【关键词】工业锅炉;污染物;排放特性;控制
中图分类号:TK4文献标识码A文章编号1006-0278(2015)12-134-01
在众多大气污染物中,燃料燃烧污染十分严重,不仅会污染环境,还会对人体健康造成威胁,在工业不断扩大的今天,各种污染物也在逐渐增加,尤其是近年来,以北京市为首的各大城市都出现了雾霾天气,粉尘污染尤为严重,因此,提升对燃煤锅炉的要求就显得异常重要。
一、工业锅炉污染物的排放特性
(一)粉尘排放性质
(二)二氧化硫排放性质
在煤灰分中经常会带有氧化钙等碱性金属物质,由此而来的飞灰将与烟气中的二氧化硫发生反应生成硫酸盐,具有脱硫作用,这时就会降低烟气中的二氧化硫浓度。即便是含硫量相同的煤,由于热质量与煤耗不同,但锅炉出力相同,使用高热值时,对于煤耗相对较低,能够进入到炉膛中的含硫量也会大大减少,同时,二氧化硫的浓度也会随之降低。通常情况下,煤发热量与二氧化硫排放浓度有直接关系,因此一定要注意两者之间的联系。
(三)氮氧化物排放性质
将锅炉炉膛温度上升到1350摄氏度以上时,空气中的氮气就会与氧气相结合,生成氮氧化物,而当温度上升到1500摄氏度时,两种气体的反应速度会大大加快,进而生成大量氮氧化物。同时,在煤炭中的氮有机化合物在燃烧过程中会被分解为氰、氨等,被氧化后成为氮氧化物。
二、做好工业锅炉排放节能控制的方法
(一)重视锅炉技术改造
要做好工业锅炉节能排放控制工作,首先应对锅炉进行改造,采用分层给煤装置,也就是在原煤进入料口时,就通过分层给煤装置完成筛选工作,在筛板的作用下将原煤合理分布在炉排上,这样也有助于将风引进燃烧室中,提高燃烧率,同时也可以让锅炉适应更多煤种,降低灰渣含碳量,促使锅炉实现高效稳定运行。
(二)强化锅炉运行管理
在锅炉运行管理中还要做好排烟管理运行工作,在了解过排烟温度等各项指标以后,可以适当调整锅炉运行参数,确保锅炉良好运行。使锅炉与管道运行具有较强的保温性能,降低散热损失,从而有效减少锅炉运行中出现漏热等情况。为保证锅炉烟气受热面始终保持清洁,可以将高效清灰剂加入其中。同时培训管理人员与操作人员,使其具有较强技能,并组织相关工作人员参与节能法规学习,学习节能知识与管理知识,以此强化他们的节能管理观念,保证锅炉安全运行。
(三)做好锅炉水质监管工作
在锅炉使用一段时间以后,锅炉内部会出现杂质及水垢,会降低锅炉热效率,也会威胁到锅炉安全运行。因此,一定要做好锅炉水质监管工作,采用水处理技术与除垢技术,同时全面分析与了解锅炉给水情况,分析与检验锅炉运行情况,只有将水垢完全去除以后才能保证良好运行,进而提高锅炉热效率。
(四)重视锅炉与选煤配合
要保证锅炉良好运行,最重要的就是做好选煤工作,选择优质煤,从源头上降低污染。同时,还需要以集中配送方式完成煤炭运输与管理,并做好煤炭运输工作,全程实现网络信息化管理,重视煤炭资源配置工作。再者,煤炭价格要与国际接轨,通过影子价格等实现优质优价。对于国家来说也要出台相关标准,确定工业锅炉污染物排放标准,要求工业通过各种方式降低污染物含量,对于超标企业给予经济制裁,严重的令其停业整顿。各级地方政府也要从本地煤炭性质与环境实际情况出发,强制性要求工业企业用煤标准,在执行过程中也要严格,不会给任何企业、任何人留情面,只有这才能够才能让各企业认识到国家对污染物的重视,通过这种方式企业也可以真正履行自己的责任,减少不良影响出现。
三、结论
通过以上研究得知,工业锅炉污染物排放超标将直接影响到人们的生活,严重破坏生态环境,这就需要采取有效措施加以解决。因此,本文提出从改造工业锅炉开始做好准备工作,要求从业人员通过培训等强化自身素质,国家制定严格控制标准,因此降低工业污染物污染。
参考文献:
[1]王占山.燃煤火电厂和工业锅炉及机动车大气污染物排放标准实施效果的数值模拟研究[D].中国环境科学研究院,2013.
关键词:300MW循环流化床;锅炉;优点;发展趋势;
中图分类号:TK223文献标识码:A
引言
中国不仅是一个生产煤的国家也一个燃煤的大国,根据中国的国情,中国在未来很长一段时间也主要能源以煤炭为主,这是我们长期的基本国情,但随着中国电力工业的不断发展和人们需求的不断提高,中国的煤炭消费总量将继续通过燃烧煤炭来发电在短期内是不会改变。但燃煤会带来环境污染和生态破坏,据统计,二氧化硫排放量为中国的总金额突破20万吨,居世界第一位,其中二氧化碳排放量来自煤炭燃烧85%,带来我们严重危害。因此,循环流化床燃烧技术,这是一种比较成熟的,高效率,低污染清洁技术,可以适应不同煤的来源,浓度较低的污染物排放,具有良好的负载调节性能,对煤的利用率大大的提高。目前,中国的未来很重视环境,较大的燃烧煤发电厂负荷调节范围增大,多种的煤源以及环保和燃煤之间的矛盾,使我国将首选高效低污染的循环流化床锅炉作为新型燃煤技术。
1、锅炉的概述
它的结构简单,紧凑,与传统的粉煤炉型差不多,锅炉由燃烧设备、煤炭设备,床点火装置、分离并返回给料装置、冷却系统、过热器、省煤器、空气预热器、钢结构主体、平台扶梯、炉壁等组成。布风板和密相区炉内部采用高强度耐磨可塑料;水冷壁外墙采用敷管炉墙结构,外加外护板。高温旋风分离器,水平烟道和尾部烟道炉壁使用轻型炉墙、护板结构。根据循环流化床锅炉,炉室、高温旋风分离器部位使用高强度耐磨塑料,高强度耐磨砖,以确保锅炉运行安全可靠的运行。
2、锅炉启动调试
(1)锅炉调试重要性:锅炉启动调试是全面检验主机及其配套设备的设计、制造、安装、调试和生产准备工作的质量的重要环节,是保证今后锅炉安全、可靠、经济运行的一个重要程序。通过启动调试应达到如下目的:检验锅炉、辅机、控制系统等设备的安装质量;确保管道内表面清洁、管道内无杂物;初步了解锅炉和主要辅机等设备的运行特性;检验锅炉控制系统、保护系统的合理性和可靠性;初步检验锅炉和辅机满负荷运行能力;发现锅炉和辅机等存在的重要缺陷,以便及时采取有效的措施;同时也培训了有关运行人员对设备性能的了解及运行的初步调整,为试生产和商业运行打好基。
(2)锅炉整体启动前的准备:锅炉整体启动试运前,应已完成各系统主要设备的分部调试外,还须完成锅炉的水压试验,烘炉,冷态空气动力特性试验,清洗锅炉本体,蒸汽管道吹扫,锅炉点火试验,锅炉安全阀整定,辅机联锁保护试验,锅炉主保护试验等主要工作。冷态启动前,通常按调试大纲、运行规程及锅炉使用说明书,对锅炉本体及其汽水系统、烟风系统、燃烧系统,有关的辅机、热控、化学水处理设备以及现场环境等进行全面检查,以满足锅炉安全启动条件。
3、循环硫化床锅炉的优点:
优点:由于循环硫化床锅炉独特的流体动力特性和结构,使其具备有许多独特的优点,以下分别加的简述。
1、燃料适应性:这是循环流化床锅炉主要特性优点之一。在循环流化床锅炉中按重量计,燃料仅占床料的1%-3%,其它是不可燃的固体颗粒,如脱硫剂、灰渣或砂。循环流化床锅炉的特殊流体动力特性使得气、固和固与固体燃料混合非常好,因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混合,燃料被此速加热至高于看火温度,而同时床层温度没有明显降低,只要燃料热值大于加热燃料本身和燃料所需的空气至着火温度所需的热量。循环流化床锅炉既可用优质煤,也可烧用各种劣质煤,如高灰分煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤矸石、泥煤、以及油页岩、石油焦、炉渣树皮、废木料、垃圾等。
2、燃烧效率高:循环流化床锅炉的燃烧效率要比链条炉高得可达97.5-99.5%,可与煤粉炉相媲美。循环流化床锅炉燃烧效率高是因为下述特点:气、固混合良好,燃烧速率高,特别是对粗粉燃料,绝大部分未燃尽的燃料被经过高温旋风分离器再循环至炉膛再燃烧,同时,循环流化床锅炉能在较宽的运行变化范围内保持较高的燃烧效率,甚至燃用细粉含量高的燃料时也是如此。
3、高效脱硫:循环流化床锅炉的脱硫比其它炉型更加有效,典型的循环流化床锅炉脱硫可达90%。与燃烧过程不同,脱硫反应进行得较为缓慢,为了使氧化钙(燃烧石灰石)充分转化为硫酸钙,烟气中的二氧化硫气体必须与脱硫剂有充分长的接触时间和尽可能大的反应面积。当然,脱硫剂颗粒的内部并不能完全反应,气体在燃烧区的平均停留时间为3-4秒钟,循环流化床锅炉中石灰石粒径通常为0.1-0.3mm,无论是脱硫剂的利用率还是二氧化硫的脱除率,循环流化床锅炉都比其他锅炉优越。
4、氮氧化物(NOX)排放低:氮氧化物排放低是循环硫化床锅炉一个非常吸引人的一个特点。运行经验表明,循环流化床锅炉的二氧化氮排放范围为50-150PPM或40-120mg/mJ。NOX排放低的原因:一是低温燃烧,此时空气中的氮一般不会生成NOX,二是分段燃烧,抑制燃料中的氮转化NOX,并使部分已生成NOX得到还原。
5、循环流化床锅炉的发展
2003年按照国家科委的要求,国内三大锅炉制造厂家和七大设计院联合引进法国ALSTOM公司Velizy200MW~350MW等级的循环流化床(CirculatingFluidBed,CFB)锅炉技术。CFB锅炉的主要特点有:外置式换热器的运用、π型炉膛和扩展水冷壁受热面的应用、高效旋风分离器的设计和大口径钟罩式风帽的应用等。经过制造厂和设计院对引进技术的推广应用,四川白马电站于2005年12月整套机组启动并网发电,相继在开远、秦皇岛、小龙潭、蒙西、等机组投产运行,在借鉴引进技术的基础上,三大锅炉制造厂总结分析引进技术的成功经验和工程中存在的不足并进行改进,形成具有自主知识产权的300MWCFB锅炉技术,结合与中科院联合设计的200MWCFB锅炉的实验研究结果进行放大设计,提出以燃烧低质、高灰分的劣质燃料,特别是以煤矸石为主,以节能为重点的针对性设计方案。在充分发挥CFB锅炉燃烧技术优越性的前提下,力求系统简单可靠,降低厂用电耗。在CFB锅炉设计时充分考虑防磨损技术措施,以提高CFB锅炉可靠性,提升CFB锅炉在运行时的经济效益和环保效益,发挥CFB锅炉对燃料适应性强、可燃烧低热值燃料、锅炉负荷适应性好、蓄热能力强、运行稳定、炉内脱硫、脱硝和脱硫工艺系统简单、二氧化硫和氮氧化物排放量达到国家标准、与煤粉炉相比可减少脱硫和脱硝系统的投资和运行成本的优势。目前已投运的粤电云浮电厂300MWCFB锅炉运行稳定,整台机组运行达到了设计要求,运行人员熟悉掌握了CFB锅炉的运行特点,经过现场对CFB锅炉的改进和提高,机组的可靠性和经济效益大幅度提升。
6、结束语
循环流化床锅炉燃料适用范围广,特别适用各种劣质燃料,包括选煤厂副产品、工业废料、生活垃圾、各种低热值污泥、生物废渣、以及多种混合燃料等。不同的循环流化床锅炉对燃料适应性差别也很大,直接影响到锅炉运行的稳定性、可靠性、经济性。所以锅炉启动调试是全面检验主机及其配套设备的设计、制造、安装、调试和生产准备工作的质量的重要环节,是保证今后锅炉安全、可靠、经济运行的一个重要程序。
参考文献
[1]P.巴苏,S.A.弗雷泽.循环流化床锅炉的设计与运行.北京:科学出版社.1994,
[2]党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行.北京:中国电力出版社.2002,
【关键词】生物质成型燃料锅炉设计;双层炉排;动态评价;技术经济
锅炉设计是我国工业生产中所涉及到的一个重要方面,必须要采取切实有效的方式来进行设计,最大限度的避免锅炉的排放过大,容易对环境造成重大的污染的弊端。而双层炉排生物质成型燃料锅炉在进行设计的过程中,更是要注重这方面的问题。下文主要针对双层炉排生物质成型燃料锅炉设计与研究进行了全面详细的探讨。
1、双层炉排的设计依据
我国在生物质成型燃料燃烧上所进行的相关理论研究起步较晚,其中所涉及到的研究课题也没有发达国家深入,但是仍然能够明显的发现,这一方面是能够切实有效的解决生物质高效、干净利用的重要课题。就目前来说,如果没有彻底了解生物质成型燃烧理论,那么就必须要把以往传统的燃烧锅炉进行相应的改造,但即便是这样,其炉膛自身的容积、形状、过剩空气等各个方面在这一过程中所体现出来的成型燃烧都是完全不匹配的,在这种情况之下,直接导致了锅炉自身所具有的热效率、燃烧率无法充分的满足要求,并且锅炉所存在的污染排放超标等方面的问题也在这一过程中体现出了较为严重的状况。所以,必须要使用生物质成型燃烧理论来针对专用锅炉进行全面深入的研究,这是当前锅炉中所涉及到的一个重要问题。
1.1燃烧特性
以稻草,玉米秆,高粱秆,木屑为例子,对比它们的工业分析、元素分析、以及发热量的数值,我们可以得出结论:生物质成型燃料的挥发分远远高于煤,含碳量和灰分也比煤小很多,热值比煤要小。
(1)原生物质燃烧特性,原生物质尤其是秸秆类的生物质密度较小,体积大,挥发分在60%~70%之间,易燃。热分解时的温度低,一般来说,350C就能释放80%的挥发分,燃烧速度很快。需氧量也远大于外界扩散所提供的氧量,导致供养不足,从而形成CO等的有害物质。
(2)生物质成型燃料特性,生物质成型燃料自身所具有的密度要远远大于以往的原生物质,这主要是由于其自身是经过高压处理之后才彻底成型的,并且呈现出块状物体,其结构、组织所具有的各方面特性,直接使得挥发热量、传热的速度大幅度的降低,并且火温也在这一过程中持续不断的升高,性能较差,但是依然比煤的性能更加优秀。燃烧开始的时候挥发分是慢速分解的,在动力区燃烧,速度也中等,逐渐过度到扩散区和过渡区。
1.2设计生物质成型燃料锅炉的主要要求
结构布置,采用了双层炉排的设计结构,也就是手烧炉排,并且在一定高度加上一道水冷却的钢管式炉排。其组成包括了:上炉门、中炉门、下炉门、上炉排、下炉排、辐射受热面、风室、燃烬室、炉膛、炉墙、对流受热面、排气管、烟道和烟囱等。
上炉门是保持的常开设计,这一门的本身所起到的主要作用便是用作燃料的投放以及空气的进入。中炉门能够对下炉所排放上来的燃料进行燃烧,同时对于燃烧的残渣进行清理。通常情况下,都仅仅只是使用在清理以及点火操作砂锅。下炉门在实际操作的过程中,一般都是作为排灰操作,仅仅只对其供应少量的空气到其中,只需要在锅炉运行的过程中轻微打开即可,在进行检查的过程中,主要是依据下炉燃烧的具体状况来作为是否打开的一个依据。在上炉以上的位置,都是作为风室来进行使用,而上下炉排之间则是作为炉膛来进行使用。在锅炉的墙上必须要设置相应的排烟口,烟口位置不能够过高,否则极有可能会导致烟气出现短路的可能性。但是其烟口本身的位置也不能过低,否则在下炉排的灰渣厚度无法达到要求的情况下,就可能会导致锅炉燃烧出现一定程度的问题。在进行设计的过程中,务必遵循相应的原理来进行,也就是让一定粒径的生物质燃料能够进入到上炉门中进行燃烧,而上炉排在这一过程中所存在的生物质屑以及灰渣都能够下炉排继续进行燃烧。
2、对双层炉排生物质成型燃料锅炉的前景分析
生产、利用这两个方面从本质上来说,就是一个将生产目的、手段都投入大量的资金和人力进行深入研究的重要过程中,在这整个过程之中,所涉及到的不仅仅知识一个经济过程,同样也是经济和技术进行完美结合的一个过程。只有其中所涉及到的经济因素和技术因素能够在这一过程中进行切实有效的协调,才能够为该技术的发展和推广提供保障。
2.1技术分析
双层炉排生物质成型燃料锅炉设计的热负荷是87千瓦,热水温度95摄氏度,进水的温度是20摄氏度,热效率也能高达70%,其排烟温度200摄氏度。它在技术的性能上十分占优势,有很高的热效率和燃烧效率,也减少了有害气体和烟尘的排放量,符合我国的标准,对环境带来的损害小,所以可以考虑广泛应用于各种活动生产中来。
2.2经济分析
从经济效益方面来说,由于双层炉排生物质成型燃烧锅炉在实际使用过程中所展现出来的燃烧效率极高,这使得燃料能够在这其中最大限度的进行燃烧,其中所存在的热量损失也较小,减少了燃料费用的使用。和燃煤锅炉相比较而言,这一锅炉燃烧形式更加的经济、适用。除此之外,在成本费用中,还包括了固定资产的投入部分以及运行成本。而在固定资产投入的费用之中,则是直接包含了设备以及建设费这两项,例如锅炉成本为一万元,那么土建费以及安装费这两个部分就是五千元,并且在运行费用之中还会包含大量的人工费、原料费、电费、维修费,这其中所存在的主要优点就在于人工费的节省。如果说成型技术以及设备能够进行持续不断的深入研究,那么就还可以在以往的基础之上来进行成本降低,所以,该方式是完全可取的,能够良好的适应当前经济发展需求。
3、结语
综上所述,双层炉排锅炉是现代锅炉设计中一个极其重要的进步,这一类型的锅炉能够极大的提高生产效率,并且切实有效的减少了污染物的排放,锅炉的各个方面也充分的达到了工质参数所严格要求的指数,并且在当前燃料市场价格不断上扬的情况下,相关的研究人员还应当针对这一方面进行持续不断的研究,这能够促使双层炉排锅炉在现代工业中的占有率获得进一部的提升。
参考文献
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[2]刘圣勇,陈开碇,张百良.国内外生物质成型燃料及燃烧设备研究与开发现状[J].可再生能源,2002(04)
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