杭州富麗達(dá)熱電有限公司 周來方

1 熱電企業(yè)環(huán)保管理的綜合意義

近年來，浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》及《安全生產(chǎn)法》的相繼落地實(shí)施，熱電企業(yè)正經(jīng)歷不斷的改革與發(fā)展，新型循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)理念、技術(shù)改造也在不斷優(yōu)化和重組。采用區(qū)域性集中供熱，通過建立、建設(shè)具有先進(jìn)工藝的超低排放的環(huán)保型循環(huán)流化床鍋爐，利用先進(jìn)的環(huán)保工藝治理生產(chǎn)運(yùn)行中形成的有害物質(zhì)，以滿足國家相關(guān)規(guī)范要求避免污染環(huán)境，這是建設(shè)中國特色社會(huì)主義核心價(jià)值觀道路中持續(xù)發(fā)展的一條可行之路，也是習(xí)近平總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”的目標(biāo)方向。

熱電企業(yè)通過對(duì)鍋爐硬件的提升，加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)節(jié)與環(huán)保參數(shù)的協(xié)調(diào)控制，來改善周邊用熱企業(yè)以及熱用戶的生活環(huán)境，減輕民生環(huán)境資源的壓力。因此，熱電企業(yè)為謀求更好的生存發(fā)展條件，需要對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)優(yōu)化管理，才能提升企業(yè)的綜合實(shí)力，對(duì)環(huán)保維護(hù)可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

2 環(huán)保倒逼鍋爐技術(shù)改造

杭州富麗達(dá)熱電有限公司原有7臺(tái)次高溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐，為響應(yīng)浙江省委省政府節(jié)能減排號(hào)召，在2009年組織實(shí)施了3×75t/h＋4×130t/h循環(huán)流化床鍋爐煙氣超凈排放項(xiàng)目，將煙氣按原執(zhí)行GB13223-2003《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo) 準(zhǔn) 中SO2≤200mg/Nm3、NOx≤100mg/Nm3、煙塵≤50mg/Nm3排放限值，控制在SO2≤35mg/Nm3、NOx ≤50mg/Nm3、煙塵≤5mg/Nm3[1]。項(xiàng)目投運(yùn)后減排效果顯著，但是由于脫硫、脫硝等設(shè)備的使用，以及煙氣處理中化學(xué)反應(yīng)需要的還原劑、氧化劑等產(chǎn)品的消耗，造成了熱電企業(yè)廠用電量、采購成本等指標(biāo)大幅增長，全廠經(jīng)濟(jì)效益大幅下降。為尋求更好的經(jīng)濟(jì)增長和響應(yīng)省委省政府節(jié)能減排工作，對(duì)所有鍋爐進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)改造。

3 環(huán)保參數(shù)的控制與鍋爐運(yùn)行管理的重要關(guān)系

燃煤鍋爐環(huán)保參數(shù)的控制，比較重要指標(biāo)為燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有的SO2、NOx、粉塵、汞、硫化物、CO等污染物，這些生成物大多與進(jìn)廠煤的品種、鍋爐燃燒調(diào)節(jié)形成的溫度區(qū)間、煙氣的過量空氣系數(shù)有密切的關(guān)系，因此鍋爐運(yùn)行的環(huán)保與管理是同時(shí)進(jìn)行的。在重點(diǎn)控制環(huán)保參數(shù)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)鍋爐燃燒工況的調(diào)整，以獲得實(shí)際效益的提升，降低能源損耗、降低環(huán)保與鍋爐的運(yùn)行成本，提高企業(yè)的綜合效益。要達(dá)到這一目標(biāo)，必須在實(shí)際生產(chǎn)過程中和運(yùn)行管理中以及經(jīng)濟(jì)效益中多方面進(jìn)行切入，同時(shí)進(jìn)行。熱電企業(yè)消耗的燃料和脫硫、脫硝劑的成本一般占整體企業(yè)支出的50%～70%（另外，主要是工資薪酬、備品備件的采購、設(shè)備維護(hù)與檢修費(fèi)用），企業(yè)的主要營收是供電和供熱，主要依賴于生產(chǎn)運(yùn)行技術(shù)水平和經(jīng)營管理水平。

3.1 嚴(yán)格控制燃煤的品質(zhì)

煤、石灰石、氨等消耗品從采購、運(yùn)輸?shù)竭M(jìn)廠卸料，在熱電企業(yè)中至關(guān)重要。在運(yùn)輸中要做到嚴(yán)密防護(hù)、防止“跑冒滴漏”對(duì)環(huán)境造成二次污染，是減少本企業(yè)原料損失的必要措施。同時(shí)，采購煤炭時(shí)必須嚴(yán)格控制煤炭中所含物質(zhì)的成分，如硫、氮含量以及煤的水分、揮發(fā)分、灰熔點(diǎn)和焦渣特性等。如煤炭本身含硫量較高則必然生成的SO2含量也高，這就增加了脫硫成本。

另外，煤在燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣中含有較多的SO2、NOx等污染物，均會(huì)對(duì)涉及的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行腐蝕，嚴(yán)重影響設(shè)備使用壽命。燃煤水分過高容易造成燃煤破碎設(shè)備堵塞，對(duì)應(yīng)人工疏導(dǎo)開支成本增加，還會(huì)造成儲(chǔ)存?zhèn)}搭橋影響鍋爐運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性，在進(jìn)入爐膛內(nèi)部燃燒時(shí)，水分蒸發(fā)吸熱又降低了鍋爐整體的燃燒效率；揮發(fā)分過低容易造成著火困難，煤在爐膛內(nèi)部燃燒不充分，底渣、飛灰含碳量大鍋爐熱效率下降，造成鍋爐熱效率下降形成能源浪費(fèi)；揮發(fā)分過高容易引起煤的堆放自燃，在炎熱的夏季特別容易引發(fā)儲(chǔ)煤倉著火，引起各種安全隱患以及大量的能源損失；灰熔點(diǎn)的選擇要盡量高，最好高于1300℃，低于1100℃容易造成流化床鍋爐運(yùn)行結(jié)焦，還會(huì)造成燃燒故障引起環(huán)保參數(shù)無法控制等，因此要嚴(yán)格控制燃煤品質(zhì)。杭州富麗達(dá)熱電有限公司采購的煤質(zhì)主要來自神華煤，其生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)的煤質(zhì)、灰渣分析報(bào)告如圖1所示。

圖1

3.2 鍋爐燃燒過程中的調(diào)節(jié)監(jiān)控與運(yùn)行

鍋爐機(jī)組的運(yùn)行調(diào)整，在電力生產(chǎn)管理上是必不可少的意識(shí)形態(tài)，在熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益中占有舉足輕重的作用，其首要任務(wù)是確保鍋爐機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。在生產(chǎn)實(shí)際中，要充分運(yùn)用多種科學(xué)有效的理論，結(jié)合鍋爐的燃燒工況進(jìn)行實(shí)踐摸索，既要以提升鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中的整體效率，又要充分保障環(huán)保數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)排放。

杭州富麗達(dá)熱電有限公司的循環(huán)流化床鍋爐，在調(diào)整燃燒工況上有諸多較好地實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：首先每日對(duì)鍋爐煤質(zhì)和灰渣進(jìn)行監(jiān)督與檢驗(yàn)（圖1），依據(jù)分析的結(jié)果，為生產(chǎn)車間對(duì)當(dāng)日鍋爐的燃燒控制提供參考數(shù)據(jù)，目的是降低鍋爐的灰渣熱損失，節(jié)約燃料減少支出。

其次是對(duì)鍋爐燃燒風(fēng)量的控制，要求控制較小的一次風(fēng)量（不能低于流化試驗(yàn)風(fēng)量），增大二次風(fēng)量和二次風(fēng)的穿透力，使鍋爐爐膛平均燃燒溫度在850～950℃，以達(dá)到SNCR最佳反應(yīng)溫度。對(duì)鍋爐的氧量控制要求在2%～4%，過低的氧量值使煙氣中的CO濃度急劇增大，造成的后果，一是煤的燃燒不充分使鍋爐燃燒熱損失增加，形成浪費(fèi)能源，二是過低的氧量值在突發(fā)事件中容易引發(fā)事故，如遇送、引風(fēng)機(jī)跳閘鍋爐被迫壓火，壓火時(shí)爐膛內(nèi)析出的CO無法及時(shí)排出很容易引起爐膛或風(fēng)室爆炸，損壞鍋爐設(shè)備危及安全生產(chǎn)；過高的氧量，一是增大了鍋爐風(fēng)機(jī)的電耗，二是富裕的氧環(huán)境會(huì)增大NOx數(shù)據(jù)的排放值（在排放口煙氣中含有的氧量值對(duì)排放的NOx值有折算增加量），比較容易造成環(huán)保數(shù)據(jù)超標(biāo)。

再次是通過啟、停冷渣機(jī)的運(yùn)行方式來調(diào)節(jié)爐膛溫度，即鍋爐1#、2#冷渣機(jī)的切換：本廠鍋爐1#冷渣機(jī)進(jìn)渣口正對(duì)著爐膛返料口，2#冷渣機(jī)進(jìn)渣口遠(yuǎn)離爐膛返料口，運(yùn)行時(shí)1#冷渣機(jī)出渣細(xì)顆粒度多、2#冷渣機(jī)出渣粗顆粒度多。在鍋爐負(fù)荷低時(shí)床溫也低，此時(shí)盡量多開1#冷渣機(jī)減少爐內(nèi)循環(huán)灰量以提高床溫；負(fù)荷高時(shí)床溫高盡量多開2#冷渣機(jī)增加爐內(nèi)循環(huán)灰量以降低床溫。通過切換冷渣機(jī)，其好處是當(dāng)鍋爐負(fù)荷變動(dòng)時(shí)床溫變化比較小，使SNCR有一個(gè)比較理想的反應(yīng)溫度場(chǎng)。

同時(shí)，在操作鍋爐增減負(fù)荷時(shí)，盡量做到平穩(wěn)和協(xié)調(diào)一致，以避免爐膛溫度大起大落，使脫硝有比較穩(wěn)定的溫度催化區(qū)間，既能夠保證脫硫塔排放的達(dá)標(biāo)與穩(wěn)定，又節(jié)約了氨水的消耗量。對(duì)于重點(diǎn)的參照數(shù)據(jù)，則要求每周都對(duì)表計(jì)進(jìn)行一次校核，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為生產(chǎn)依據(jù)提供全面的參照基礎(chǔ)。通過對(duì)鍋爐的調(diào)整、輔助設(shè)備的合理實(shí)踐與應(yīng)用，減少了鍋爐運(yùn)行中各環(huán)節(jié)的能耗損失，使鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中確保集中供熱效率的提高，并且一定程度上減少了燃料成本，為鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保提供有效保障。

4 技術(shù)改造在環(huán)保運(yùn)行管理中的重要成效

杭州富麗達(dá)熱電有限公司在生產(chǎn)實(shí)踐中，通過上述各種運(yùn)行的調(diào)配管理，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。為適應(yīng)熱電聯(lián)產(chǎn)市場(chǎng)的發(fā)展，公司于2017年對(duì)機(jī)組進(jìn)行參數(shù)升級(jí)改造，將機(jī)組原次高溫次高壓參數(shù)改造提升為高溫高壓參數(shù)，以提高能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目從2017年6月開始實(shí)施，到2022年2月底已完成6臺(tái)鍋爐的改造并投入運(yùn)行。經(jīng)過對(duì)鍋爐“基于流態(tài)重構(gòu)的節(jié)能超低排放型循環(huán)流化床鍋爐——節(jié)煤、節(jié)電、低排放、低磨損”的技術(shù)改造，使鍋爐循環(huán)物料系統(tǒng)分離效率提高增加了循環(huán)灰量。爐膛受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)加大，降低了爐膛溫度。減小了一次風(fēng)量，加大二次風(fēng)量，降低燃燒的氧量，有利于爐膛下部還原性氣氛[2]。

同時(shí)，增加水冷屏受熱面積，使鍋爐在130t/h負(fù)荷時(shí)，運(yùn)行溫度由目前的930℃降低至900℃以下。將NOx原始排放由之前大于300～350mg/Nm3，降低至110mg/Nm3以下，配合SNCR鍋爐尾部NOx排放，進(jìn)一步降低至50mg/Nm3以下，氨水耗量降低50%。同時(shí)，改造后降低了風(fēng)機(jī)運(yùn)行電耗，一次、二次風(fēng)機(jī)電耗節(jié)約20%以上，煤耗下降2%左右，鍋爐熱效率由89.5#提升到≥92%。

全廠發(fā)電標(biāo)煤耗由改造前224g/kWh，下降到目前170g/kWh，全廠熱效率由79.5%提高到目前的84%左右，經(jīng)濟(jì)效益明顯。按改造前2016年度的總供熱371.6萬t同比計(jì)算，全年可增加發(fā)電量12500萬kWh，按改造前的發(fā)電標(biāo)煤耗率224g/kWh計(jì)算，相當(dāng)于全年可節(jié)約標(biāo)煤約2.8萬t，年分別減少CO2、SO2、NOx 排 放7.8萬 t、10.3t、14.5t（ 其 中NOx、SO2分別按脫硫塔出口CEMS表實(shí)際排放濃度計(jì)算），按上網(wǎng)電價(jià)公司年增加利潤6000余萬元，同時(shí)環(huán)保各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到超凈排放要求，社會(huì)效益、環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益明顯。

5 考核在環(huán)保運(yùn)行管理中的重要作用

考核的主要目的是為全面提升運(yùn)行車間管理與運(yùn)營水平，充分調(diào)動(dòng)全體員工工作積極性，規(guī)范生產(chǎn)行為，最大限度促進(jìn)節(jié)能降耗。杭州富麗達(dá)熱電有限公司除常規(guī)的供電量、鍋爐標(biāo)煤耗、廠用電率等考核的小指標(biāo)外，著重增加了對(duì)脫硫脫硝參數(shù)的考核。其中,脫硫塔出口NOx排放值控制在20～40mg/Nm3，SO2排放值控制在10～30mg/Nm3。其主要內(nèi)容是NOx、SO2的排放值，在保證不超上限值的紅線標(biāo)準(zhǔn)線時(shí)不能無限低。過低的排放值雖滿足了環(huán)保要求，但必然造成消耗劑的過度支出造成經(jīng)濟(jì)損失。其危害是控制過低的NOx數(shù)值會(huì)造成氨的逃逸率（過剩量）增加，未反應(yīng)的氨在鍋爐尾部煙道與煙氣中的SO2反應(yīng)形成硫酸氫銨，一層層地黏附在空預(yù)器管璧上，造成空預(yù)器管間堵塞，鍋爐引風(fēng)機(jī)電流增大耗電增加，惡性循環(huán)增加了鍋爐機(jī)組的非停檢修次數(shù)。

同時(shí)，未反應(yīng)的氨會(huì)隨著煙氣或飛灰從反應(yīng)器的出口被帶入下游的鍋爐部件中，最終排入大氣污染環(huán)境[3]。另外，當(dāng)SO2排放值長期為零會(huì)導(dǎo)致脫硫塔出口的環(huán)保監(jiān)督數(shù)據(jù)異常，要求在接近于零時(shí)，應(yīng)及時(shí)減少濕法循環(huán)漿液泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，以降低脫硫塔運(yùn)行時(shí)的電耗。通過日?？己舜龠M(jìn)員工工作積極性和創(chuàng)造性，以及規(guī)范日常工作行為，使各生產(chǎn)機(jī)組效率和環(huán)保排放指標(biāo)控制在最佳狀態(tài)，為公司節(jié)能降耗，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，鍋爐運(yùn)行的設(shè)備控制自動(dòng)化程度越來越高，環(huán)保的要求也越來越高，如何提高鍋爐燃燒的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性是一門不斷進(jìn)取的學(xué)問，需要廣大相關(guān)工作者的不斷努力、探索與創(chuàng)造，是未來熱電企業(yè)設(shè)備改造中需要緊密關(guān)切的問題。2020年9月22日習(xí)近平總書記在第75屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上提出，中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。由此可以看出，經(jīng)濟(jì)的增長與環(huán)保是息息相關(guān)、相輔相成的。唯有堅(jiān)持環(huán)保理念，在實(shí)踐中求發(fā)展，在發(fā)展中求生存。相信在今后的發(fā)展中，技術(shù)會(huì)越來越成熟，把經(jīng)濟(jì)與環(huán)保的優(yōu)化管理做得更好，為建設(shè)美好家園、發(fā)展國家力量做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。