燃气锅炉降低烟尘

李章鹏

摘 要：本文结合我国电厂燃气锅炉应用情况和烟尘排放实际，针对主要烟尘污染物，对燃气轮机本位控制技术、余热锅炉SCR控制技术和外部因素控制技术等降烟尘技术措施进行了研究，并对降低烟尘环保发展趋势进行了探究。

关键词：发电厂;燃气锅炉;降低烟尘

近年来，我国雾霾频发，人们对环境关注度提高。我国电厂燃气锅炉虽然相比燃煤和燃油锅炉环保性更好，但依然存在烟尘污染，特别是NOx为烟尘主要污染物。因此，有必要对燃气锅炉降烟尘环保技术措施及环保应用趋势进行探究。

1 燃气锅炉降烟尘技术措施

1.1燃气轮机本位控制技术

当前，燃气锅炉降尘减排主要通过燃烧室注水或蒸汽、催化燃烧、干式低氮燃烧等技术措施，其中主流为干式低氮燃烧技术，分为调整燃烧机组、优化燃烧器功能和燃烧器升级。以某型燃气轮机烟尘减排为例进行应用对比，如表1所示。从中可以看出，这些措施都会降低烟尘排放浓度，但降低幅度有限，并且对燃气锅炉机组燃烧的稳定性和燃烧效率造成不良影响，改造成本较高、难度较大。

1.2余熱锅炉SCR控制技术

SCR脱硝技术是在烟道中喷入还原剂，将NOx等烟尘污染物转化为氮气和水，常用还原剂为氨水、尿素和液态无水氨。虽锅炉安装SCR脱硝系统后可实现同样负荷烟尘排放更低，但设计中存在一些问题，主要是燃气机组比燃煤机组流场不均匀性强，特别是在立式锅炉转弯部位、催化剂层入口处，卧式锅炉存在催化剂层上部流速低、下步流速高，如果设计中不考虑这些问题，易影响降烟尘效果。近年来新上锅炉大都预留脱硝系统安装位置，但一般仅预留3-5cm，不便于安装和安装后喷氨均匀性。应尽量确保较大的预留空间，确保均匀喷氨。

在设备问题上，脱硝催化剂大都进口，价格比国产高5倍以上，每立方米1万美元以上。国产催化剂常用蜂窝式和波纹板式，虽化学成分与国外一致，但因工艺问题，造成表面积小、脱硝效率低。电厂燃气锅炉存在污染物监测设备量程和精度不够、NO2等烟尘污染物无法检测等问题，由于检测功能不全、精度不够，造成无法为后期降尘减排措施实施提供准确数据支撑。

在燃气锅炉运行维护上，个别脱硝系统受限于安装空间有限、喷氨设计考虑不周、运行时间短、对脱硝系统运行规律差异性认识不够等问题，使SCR脱硝效率普遍较低，在实际降尘减排中运行效率很多情况下都在50%以下。同时，由于电厂普遍缺乏对精细化运行管理脱硝系统的认识，比如自动喷氨逻辑控制部件设计较为滞后，造成过喷、氨逃逸率偏高等问题，影响降烟尘效果。

1.3外部因素控制技术

电厂燃气锅炉烟尘排放，还与外部因素存在较强的关联。比如，使用天然气成分、天然气进入锅炉时环境温湿度、天然气温度等，当前国内对该方面研究有限。国内科研院所曾通过低热值燃料掺杂方式，试图以此来降低NOx等烟尘排放，比如在天然气中掺入醇基燃料，具体掺入比例根据实际需要调整，通过这种方式可在一定程度上降低NOx等主要烟尘排放。但仅处于实验研究阶段，在电厂全温全压全尺寸燃气锅炉燃烧室中还未实现产业化应用。

通过对天然气进入燃气锅炉时的进气环境温湿度进行适当控制，也可以降低NOx等主要烟尘排放进行控制，表2反映了某电厂燃气锅炉机组在环境温湿度波动中的NOx排放质量浓度情况，当前国外也有应用喷雾冷却的方式进行降尘的案例，但国内还未开展该类应用。

2 电厂燃气锅炉降烟尘技术发展趋势

通过对三种主要的燃气锅炉降烟尘技术措施对比，相对而言，在我国当前燃气锅炉应用情况下，余热锅炉SCR控制技术优化应用空间更大，并且降尘效果也能达到最理想水平。

近年来，随着我国环保政策趋严，普遍应用燃气锅炉取代原有的燃煤和燃油锅炉，当前我国排放标准中，燃气锅炉与超低排放后的燃煤锅炉具有同等环保排放浓度限值，但在实际应用中燃气锅炉与燃煤锅炉含氧量应用不同，如果以电能排放绩效值进行测算，以NOx的排放为例，燃气锅炉的排放绩效是超低改造后的燃煤锅炉的1.5倍左右，所以电厂燃气锅炉的排放标准急需提高。发达国家普遍对电厂燃气锅炉进行严格的烟尘排放控制，美国加州要求实施过低氮燃烧和SCR脱硝技术应用后，燃气锅炉出口排放需达到30mg/m3以下，脱硝效率达到80%以上，其中NOx达到（2-5）*10-6 mg/m3，说明燃气锅炉排放标准还有下调空间。

从我国实际看，北京、深圳等地都已经制定了比国家标准更严格的地方排放标准，所以未来国家相关部门肯定会对燃气锅炉的烟尘排放标准重新修订完善，进一步降低排放控制标准，特别是对烟尘中的NOx和SO2等排放浓度限值。同时，物价部门一定会逐步提高烟尘污染物排放的收费标准，生态环保部门也将更加关注电厂燃气锅炉烟尘排放状况，检测监督的指标也将会进一步增加，比如增加NO2等烟尘污染物的检测。在这些背景下，电厂燃气锅炉加装SCR系统将成为必然的行业发展趋势。

3 结论

综上所述，电厂燃气锅炉相比传统燃煤、燃油锅炉烟尘等污染物排放更低，应用更加环保，但在实际应用中依然需要不断进行降尘减排技术应用探究，把握日趋严格的排放控制标准趋势，提升燃气锅炉应用环保水平。

参考文献：

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