循環(huán)流化床鍋爐(CFB)具有煤質(zhì)適應(yīng)性廣，污染物排放控制成本低等優(yōu)勢，在我國燃煤電站鍋爐中占有較大的比例。但是隨著國家對環(huán)境保護(hù)的重視，火電站燃煤污染物排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。2014、2015 年發(fā)改委、環(huán)保部、能源局三部委連續(xù)發(fā)文，要求燃煤電站鍋爐污染物排放達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，即在基準(zhǔn)氧含量 6%條件下，氮氧化物、二氧化硫、煙塵排放濃度分別不高于 50，35，10 mg/m3。在這一政策的要求下，循環(huán)流化床鍋爐僅依靠爐內(nèi)燃燒控制氮氧化物、爐內(nèi)石灰石脫除硫氧化物等低成本污染物控制方式已不能滿足超低排放政策的需要。

為了保證循環(huán)流化床鍋爐滿足最新的污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)，同時保持其污染物控制成本低的優(yōu)勢，一種經(jīng)濟(jì)、高效的超低排放技術(shù)路線成為循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的迫切需要。

1循環(huán)流化床鍋爐污染物超低排放技術(shù)路線

大多數(shù)循環(huán)流化床鍋爐通過爐內(nèi)低氮燃燒，可將爐膛出口 NOx原始排放濃度控制在200mg/m3以下，再結(jié)合SNCR脫硝技術(shù)，即可實現(xiàn) NOx的超低排放，這成為循環(huán)流化床鍋爐NOx超低排放的首選技術(shù)。

由于投資成本極低，爐內(nèi)脫硫技術(shù)通常為循環(huán)流化床鍋爐首選的脫硫技術(shù)。在爐內(nèi)脫硫不能滿足超低排放要求時，則需在爐外增設(shè)二級脫硫。常見的二級脫硫技術(shù)有石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)以及半干法 CFB-FGD 技術(shù)，除塵技術(shù)則可根據(jù)不同的脫硫技術(shù)進(jìn)行選擇。因此，脫硫技術(shù)的選擇，成為循環(huán)流化床鍋爐制定超低排放技術(shù)路線的關(guān)鍵。

1.1啟以石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)為核心的循環(huán)流

化床鍋爐超低排放技術(shù)路線

當(dāng)選擇石灰石 - 石膏濕法脫硫技術(shù)時，循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)路線如圖 1 所示。

上述超低排放技術(shù)路線包括:爐內(nèi)低氮燃燒 + 爐內(nèi)脫硫 + SNCR煙氣脫硝 + SCR 煙氣脫硝(預(yù)留) +FGC(煙氣冷卻，可選) + 靜電除塵器(或電袋除塵器) + 濕法脫硫 + 濕式靜電除塵器(或其它高效除塵技術(shù)) + FGR(煙氣再熱，可選)。相應(yīng)地，各技術(shù)方案中污染物濃度設(shè)計如表 1 所示。

1.2以半干法 CFB-FGD 技術(shù)為核心的循環(huán)流化床

鍋爐超低排放技術(shù)路線

當(dāng)選擇半干法 CFB-FGD 技術(shù)時，循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)路線如圖 2 所示。

上述超低排放技術(shù)路線包括:爐內(nèi)低氮燃燒 + 爐內(nèi)脫硫 + SNCR煙氣脫硝 + SCR煙氣脫硝(預(yù)留) +半干法 CFB-FGD + 電袋復(fù)合除塵器(或高效布袋除塵器)。相應(yīng)地，各技術(shù)方案中污染物濃度設(shè)計如表 2所示。

1.3兩種超低排放技術(shù)路線優(yōu)缺點比較

上述兩種超低排放技術(shù)路線中所涉及的各種污染物控制方案均有大量應(yīng)用業(yè)績，也有其相應(yīng)的優(yōu)缺點。兩種方案的差別在于脫硫除塵部分，表 3 列出了兩種超低排放技術(shù)路線脫硫除塵部分主要的優(yōu)缺點。

表 3 的對比情況表明，以半干法 CFB-FGD 為核心的循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)路線具備更多的優(yōu)點，且缺點較少，從技術(shù)上分析應(yīng)作為循環(huán)流化床鍋爐超低排放的首選技術(shù)路線。

2循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)路線技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比分析

為了更好地對比上述兩種超低排放技術(shù)路線，為循環(huán)流化床鍋爐在制定超低技術(shù)路線時提供指導(dǎo)、建議，本文以某 350 MW 超臨界循環(huán)流化床鍋爐為例，對兩種超低排放技術(shù)路線進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比分析。

2.1設(shè)計條件

由于兩種超低排放技術(shù)路線的低氮燃燒、SNCR以及爐內(nèi)脫硫方案相同，因此僅對比空預(yù)器之后脫硫除塵部分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。該項目空預(yù)器出口煙氣參數(shù)如表 4 所示。

2.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比分析

本例中，以石灰石石膏濕法脫硫技術(shù)為核心的超低排放技術(shù)路線在空預(yù)器之后包括:ESP + 濕法脫硫+ WESP。根據(jù)多年的運(yùn)行案例，由于未設(shè)置 FGC 和FGR，煙囪需進(jìn)行鈦合金內(nèi)襯或相近技術(shù)的防腐處理，同時為實現(xiàn)脫硫廢水零排放的要求，需設(shè)置脫硫廢水處理系統(tǒng)。

以半干法脫硫為核心的超低排放技術(shù)路線在空預(yù)器之后則包括:半干法 CFB-FGD + 電袋除塵器。無需脫硫廢水處理系統(tǒng)，無需對煙囪進(jìn)行超常規(guī)的防腐處理。

兩種循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)路線技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比分析如表 5 所示。其中，設(shè)備年運(yùn)行小時數(shù)按 5 000 h 計算，設(shè)備年維護(hù)費(fèi)用按總投資的 3%計算。

由表 5 可以看出:在相同的設(shè)計條件下，以半干法脫硫為核心的超低排放技術(shù)路線的投資、運(yùn)行費(fèi)用均明顯低于以濕法脫硫為核心的超低排放技術(shù)路線，兩者的維護(hù)費(fèi)用則基本相當(dāng)。從最終的綜合年費(fèi)用來看，以半干法脫硫為核心的超低排放技術(shù)路線也具有顯著的優(yōu)勢。

3結(jié)論

針對循環(huán)流化床鍋爐煙氣污染物超低排放的需求，本文提出了兩條分別以半干法脫硫、石灰石 - 石膏濕法脫硫為核心的循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)路線。

通過技術(shù)優(yōu)缺點對比分析，可初步判斷以半干法脫硫為核心的超低排放技術(shù)路線具有技術(shù)方面的優(yōu)勢。

本文進(jìn)一步對兩種超低排放技術(shù)路線進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比分析，以半干法脫硫為核心的技術(shù)路線其年綜合費(fèi)用比以濕法脫硫為核心的技術(shù)路線低40%，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。

綜上所述，本文推薦以半干法脫硫為核心的超低排放技術(shù)路線作為循環(huán)流化床鍋爐超低排放的首選技術(shù)路線，主要包括:爐內(nèi)低氮燃燒 + 爐內(nèi)脫硫 +SNCR煙氣脫硝 + SCR 煙氣脫硝(預(yù)留) + 半干法CFB-FGD + 電袋復(fù)合除塵器/高效布袋除塵器。