唐立國（黑龍江省寧安市環(huán)境監(jiān)察大隊(duì) 黑龍江 寧安 157400）

1×116MW循環(huán)流化床鍋爐環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益分析

唐立國（黑龍江省寧安市環(huán)境監(jiān)察大隊(duì) 黑龍江 寧安 157400）

循環(huán)流化床熱水鍋爐集中供熱相比傳統(tǒng)蒸汽換熱采暖不僅可以實(shí)現(xiàn)采暖熱能的循環(huán)利用而且也減少更多的管網(wǎng)熱損失，節(jié)能、環(huán)保，而且具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益。

鍋爐；循環(huán)流化床；環(huán)境效益；經(jīng)濟(jì)效益；分析

1 前言

由于城市化建設(shè)的加速，新增采暖熱用戶發(fā)展迅猛，采暖熱負(fù)荷需求量急劇增長，寧安市現(xiàn)有供熱能力已不能滿足當(dāng)前供熱需求。為此，寧安市愛眾供熱有限公司新建一臺(tái)116MW循環(huán)流化床熱水鍋爐，以滿足寧安市城區(qū)的供熱需求。

采用循環(huán)流化床熱水鍋爐集中供熱相比傳統(tǒng)蒸汽換熱采暖不僅可以實(shí)現(xiàn)采暖熱能的循環(huán)利用而且也減少更多的管網(wǎng)熱損失，具有良好的節(jié)能、環(huán)保效益，而且具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益。熱水鍋爐水集中供熱的實(shí)現(xiàn)，有利于創(chuàng)造良好的工作和生活環(huán)境。并且，隨著循環(huán)水集中供熱的發(fā)展，對(duì)引進(jìn)外資內(nèi)資、引進(jìn)先進(jìn)工藝、技術(shù)方面，起著越來越重要的影響。

2 項(xiàng)目概要

本工程新建一臺(tái)1×116MW循環(huán)流化床鍋爐，利用原化工有限公司一根80米煙囪，建成后供熱站規(guī)模為1×116MW(165t/h)循環(huán)流化床鍋爐一臺(tái)，冬季取暖期正常運(yùn)行165t/h鍋爐，供熱面積增加172萬m2。本項(xiàng)目供熱范圍為寧安市市區(qū)，項(xiàng)目建成后，可替代25臺(tái)分散供熱小鍋爐。

3 熱源工程

3.1 燃料供應(yīng)系統(tǒng)

3.1.1 煤源及煤質(zhì)

本工程燃煤為內(nèi)蒙煤，因項(xiàng)目生產(chǎn)用煤量較大，廠內(nèi)煤用火車皮運(yùn)送。燃煤量見表1，其煤質(zhì)分析見表2。

表1 燃煤消耗量

表2 煤質(zhì)分析情況

3.1.2 輸煤系統(tǒng)

工程新建一臺(tái)116MW爐，當(dāng)最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，輸煤量增加，原上煤部分不能滿足要求，本次新建新建輸煤系統(tǒng)及配套設(shè)備，以滿足項(xiàng)目建成后使用要求。

根據(jù)規(guī)程規(guī)定，總耗煤量在60t/h以下時(shí)，輸煤采用單路皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，運(yùn)煤系統(tǒng)按兩班工作制運(yùn)行，單路系統(tǒng)的出力不應(yīng)小于總耗煤量的30%。運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力為120t/h，運(yùn)行系統(tǒng)一班運(yùn)行3-4h，其余時(shí)間為設(shè)備檢修。

煤由落煤坑下的給料機(jī)送入1#皮帶機(jī)上，送入碎煤機(jī)室進(jìn)行破碎，破碎后落入2#皮帶輸送機(jī)上，經(jīng)2＃皮帶機(jī)送入主廠房內(nèi)2＃皮帶機(jī)上。整個(gè)輸煤系統(tǒng)由3段皮帶機(jī)構(gòu)成，最終由電動(dòng)犁式卸料器將煤送入各原煤倉。

運(yùn)煤系統(tǒng)流程如如圖1。

圖1 運(yùn)煤系統(tǒng)流程圖

3.2 供水系統(tǒng)

3.2.1 高壓給水系統(tǒng)

系統(tǒng)配置2臺(tái)電動(dòng)給水泵，1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。為防止出口水倒流，每臺(tái)給水泵出口分別設(shè)置止回閥。給水泵出口母管為DN100，兩臺(tái)水泵的出口管道分別接至高壓給水母管，給水母管的管徑為DN100，經(jīng)鍋爐的省煤器進(jìn)口集箱管道連接，兩根給水管道的管徑為DN100，經(jīng)流量計(jì)及給水操縱臺(tái)后接至鍋爐省煤器入口集箱。為防止給水泵在低負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生汽化，另設(shè)給水再循環(huán)管與再循環(huán)母管，將水輸送至除氧器。

3.2.2 低壓給水系統(tǒng)

系統(tǒng)配置2臺(tái)電動(dòng)給水泵，1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。進(jìn)水水源由原廠水處理間提供，原廠水處理系統(tǒng)出力有較大余量，可滿足使用要求。此兩臺(tái)泵安裝在原電廠水處理間。

3.3 除灰系統(tǒng)

新建工程的1×116MW爐除灰系統(tǒng)，采用干濕兩種方式的單元式除灰操作。除灰系統(tǒng)由除塵器灰斗出口排灰門、電動(dòng)給灰機(jī)、埋刮板輸灰機(jī)、電動(dòng)三通擋板、汽車散裝機(jī)、雙軸濕式攪拌機(jī)等組成?；彝ㄟ^灰斗排灰門排出后進(jìn)入埋刮板輸灰機(jī)，當(dāng)綜合利用需干灰時(shí)，可起動(dòng)汽車散裝機(jī)，將灰裝入粉煤灰罐車外運(yùn)；當(dāng)需濕灰時(shí)，可啟動(dòng)雙軸濕式攪拌機(jī)，將灰加濕后用自卸汽車外運(yùn)。除灰系統(tǒng)主要設(shè)備見表3。

表3 除灰系統(tǒng)主要設(shè)備

新建鍋爐除塵系統(tǒng)選用布袋除塵器。含塵氣體由導(dǎo)流管進(jìn)入各單元灰斗，在灰斗導(dǎo)流系統(tǒng)的引導(dǎo)下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗、其余粉塵隨氣流進(jìn)入中箱體過濾區(qū)，過濾后的潔凈空氣透過濾袋經(jīng)上箱體、提升閥、排風(fēng)管排出。

隨著過濾工況的進(jìn)行，當(dāng)除塵器內(nèi)塵達(dá)到一定量時(shí)，由清灰控制裝置按設(shè)定程序關(guān)閉提升閥，控制當(dāng)前單元離線，并打開除塵布袋，抖落除塵器的粉塵。落入灰斗中的粉塵由泄灰閥排出，利用輸送機(jī)輸送到廠內(nèi)中轉(zhuǎn)灰?guī)熘校源膺\(yùn)進(jìn)行綜合利用。

廠區(qū)內(nèi)新建貯灰?guī)欤ㄊ鹿驶以鼒觯┮蛔?，綜合考慮企業(yè)新建工程的除灰數(shù)量，新建事故灰渣池2000m3，池壁、池底均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上方采用防風(fēng)抑塵網(wǎng)覆蓋?；?guī)煳挥诿号飽|側(cè)，可儲(chǔ)存7d的灰量。

3.4 除渣系統(tǒng)

工程新建的1×116MW爐全部采用機(jī)械除渣系統(tǒng)，鍋爐大渣經(jīng)鍋爐排渣口落入冷渣器，進(jìn)入重鏈除渣機(jī)直接落入汽車車廂內(nèi)直接外運(yùn)，不在廠內(nèi)停留。

4 工藝流程簡述

擬建鍋爐房運(yùn)行的主要生產(chǎn)工藝流程是用碎煤機(jī)將煤破碎成一定粒度的小顆粒（粒度≤10mm），脫硫系統(tǒng)采用石灰石氣力輸送，經(jīng)噴射泵等將石灰石粉輸送至鍋爐石灰石入口。燃料送入鍋爐中燃燒，并將熱水間接供給熱用戶。鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除塵器除塵后，采用高煙囪排放；除塵器除下來的灰和爐底渣經(jīng)除灰渣系統(tǒng)直接送入綜合利用廠家；生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水分別采取相應(yīng)的措施處理。

圖2 工藝流程圖

5 污染控制技術(shù)

5.1 SO2控制技術(shù)

按脫硫工藝在生產(chǎn)中所處的部位不同可采用：

（1）燃燒前脫硫，如原煤洗選脫硫；

（2）燃燒中脫硫，如潔凈煤燃燒和爐內(nèi)噴鈣；

（3）燃燒后脫硫，如海水脫硫、石灰石-石膏濕法、電子束脫硫等等。

本工程選用循環(huán)硫化床鍋爐，采用為爐內(nèi)混燒石灰石的脫硫方法，當(dāng)鈣硫比為3.0，設(shè)計(jì)脫硫效率≥70%，可確保本工程SO2排放濃度低于300mg/m3要求。

5.2 煙塵控制技術(shù)

根據(jù)本工程燃煤設(shè)計(jì)煤質(zhì)，經(jīng)計(jì)算欲使本工程煙塵的排放濃度≤50mg/m3排放標(biāo)準(zhǔn)，本工程煙氣處理系統(tǒng)除塵效率必須≥99.9%。根據(jù)目前除塵技術(shù)的現(xiàn)狀及本工程煙塵排放限值（排放濃度≤50mg/m3）要求，實(shí)現(xiàn)本工程煙塵達(dá)標(biāo)排放除塵器有電除塵器和布袋除塵器。現(xiàn)對(duì)電除塵器和布袋除塵器從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面做詳細(xì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，推選出本工程的最佳方案。詳見表4。

表4 靜電除塵器與袋式除塵器技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較表

5.3 NOx控制技術(shù)

本項(xiàng)目鍋爐為循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐燃燒采用低氮燃燒控制措施。

鍋爐燃燒時(shí)產(chǎn)生的NOx主要為燃料中氮生成的燃料型和空氣中氮在高溫下與氧反應(yīng)生成的熱力型及很少的快速型。本工程擬采用循環(huán)流化床鍋爐，采用把煤和吸附劑（石灰石）加入燃燒室的床層中，從爐底鼓風(fēng)使床層懸浮，進(jìn)入流化燃燒。流化形成湍流混合條件，從而提高燃燒效率；燃燒溫度為800－900℃，針對(duì)本工程所采用的循環(huán)流化床鍋爐，生成NOx主要為燃料型NOx，其所占比例大約70%-90%。循環(huán)流化床鍋爐燃燒時(shí)影響NOx生成的因素主要有燃燒區(qū)氧濃度、火焰溫度、燃料本身的特性（燃料的氮含量、氧含量、碳含量、揮發(fā)份等）等因素。本工程擬采用1臺(tái)116MW循環(huán)流化床鍋爐，采用低氮燃燒技術(shù)控制NOx的產(chǎn)生，主要特點(diǎn)如下。

（1）選擇合適的床溫

降低床溫可以有效的控制NOx的排放水平，但是由于CO濃度增大，燃燒效率會(huì)下降，綜合考慮各方面因素的影響，本工程將床溫控制在850℃－900℃，以達(dá)到最佳的運(yùn)行效果。根據(jù)本工程燃料試燒試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)將床溫控制到890℃為最佳。

（2）煙氣再循環(huán)

煙氣再循環(huán)法是指將排放的煙氣一部分引回到燃燒用的送風(fēng)氣流中進(jìn)行參混和入爐燃燒。由于可以降低燃燒氣體成分中的氮?dú)鉂舛?，同時(shí)可以調(diào)節(jié)燃燒火焰，因此可以實(shí)現(xiàn)燃燒過程的NO的控制。

（3）兩段式燃燒或多段式燃燒

兩段式燃燒或多段式燃燒是指將燃燒空氣分為二次或多次送入燃燒的方式。一般，第一次空氣送風(fēng)總是在爐子的底部，使該部分處于濃燃料而缺少空氣的燃燒狀態(tài)，第二次是在爐子的其他部位送入足夠的空氣，使燃燒能夠完全徹底進(jìn)行。采用這種布置可以使燃燒過程的熱力型氮氧化物的生成得到最有效的控制。

采用了上述低氮燃燒技術(shù)后，NOx排放濃度≤300mg/m3。

6 環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益簡要分析

6.1 社會(huì)效益簡要分析

本項(xiàng)目的建設(shè)使得寧安市集中供熱的面積再次擴(kuò)大，該項(xiàng)目符合國家的能源政策，集中供熱代替分散鍋爐供熱具有節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境和改善人民生活質(zhì)量的特點(diǎn)，是一項(xiàng)深得民心的項(xiàng)目，得到公眾的理解。本工程投產(chǎn)后，對(duì)寧安市區(qū)域大氣環(huán)境有利，對(duì)于完成寧安市節(jié)能減排的總體目標(biāo)及逐步實(shí)現(xiàn)“低碳”目標(biāo)具有積極作用。

6.2 經(jīng)濟(jì)效益簡要分析

本工程主要財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)見表5。

表5 項(xiàng)目主要財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)

從以上經(jīng)濟(jì)指標(biāo)看，項(xiàng)目有較好的經(jīng)濟(jì)效益，從經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)來講本工程建設(shè)是可行的。

6.3 環(huán)境效益簡要分析

工程運(yùn)行后，供熱面積可增加172萬m2，替代區(qū)域內(nèi)原有供熱鍋爐25臺(tái)，評(píng)價(jià)范圍內(nèi)SO2、NO2和PM10的疊加濃度在各關(guān)心點(diǎn)均有一定程度的削減，SO2和NO21小時(shí)濃度值削減率分別在0.18%-13.39%、0.51%-10.82%，本工程投產(chǎn)后評(píng)價(jià)區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量在較大程度上是有改善的。

通過以上對(duì)本工程建設(shè)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益分析可知，工程的建設(shè)既為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，又通過環(huán)保投資減少了污染物排放量，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一的要求。

〔1〕佳木斯市環(huán)境科學(xué)研究院和牡丹江市環(huán)境科學(xué)研究所.寧安市愛眾供熱有限公司1x116MW循環(huán)流化床熱水鍋爐供熱項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書，2014年12月.

〔2〕山東省環(huán)能設(shè)計(jì)院有限公司，寧安市愛眾供熱有限公司.1x116MW循環(huán)流化床熱水鍋爐供熱項(xiàng)目可行性研究報(bào)告，2013年3月.

Analysis of Environmental and Economic Benefit of 1×116MW Circulating Fluidized Bed Boiler

TangLiguo（Environmental Supervision Branch of NingAn City NingAn HeiLongjiang 157400）

Compared with traditional steam heating,circulating fluidized bed hot water boiler heating can not only realize heat recycling but also reduce more heat loss of heating pipelines.It has good energy-saving effect,obvious environmental benefit and far-reaching social benefit.

Boiler Circulating fluidized bed Environmental benefit Economic benefit Analysis

X820.6

A

1674-263X（2017）01-0090-05

2017-03-20

唐立國（1977-），女，本科，高級(jí)工程師，從事環(huán)境監(jiān)察工作。