大型节能环保锅炉脱硫除尘装置技术的应用
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摘要：大型节能环保锅炉脱硫除尘装置技术应用于大型锅炉集中供热用热水锅炉，具体涉及一种大型节能环保锅炉与脱硫装置及除尘设备。主要包括：锅筒纵置式链条炉排热水锅炉、双横置式热水余热锅炉、脱硫装置组件、除尘设备组件、烟囱桥子等。锅炉尾部烟气经双横置式热水余热锅炉换热后，提高锅炉进水水温，余热锅炉下方设有空气预热器，提高热风温度，进而提高炉膛温度，有助于改善炉内燃烧工况，烟尘经除尘组件、脱硫组件后进入烟囱桥子再次进行净化处理，通过烟道连接至烟囱，最终排至大气。此系统工业化设计，可节能减排10-15%。
关键词：节能环保锅炉；除尘；脱硫
前言
现有锅炉热效率不高，锅炉房内没有设置防爆旁通烟道，有安全隐患，环境污染较为严重，影响了工人的身体健康；除尘器普遍采用陶瓷多管除尘器、电除尘或大布袋除尘器，且除尘器的占地面积大，旋风离子陶瓷易损需经常更换，大布袋除尘器与电除尘器耗电量大，运行成本较高，经脱硫塔处理后二氧化硫、氮氧化物排放量高，难以达到国家环保要求的排放标准。
我单位研发设计一种大型节能环保锅炉脱硫除尘脱硝装置，解决以上问题。本发明专利号：ZL 2012 10077761.8
1、锅炉房内配套设备系统化工业设计，主要设备含：
锅炉主机、余热锅炉、防爆旁通烟道、除尘设备、喷淋除尘装置、旋流水膜脱硫塔、脱水装置、石灰脱硫药剂制备与储存一体化装置、烟囱桥子，配套锅炉燃烧控制系统、水循环系统、烟气系统等。
系统化工业设计，通过资源整合，减少占地面积，降低投资成本与运行成本。
2、主要组件功能
锅炉主机锅筒设计为双层纵置式布置，采用对流式结构。上下两层锅筒对称设置在炉体内的上端和下端，对流管束、前水墙管、后水墙管、左侧膜式壁管、右侧膜式壁管上端与上锅筒连通，前水墙管下端连通至前横集箱，后水墙管下端连通至后横集箱，左右侧膜式壁管下端分别连通至左右防焦箱，上锅筒之间设有连箱，下锅筒之间设有连通集箱。炉排为横梁式链条炉排。
锅炉尾部烟气回收通过双横置式热水余热锅炉与空气预热器进行回收，余热锅炉由上筒体、对流管束、下筒体组成。管网回水进入余热锅炉下筒体经对流管束上升进入上筒体后进入锅炉，余热锅炉水侧经换热后，可提高锅炉进水水温3～5℃。空气预热器：采用立式布置，分为两级，烟气是通过热镀锌管外部箱式空气预热器，两侧进风口及两侧炉排进风口形成热风助燃。由于热镀锌光管能有效破坏烟气的层硫特性，所以内部光滑不积灰，传热效率高，一二次风预热温度能达到80～120℃，进而提高炉膛温度，改善燃烧工况，节约燃煤。
除尘系统：一级除尘设置在空气预热器下方，为脱硫除尘沉降室，大部分烟尘在重力作用下分离沉降。二级除尘装置，专利名称：一种锅炉辅机防爆旁通烟道及湿法脱置硫除尘装置专利号：ZL201220099631X 工作原理：烟气通过烟道进入除尘器筒体，在烟道折流板作用下，烟气分流，烟气分别下降到第一干法除尘锥体与第二干法除尘锥体内。通过引风机负压引力作用烟气上升，进入引风机前烟道。除尘器也可通过进水电磁阀控制，水进入除尘锥体内，通过双色高低水位报警器、板式高低水位报警器，保持控制水位。如超过控制水位，电磁阀自动开启进行排污，排入除渣坑。若低于控制水位，进水电磁阀开启进行补水。部分补水来源利用锅炉排污水，达到节约水资源目的。第一干法除尘锥体与第二干法除尘锥体下方均设有除尘锁灰器，当灰达到一定重量时，利用杠杆原理，锁灰器开启灰尘落入灰袋。灰袋挂在Φ6圆钢上，Φ6圆钢焊接固定在锁灰器下部。
脱硫装置：旋流水膜脱硫塔，烟气通过引风机动力作用下，利用旋风离子运行原理科学技术，先经过喷淋区，然后进入右旋流水膜脱硫塔外筒体，在旋流水膜脱硫塔外筒体右旋转下降进入脱硫区，再进入脱硫塔锥体旋流区。由于引风机正压动力作用强制烟气上升，在旋流脱硫塔内筒体内烟尘左旋逆行上升，产生人造龙卷风湍流，发生剧烈化学变化。通过内筒体脱硫区后，烟尘上升至除雾区，对撞在调风帘，通过窥视孔观察，若雾区流量过大，调整调风帘，经脱水设备脱水处理后排入烟囱桥子，再次对烟尘进行净化处理。
石灰脱硫浆液制备与储存一体化装置工作原理：锅炉排污水与余热锅炉排污水回收至石灰脱硫浆液制备与储存一体化装置，通过水泵将石灰脱硫药液输送至脱硫塔前喷淋器与旋流水膜脱硫塔内，石灰脱硫药液进入旋流脱硫塔外脱硫区喷淋器进行喷淋脱硫。然后下降到旋流区，逆行旋转。通过板式高低水位报警器，控制液位，如超过高液位，电动蝶阀自动开启进行排污，排污至出渣沟。脱硫剂：选用生石灰作为脱硫剂。脱硫渣回收沉降池：经过层层沉降，脱硫渣回收后送至石膏厂，沉降池中水可再次循环利用。
配套锅炉燃烧控制系统，通过锅炉燃烧控制系统实现：低氧燃烧控制、低氮控制、数据控制、安全控制，通过合理配风、降低烟尘排放量、从而降低除尘量与氮氧化物排放量。
3、一种大型锅炉节能脱硫脱硝除尘装置特点及有益效果：
（1）锅炉热效率高：84～88%。
（2）节煤：同比节能10～15%。
（3）节电：同比节能10～15%。
（4）增容：同等煤耗可提高锅炉出力10～15%，可增加供热面积10～15%。
（5）烟尘固体颗粒物达到Ⅰ级排放指标。
（6）脱硫效率高，脱硫率达90%以上，达到Ⅱ类产品标准。
（7）降低氮氧化物排放量。
（8）解决锅炉房内环境污染严重问题，利于工人身体健康。
（9）低氧燃烧，解决低温腐蚀问题。
（10）延长烟囱使用寿命。
（11）脱硫除尘设备运行与维护成本低。
（12）采用两套烟风系统，炉膛所需风压及风量平衡，炉膛内燃煤均匀燃烧，燃烧充分，有效地避免了炉膛偏烧现象，提高了锅炉的热效率，效率提高5%以上，同时，降低鼓、引风机电耗，节电5-10%。
4、结论
大型节能环保锅炉脱硫除尘裝置技术的应用，通过对锅炉房内空间位置进行系统化工业设计，资源整合，减少占地面积，降低土建与设备投资成本，同时降低锅炉与脱硫除尘装置运行成本。实现锅炉低氧燃烧，降低烟尘、二氧化硫与氮氧化物排放指标，可节煤与节电10～15%。
参考文献
[1]曾凡彪.煤炭行业节能减排浅析[J]. 山东煤炭科技，2009（3）
[2]李之光，工业锅炉现化设计与研究。中国标准出版社，2011.
[3]林志宏，刘新宇。锅炉节能简明教程。中国电力出版社，2011.
[4]工业锅炉技术管理手册，东北工学院出版社。
[5]热水锅炉安全技术监察规程
（作者单位：哈尔滨天地宽节能技术有限公司）
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