流化床机组切实可行的超低排放改造之路

流化床锅炉，为环保而生，是20世纪70年代末开始出现的清洁煤燃烧技术。截止于2015年底，国内已投产的410吨/h以上的CFB共377台，总装机69775MW，投产小型CFB共5500余台，240-350的约900台，130-180的约1500台，75吨/h的约3000台。

在中国的发展，经历了四个阶段：

1、国产自然流化床锅炉的发展

自1980年开始，在中国设计体系建立完善发展过程中，开发了各种容量的自然循环蒸汽锅炉和用于供暖的热水锅炉，2000年之后，循环流化床锅炉从热电领域发展到发电领域，先后开发了再热135MW到300MW亚临界循环流化床锅炉，其中300MW容量等级亚临界循环流化床锅炉的自主研发是成功的典型。

2、从追赶到超越----600MW超临界循环流化床技术研究与工程示范

白马电厂，600MW超临界循环流化床锅炉于2013年4月14日通过168h满负荷运行，通过了性能测试，克服了三大困难与技术挑战：

1）流化床燃烧室放大带来的气固两相流动、传热、燃烧、混合系列未知问题的挑战；

2）将直流强制循环与循环流化床燃烧结合引发的水动力学安全性、水动力设计方法的挑战；

3）强制循环水系统和大惯性循环流化床燃烧系统结合带来的动态特性问题及控制问题挑战。

3、基于流态重构的节能型循环流化床燃烧技术的发展

为解决耗电量大及锅炉磨损严重的问题，清华大学提出建议，改变传统循环流化床流态设计定态区域，以达到减少床存量、降低风机压头达到节能和减少粗床料对燃烧室磨损的建议，突破原有基础流程专利范围，是全新的流化定态。

流态重构变现为床存量的降低，但是床压降的降低不是实现流态重构的手段，而是目的。流态重构不是简单通过排渣控制就能实现的，而是要通过具体的工程措施，典型手段是改进分离器的截止粒径d90的效率、加大二次风动量、决解二次风穿透深度、强化燃烧室上部燃烧强度。

4、循环流化床燃烧原始NOX超低排放技术的探索

气固两相流流态导致的特殊还原性气氛在低温条件下是CFB锅炉氮氧化物原始排放比较低的根本原因。

在严格控制床温、炉内过量空气系数和合理的风比、二次风口位置的条件下，提高床质量、减少床存量、增加循环量可以进一步增强燃烧反应的还原性气氛，是深入挖掘CFB锅炉降低氮氧化物排放潜力的可行技术手段。

针对目前国家的最严苛的燃煤污染物排放标准，针对在运行的流化床锅炉机组，如何达到超净排放的要求呢？哪些措施是切实可行的呢？

1、对于脱硫：

目前流化床锅炉系统的准备配置是：CFB锅炉----布袋除尘器----湿法脱硫系统----烟囱，针对脱硫方面，湿法脱硫系统运行中表现出来的高能耗、高故障、石膏雨等问题，让我们不得不重新审视这种技术方案。建议考虑对CFB本体进行综合改造的方案，降低锅炉循环物料的细度，降低锅炉原始二氧化硫的排放浓度，同时提高炉内脱硫的效果，保证炉内脱硫效率达到90%以上，然后少量或者不用湿法脱硫系统，达到国家的环保要求。

2、对于脱氮：

目前流化床锅炉系统的脱氮配置是SNCR系统，通过向锅炉内投加尿素溶液或者氨水溶液，来脱除氮氧化物。但是SNCR系统表现出来的不稳定性及低效率让我们担心无法达标。对于此问题，切实可行的办法是对CFB锅炉进行综合改造，降低锅炉床温，降低锅炉污染物的原始排放浓度，有工程经验显示，可以控制在50毫克以内，这样加上对SNCR系统的优化改造后，完全可以满足国家的环保要求。

3、对于除尘：

目前CFB锅炉的配置最多的是布袋除尘器，目前国家的超低排放要求是10毫克，但是目前布袋除尘后的浓度一般在10到20毫克之间。为解决此问题，建议对布袋除尘器进行改造，完全可以达到国家粉尘超低排放要求：

1）降低布袋除尘器的过滤风速，低于0.7m/s；

2）加强安装过程的监督，使用锅炉探伤的方法来对除尘器进行检测，确保无泄露；

3）提高布袋品质；

4）增加除尘器设计余量，以保证在布袋损坏的情况下，可以在线更换，同时环保数据达标。

以上是针对目前现实情况，CFB锅炉机组可以采取的切实可行的改造方案及技术路线，不足之处，请指正。