監測系統正常后排塵濃度數據，見表1： 
　　從表1 的數據可以看出，6#爐的煙塵排放已嚴重標，高標幅度達到89%（國家標準是小于等于200 mg/Nm3），對周邊環境影響非常嚴重。 
　　三、原因分析 
　　針對集中供熱新建兩臺70MW熱水鍋爐煙塵排放嚴重標的問題，下面從原煤質量、生產運行和設備等三個方面進行分析。 
　　（一）原煤質量 
　　從表2的數據可以看出，熱值是滿足設計要求的，均大于23.03 kj/kg；灰分比較大，達到20%以上，該指標是影響排塵濃度的主要原材料指標，設計要求是不大于11%，但原煤的質量是不可控的，只能通過運行設備的調整來消除原材料的影響。 
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　　為了便于分析，我們取與爐渣含碳量分析相對應的生產數據進行分析。影響排塵濃度的工藝技術參數有：爐膛溫度、爐膛負壓、煙氣含氧量、煤層厚度、爐排下風壓和爐渣含碳量等參數。 
　　但是在運行工況改善的同時，也不可避免的增加了純灰的量，尤其是安裝了分層給煤裝置之后，原煤燃燒效果大大改善，沫煤在爐膛中（不是爐排上）的燃燒量大大增加，而且燃燒更加充分，由此產生的灰塵量相對增加，而且該灰塵的粒徑是比較小的，相對密度較低，重力沉降效果較小，除塵器水幕的吸附能力相對下降，密度和粒徑較小的灰塵遇水幕反射，導致除塵效果降低。 
　　由以上的分析可以看出，通過嚴格工藝指標的控制，改善了鍋爐的燃燒工況，提高了原煤的燃燒效率，降低了原煤的消耗量，這正是我們所希望的，但同時由于燃燒充分，小粒徑、低密度的粉塵量也大大增加，而這只能通過除塵設備來予以解決。 
　　（三）設備方面 
　　1、鍋爐 
　　鍋爐初始排塵濃度的國家標準是小于1800 mg/Nm3，2004年3#爐進行環保驗收時，當時鍋爐的初始排塵濃度均小于1600 mg/Nm3，是滿足國家標準要求的，6#爐的初始排塵濃度無實測數據（已安排測試），但是由于6#爐和3#爐屬于同一種類型的鍋爐，可以推測其初始排放濃度在同等條件下不會有大的出入，也應該是達標的。由此可以確認鍋爐本身不是排塵濃度標的主要原因。 
　　2、除塵器 
　　目前我們的除塵設備是水沖擊式除塵器，對于這種類型的除塵器而言，當煙氣與霧化液滴之間的相對速度必須達到50m/s以上，其除塵效率才能達到95-97%。而目前我們的除塵器煙水相對速度在滿負荷的情況下僅為大不會過15m/s，遠遠低于上述要求，而對小粒徑的粉塵而言，相對速度不夠，則粉塵無法與液滴充分接觸，發生有效碰撞，塵粒的有效尺寸無法增加，同時由于細塵的相對密度較低，對水幕的沖擊能力較差，不能與液滴充分結合，沉降能力降低，進而也就無法被折流板有效阻截而剔出，而是隨煙氣排入大氣。而上面已經分析過，在改善了鍋爐燃燒狀況之后，所增加的粉塵恰恰就是小粒徑、低密度的粉塵，該除塵器的這一缺陷與現在的實際情況是相吻合的。因此可以初步確定，除塵器結構所確定的內部氣體動力特性是造成目前粉塵標排放的主要原因之一。 
　　四、結論 
　　綜上所述，目前粉塵排放標的主要原因是現有的除塵器結構不合理，無法適應現在的運行工況和原煤性質，同時，現有除塵器沒有操作彈性，無法適應供暖負荷的變化造成的。若想根本改變現狀，只有采用更加，結構合理，能夠適應原煤性質和運行負荷的變化的，具備比較大的操作彈性的除塵設備，才可以*解決該問題。 
　　五、建議 
　　通過以上分析，鍋爐在使用了分層給煤裝置后，改善了燃燒狀況，提高了燃燒效率，同時增加了小粒徑、低密度粉塵的排放量，是造成鍋爐煙塵排放標的主要原因。因此，應對除塵設備進行更換，由于小粒徑、低密度粉塵是主要排放物，建議改用靜電或布袋式除塵器，可*解決該問題。 
　　隨著國家對環保要求的逐步提高，建議在布袋式除塵器后增加相應的脫硫設備，以進一步提高煙氣排放質量。