循环流化床锅炉环保参数异常原因分析与对策

循环流化床锅炉环保参数异常原因分析与对策

钟声 王颖太

莱州龙泰热电有限公司 山东省莱州市 261400

摘要：随着我国环保力度不断加大，对电厂循环流化床烟气排放提出了更高要求。通过采用SNCR/SCR脱硝、炉内炉外联合脱硫和多级除尘的方式，能够显著降低污染物整体排放浓度。但是循环流化床自身存在着炉内脱硫效果滞后、热性大的问题。在循环流化床正常运转期间，缺乏定期的维护和保养，会导致运行调控效率不高、关键设备异常故障等多种问题，很容易导致环保参数异常。本文通过对循环流化床机组环保参数异常的主要原因进行分析，并且提出相应的解决对策，制定多种策略确保对循环流化床工艺进行妥善改进，全面增强电厂发电的整体效果减少环保参数异常的几率。

关键词：循环流化床锅炉；烟气污染物；参数异常；原因；对策

环保参数主要包括SO₂、NOx以及烟尘等相关指标。如果根据现行的污染物排放标准，循环流化床机组脱硫主要以炉内喷钙和炉外湿法（半干法）脱硫方式为主。采用低温分级燃烧、SNCR+SCR脱硝工艺或者电袋除尘+湿式静电除尘等方式，可以显著降低污染物排放的效果。但是在脱硝脱硫除尘工艺运行中，如果出现燃煤硫分变化大、氧量异常以及回料器返料不畅、SNCR或SCR脱硝效率下降等问题，很可能引起环保参数异常的问题。通过对燃煤机组进行合理控制，运用煤仓防腐技术等针对性的解决措施，可以有效消除机组升降负荷回料器返料不畅等问题，确保参数指标得到合理有效控制，避免出现环保参数异常等问题。

一、循环流化床机组环保参数常见的异常问题分析

（一）二氧化硫异常分析

我公司现有三炉两机（三台130t/h高低差速床循环流化床锅炉+一台24MW抽凝汽轮发电机组和一台25MW背压汽轮发电机组），其中锅炉为江西江联能源环保股份有限公司生产，适合燃用低热值燃料燃用龙口矿业集团生产的煤矸石、油母页岩，入炉煤发热量在2400-3000大卡/kg，属于低硫燃料，平均含硫量0.45-0.8%^[1]。

循环流化床锅炉内部床温、煤质、石灰品质发生变化，必然会导致最终的脱硫结果造成影响。燃煤含硫量越高，则SO₂的排放量也越大。石灰石不同反应活性会对脱硫反应效果产生明显的影响。从实际的运行状况来看，在循环流化床运用半干法脱硫以及石灰石石膏湿法脱硫中CaS具有密切的关联。在循环流化床锅炉运行中，如果出现回料器返料不畅、煤仓堵煤等异常故障，必然会导致环保参数出现显著波动。当燃煤硫含量增大时，SO₂的排放浓度也会显著提高，从而引起参数异常变化。硫含量变大与煤源稳定性和燃煤掺配均匀性均有密切的关联。在煤仓堵煤后，可能会导致给煤机断煤，使炉内燃烧增加，造成SO₂浓度瞬时升高，引发参数异常。如果回料器返料不畅也会造成炉内燃烧的稳定性受到干扰，造成设备运行的可靠性受到影响。炉内脱硫反应不当，在回料器中返料不畅的原因，除耐火材料脱落堵塞之外，还与一、二次风量增减过大或过级具有密切的关联。石灰石给料泵下料不畅，主要原因在于石灰粉堵塞排气管道，所以造成质量变化频繁波动，引起燃烧异常等问题。另外炉外湿法脱硫系统喷淋效果、石灰石品质、浆液密度及PH值范围等也会对二氧化硫排放造成直接影响。

（二）NOx异常分析

NOx作为循环流化床锅炉最主要的产物，浓度与氧含量，具有明显的关联。在高氧燃烧的条件下，浓度会显著增高。如果炉膛出口温度降低，氧含量增加，则既不能满足脱硝窗口的温度条件，也会导致最终氧含量过高，使排放浓度发生明显变化。通常来说，循环流化床锅炉为了保持最低的运行风量，氧含量通常在8%以上，而NOx的原始浓度比较低，但折算后依然超过标准，无法满足最低排放的要求。很多电厂为了能够降低指标，往往会投入过量的氨水等脱硝剂，造成浓度氨逃逸，导致湿法脱硫污水氨氮超标和锅炉后部受热面挂壁和堵塞空预器等问题。

（三）烟尘异常分析

在循环流化床锅炉中，最主要的涂层工艺主要以布袋除尘或者电除尘的方式为主。其中布袋除尘能够与烟尘性质滤袋性质和运行阻力具有密切关联，电袋除尘的效率与设备结构烟气性质具有密切关联，当电袋复合除尘工艺应用的过程中。如果出现率大破坏，cEMS系统发生故障，导致机组启停造成烟尘折算量过高也会引发烟尘排放参数异常的问题。循环流化床机组在实际运行中，除尘器滤袋破损后的效率明显下降，引发烟尘异常等问题。最主要的原因在于吹扫风量小以及反吹压缩空气中含水量过高等问题，会导致烟尘仪镜片出现脏污等问题，也会引发参数异常。在循环流化床机组运行中，除尘滤袋破损后，会导致除尘效率过低，无法满足除尘的要求。在直接测量中吹扫风量过小，而反吹压缩空气含水量过高，受到诸多因素的影响，也会导致烟气过滤效果达不到预期要求。

二、循环流化床机组环保参数异常的主要解决策略

（一）对设备故障进行及时检修

循环流化床锅炉出现环保参数异常的主要原因在于设备无法正常工作，其中包括锅炉本体和配套的环保设施。在锅炉本体中旋风分离器的运行效果尤为重要直接关系到SO2、NOx以及烟尘等污染物的原始排放浓度；脱硫、脱硝和除尘等环保设施的运行效率和稳定性直接关系到污染物的达标排放。在实际运行中，技术人员必须要积极针对循环流化床锅炉机组和配套的环保设备进行全面检查。对锅炉分离器运行状态进行判断可以通过炉膛中部温度和炉膛差压的变化进行判断，温度升高和差压变小都可能反映分离器存在问题。

（二）运行调整及自动控制

目前各种现代化机械设备显著增多，通过运用信息化技术可以实现运行设备故障的自动检查与处理。通过自动化控制系统可以对循环流化床锅炉的运行状况进行自动检测，全面提高异常工况的处理效率。炉膛氧量、炉膛温度、炉膛及料层差压、返料温度等因素都直接或间接影响SO2、NOx以及烟尘原始排放浓度，可以通过信息化技术实现运行设备故障的自动检查与处理，以稳定污染物排放指标，实现连续动态达标排放。

（三）起停机对策

在循环流化床机组启停过程中，如果出现环保参数异常的问题，则需要针对炉内流化正常的条件下，降低氧含量，控制在合理的范围内，从而避免因为氧含量过高而造成参数异常问题。所以必须要对一、二次风机与引风量进行合理控制，避免风量大幅波动而造成炉内燃烧工况出现明显异常。同时还要控制烟囱入口处负压波动的问题，保证污染物排放更加稳定^[4]。

结束语：

目前循环流化床机组环保参数异常的原因包括非常多，但大多数是因为设备异常故障而导致的，为此在日常管理中需要加大对循环流化床的设备进行合理控制与定期维修检查，及时发现潜在的问题与不足。要高度关注燃煤品质的控制，避免燃煤含硫量过高，减少参数异常问题。在锅炉启停和运行过程中，需要对氧量、床温、料层差压、返料温度等数据进行有效控制，有效减少污染物排放等问题，确保设备的运行可靠性显著提高。

参考文献：

[1]焦东新.循环流化床锅炉返料异常的原因及调整策略[J].能源与节能,2020(12):59-60+72.

[2]罗险峰, 朱长青. 高低差速床低倍率循环流化床锅炉及系统[J]. 湖北电力, 2011, 35(002):14-16.

[3]宁显勇.循环流化床锅炉返料器返料异常的分析及处理[J].大氮肥,2020,43(01):25-27.

[4]王永佳,陈莹.145MW循环流化床机组锅炉高温再热器壁温异常分析[J].科技经济导刊,2019,27(27):101+97.