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燃煤鍋爐煙氣除塵方案的選擇

文檔作者：張俊霞文檔來(lái)源：晉煤金石化工投資集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月12日
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３０　 化 肥 工 業(yè) 第 ４１ 卷 第 ４ 期 作者簡(jiǎn)介：張俊霞（１９６６—） ，女，高級(jí)工程師，從事企業(yè)環(huán)保工作；ｚｊｘ１４３２＠１２６．ｃｏｍ。燃煤鍋爐煙氣除塵方案的選擇張俊霞（晉煤金石化工投資集團(tuán)有限公司 河北石家莊　０５００４１）摘要 概述了燃煤鍋爐在用現(xiàn)狀、鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)以及正在修訂中的枟鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)枠基本情況。 介紹了文丘里水膜除塵器、電除塵器以及電袋復(fù)合除塵器等鍋爐煙氣除塵技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，探討了除塵器的選擇方法，并給出不同燃煤鍋爐除塵方案的選用建議。關(guān)鍵詞 燃煤鍋爐 煙氣 除塵Selection of Flue Gas Dedusting Plan for Coal-Fired BoilerＺｈａｎｇ Ｊｕｎｘｉａ（Ｊｉｎｃｈｅｎｇ Ａｎｔｈｒａｃｉｔｅ Ｍｉｎｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ′ｓ Ｊｉｎｓｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ ．， Ｌｔｄ．?。龋澹猓澹?Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００４１）Abstract Ａ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｃｏａｌ -ｆｉｒｅｄ ｂｏｉｌｅｒ， ｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒ ｄｕｓｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｆｌｕｅ ｇａｓ ， ａｎｄ ｂａｓｉｃ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ “Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ Ａｉｒ Ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｆｏｒＣｏａｌ-Ｂｕｒｎｉｎｇ， Ｏｉｌ-Ｂｕｒｎｉｎｇ ａｎｄ Ｇａｓ-Ｆｉｒｅｄ Ｂｏｉｌｅｒ”， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｎｄｅｒｇｏｉｎｇ ｒｅｖｉｓｉｏｎ．Ａｃｔｕａｌ ｕｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆ ｂｏｉｌｅｒ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｄｕｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｖｅｎｔｕｒｉ ｓｃｒｕｂｂｅｒ ， ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｏｒ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｏｒ ＋ｂａｇ ｆｉｌｉｔｅｒ， ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｄｕｓｔ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒｓ ａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｄｕｓｔｉｎｇ ｐｌａｎｓ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏａｌ -ｆｉｒｅｄ ｂｏｉｌｅｒｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Keywords ｃｏａｌ-ｆｉｒｅｄ ｂｏｉｌｅｒ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｄｕｓｔｉｎｇ　　新修訂的枟環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)枠 （ＧＢ ３０９５—２０１２）將于 ２０１６ 年 １ 月 １ 日起在全國(guó)實(shí)施。 修訂后的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)增設(shè)了細(xì)顆粒物 ＰＭ２．５ 質(zhì)量濃度限值（二級(jí)）年平均 ３５ μｇ／ｍ３、２４ ｈ 平均 ７５ μｇ／ｍ３；可吸入污染物 ＰＭ１０質(zhì)量濃度限值更加嚴(yán)格，年平均值（二級(jí)） 指標(biāo)由 １００ μｇ／ｍ３降至 ７０ μｇ／ｍ３。當(dāng)前，我國(guó)大氣污染形勢(shì)十分嚴(yán)峻，以煤炭為主的能源消耗大幅增長(zhǎng)，加之機(jī)動(dòng)車尾氣等污染，致使環(huán)境空氣質(zhì)量下降，霧霾現(xiàn)象頻繁發(fā)生。 環(huán)境保護(hù)部 ２０１３ 年第 １４ 號(hào)公告枟關(guān)于執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的公告枠規(guī)定，在重點(diǎn)控制區(qū)的火電、鋼鐵、石化、水泥、有色、化工六大行業(yè)以及燃煤鍋爐項(xiàng)目執(zhí)行大氣污染物特別排放限值，現(xiàn)有企業(yè)不能達(dá)到特別排放限值要求的，應(yīng)根據(jù)超標(biāo)情況制訂限期治理措施，限期治理后仍不能達(dá)標(biāo)的，應(yīng)限產(chǎn)、限排或關(guān)停，并按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行處罰。燃煤鍋爐是我國(guó)第 ２ 大煤煙型污染源，是大氣污染防控的重點(diǎn)對(duì)象，燃煤鍋爐的煙塵排放將執(zhí)行越來(lái)越嚴(yán)的指標(biāo)，煙塵達(dá)標(biāo)排放對(duì)企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展至關(guān)重要。１　 燃煤鍋爐現(xiàn)狀及煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止至 ２０１１ 年，我國(guó)有各種容量的在用鍋爐 ６２．０３ 萬(wàn)臺(tái)， 其中燃煤工業(yè)鍋爐約５２．７０ 萬(wàn)臺(tái)， 占總量的 ８５％ 左右， 年耗煤量達(dá)７．２ 億 ｔ；我國(guó)工業(yè)鍋爐年排放煙塵 １ ６０１ ｋｔ、二氧化硫 ７ １８５ ｋｔ 以及氮氧化物 ２ ７１０ ｋｔ。枟鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)枠 （ＧＢ １３２７１—２００１）規(guī)定，２０００ 年 １２ 月 ３１ 日前和 ２００１ 年 １ 月１ 日起建成使用的燃煤鍋爐在一類區(qū)的煙塵排放質(zhì)量濃度限值分別為 １００ ｍｇ／ｍ３和 ８０ ｍｇ／ｍ３。根據(jù)枟鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（二次征求意見(jiàn)２０１４ 年 ８ 月 張俊霞：燃煤鍋爐煙氣除塵方案的選擇 ３１　 稿）枠編制說(shuō)明，根據(jù)總量控制和環(huán)境質(zhì)量改善的要求，參考現(xiàn)狀排放情況及治理技術(shù)，我國(guó)的工業(yè)鍋爐將以布袋除塵、電除塵、電袋除塵等高效除塵技術(shù)為主，輔以清潔能源或型煤替代，確定在用鍋爐執(zhí)行 ８０ ｍｇ／ｍ３的排放限值，新建鍋爐執(zhí)行５０ ｍｇ／ｍ３的 排 放 限 值， 特 別 排 放 限 值 執(zhí) 行３０ ｍｇ／ｍ３的排放限值。 排放限值確定的原則：①嚴(yán)格控制燃煤鍋爐的新增量，加速淘汰燃煤小鍋爐，減少燃煤鍋爐大氣污染物的排放量；推動(dòng)清潔能源的使用。 ②一般地區(qū)向現(xiàn)行的地方標(biāo)準(zhǔn)排放限值看齊；重點(diǎn)地區(qū)實(shí)施特別排放限值，采用最先進(jìn)的技術(shù)和措施滿足達(dá)標(biāo)排放要求。 ③重點(diǎn)解決顆粒物排放的問(wèn)題，推廣使用先進(jìn)的布袋除塵和靜電除塵技術(shù)。根據(jù) ２０１０ 年全國(guó)污染源普查的 ３４０ 個(gè)地級(jí)以上城市現(xiàn)有鍋爐中，１０ ｔ／ｈ 以下鍋爐數(shù)量占７０％，耗煤量占 ２３％。 此類鍋爐除塵多采用旋風(fēng)除塵器，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，但除塵效率不高。 據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)，１０ ｔ／ｈ 以下的燃煤鍋爐需進(jìn)行燃油和燃?xì)忮仩t改造、集中供熱或并網(wǎng)、優(yōu)質(zhì)型煤鍋爐和生物質(zhì)成型燃料鍋爐替代等措施；１０ ｔ／ｈ以上燃煤鍋爐需要安裝機(jī)械除塵 ＋濕法脫硫或電除塵 ＋濕法脫硫裝置。 如晉煤金石化工投資集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱金石公司）原 ４ 個(gè)生活區(qū)的鍋爐陸續(xù)拆除，改用集中供暖，新建生活區(qū)直接參加集中供熱，徹底消除了小鍋爐煙塵污染。２　 燃煤鍋爐煙氣除塵技術(shù)的應(yīng)用２．１　 兩級(jí)文丘里 －水膜除塵器濕法除塵金石公司原有 ６ 臺(tái)鍋爐 （ １＃和 ２＃分別為１０ ｔ／ｈ 和 ２０ ｔ／ｈ 沸騰鍋爐，３＃和 ４＃均為鏈條鍋爐，５＃和 ６＃均為 ３５ ｔ／ｈ 循環(huán)流化床鍋爐），１＃和 ２＃鍋爐采用旋風(fēng)除塵，３＃和 ４＃鍋爐采用沉降室除塵，經(jīng)陸續(xù)改造后，均采用兩級(jí)文丘里 －水膜除塵器處理煙氣，效果較好；５＃和 ６＃鍋爐原設(shè)計(jì)采用旋風(fēng)除塵器 －水膜除塵器兩級(jí)除塵，考慮到循環(huán)流化床鍋爐煙氣量大、煙塵含量高，對(duì)旋風(fēng)除塵器沖刷磨損較大，因此，施工時(shí)改為一級(jí)文丘里 －沖擊沉降室 －二級(jí)文丘里除塵工藝，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平面布置，經(jīng)環(huán)保部門多次測(cè)定，排放煙氣中煙塵質(zhì)量濃度在 ３８ ～８０ ｍｇ／ｍ３，符合燃煤鍋爐煙氣國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。２．１．１　 除塵工藝流程文丘里除塵器由收縮管、喉管、擴(kuò)散管及壓力噴水裝置組成。 當(dāng)鍋爐煙氣由進(jìn)氣管進(jìn)入收縮管后，流速逐漸增大，在喉管入口處達(dá)到最大值；水通過(guò)沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進(jìn)入。 煙氣沿一級(jí)文丘里通過(guò)擴(kuò)散管進(jìn)入沖擊沉降室，其中的灰塵被吞沒(méi)在水中，煙氣螺旋上升至頂部，然后經(jīng)二級(jí)文丘里除塵后進(jìn)入水膜除塵器，大顆粒粉塵在離心力作用下被甩向筒壁并與在筒壁上形成的水膜接觸而被去除。２．１．２　 除塵器技術(shù)參數(shù)以 ２０ ｔ／ｈ 沸騰鍋爐為例，除塵器技術(shù)參數(shù)為：正筒內(nèi)徑 Φ２ ０５０ ｍｍ，副筒內(nèi)徑 Φ１ ４００ ｍｍ，沉降室內(nèi)徑 Φ１ ４００ ｍｍ，處理煙氣量 ６０ ０００ ～６５ ０００ ｍ３／ｈ，進(jìn)口流速 １５ ｍ／ｓ，筒體內(nèi)煙氣上升速度 ３．５ ～４．５ ｍ／ｓ，文丘里喉部流速 ５５ ｍ／ｓ，除塵器總阻力 ２ ０５０ Ｐａ，耗水量 ２２ ｍ３／ｈ，除塵效率≥９９．６％。２．１．３　 煙塵排放濃度鏈條鍋爐等層燃鍋爐煙塵初始排放質(zhì)量濃度以最大值 ２ ２００ ｍｇ／ｍ３計(jì)，除塵后煙塵排放質(zhì)量濃度 ＜３０ ｍｇ／ｍ３；沸騰鍋爐煙塵初始排放質(zhì)量濃度在 １５ ０００ ～２０ ０００ ｍｇ／ｍ３，除塵后煙塵排放質(zhì)量濃度為 ６０ ～８０ ｍｇ／ｍ３。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)盡量采用灰分含量較低的原料煤；保證除塵器水壓、水量；含塵水應(yīng)進(jìn)行充分沉淀分離，盡量降低循環(huán)水中懸浮物含量，確保除塵效果。 濕法除塵技術(shù)效率高，可有效地將粒徑為 Φ０．１ ～２０．０ μｍ 的煙塵除去，故１０ ｔ／ｈ 以上及 ２０ ｔ／ｈ 以下的燃煤鍋爐可采用此方法處理；但該法占地面積較大、操作環(huán)境差。２．２　 四級(jí)電除塵器除塵電除塵器是含塵氣體在通過(guò)高壓電場(chǎng)發(fā)生電離的過(guò)程中使塵粒荷電，并在電場(chǎng)力的作用下使塵粒沉積在集塵極上，通過(guò)振打使集塵落入灰斗中，從而實(shí)現(xiàn)塵粒從含塵氣體中分離出來(lái)的一種設(shè)備。金石公司 ２００６ 年新增的 ７５ ｔ／ｈ 循環(huán)流化床鍋爐采用四電場(chǎng)靜電除塵器對(duì)鍋爐煙氣進(jìn)行除塵，鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)靜電除塵器的一室、二室、三室和四室 ４ 個(gè)電場(chǎng)進(jìn)行除塵，每個(gè)電場(chǎng)設(shè) １ 只灰斗，采用正壓氣力輸送系統(tǒng)，塵粒通過(guò)灰管輸送３２　 化 肥 工 業(yè) 第 ４１ 卷 第 ４ 期 至灰?guī)欤辉谳敾抑鞴艿赖钠鹗级?，配?１ 套正壓充氣、負(fù)壓反抽的清堵裝置。 經(jīng)環(huán)保部門監(jiān)測(cè)，該靜電除塵器的除塵效率達(dá) ９９．８％以上，鍋爐排放煙氣中的煙塵質(zhì)量濃度為 ４７ ｍｇ／ｍ３，符合排放標(biāo)準(zhǔn)要求。電除塵器主要技術(shù)參數(shù)：煙氣溫度１４５ ℃，煙氣處理量 １７０ ０００ ｍ３／ｈ，入口氣中煙塵質(zhì)量濃度３２ ｇ／ｍ３， 除 塵 效 率 ≥ ９９．８５％， 本 體 阻 力 ≤３００ Ｐａ。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，操作人員應(yīng)對(duì)電除塵系統(tǒng)勤檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；電壓應(yīng)穩(wěn)定，若電壓低，將影響除塵效率；各振打裝置應(yīng)完好，無(wú)障礙物，采用合適的振打強(qiáng)度和振打頻率，及時(shí)清灰；灰斗各處應(yīng)結(jié)合嚴(yán)密不漏灰，氣力輸灰系統(tǒng)氣壓正常，輸灰管道無(wú)堵塞。２．３　 電袋復(fù)合除塵器袋式除塵器和電除塵器是目前工業(yè)應(yīng)用最多、除塵效率最高的除塵設(shè)備，但這 ２ 種除塵設(shè)備各有優(yōu)缺點(diǎn)。 將電除塵器和袋式除塵器串聯(lián)在一起，可發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。 電袋復(fù)合除塵器設(shè)置為前電后袋，電除塵器可收集煙氣中 ７０％ ～８０％的粉塵，使進(jìn)入濾袋的粉塵含量大大降低，剩余的２０％ ～３０％粉塵經(jīng)電場(chǎng)后，帶電粉塵相互凝聚成較大的顆粒進(jìn)入濾袋除塵區(qū)；因粉塵帶有同性電荷，粉塵附著在濾袋上較疏松，使過(guò)濾阻力降低，清灰變得容易，且清灰周期變長(zhǎng)，延長(zhǎng)了濾袋的使用壽命。 該除塵方法對(duì)微細(xì)粉塵的捕集效率高達(dá)９９．９％，是循環(huán)流化床鍋爐煙氣除塵的有效設(shè)備。金石公司某子公司的 ７５ ｔ／ｈ 循環(huán)流化床鍋爐采用電袋復(fù)合除塵器技術(shù)，鍋爐排放煙氣中煙塵質(zhì)量濃度可降至 ３０ ｍｇ／ｍ３以下，符合排放要求。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)注意檢查濾袋，如有破損應(yīng)及時(shí)更換。３　 鍋爐煙氣除塵方案的選擇選擇燃煤鍋爐煙氣處理方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)燃煤鍋爐的規(guī)模、燃燒方式、燃煤收到基灰分含量、鍋爐出口氣體煙塵含量，全面考慮除塵效率、壓力損失、一次性投資、運(yùn)行費(fèi)用、維修管理等因素。燃煤鍋爐煙氣中煙塵初始排放含量參考值見(jiàn)表 １，常用除塵器性能及對(duì)不同粒徑灰塵的分級(jí)效率見(jiàn)表 ２［ １］。表 １　燃煤鍋爐煙氣中煙塵初始排放含量參考值項(xiàng) 目 燃煤收到基灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù) ／％煙塵初始排放質(zhì)量濃度 ／（ｍｇ· ｍ －３ ）Ⅰ時(shí)段 Ⅱ時(shí)段層燃鍋爐自然通風(fēng)鍋爐［ ＜０．７ ＭＷ（１ ｔ／ｈ） ］ １５０ １２０ 其他鍋爐［≤２．８ ＭＷ（４ ｔ／ｈ） ］ ≤２５＞２５  ８００２ ０００ : ６００１ ８００ ?他鍋爐［ ＞２．８ ＭＷ（４ ｔ／ｈ） ］ V２５＞２５ ０００２ ２００ :８００２ ０００ ?鍋爐 循環(huán)流化床鍋爐其他沸騰鍋爐１５ ０００２０ ０００ N ０００１８ ０００ 機(jī)鍋爐　　 ５ ０００ ５ ０００ :?２　常用除塵器性能及對(duì)不同粒徑灰塵的分級(jí)效率項(xiàng) 目 除塵總效率 ／％不同粒徑灰塵的分級(jí)效率 ／％０ ～５ μｍ ５ ～１０ μｍ １０ ～２０ μｍ １０ ～４４ μｍ ＞４４ μｍ 設(shè)備費(fèi)帶擋板的沉降室 ５８．６ ７．５ ２２．０ ４３．０ ８０．０ ９０．０ 少 Ù

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