王小龍

(神東煤炭集團(tuán)公司，陜西 神木 719315)

0 引言

部分人為活動(dòng)和自然災(zāi)害均會(huì)產(chǎn)生顆粒物、氮氧化物、二氧化硫等空氣污染物，對(duì)周圍環(huán)境或人體健康產(chǎn)生有害影響，如化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中排放的硫化氫、二氧化硫、氮氧化物，有色金屬冶煉企業(yè)排放的含大量重金屬的塵埃，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒排放的有機(jī)化合物、鉛化合物等均屬于排入大氣中的有害物質(zhì)[1]。總體而言，人為社會(huì)活動(dòng)主要包含燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)排放、交通運(yùn)輸排放、農(nóng)業(yè)活動(dòng)排放，其中化石燃料的燃燒過程是向大氣排放污染物的主要途徑，而在各類化石燃料燃燒排放過程中，煤炭所占排放比重最大。煤炭的主要成分是碳，并含氮、硫、氫、氧及少量金屬化合物，煤炭在燃燒過程中不僅會(huì)產(chǎn)生大量煙塵，還會(huì)形成二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等物質(zhì)，從而導(dǎo)致酸雨、光化學(xué)煙霧、溫室效應(yīng)等有害現(xiàn)象的出現(xiàn)[2]。為改善空氣質(zhì)量，2013年國(guó)務(wù)院發(fā)布了史上稱之為最嚴(yán)厲行動(dòng)計(jì)劃的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，計(jì)劃中明確提出“經(jīng)過5年努力，全國(guó)空氣質(zhì)量總體改善”的行動(dòng)目標(biāo)，同時(shí)提出了2013至2017年大氣污染防治的具體指標(biāo)，推出了十個(gè)方面具體措施(常稱為“大氣十條”)，包括減少污染排放物、嚴(yán)控高耗能高污染新增產(chǎn)能、強(qiáng)化節(jié)能環(huán)保指標(biāo)約束、推行激勵(lì)與約束并舉的節(jié)能減排新機(jī)制等[3]。

1 煙氣排放現(xiàn)狀及改造標(biāo)準(zhǔn)

1.1 鍋爐煙氣排放現(xiàn)狀

哈拉溝煤礦水暖服務(wù)處主要負(fù)責(zé)礦井及家屬區(qū)供暖、供水、污水處理等工作，現(xiàn)有10座燃煤鍋爐房29臺(tái)鍋爐，共計(jì)177 t/h容量，其中14臺(tái)鍋爐負(fù)責(zé)礦井熱風(fēng)供應(yīng)，運(yùn)行時(shí)間從每年11月1日至來年3月31日；剩余15臺(tái)鍋爐負(fù)責(zé)供暖及浴水供應(yīng)，供暖運(yùn)行時(shí)間從每年10月15日至來年4月15日，供浴水運(yùn)行時(shí)間為全年。在對(duì)燃煤鍋爐改造前僅有部分鍋爐采用旋風(fēng)多管除塵器或麻石水膜除塵進(jìn)行煙氣處理，除塵效率小于60%，脫硫效率小于25%，脫硫除塵效率極低。根據(jù)近幾年公司環(huán)保管理處及山東唯真測(cè)試分析有限公司對(duì)煙氣進(jìn)行抽檢的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有鍋爐煙氣排放所產(chǎn)生的平均顆粒物及二氧化硫排放濃度，如圖1所示，均超出了鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)在用鍋爐煙氣排放限值的要求，見表1。隨著環(huán)保問題的日益凸顯，鍋爐煙氣達(dá)標(biāo)治理成了環(huán)保工作重點(diǎn)。為滿足環(huán)保排放要求，分三期積極推進(jìn)燃煤鍋爐煙氣達(dá)標(biāo)治理項(xiàng)目，對(duì)公司所有鍋爐進(jìn)行煙氣排放治理，如新增脫硫除塵設(shè)備、燃燒低硫煤、使用電鍋爐或熱泵機(jī)組替代等措施。

圖1 未改造前供暖期二氧化硫、顆粒物排放濃度(在6個(gè)月供暖期內(nèi)每半月進(jìn)行1次取樣化驗(yàn))

表1 在用鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 單位：mg/Nm3

以具有代表性的哈拉溝副井鍋爐脫硫除塵改造為例，闡述小容量燃煤鍋爐脫硫除塵改造中應(yīng)注意事項(xiàng)，以期為今后小容量燃煤鍋爐煙氣治理工作提供參考。哈拉溝副井鍋爐房共2臺(tái)10 t/h、1臺(tái)6 t/h蒸汽鍋爐，其中型號(hào)為SZL10-1.25-AⅡ/AⅢ的鍋爐2臺(tái)，型號(hào)為SZL6-1.25-AⅡ/Ⅱ的鍋爐1臺(tái)，原有3臺(tái)鍋爐均采用麻石水膜除塵器進(jìn)行煙氣處理。未改造前二氧化硫、顆粒物排放濃度見表2，二氧化硫、顆粒物排放量見表3。

表2 未改造前哈拉溝副井鍋爐房二氧化硫、顆粒物排放濃度 單位：mg/Nm3

1.2 改造標(biāo)準(zhǔn)及界限劃分

工程背景：哈拉溝煤礦位于陜西省神木市大柳塔鎮(zhèn)境內(nèi)，地處陜西省北部的秦晉蒙三省(區(qū))接壤地帶。其氣候主要特點(diǎn)是寒暑劇烈，冬季漫長(zhǎng)寒冷且少雨雪，夏季短促但雨水集中，全年多西北風(fēng)且風(fēng)沙頻繁[4]。哈拉溝副井鍋爐房主要負(fù)責(zé)提供哈拉溝礦辦公樓、宿舍、廠房采暖需求，食堂、宿舍、浴池?zé)崴枨蠹熬诠犸L(fēng)需求，該鍋爐房是哈拉溝礦配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。此次改造中采用新增脫硫除塵設(shè)備對(duì)煙氣排放污染物進(jìn)行治理。

表3 哈拉溝副井鍋爐二氧化硫、顆粒物排放量

注：鍋爐及脫硫裝置年利用小時(shí)數(shù)按4 392 h計(jì)，鍋爐(兩用一備)煙氣量按52 000 Nm3/h計(jì)。

設(shè)計(jì)要求：副井鍋爐房燃煤收到基全硫St，ar為0.46%～1.69%之間，收到基灰分Aar為17.60%～20.34%之間，收到基低位熱值Qnet，ar為4 770 kcal/kg。根據(jù)運(yùn)行需要鍋爐及脫硫裝置年利用小時(shí)數(shù)按4 392 h計(jì)算，鍋爐(兩用一備)煙氣量按52 000 Nm3/h計(jì)算。改造前實(shí)測(cè)煙氣中的顆粒物濃度為80～170 mg/Nm3，考慮到實(shí)測(cè)時(shí)鍋爐運(yùn)行狀況并適當(dāng)留有余量，本設(shè)計(jì)布袋除塵系統(tǒng)入口顆粒物濃度按100～200 mg/Nm3考慮；改造前實(shí)測(cè)煙氣中SO2濃度為300～2 500 mg/Nm3，考慮到實(shí)測(cè)時(shí)鍋爐運(yùn)行狀況并適當(dāng)留有余量，本設(shè)計(jì)濕法脫硫系統(tǒng)入口SO2濃度按1 500～3 000 mg/Nm3考慮。為保證改造后哈拉溝副井鍋爐脫硫除塵系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行并滿足環(huán)保排放要求，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了鍋爐型號(hào)、負(fù)荷變化、燃燒煤種、煙氣量變化、脫硫場(chǎng)地布置等多方面因素。最終決定哈拉溝副井鍋爐房采用濕法脫硫與布袋除塵相結(jié)合的方式進(jìn)行鍋爐煙氣處理。除塵改造時(shí)拆除原水膜除塵器，利用拆除位置為每臺(tái)鍋爐新安裝一臺(tái)布袋除塵器。脫硫改造時(shí)采用石灰-石膏濕法脫硫工藝，3臺(tái)爐共用1臺(tái)脫硫塔按“三爐一塔”進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。

排放標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，在用燃煤鍋爐煙囪或煙道所測(cè)煙氣污染物排放限值為顆粒物≤80 mg/Nm3，SO2≤400 mg/Nm3。本次鍋爐脫硫除塵改造中為適應(yīng)公司環(huán)保工作長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，滿足更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，按照新建燃煤鍋爐煙氣污染物排放限值進(jìn)行設(shè)計(jì)，見表4，要求脫硫后SO2排放濃度低于300 mg/Nm3，顆粒物排放濃度低于50 mg/Nm3。

改造界限劃分：此次改造需在不影響鍋爐出力的情況下對(duì)煙氣排放污染物進(jìn)行控制。除塵系統(tǒng)改造界限為從原煙氣進(jìn)口煙道至布袋除塵器水平出口止。脫硫系統(tǒng)改造界限為從除塵器水平出口至外排煙囪，包括煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石灰漿液制備及供應(yīng)系統(tǒng)、石膏處理系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、事故及排空系統(tǒng)、電氣及控制系統(tǒng)等[5]。

表4 新建鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

單位:mg/Nm3

2 除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明

副井鍋爐房在除塵改造過程中需拆除原有水膜除塵器，就地新建布袋除塵器不新占用場(chǎng)地。每臺(tái)鍋爐后安裝一臺(tái)布袋除塵器，原煙氣和凈煙氣的煙道走向及位置需根據(jù)布袋除塵器進(jìn)出口位置、引風(fēng)機(jī)改造位置進(jìn)行適當(dāng)改造，以滿足除塵系統(tǒng)的運(yùn)行要求。同時(shí)，需新增壓縮空氣系統(tǒng)用于濾袋的定期脈沖清灰。

2.1 除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及要求

系統(tǒng)構(gòu)成：除塵系統(tǒng)主要用于過濾鍋爐煙氣中的顆粒物以達(dá)到環(huán)保要求的排放濃度。布袋除塵器主要包括殼體、布袋、袋籠、花板、灰斗等組成的本體結(jié)構(gòu)及煙氣系統(tǒng)、清灰系統(tǒng)。結(jié)合哈拉溝副井鍋爐房運(yùn)行情況，布袋除塵系統(tǒng)改造工藝及其設(shè)計(jì)要求將基于除塵效率、運(yùn)行安全性、運(yùn)行阻力3個(gè)方面進(jìn)行考慮。

除塵效率高：布袋除塵系統(tǒng)改造工藝及其設(shè)計(jì)須滿足國(guó)家最新頒布的排放標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐煙氣顆粒物排放濃度必須嚴(yán)格控制在50 mg/Nm3以下，以滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

運(yùn)行安全可靠：布袋除塵系統(tǒng)及其輔助設(shè)備、自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足鍋爐各類的運(yùn)行工況，并能在上述工況下進(jìn)行長(zhǎng)期可靠、安全運(yùn)行，確保不影響鍋爐運(yùn)行。

運(yùn)行阻力低：布袋除塵系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)合理布置煙氣進(jìn)出走向、內(nèi)部氣流分布、設(shè)備結(jié)構(gòu)并設(shè)置適宜的參數(shù)，確保改造后的除塵系統(tǒng)整體運(yùn)行阻力要小于1 200 Pa，以降低鍋爐運(yùn)行所需能耗。

2.2 本體結(jié)構(gòu)

本體設(shè)計(jì)：布袋除塵器殼體的厚度應(yīng)≥4 mm，同時(shí)需滿足密封、防雨及防腐等方面性能要求?？紤]到為便于除塵系統(tǒng)日常運(yùn)行、維護(hù)及檢修，在本體下側(cè)設(shè)置有檢修維護(hù)入孔門。殼體設(shè)計(jì)時(shí)還充分考慮避免死角或灰塵積聚區(qū)情況的出現(xiàn)。為有利于煙氣流動(dòng)，布袋除塵器本體采用下進(jìn)上出的方式進(jìn)行過濾除塵，煙氣流出鍋爐尾部受熱面進(jìn)入除塵器灰斗上部后急速變向，使得煙氣中攜帶的質(zhì)量較大的顆粒物會(huì)由于受到慣性作用而直接脫離煙氣落入灰斗，初步分離后煙氣緊接著流經(jīng)除塵器的分布導(dǎo)向裝置，該裝置可保證煙氣以較小流速均勻流經(jīng)濾袋表面，通過濾袋對(duì)煙氣中的顆粒物進(jìn)行再一次的捕捉分離，在降低濾袋磨損的同時(shí)可保證良好的過濾效果[6]。

濾袋和袋籠：濾袋和袋籠是布袋除塵器的核心組件，濾袋和袋籠的設(shè)計(jì)及選型直接影響布袋除塵器的除塵效率及使用壽命。此次改造中要求濾袋使用壽命≥3 a，1 a保證期內(nèi)失效率小于0.5%，壽命期內(nèi)失效率小于1%。袋籠采用剛性設(shè)計(jì)，由12根φ3.2 mm鋼絲點(diǎn)焊組成籠子，同時(shí)為方便操作，袋籠采用分體式設(shè)計(jì)[7]。具體參數(shù)見表5。

表5 布袋除塵器主要設(shè)計(jì)參數(shù)

2.3 灰斗及清灰系統(tǒng)

除塵器灰斗壁板厚度要求不小于4 mm，灰斗斜壁與水平面的夾角設(shè)置為60°。為降低摩擦阻力,要求相鄰灰斗斜壁間內(nèi)外側(cè)成圓弧過渡?；叶穬?chǔ)存容量要求其可儲(chǔ)存鍋爐8 h滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)捕捉的顆粒物[8]?；ò逦挥诓即龎m器本體內(nèi)用于固定和放置濾袋，由鋼板加工并進(jìn)行適當(dāng)加固而成?；ò灞砻媸怯蓴?shù)控激光切割而成的呈矩陣排列的孔洞，通過激光切割孔洞可保證切割過程中產(chǎn)生較小熱量，以防止切割過程產(chǎn)生較大熱變形。為降低顆粒物的泄漏，花板和除塵器殼體之間采用密封焊。改造中在每臺(tái)布袋除塵器頂部裝配一套脈沖反吹裝置，用于濾袋表面附著顆粒物的清吹工作。清灰系統(tǒng)采用汽源壓力為0.4～0.6 MPa的中壓進(jìn)行脈沖反吹，清灰系統(tǒng)控制以布袋除塵器進(jìn)出口壓差為依據(jù)采用定阻力自動(dòng)控制，為使布袋除塵器進(jìn)出口差壓保證在800～1 200 Pa間，脈沖間隔需在5～20 s之間進(jìn)行隨機(jī)自動(dòng)調(diào)整[9]。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明

副井鍋爐房脫硫改造過程需占用原有煤場(chǎng)新建脫硫塔一座。本項(xiàng)目采用石灰-石膏濕法脫硫工藝，吸收塔為逆流式噴淋塔，該塔集脫硫、氧化、除塵3項(xiàng)功能于一體。

3.1 脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及要求

系統(tǒng)組成：脫硫系統(tǒng)主要用于去除煙氣中的SO2，濕法脫硫利用煙氣的上升與漿液下降形成的逆向接觸流動(dòng)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)對(duì)SO2進(jìn)行吸收。脫硫系統(tǒng)主要包括脫硫塔、漿液池、噴淋系統(tǒng)、漿液循環(huán)系統(tǒng)、除霧器等。結(jié)合哈拉溝副井鍋爐房運(yùn)行情況，脫硫系統(tǒng)改造工藝及其設(shè)計(jì)要求將基于脫硫效率、運(yùn)行安全性、占地面積3個(gè)方面進(jìn)行考慮。

脫硫效率：脫硫系統(tǒng)改造工藝及其設(shè)計(jì)須滿足國(guó)家最新頒布的排放標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐煙氣SO2排放濃度必須嚴(yán)格控制在300 mg/Nm3以下，以滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

運(yùn)行安全可靠：脫硫系統(tǒng)及其輔助設(shè)備、自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足鍋爐各類運(yùn)行工況，并能在上述工況下長(zhǎng)期可靠、安全運(yùn)行，確保不影響鍋爐運(yùn)行。

占地面積：副井鍋爐房現(xiàn)用地緊張，僅在其北側(cè)的煤渣場(chǎng)有部分閑置用地，因此脫硫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)緊湊、占地面積小，不得影響哈拉溝煤礦整體建筑用地規(guī)劃。

3.2 氧化空氣系統(tǒng)及SO2吸收系統(tǒng)

氧化空氣系統(tǒng)：主要由氧化風(fēng)機(jī)、氧化空氣管路和氧化空氣噴槍3部分組成。此次改造中吸收塔安裝2臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，運(yùn)行情況為一運(yùn)一備，氧化風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)流量為150 m3/h。為保證亞硫酸鈣強(qiáng)制氧化所需空氣量，改造中氧化風(fēng)機(jī)采用高性能羅茨風(fēng)機(jī)。氧化空氣噴槍安裝于距上層攪拌器前端，與攪拌器相互配合工作[10]。

SO2吸收系統(tǒng)：是脫硫塔的核心組成部分，脫硫塔主要包括噴淋層、除霧器、漿液循環(huán)泵、脫硫塔塔體、攪拌器和氧化風(fēng)機(jī)等設(shè)備。脫硫塔塔體為內(nèi)襯防腐層的鋼結(jié)構(gòu)圓柱體，吸收塔直徑為2.8 m，吸收塔本體總高度23.4 m。脫硫塔底部為漿液池，上部設(shè)有兩層噴淋層和兩級(jí)除霧器。吸收塔頂部為直排煙囪，直排煙囪直徑為1.3 m，頂標(biāo)高為45 m，煙囪材質(zhì)為玻璃鋼[11]。煙氣進(jìn)入吸收塔后，與噴淋層噴出的漿液逆向流動(dòng)接觸，接觸過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，煙氣中的SO2氣體被漿液吸收生成CaSO3，再經(jīng)過氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣強(qiáng)制氧化后最終生成石膏晶體CaSO4·2H2O，由石膏排出泵將晶體自吸收塔送至石膏處理系統(tǒng)。經(jīng)過洗凈的煙氣經(jīng)脫硫塔上部的兩級(jí)機(jī)械除霧器后可去除大部分液滴，最終經(jīng)吸收塔頂部的直排煙囪排出[12]。

3.3 漿液制備及石膏處理系統(tǒng)

工藝水：脫硫系統(tǒng)工藝水采用廠區(qū)自來水由工藝水泵輸送至各用戶，工藝水用戶主要包括脫硫塔除霧器沖洗水、吸收塔循環(huán)泵管道沖洗水、氧化風(fēng)機(jī)冷卻水、板框壓濾機(jī)沖洗水、煙氣降溫用水。

石灰粉：脫硫系統(tǒng)脫硫劑采用石灰粉，粒徑要求為250目。此次脫硫除塵改造所需石灰粉消耗量較小，因此設(shè)計(jì)采用半自動(dòng)制漿方式。成品袋裝石灰粉由運(yùn)行工加入到工藝樓一樓石灰漿液池中，池中安裝的頂入式攪拌器可加速其溶解混合。石灰漿液池有效容積按3臺(tái)鍋爐額定工況下連續(xù)運(yùn)行12 h的石灰漿液耗量設(shè)計(jì)，石灰消耗量見表6。

石膏：石膏漿液排出泵將吸收塔產(chǎn)生的石膏漿液送至工藝樓二樓的板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，經(jīng)脫水處理后石膏表面含水率小于40%。壓濾過程產(chǎn)生的濾液水和沖洗板框產(chǎn)生的水進(jìn)入廢水池，大部分用于漿液制備，少部分隨石膏帶走。根據(jù)工藝計(jì)算，脫硫裝置副產(chǎn)物脫硫石膏產(chǎn)量見表6。

表6 石灰消耗量及石膏產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) 單位：t

注：日運(yùn)行按24 h計(jì)，年運(yùn)行按4 392 h計(jì)。

3.4 煙氣系統(tǒng)

副井鍋爐房按照“三爐一塔”設(shè)置，各臺(tái)鍋爐產(chǎn)生的煙氣從引風(fēng)機(jī)后匯入鍋爐房外側(cè)的主平行煙道，原有鋼煙囪未防腐因此不能繼續(xù)使用，煙氣經(jīng)過脫硫塔處理后直接由吸收塔頂部的玻璃鋼直排煙囪排放。根據(jù)神木市環(huán)保局要求，鍋爐煙氣從引風(fēng)機(jī)出口匯合后直接進(jìn)入吸收塔，不得增設(shè)或保留煙氣旁路。為避免高溫?zé)煔鈱?duì)脫硫塔的破壞，在吸收塔入口水平煙道處設(shè)置有煙氣冷卻系統(tǒng)。當(dāng)出現(xiàn)工藝水泵停運(yùn)等緊急事故時(shí)，為保護(hù)脫硫塔內(nèi)設(shè)備、防腐層的安全運(yùn)行，在吸收塔入口煙道內(nèi)設(shè)置有煙氣緊急噴淋系統(tǒng)?？紤]到鍋爐負(fù)荷隨室外溫度進(jìn)行變化，在設(shè)計(jì)煙氣冷卻溫度時(shí)進(jìn)入脫硫塔內(nèi)的煙氣溫度按由200 ℃降到160 ℃進(jìn)行考慮，事故緊急噴淋煙氣溫度按由275 ℃降到150 ℃進(jìn)行考慮[13]。為便于脫硫除塵系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控及了解煙氣排放數(shù)值的需要，在出口煙道處裝設(shè)了煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙道出口處的氧含量、SO2濃度、NOx濃度、顆粒物濃度、溫度、壓力、流量等參數(shù)[14]。當(dāng)參數(shù)超出設(shè)置上限時(shí)可進(jìn)行報(bào)警處理并記錄報(bào)警相關(guān)信息，以便于司爐工根據(jù)反饋數(shù)據(jù)調(diào)整鍋爐爐排轉(zhuǎn)速、鼓引風(fēng)量等。

3.5 引風(fēng)機(jī)改造設(shè)計(jì)原則

由于此次改造中新增加了布袋除塵器及脫硫塔造成煙氣流動(dòng)阻力增加，使得現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)余壓不足，無法滿足煙氣的正常排放需求，此次改造中需更換引風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī)重新選型時(shí)應(yīng)充分考慮現(xiàn)有鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的煙氣系統(tǒng)阻力、新增脫硫除塵系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣阻力、塔頂煙囪直排產(chǎn)生的煙氣阻力等因素。在引風(fēng)機(jī)改造過程中充分利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施(引風(fēng)機(jī)房、引風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、進(jìn)出口煙道)，減小改造工程量并縮短施工工期，將鍋爐停運(yùn)時(shí)間縮至最短。經(jīng)過計(jì)算僅新增脫硫系統(tǒng)時(shí)，引風(fēng)機(jī)全壓增加1 500 Pa；僅新增除塵系統(tǒng)時(shí)，引風(fēng)機(jī)全壓增加1 200 Pa。此次改造過程中同時(shí)新增脫硫除塵系統(tǒng)，因此引風(fēng)機(jī)風(fēng)量不變?nèi)珘涸黾? 700 Pa。改造過程中引風(fēng)機(jī)原有控制方式不變?nèi)耘c鍋爐控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，以保證鍋爐安全正常運(yùn)行。

4 運(yùn)行效果及存在的問題

4.1 運(yùn)行效果

排放量：哈拉溝副井鍋爐房改造后已投運(yùn)3個(gè)采暖期，目前SO2、顆粒物排放量顯著降低。脫硫除塵改造前后SO2、顆粒物排放量見表7。在6個(gè)月供暖期內(nèi)每半月進(jìn)行一次取樣化驗(yàn)，改造前后二氧化硫、顆粒物排放濃度對(duì)比如圖2所示。

表7 脫硫除塵前后顆粒物排放總量對(duì)照表

注：鍋爐及脫硫除塵裝置年利用小時(shí)數(shù)按4 392 h計(jì)，減排量計(jì)算時(shí)考慮原有除塵器除塵效率80%。

圖2 改造前后二氧化硫、顆粒物排放濃度對(duì)比

減排量：哈拉溝副井鍋爐房布袋除塵器及脫硫塔投運(yùn)以后，3臺(tái)鍋爐向大氣排放顆粒物減排量為78 t/a、SO2減排量為20.6 t/a。神東煤炭集團(tuán)公司75臺(tái)鍋爐脫硫除塵后，總共向大氣排放顆粒物減排量2 771.20 t/a；SO2減排量1 262.73 t/a。因此神東煤炭集團(tuán)小容量燃煤鍋爐脫硫除塵改造后對(duì)保護(hù)礦區(qū)周邊大氣環(huán)境大有益處，且環(huán)境效益十分可觀。

4.2 存在的問題及解決措施

截至目前，第一批脫硫除塵改造項(xiàng)目已運(yùn)行了3 a，第二批脫硫除塵改造項(xiàng)目及第三批替代項(xiàng)目已運(yùn)行2 a。小容量燃煤鍋爐脫硫除塵系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行后逐漸暴露出部分問題，針對(duì)存在問題公司及施工方共同制定了相應(yīng)的整改措施。

存在的問題：①布袋除塵器落灰不暢，使得每次放灰時(shí)需停運(yùn)引風(fēng)機(jī)，造成引風(fēng)機(jī)頻繁啟停；②鍋爐冬季提供供熱風(fēng)、供熱、供浴水熱源，夏季提供供浴水熱源，使得脫硫塔全年運(yùn)行，無停運(yùn)檢修時(shí)間；③供除霧器清洗的工藝水管多次凍裂。雖然設(shè)計(jì)時(shí)考慮了脫硫塔外掛工藝水管防凍措施，采用6 cm厚聚氨酯保溫外包0.5 mm厚鐵皮，但未考慮高空冷空氣流速快熱損失多，且管道內(nèi)的水間歇性流動(dòng)；④未設(shè)置事故漿液池，當(dāng)脫硫塔泄漏需緊急搶修時(shí)，無法及時(shí)排出漿液池內(nèi)液體。

解決措施：①為避免頻繁啟停引風(fēng)機(jī)，在除塵器本體增加機(jī)械振蕩器，在放灰前開啟振蕩器；②在浴水換熱站安裝3臺(tái)60 kW電熱水器，當(dāng)夏季停運(yùn)鍋爐檢修脫硫塔時(shí)，停止公寓、辦公樓浴水供應(yīng)，僅為升井礦工提供洗浴熱水；③工藝水管外包電伴熱帶后采用6 cm巖棉包裹并外包0.5 mm厚鐵皮，適當(dāng)增加除霧器清洗頻次及清洗時(shí)間；④脫硫塔旁增加25 m3地埋式事故漿液池及攪拌裝置，便于臨時(shí)存儲(chǔ)漿液。

5 結(jié)語

隨著人們對(duì)環(huán)保工作的重視，小容量燃煤鍋爐的拆改或煙氣污染物治理工作已成為必然趨勢(shì)。通過對(duì)神東煤炭集團(tuán)哈拉溝煤礦鍋爐煙氣脫硫除塵改造以及存在問題治理等的闡述，詳細(xì)說明了在小容量燃煤鍋爐治理過程中需綜合考慮鍋爐的運(yùn)行特點(diǎn)、后期維修的工作強(qiáng)度、最新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等諸多情況后所選擇的相應(yīng)工藝。同時(shí)對(duì)最新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)具有一定前瞻性，避免出現(xiàn)剛改造又提標(biāo)的尷尬局面，從而為今后小容量燃煤鍋爐煙氣達(dá)標(biāo)排放治理提供借鑒。