燃气锅炉烟气深度利用的工程应用分析

燃气锅炉烟气深度利用的工程应用分析

叶尔太·热旦

新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 新疆乌鲁木齐830011

摘要：随着国家整治大气污染的力度不断加大，锅炉排放标准也越来越严格，对锅炉的运用也提出了新的要求。传统的燃煤锅炉由于存在较大的污染物排放量且治理难度较大，而被逐步淘汰。不可再生能源的过度开采与环境的日益恶化是整个地球所有国家需要共同面对与解决的问题，各个国家对绿色环保的重视程度逐渐加强。贯穿中国的“西气东输”工程的陆续完工与投用以及在全国各个省市陆续开展“煤改气”工程，大量的燃煤锅炉因存在污染问题停止使用，取而代之的是以天然气为原料的燃气锅炉。

关键词：燃气锅炉；烟气深度利用；工程应用

引言

近年来，随着煤改气政策实施，综合节能技术在许多城市的燃气锅炉供热领域得到广泛关注。其中，烟气余热回收是最为有效的节能技术路径之一。该文以一大型集中供热燃气锅炉房为例进行分析，该锅炉房应用超低氮微压相变锅炉与燃气热泵一体机设备，实现了烟气余热回收改造。

1锅炉大气污染物排放标准

工业生产时会向空气中排放大量污染物，这也是影响空气质量的重要因素，会大大降低人们的生活质量。为了减少工业锅炉大气污染物排放对环境的负面影响，我国出台了《锅炉大气污染物排放标准》，明确提出了工业锅炉各项污染物排放控制的相关要求。标准中规定了各类污染物的排放浓度，如二氧化硫、氮氧化物等。我国部分地区工业化进程发展迅速，如北京市、上海市、山东省等，这些地区在国家标准的基础上进行了调整和修订，提高了工业锅炉大气污染物排放的限值，其中北京市最为严格。从这个角度来看，国家已经在大气污染管控方面的工作一直没有停止，而且正不断对原有制度进行修订，旨在通过提升锅炉大气污染物达标排放标准，来实现环境保护的目的。

2燃气锅炉烟气深度利用的工程应用

2.1严格控制烟气中的氧含量

控制燃气锅炉大气污染物排放指标中的氧含量十分有必要，能够显著减少对大气环境的污染。具体措施如下：（1）控制好配风量。根据以往锅炉燃烧的实际情况来看，正常运行过程中，锅炉炉膛的负压在20~30Pa范围内；如果燃烧风机的给风量超过了这一范围，会增加炉膛内多余的空气，一方面会让锅炉热效率大大降低，另一方面锅炉烟气中的氧含量、含尘量会大大超出规定标准。想要合理控制配风量，有关部门可加大技术研发力度，或是直接引进锅炉燃烧控制管理系统；（2）避免燃炉长时间低负荷运行。有关工作人员要让燃炉在正常状态下运行，保持其负荷程度系数在70%以上，如果长期在低负荷情况下运行，燃烧面积不足、空气利用率不高等都是容易出现的问题，会导致氧含量迅速上升，增加污染物的排放量；（3）增设烟气在线分析仪。如果锅炉设备本身的质量就不过关，则会引起锅炉系统漏风，火焰观察孔区域、鼓风机挡板区域、引风机挡板区域等，都是容易发生这一问题的关键部位。漏风之后更多空气会加入到锅炉的化学反应中，通过烟囱抽力直接进入烟道，增加氧含量。为此，可针对每个锅炉增设单独的烟囱和烟气在线分析仪，时刻对锅炉的运行状态进行监督和管理，并安排专业人员定期检修，始终将烟气氧含量控制在正常范围内。

2.2氮氧化物控制方法

改善燃烧和燃烧低氮化，是控制燃气锅炉氮氧化物排放量的两种主要手段。改善燃烧的主要目的在于，抑制温度型氮氧化物的产生；而燃烧低氮化能够控制燃料型氮氧化物的生成。具体方法如下：（1）低氧燃烧法。在燃气锅炉运行的过程中，通过减少过量的氧气含量来达到减少氮氧化物的生成。值得注意的是，如果过量空气比较低，会出现不完全燃烧的情况，增加天然气消耗量；（2）排烟再循环法。先让低温状态下的烟气和燃料混合，再利用增加烟气体积和降低氧气分压的方式来降低燃烧温度；（3）阶段燃烧型。先进行过浓燃烧，随后送入余下的空气。在工业生产中，控制氮氧化物排放量的方式是多种多样的，可单独使用也可组合应用，都能够取得良好效果。

2.3选用防腐蚀材料

防腐蚀的材料很多，物理结构与化学特性也各不相同，较为常用的有不锈钢、玻璃鳞片以及玻璃钢、橡胶等物质。不锈钢这种物质一般会含有较多的铬，作为一种化学特性比较活泼的物质，当处于氧化性的环境当中会非常容易与氧结合，从而在表面生成保护膜，并且如果这层膜被破坏以后还会进一步生成，同时镍的使用还能够在加快保护膜生成的同时增加防腐蚀的效果。如果单独将不锈钢进行锅炉排烟道或者烟囱的原料，可能会造成原料成本的增加，为了减少成本的投入，经常会运用内衬的方式，也就是将不锈钢材料作为管道内层的里衬使用，从而减少腐蚀行为的产生。玻璃钢是一种复合物质，包括基本材料、强效材料以及辅助材料等，最为常用到的包括环氧树脂、碳纤维、玻璃纤维等等。鉴于基本材料的差异，包括环氧玻璃钢等，这种物质有着较好的抗酸性，并且能够与钢板进行紧密的粘连，具有良好的防渗透性，通常会应用于100℃以下的环境当中。玻璃钢的具体使用可以单独使用，也可以作为内衬使用，并且发挥了较好的使用效果。橡胶由于其自身较高的耐腐蚀特点，是一种最长使用到的防腐蚀材料，但是由于其强度较弱，因此经常不能够单独应用，经常作为一些金属物质的内衬使用，形成内部的防腐层。作为内衬的橡胶具有较强的适应性、抗腐蚀性以及低廉等优点，但是如果在使用中不当操作的话也会形成脱落或裂纹等，并且耐热性较差，需要应用在90℃以下的环境中。所以如果想要应用橡胶作为里衬的时候需要重点关注施工质量，保证里衬的安装密封性好，不会出现泄露等情况。

2.4碳酸氢钠干法脱硫工艺技术

（1）系统工艺流程简单，操作维护方便，调节灵活，可控性好，自动化程度高。（2）适应性强，可根据浊烟气中的SO2浓度，调节进入烟道的脱硫剂量来适应各种工况，达到脱除烟气中SO2的目的。（3）脱硫效率可达95%以上，脱硫剂利用率高，脱硫剂用量少，副产物量少，副产物Na2SO4是化工产品。（4）系统全干态运行，没有废水处理和排放问题，也不存在湿法脱硫技术导致的“白烟”问题，无二次污染。（5）无需建设脱硫塔，脱硫剂直接喷入烟道，不额外增加占地面积。（6）脱硫剂制备设施占地面积小，布置灵活，运行能耗较湿法脱硫、半干法脱硫低，节约能耗。（7）脱硫系统温降低，仅10℃左右，可直接由原烟囱排放，烟囱不需要做防腐处理。（8）脱硫剂成本相对较高，但烟气总的含硫量低，成本增加有限。

结语

燃气锅炉烟气深度利用的工程项目汲取了该领域最先进的技术和设备配置，并在规模上有较大的突破，是微压相变锅炉和热泵一体机在大型区域集中供热领域的首次应用，锅炉供热效率 显 著提升。在降低燃气耗量、实现经济效益的同时，减少了二氧化碳和氮氧化物的排放，缓解了能源压力，改善空气质量，具有良好的环境效益和社会效益。

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