关于集中供热小型燃煤锅炉

摘要：介绍了集中供热小型燃煤锅炉烟气脱硫系统取消脱硫烟气旁路烟道所采取的针对性措施,为集中供热工程燃煤锅炉脱硫烟气旁路拆除提供借鉴

关键词：集中供热工程；脱硫；旁路烟道拆除

中图分类号：TF704.3 文献标识码：A

一、政策要求

按照《国家环境保护“十二五”规划》要求，“十二五”期间要推进主要污染物减排，加大二氧化就减排力度，烟气脱硫设备要按照规定取消烟气旁路。同时各省市为全面完成减排任务，也相继出台了一系列措施。以山东省为例，2012年8月就下发了《关于做好燃煤机组脱硫烟气旁路拆除工作的通知》，通知要求2012年底前，各市要完成辖区内50％以上的重点燃煤机组(单机装机容量300兆瓦及以上)脱硫烟气旁路拆除工作；2013年底前，重点燃煤机组全部拆除脱硫烟气旁路；2014年底前，基本完成300兆瓦以下燃煤机组脱硫烟气旁路拆除工作。

二、大型燃煤发电厂改造情况简介

大型发电厂脱硫系统大多采用石灰石-石膏法，“一炉一塔”设置。旁路拆除后对原脱硫系统进行改造，如：为避免锅炉事故状态超温，增加脱硫塔（简称FGD,下同）烟气入口喷淋降温装置；为防止锅炉点炉时油渍对脱硫剂的污染，增加FGD内废水排放系统；为加强对脱硫系统的保护，对控制逻辑系统进行调整和完善。改造完成后，脱硫系统成为与发电厂锅炉、汽轮发电机组同步运行的一部分，运行状况良好。

三、集中供热燃煤锅炉脱硫系统现状分析

目前我国集中供热工程燃煤锅炉的脱硫系统原理上与大型发电厂脱硫系统并无太大差异，但由于运行方式、场地、投资等多方面因素，又存明显不同于大型电厂脱硫系统自身的特点。

脱硫塔设置一般为“多炉一塔”形式

区别于大型发电厂脱硫系统大多采用石灰石-石膏法“一炉一塔”设置，由于集中供热工程一般建设在城市内部，靠近居民区、商务区，受占地面积所限，脱硫系统一般设置为“多炉一塔”形式，即多台锅炉共用一台脱硫塔及公用设施；同时，由于集中供热锅炉相对于大型发电厂锅炉容量较小，在“多炉一塔”的配置下也可以实现烟气的达标排放。

脱硫系统配备设备质量较差

由于集中供热锅炉大多数只是在冬季供暖季期间运行，运行时间较短，并且有较长的检修维护时间。因此，出于节省投资考虑，集中供热工程的脱硫系统在设备、材料选用方面较大型发电厂脱硫设备而言，无论是质量还是运行可靠性方面都无法达到大型发电厂水平。

四、集中供热燃煤锅炉脱硫烟道旁路拆除面临的问题

1、集中供热锅炉采用的“多炉一塔”配置，许多集中供热热源厂仅有一套脱硫设备，意味着烟气旁路挡板拆除后，一旦脱硫塔或主要设备出现故障，将造成整个热源厂所有锅炉停运。因集中供热热源厂承担着大面积居民区、商务区以及重要生产单位的生产用热，在冬季严寒条件下一旦停热，将会造成极大地经济损失和负面社会影响。

2、现已投运的FGD装置由于旁路烟道已经建设，且整个FGD的工艺设计以及设备配置都按照有旁路烟道考虑，拆除旁路将面临以下工艺上的问题：

2.1 机组启动初期投油助燃污染浆液

锅炉在点炉及启动初期需投油助燃，其未燃尽的成分和部分烟尘随烟气进入吸收塔，使得浆液中的油污、粉尘、有机物等含量增加，导致吸收塔内泡沫增多，造成DCS上压差液位计测得的液位远远低于真实液位，从而导致吸收塔间歇性溢流或浆液倒流至烟道，引发各种事。

2.2 除雾器堵塞几率增加

由于锅炉启动过程中，电除尘及布袋除尘器均不能投运，会导致烟气中携带粉尘、杂质较多，容易造成除雾器的堵塞，影响脱硫系统运行。

2.3 高烟尘对吸收塔的影响

由于烟尘中含有微量的氟化铝,当其进入浆液后,会迅速溶解并覆盖在浆液微粒的表面,阻止浆液与烟气中酸性气体的接触,从而使得脱硫效率急剧下降,浆液pH值也持续降低。此时,即使大量补充石灰石浆液也无济于事,只能将吸收塔解列,抛弃浆池中的浆液,引入新鲜的石灰石浆液。现在的锅炉点火主要采用等离子和油枪两种方式。若采用等离子点火,在锅炉启动时,除尘器可以同步投运,有效去除烟气中的烟尘。若采用油枪点火,则不能选择灰分过高的燃料。

2.4 锅炉故障对脱硫装置的影响

锅炉某些故障状况下会导致烟气超温，超过吸收塔防腐内衬所能承受的最高值，会对吸收塔内衬、喷淋层、除雾器等造成破坏性影响。如：厂用电中断时排烟温度可能高达320-350℃，引风机有数分钟的惰走时间。

五、集中供热燃煤锅炉脱硫烟道旁路拆除应采取的相关改造措施

为提高整个集中供热工程热源厂的运行可靠性，首先应该将之前的“多炉一塔”形式改为“一炉一塔”，确保一台脱硫塔出现问题的情况下不至于影响全厂运行。

2、增设吸收塔入口原烟道事故喷淋系统。

2.1 增设吸收塔入口原烟气烟道事故喷淋系统，事故喷淋的水量应保证机组满负荷正常运行最高排烟温度时，吸收塔入口烟温小于70℃。

2.2 事故喷淋系统烟道内部分应选用C276等耐腐蚀的合金钢材质，外部管道易采用普通碳钢等材质。

2.3 事故喷淋水源应供水可靠，建议选用消防水和工业水两路水源或在原烟道上部设置事故喷淋水箱。

2.4事故喷淋门应保证电源可靠（保安电源或UPS电源等）。

2.5事故喷淋系统应建立定期试验制度。

3、原、净烟气挡板门

3.1保留脱硫系统净烟气挡板门，但应制定可靠措施杜绝运行中净烟气挡板门误关闭。

3.2考虑主机跳机事故喷淋故障无法启动时需要焖炉原烟气挡板门各单位可根据本单位的实际情况保留或拆除，但应制定可靠措施杜绝运行中原烟气挡板门误关闭。

4、增设增压风机旁路系统及吸风机出口防爆门

4.1 设置脱硫变的脱硫系统设置增压风机旁路烟道，旁路烟道设置快开旁路挡板门。

4.2未设置脱硫变的系统可根据本单位的实际情况决定是否设置增压风机旁路系统。

4.3 在引风机和增压风机之间的烟道上设置防爆门，防止增压风机跳闸后使部分烟道超压，引起烟道事故。

5、提高脱硫系统的可靠性

从设备和设计裕量上提高脱硫系统的可靠性与适应性，使脱硫系统的可用率达到与主机一致的水平。

5.1由于集中供热热源厂现在实际燃烧煤种和当时设计煤种差别较大。首先要控制燃煤品质，使燃煤含硫量、灰分、发热量等重要参数在设计范围之内。

5.2 建议采用双管路供浆，即采用2台供浆泵（1用1备）、2条供浆管道（1用1备）供浆，不致于因供浆管道磨损影响脱硫系统投运。

5.3 建议采用双管路排浆，即采用2台排浆泵（1用1备）、2条排浆管道（1用1备）排浆，不致于因排浆管道磨损影响脱硫系统投运。

5.4 建议将增压风机、烟气系统挡板等纳入主机控制系统。

5.5 建议将3台吸收塔搅拌器接入保安电源，将事故状态下对吸收塔造成的危害降到最低。

5.6 取消两套脱硫系统的GGH，对烟囱进行防腐处理，脱硫系统可靠性将会大大提高。

6、电气、热控系统的改造

6.1 有条件的单位可设置备用脱硫高压电源系统，并设置快切装置，在机组启停阶段投入备用电源保证脱硫系统设备的正常运行。

6.2 有条件的单位未设置脱硫变的脱硫系统浆液循环泵电源应分别接于不同的供电段，避免因某段电源故障导致脱硫系统浆液循环泵全部停运。

6.3根据具体情况，对吸收塔搅拌器、事故喷淋门、工艺水泵、增压风机油泵等设备应该配备可靠的事故保安电源或UPS电源。

6.4为保证供浆系统的可靠可考虑增设备用供浆系统。

6.5脱硫系统所有保护信号均采取三取二方式，原有测点数量不足的，应予以补齐。

7、旁路拆除前需对控制系统、除雾器、喷淋系统、搅拌器或脉冲悬浮系统、浆液循环泵、吸收塔本体及烟道等影响脱硫系统稳定运行的设备进行合理改造及维护，保证设备的稳定可靠运行。

8、运行逻辑的修改

根据脱硫吸收塔内喷淋系统及除雾器本体材质能够允许的烟气温度，为确保吸收塔内的设备安全，旁路封堵改造的同时进行部分控制系统逻辑改造：

8.1 FGD跳闸进锅炉主保护，触发MFT。

8.2 吸收塔出口净烟气温度高于75℃，延时15秒，FGD跳闸触发锅炉MFT。

8.3 取消所有涉及原旁路挡板的逻辑。

8.4 取消所有涉及原、净烟气挡板的逻辑。

8.5 原烟气烟尘浓度高跳FGD逻辑取消改为报警。

8.7 吸收塔液位低跳浆液循环泵改作报警。

8.8 增加事故喷淋喷水门联锁

8.8.1 吸收塔出口烟温达到75℃联锁开。

8.8.2 仅有一台浆液循环泵运行联锁开。

8.8.3 原烟气温度高于正常设定温度联锁开。

9、锅炉应满足在采用等离子点火、微油点火等方式或低负荷运行时煤粉燃烧完全，保证除尘器系统正常投运。

10、锅炉启动点火前必须满足“点火许可条件”（包括脱硫系统满足启动条件），否则不得进行点火。

11、合理改造点火设备（或燃气点火），实现少油点火，避免除尘器及吸收塔浆液的污染。

12、低负荷投油稳燃需加强对空预器吹灰，防止尾部再燃烧引起原烟气超温。

六、结束语

随着国家环保部门对烟气排放要求的不断提高，集中供热工程燃煤锅炉脱硫烟气旁路拆除工作已经势在必行；各个集中供热热源厂应该在借鉴大型火力发电厂脱硫烟气挡板门拆除经验的基础上，再结合自身的实际情况进行改造，从而实现减排任务，提高空气质量。

参考文献：

1、《华电国际山东分公司脱硫设施旁路挡板门拆除及烟道封堵指导意见》