火电机组锅炉运行对大气污染物排放控制措施探讨

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　　摘要：在火力发电厂锅炉运行过程中，会产生各种氮氧化物及二氧化硫等大气污染物。这些污染物不仅会对空气、环境造成污染，还会影响人们的身心健康，而锅炉运行的水平对于污染物的排放非常重要，因此，需要针对火电机组锅炉运行制定合理的排放控制措施，以减轻脱硝、脱硫系统的压力，实现对火电机组大气污染物排放的综合治理。
　　关键词：火电机组;锅炉;大气污染物;排放
　　引言
　　火电机组锅炉燃烧会产生各种氮氧化物，而其中毒性较大的一氧化氮占绝大部分，它非常容易与人体血液里的血红蛋白相结合，使人因为缺氧而出现中枢神经瘫痪。而少部分的二氧化氮也会刺激人体的呼吸器官，对肺部造成伤害。而且二氧化氮还会产生有毒的化学烟雾，也是酸雨的重要成分。因此控制火电机组锅炉的运行以及减少污染物的排放对改善空气质量有重要意义，也符合我国绿色低碳的可持续发展战略。
　　1我国大气污染的现状
　　随着社会科技的高速发展，我国的空气质量出现了严峻的问题，特别是可吸入颗粒和细微颗粒物、氮氧化物、二氧化硫等的排放严重的破坏了我国的生态环境，同时对中国的国民生活带来负面影响。这项问题引起了公共媒体、社会大众和相关管理部门的高度重视。虽然我国已经全面的实施了除尘、脱硝、脱硫等相关技术，但由于我国发电设备的总量过于庞大，也过于依靠煤炭发电，所以火电厂向大气排放的总量难以控制。但是随着科技技术的提升，电厂锅炉的超净排放的改造，中国的大气污染得到进一步的缓解。
　　2火电机组锅炉运行对大气污染物排放控制的必要性
　　在火电机组锅炉运行的过程中，难以避免要产生以一氧化氮等类型为主的氮氧化物。以一氧化氮为例，该气体不仅毒性较大，而且在氮氧化物中占据较高的比例。人一旦嗅到一氧化氮，就很容易缺氧，造成中枢神经瘫痪。同时，人体还会受到少量二氧化氮的影响，从而造成呼吸不顺畅。为了提高锅炉的运行水平，减少污染物的排放，就需要合理调整运行方式及运行策略，以改善空气质量，保证人们的身心健康。在调整锅炉运行的过程中，需结合锅炉的实际情况，不断总结经验教训，方可制定具有针对性的解决措施。对火电厂机组锅炉的运行进行合理控制，符合我国绿色、环保的发展战略。
　　3火电机组锅炉运行时产生氮氧化物的机理
　　（一）热力型氮氧化物
　　煤炭在燃烧过程中，空气中的氮在高温作用下氧化，从而产生了一氧化氮。当温度超过1500摄氏度时，每提高100摄氏度，其反应速率会增加数倍。
　　（二）瞬时型氮氧化物
　　煤炭燃烧时，碳氢化合物的浓度过高，产生自由基并与空气中的氮发生化学反应，并进一步完成氧化生成了氮氧化物。其可以在瞬时形成，反应时间只有60毫秒左右。它的产生与锅炉内的温度并无直接关系，但是其生成量和速度均与炉膛压力成正比。
　　（三）燃料型氮氧化物
　　燃料型氮氧化物主要是燃料中的氮化合物经过高温燃烧，发生氧化作用，形成的氮氧化物。由于燃料中的氮热分解的温度要低于燃煤的燃烧温度，因此当温度超过600摄氏度时就会形成燃料型氮氧化物。这种类型的氮氧化物在煤粉燃烧的产物中占比超过三分之二。
　　4火电机组锅炉运行对大气污染物排放控制措施
　　4.1控制氮氧化物排放的措施
　　氮氧化物多数都是由于锅炉在运行时的高温产生的。因此，为了有效控制氮氧化物的排放，合理控制锅炉炉膛的温度，避免空气中的氮有条件发生氧化反应并减少燃料型氮氧化物的产生。要从锅炉炉膛的中心温度入手，根据燃料的一系列特点与参数，采取有效的措施降低炉膛温度，与此同时，还要注意对锅炉出口温度进行有效控制，进一步降低烟气温度，就可以减少多余的热负荷。由于热力型氮氧化物的生成与温度有密切关系，因此，还可以通过合理的送风调节降低燃烧核心区温度，若有必要可以掺入一部分炉烟以降低主燃烧区的燃烧率。
　　4.2控制一氧化碳含量的措施
　　为了减少燃煤出现不完全燃烧的情况，最有效的措施就是保证主燃烧器区域始终保持在富氧燃烧状态。但是这样会造成主燃烧器区域产生出更多的氮氧化物，与减少和控制氮氧化物的目的相冲突。因此要在主燃烧器区域精确控制和调整二次风。经试验验证，根据不同的燃煤性质，将主燃烧器区域的含氧量控制在百分之一到百分之三这一区间，同时二次风门的开度在35%到40%间进行调整，可以实现既把一氧化碳的含量控制在10毫克每立方米这一标准之下，又能将氮氧化物的含量控制在300毫克每立方米以下。通过控制送风量的大小，实现同时降低一氧化碳和氮氧化物含量的目的。
　　4.3二氧化硫的治理
　　二氧化硫（化学式SO2）是非常常见的对人体危害较大的硫氧化物，同时也是大气主要污染物之一，空气中的二氧化硫部分会与水产生化学反应形成亚硫酸，若使亚硫酸进一步氧化，然后大量的存在于空气中，就会产生对人们危害的硫酸雨。二氧化硫的产生主要与燃煤的含硫量决定，目前对于二氧化硫的排放控制主要依靠脫硫装置，锅炉运行对于二氧化硫的影响非常有限，主要注意以下问题：第一、降低脱硫装置入口的温度，从而降低发电过程中所产生的富余热量，减少二氧化硫的进一步化学反应，也可以减少亚硫酸的氧化。第二、随机组负荷升高增加给煤量时，应综合考虑煤种含硫量对二氧化硫含量和总量的影响，避免二氧化硫排放总量突变过大造成脱硫系统脱硫效率达不到，影响排放指标。第三、通过适当的燃烧调整，降低供电煤耗，节能才是真正的减排。
　　4.4改用高效清洁的燃煤及技术
　　当前火电机组锅炉燃料多数使用的是煤炭，短时间内很难找到替换的能源，因此我们可以从燃煤的选择和燃烧的方式来进行改进，最大化的确保煤炭的燃烧率和低碳率，燃用低硫煤是降低二氧化硫排放最简单的方案。目前，比较成熟的技术主要有煤粉炉低氮燃烧技术和循环流化床技术和。煤粉炉低氮燃烧技术主要是针对氮氧化物的生成机理，通过分级燃烧降低主燃烧区的温度来实现减少氮氧化物生成的目的;循环流化床技术在综合鼓泡床和高速气化床锅炉优点的基础之上，克服了高速床过度磨损、不易调控以及高温分离结构繁琐等问题，并且采用矸石和贫煤等燃烧率较适合的燃料，炉膛温度相对较低，更好的延长了锅炉的使用年限，而且容易实现炉内脱硫，很好的减少了氮氧化物、二氧化硫及碳排放量。
　　4.5灵活优化锅炉燃烧技术
　　通过对于每一个发电厂自身特点进行考虑，结合火力发电厂自身特征及优势，灵活的进行锅炉燃烧技术的优化措施。只有这样才能真正了解到不同的火力发电厂内锅炉燃烧优化技术应该从何展开，从而采取相应的措施对其进行解决和优化。对于优化技术的灵活应用，能够保障火力发电厂锅炉燃烧效率的提升，节能即是减排，同时提高锅炉燃烧的稳定性。同时还能在一定程度上为火力发电厂制定合适的环境方案，实施环保理念，并通过采取科学合理的锅炉燃烧优化技术，为环境保护方面做出贡献。
　　结语
　　综上所述，火电厂为了提高经济效益和社会效益，必须要高度重视对污染物的控制。为了减少火电厂锅炉运行期间的污染物排放量，就需要了解各污染物的生成机理，根据锅炉及燃料的具体情况，采取相应的锅炉运行调整措施加以控制，保证污染物达标排放的前提下，降低锅炉、脱硝、脱硫等系统的运行成本，实现真正的节能减排。
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