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燃煤鍋爐煙氣除塵方案的選擇

文檔作者：張俊霞文檔來源：晉煤金石化工投資集團有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年05月12日
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上一篇：燃氣鍋爐摻燒多種尾氣的實踐

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３０　 化 肥 工 業 第 ４１ 卷 第 ４ 期 作者簡介：張俊霞（１９６６—） ，女，高級工程師，從事企業環保工作；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有限公司 河北石家莊　０５００４１）摘要 概述了燃煤鍋爐在用現狀、鍋爐煙塵排放標準以及正在修訂中的枟鍋爐大氣污染物排放標準枠基本情況。 介紹了文丘里水膜除塵器、電除塵器以及電袋復合除塵器等鍋爐煙氣除塵技術的實際應用情況，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．　Ｈｅｂｅｉ 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　　新修訂的枟環境空氣質量標準枠 （ＧＢ ３０９５—２０１２）將于 ２０１６ 年 １ 月 １ 日起在全國實施。 修訂后的國家標準增設了細顆粒物 ＰＭ２．５ 質量濃度限值（二級）年平均 ３５ μｇ／ｍ３、２４ ｈ 平均 ７５ μｇ／ｍ３；可吸入污染物 ＰＭ１０質量濃度限值更加嚴格，年平均值（二級） 指標由 １００ μｇ／ｍ３降至 ７０ μｇ／ｍ３。當前，我國大氣污染形勢十分嚴峻，以煤炭為主的能源消耗大幅增長，加之機動車尾氣等污染，致使環境空氣質量下降，霧霾現象頻繁發生。 環境保護部 ２０１３ 年第 １４ 號公告枟關于執行大氣污染物特別排放限值的公告枠規定，在重點控制區的火電、鋼鐵、石化、水泥、有色、化工六大行業以及燃煤鍋爐項目執行大氣污染物特別排放限值，現有企業不能達到特別排放限值要求的，應根據超標情況制訂限期治理措施，限期治理后仍不能達標的，應限產、限排或關停，并按相關規定進行處罰。燃煤鍋爐是我國第 ２ 大煤煙型污染源，是大氣污染防控的重點對象，燃煤鍋爐的煙塵排放將執行越來越嚴的指標，煙塵達標排放對企業可持續健康發展至關重要。１　 燃煤鍋爐現狀及煙塵排放標準據統計，截止至 ２０１１ 年，我國有各種容量的在用鍋爐 ６２．０３ 萬臺， 其中燃煤工業鍋爐約５２．７０ 萬臺， 占總量的 ８５％ 左右， 年耗煤量達７．２ 億 ｔ；我國工業鍋爐年排放煙塵 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準枠 （ＧＢ １３２７１—２００１）規定，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的煙塵排放質量濃度限值分別為 １００ ｍｇ／ｍ３和 ８０ ｍｇ／ｍ３。根據枟鍋爐大氣污染物排放標準（二次征求意見２０１４ 年 ８ 月 張俊霞：燃煤鍋爐煙氣除塵方案的選擇 ３１　 稿）枠編制說明，根據總量控制和環境質量改善的要求，參考現狀排放情況及治理技術，我國的工業鍋爐將以布袋除塵、電除塵、電袋除塵等高效除塵技術為主，輔以清潔能源或型煤替代，確定在用鍋爐執行 ８０ ｍｇ／ｍ３的排放限值，新建鍋爐執行５０ ｍｇ／ｍ３的 排 放 限 值， 特 別 排 放 限 值 執 行３０ ｍｇ／ｍ３的排放限值。 排放限值確定的原則：①嚴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；推動清潔能源的使用。 ②一般地區向現行的地方標準排放限值看齊；重點地區實施特別排放限值，采用最先進的技術和措施滿足達標排放要求。 ③重點解決顆粒物排放的問題，推廣使用先進的布袋除塵和靜電除塵技術。根據 ２０１０ 年全國污染源普查的 ３４０ 個地級以上城市現有鍋爐中，１０ ｔ／ｈ 以下鍋爐數量占７０％，耗煤量占 ２３％。 此類鍋爐除塵多采用旋風除塵器，其特點是結構簡單、造價低，但除塵效率不高。 據新標準，１０ ｔ／ｈ 以下的燃煤鍋爐需進行燃油和燃氣鍋爐改造、集中供熱或并網、優質型煤鍋爐和生物質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有限公司（以下簡稱金石公司）原 ４ 個生活區的鍋爐陸續拆除，改用集中供暖，新建生活區直接參加集中供熱，徹底消除了小鍋爐煙塵污染。２　 燃煤鍋爐煙氣除塵技術的應用２．１　 兩級文丘里 －水膜除塵器濕法除塵金石公司原有 ６ 臺鍋爐 （ 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 循環流化床鍋爐），１＃和 ２＃鍋爐采用旋風除塵，３＃和 ４＃鍋爐采用沉降室除塵，經陸續改造后，均采用兩級文丘里 －水膜除塵器處理煙氣，效果較好；５＃和 ６＃鍋爐原設計采用旋風除塵器 －水膜除塵器兩級除塵，考慮到循環流化床鍋爐煙氣量大、煙塵含量高，對旋風除塵器沖刷磨損較大，因此，施工時改為一級文丘里 －沖擊沉降室 －二級文丘里除塵工藝，并根據現場進行平面布置，經環保部門多次測定，排放煙氣中煙塵質量濃度在 ３８ ～８０ ｍｇ／ｍ３，符合燃煤鍋爐煙氣國家排放標準的要求。２．１．１　 除塵工藝流程文丘里除塵器由收縮管、喉管、擴散管及壓力噴水裝置組成。 當鍋爐煙氣由進氣管進入收縮管后，流速逐漸增大，在喉管入口處達到最大值；水通過沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進入。 煙氣沿一級文丘里通過擴散管進入沖擊沉降室，其中的灰塵被吞沒在水中，煙氣螺旋上升至頂部，然后經二級文丘里除塵后進入水膜除塵器，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　 除塵器技術參數以 ２０ ｔ／ｈ 沸騰鍋爐為例，除塵器技術參數為：正筒內徑 Φ２ ０５０ ｍｍ，副筒內徑 Φ１ ４００ ｍｍ，沉降室內徑 Φ１ ４００ ｍｍ，處理煙氣量 ６０ ０００ ～６５ ０００ ｍ３／ｈ，進口流速 １５ ｍ／ｓ，筒體內煙氣上升速度 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量濃度以最大值 ２ ２００ ｍｇ／ｍ３計，除塵后煙塵排放質量濃度 ＜３０ ｍｇ／ｍ３；沸騰鍋爐煙塵初始排放質量濃度在 １５ ０００ ～２０ ０００ ｍｇ／ｍ３，除塵后煙塵排放質量濃度為 ６０ ～８０ ｍｇ／ｍ３。在實際生產運行過程中，應盡量采用灰分含量較低的原料煤；保證除塵器水壓、水量；含塵水應進行充分沉淀分離，盡量降低循環水中懸浮物含量，確保除塵效果。 濕法除塵技術效率高，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、操作環境差。２．２　 四級電除塵器除塵電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場發生電離的過程中使塵粒荷電，并在電場力的作用下使塵粒沉積在集塵極上，通過振打使集塵落入灰斗中，從而實現塵粒從含塵氣體中分離出來的一種設備。金石公司 ２００６ 年新增的 ７５ ｔ／ｈ 循環流化床鍋爐采用四電場靜電除塵器對鍋爐煙氣進行除塵，鍋爐產生的煙氣經靜電除塵器的一室、二室、三室和四室 ４ 個電場進行除塵，每個電場設 １ 只灰斗，采用正壓氣力輸送系統，塵粒通過灰管輸送３２　 化 肥 工 業 第 ４１ 卷 第 ４ 期 至灰庫；在輸灰主管道的起始端，配置 １ 套正壓充氣、負壓反抽的清堵裝置。 經環保部門監測，該靜電除塵器的除塵效率達 ９９．８％以上，鍋爐排放煙氣中的煙塵質量濃度為 ４７ ｍｇ／ｍ３，符合排放標準要求。電除塵器主要技術參數：煙氣溫度１４５ ℃，煙氣處理量 １７０ ０００ ｍ３／ｈ，入口氣中煙塵質量濃度３２ ｇ／ｍ３， 除 塵 效 率 ≥ ９９．８５％， 本 體 阻 力 ≤３００ Ｐａ。在實際運行過程中，操作人員應對電除塵系統勤檢查，發現問題及時處理；電壓應穩定，若電壓低，將影響除塵效率；各振打裝置應完好，無障礙物，采用合適的振打強度和振打頻率，及時清灰；灰斗各處應結合嚴密不漏灰，氣力輸灰系統氣壓正常，輸灰管道無堵塞。２．３　 電袋復合除塵器袋式除塵器和電除塵器是目前工業應用最多、除塵效率最高的除塵設備，但這 ２ 種除塵設備各有優缺點。 將電除塵器和袋式除塵器串聯在一起，可發揮各自的優點。 電袋復合除塵器設置為前電后袋，電除塵器可收集煙氣中 ７０％ ～８０％的粉塵，使進入濾袋的粉塵含量大大降低，剩余的２０％ ～３０％粉塵經電場后，帶電粉塵相互凝聚成較大的顆粒進入濾袋除塵區；因粉塵帶有同性電荷，粉塵附著在濾袋上較疏松，使過濾阻力降低，清灰變得容易，且清灰周期變長，延長了濾袋的使用壽命。 該除塵方法對微細粉塵的捕集效率高達９９．９％，是循環流化床鍋爐煙氣除塵的有效設備。金石公司某子公司的 ７５ ｔ／ｈ 循環流化床鍋爐采用電袋復合除塵器技術，鍋爐排放煙氣中煙塵質量濃度可降至 ３０ ｍｇ／ｍ３以下，符合排放要求。在實際運行過程中，應注意檢查濾袋，如有破損應及時更換。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，應根據燃煤鍋爐的規模、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、運行費用、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表 １，常用除塵器性能及對不同粒徑灰塵的分級效率見表 ２［ １］。表 １　燃煤鍋爐煙氣中煙塵初始排放含量參考值項 目 燃煤收到基灰分質量分數 ／％煙塵初始排放質量濃度 ／（ｍｇ· ｍ －３ ）Ⅰ時段 Ⅱ時段層燃鍋爐自然通風鍋爐［ ＜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 循環流化床鍋爐其他沸騰鍋爐１５ ０００２０ ０００ N ０００１８ ０００ 機鍋爐　　 ５ ０００ ５ ０００ :?２　常用除塵器性能及對不同粒徑灰塵的分級效率項 目 除塵總效率 ／％不同粒徑灰塵的分級效率 ／％０ ～５ μｍ ５ ～１０ μｍ １０ ～２０ μｍ １０ ～４４ μｍ ＞４４ μｍ 設備費帶擋板的沉降室 ５８．６ ７．５ ２２．０ ４３．０ ８０．０ ９０．０ 少 Ù

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