鐘偉文

（廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司，廣東湛江524000）

　　摘要：現(xiàn)代發(fā)電廠的生產(chǎn)要求既追求經(jīng)濟(jì)效益，更追求環(huán)境保護(hù)。針對生物質(zhì)發(fā)電廠煙氣NO_x的排放生成難以控制的難題，通過對廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電公司循環(huán)流化床研究分析，提出了控制NO_x排放量的技術(shù)措施，將生物質(zhì)發(fā)電廠的尾部參數(shù)排放符合國家的要求標(biāo)準(zhǔn)。

　　1電廠簡介

　　廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司（2×50MW）是中國單機(jī)容量最大的純生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)。現(xiàn)階段，環(huán)境保護(hù)是一項(xiàng)重要國策，我們既要金山銀山，又要綠水青山。由于本生物質(zhì)電廠沒有設(shè)計(jì)安裝脫硝裝置，因此，運(yùn)行中尾部排放NO_x參數(shù)是客觀存在的較大難題。本人工作中鉆研相應(yīng)資料，并且結(jié)合在生物質(zhì)電廠多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，深入分析了運(yùn)行中NO_x生成的原理，并提出了與之對應(yīng)的控制NO_x生成的排放技術(shù)措施，以達(dá)到生物質(zhì)電廠的綠色可持續(xù)發(fā)展。

　　2電廠鍋爐設(shè)備說明

　　2.1設(shè)備結(jié)構(gòu)

　　本廠采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。鍋爐是高溫高壓、單汽包、汽水自然循環(huán)、平衡通風(fēng)鍋爐。

　　鍋爐基本參數(shù)表見表1。

　　燃料特性表見表2。

　　2.2爐整體布置

　　鍋爐主要由爐膛、分離器和尾部煙道組成。爐膛與尾部煙道之間通過兩臺絕熱式旋風(fēng)分離器連接，通過旋風(fēng)分離器下部的返料閥與爐膛連接，實(shí)現(xiàn)循環(huán)流化床的外部循環(huán)。尾部煙道布置有低過、包墻、省煤器、一，二次風(fēng)空預(yù)器。

　　2.3風(fēng)煙系統(tǒng)

　　風(fēng)煙系統(tǒng)通過控制引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)的出力來控制爐膛的壓力。

　　一次風(fēng)機(jī)送出冷風(fēng)分三路進(jìn)入爐膛，第一路，經(jīng)空預(yù)器加熱流過風(fēng)帽吹入爐膛，實(shí)現(xiàn)床層流化狀態(tài)，同時也起一定助燃作用。第二路，經(jīng)過空預(yù)器加熱后的熱風(fēng)，用于水平煙道（分離器入口前的下部區(qū)域布置風(fēng)帽的方式）作吹掃風(fēng)，為防止水平煙道積灰；第三路在進(jìn)入空氣預(yù)熱器之前引出的另一股風(fēng)作為播料風(fēng)送到落料管。

　　二次風(fēng)機(jī)輸出的二次風(fēng)，經(jīng)過二次風(fēng)預(yù)熱器從爐膛前后墻分層進(jìn)入，目的是提供燃料燃燒的空氣系數(shù)。

　　燃燒后煙氣攜帶著固體粒子離開爐膛進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在分離器里，煙氣由于受到離心力的作用，固體粗離子被分離出來從內(nèi)壁滑到“J”型回料閥內(nèi)返回爐膛再燃燒，而小顆粒夾帶在煙氣中隨著煙氣進(jìn)入尾部受熱面向下流動，經(jīng)過布袋除塵器濾除灰塵粒子后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)通過煙囪排出。

　　2.4燃料系統(tǒng)

　　燃料分部提供破碎合格后的燃料，通過輸料皮帶運(yùn)至爐前料倉。鍋爐設(shè)1座料倉，每個料倉有效容積為360m3，滿足鍋爐BMCR工況30分鐘的燃料用量。

　　每個料倉底部配6個承載螺旋，每各承載螺旋底部設(shè)一套雙螺旋輸送機(jī)。燃料通過承載螺旋松散后落到一級雙螺旋輸送機(jī)上，經(jīng)軸向輸送后落入二級單螺旋輸送機(jī)，再經(jīng)軸向輸送后通過落料斜管被播料風(fēng)攜帶進(jìn)入爐膛燃燒，承載螺旋和雙螺旋輸送機(jī)均采用變頻電動機(jī)驅(qū)動。

　　3流化床鍋爐尾部排放NO_x生成原理

　　3.1熱力型和快速型

　　通過資料得知，1500℃是熱力型NO_x生成臨界點(diǎn)。當(dāng)溫度＜1500℃時，NO_x不易生成；當(dāng)溫度＞1500℃時，NO_x生成量猛增。由于實(shí)際生產(chǎn)中本廠爐膛溫度處于600-850℃，因此熱力型不是本廠NO_x的生成原因。另外快速型NO_x由于其產(chǎn)生特點(diǎn)，實(shí)際生產(chǎn)中通常也不作為控制方向。

　　3.2燃料型

　　燃料型NO_x是由燃料中的氮元素在燃燒時形成的。爐膛溫度約為600℃-800℃時，燃料型NO_x就能生成。研究發(fā)現(xiàn)空氣系數(shù)是最重要的原因，轉(zhuǎn)化率隨空氣系數(shù)增加而增大。

　　結(jié)合本廠的實(shí)際情況得知，燃料型NO_x是主要元兇，也是最主要的控制方向。

　　在曲線中可以清晰的看到，當(dāng)兩側(cè)空氣系數(shù)升高時，NO_x的生成量快速升高；當(dāng)兩側(cè)空氣系數(shù)降低時，NO_x的生成量快速下降。因此控制合適的空氣系數(shù)是重中之重。

　　4生物質(zhì)鍋爐生產(chǎn)中NO_x的控制方法

　　（1）加強(qiáng)上配料精細(xì)化管理，燃運(yùn)分部制定好當(dāng)天的上配料方案，并按上配料方案提前做好干濕燃料的混合工作。上料車要加強(qiáng)對入爐燃料的雜物檢查，發(fā)現(xiàn)燃料中的雜質(zhì)及時清理。鍋爐發(fā)生堵塞故障時必須加快處理速度，減少堵料造成空氣系數(shù)過量引起的NO_x波動。

　　（2）正常運(yùn)行中，保證流化的前提下，適當(dāng)降低一次風(fēng)量，維護(hù)在7-7.5萬km³/h之間運(yùn)行。在NO_x指標(biāo)超標(biāo)時，運(yùn)行人員應(yīng)優(yōu)先降低一次風(fēng)量來控制NO_x的升高。

　　（3）正常運(yùn)行中，運(yùn)行人員對NO_x指標(biāo)的控制必須預(yù)先判斷，提前調(diào)整，從一開始就盡量將NO_x指標(biāo)控制至最低值。二次風(fēng)量根據(jù)鍋爐氧量來調(diào)整，正常運(yùn)行中，在確保鍋爐排放SO₂指標(biāo)正常的情況下，控制鍋爐氧量在1%以下。

　　（4）正常運(yùn)行中，鍋爐兩側(cè)給料機(jī)轉(zhuǎn)速要均勻，杜絕兩側(cè)氧量偏差大于5%的情況。正常運(yùn)行中，加強(qiáng)對鍋爐氧量的監(jiān)視，根據(jù)鍋爐氧量的變化，提前干預(yù)增減燃料。在調(diào)整鍋爐燃燒時，盡量用小幅增減給料機(jī)轉(zhuǎn)速的辦法，杜絕使用大幅度停運(yùn)或投運(yùn)給料機(jī)的方法調(diào)整燃燒。

　　（5）正常運(yùn)行中，應(yīng)維持機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定，杜絕出現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷大幅度波動。在鍋爐NO_x基準(zhǔn)值偏高（長時間平均值超過180mg/m³）時，果斷鍋爐降負(fù)荷運(yùn)行。

　　5結(jié)束語

　　本文分析了生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐NO_x排放的原因，并結(jié)合本公司實(shí)際情況提出了相應(yīng)的對策，切實(shí)有效地控制了NO_x的排放量，達(dá)到了環(huán)保的要求，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]中國電力科學(xué)研究生物質(zhì)能研究室.生物質(zhì)能及其發(fā)電技術(shù)[M].中國電力出版社，2008.

　　[2]楊勇平，董長青，張俊姣.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2007.

　　[3]張殿軍，陳之航.生物質(zhì)燃燒技術(shù)的應(yīng)用[J].能源研究與信息，1999，15（3）.

　　[4]劉建禹，翟國勛，陳榮耀.生物質(zhì)燃料直接燃燒過程特性的分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，32（3）.