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摘  要：我國(guó)富煤貧油少氣的資源特點(diǎn)決定了煤炭是主體能源，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不會(huì)改變。為削減燃煤消耗，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，近年來(lái)大力推進(jìn)燃煤鍋爐房改燃工程。隨著燃?xì)夤崦娣e的快速增長(zhǎng)，天然氣需求也增長(zhǎng)快速，氣源保障的難度和供熱成本不斷加大，政府財(cái)政補(bǔ)貼數(shù)額逐年增加。為緩解燃?xì)夤?yīng)及供熱成本壓力，突破能源瓶頸，減少污染物排放，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔利用，推廣煤炭清潔利用技術(shù)，在供熱站中推廣煤粉爐及制粉系統(tǒng)的應(yīng)用極為重要。

關(guān)鍵詞：煤粉鍋爐  制粉系統(tǒng)  燃燒系統(tǒng)  脫硝、脫硫系統(tǒng)  氮?dú)饣厥? 超凈排放

一、工程建設(shè)管理

天津華苑供熱站工程是天津市2015年重點(diǎn)民心工程項(xiàng)目，主要負(fù)責(zé)西青區(qū)中北鎮(zhèn)區(qū)域供熱，環(huán)保排放指標(biāo)要求嚴(yán)格，天津能源集團(tuán)為落實(shí)市政府關(guān)于煤炭清潔利用試點(diǎn)工作的指示精神，組織集團(tuán)組織下屬企業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家成立了專(zhuān)項(xiàng)工作組，先后赴沈陽(yáng)、山西忻州、烏魯木齊、蘭州、北京、浙江實(shí)地調(diào)研考察，對(duì)煤炭清潔高效利用裝備制造和主要技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行了深入論證，并與國(guó)內(nèi)相關(guān)科研院所展開(kāi)合作，研究編制了獨(dú)具特色的《華苑高效煤粉供熱鍋爐工程技術(shù)方案》，明確提出了把華苑高效煤粉供熱鍋爐工程建設(shè)工程為示范工程項(xiàng)目的目標(biāo)。

1項(xiàng)目建設(shè)理念

由津能工程管理公司組建項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)，公司領(lǐng)導(dǎo)親自組織落實(shí)項(xiàng)目的實(shí)施方案，編制工程實(shí)施管理項(xiàng)目文件，制定項(xiàng)目目標(biāo)細(xì)則，把天津華苑供熱站5×58MW供熱工程建設(shè)成“環(huán)保、高效、節(jié)能”一體化的示范項(xiàng)目。

2優(yōu)化工藝系統(tǒng)

工程分為上煤系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、制氮系統(tǒng)、輸粉及氮?dú)饣厥障到y(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)、除灰除渣系統(tǒng)、軟化水系統(tǒng)、35KV系統(tǒng)及熱網(wǎng)等主要系統(tǒng)。由于在供熱站首次采用煤粉爐及制粉系統(tǒng)，系統(tǒng)較為復(fù)雜，組織協(xié)調(diào)了各工藝系統(tǒng)之間接口的銜接，優(yōu)化各工藝之間的配合及各工藝設(shè)備參數(shù)的匹配，使各系統(tǒng)運(yùn)行完整，安全可靠。

3設(shè)備招標(biāo)參數(shù)的選型

成立了招標(biāo)領(lǐng)導(dǎo)小組，采用公開(kāi)招標(biāo)方式，分別為鍋爐島、制粉島、脫硫除塵島三大板塊進(jìn)行了招標(biāo)，組織針對(duì)設(shè)備的選型及技術(shù)參數(shù)工作進(jìn)行充分論證，與設(shè)計(jì)院及廠(chǎng)家進(jìn)行多方面的溝通、確認(rèn)，并對(duì)生產(chǎn)廠(chǎng)家相關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)研、論證，了解設(shè)備廠(chǎng)家的生產(chǎn)和加工能力，確保設(shè)備參數(shù)滿(mǎn)足工藝要求，確保設(shè)備生產(chǎn)滿(mǎn)足工期要求。 

4項(xiàng)目管理的過(guò)程

全過(guò)程的安全、質(zhì)量管理理念貫穿整個(gè)工程的管理過(guò)程，工期緊、任務(wù)重，施工場(chǎng)地狹小等不利的因素下，組織協(xié)調(diào)解決設(shè)計(jì)、設(shè)備問(wèn)題，調(diào)整施工工序，杜絕了安全隱患的發(fā)生，工程質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目的。工程于2015年4月開(kāi)始建設(shè)，12月31日，5臺(tái)新建高效煤粉供熱鍋爐成功點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年建設(shè)、當(dāng)年調(diào)試供熱的目標(biāo)。

5精心組織、精心調(diào)試

新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新流程，新材料的首次使用，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)安全可靠性得到提高，同時(shí)對(duì)整個(gè)調(diào)試過(guò)程提出了新的考驗(yàn)，整個(gè)煙氣制粉、氮?dú)廨敺?、氮?dú)饣厥眨撓?、濕法脫硫及二次除塵工藝設(shè)備、工藝系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)燃煤鍋爐供熱站首次應(yīng)用，為使調(diào)試工作有序進(jìn)行，項(xiàng)目部成立了試運(yùn)指揮部，明確參建單位人員職責(zé)，有序開(kāi)展工作，在國(guó)內(nèi)沒(méi)有成形的工藝技術(shù)運(yùn)行參數(shù)，沒(méi)有成熟的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)芙梃b，試運(yùn)指揮部積極組織對(duì)調(diào)試階段出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)組織分析安排解決，經(jīng)過(guò)一次次收集數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生問(wèn)題的原因，對(duì)工藝系統(tǒng)的一次次完善，一次次的總結(jié)摸索、不斷調(diào)整整個(gè)從煤粉制備、輸送、燃燒到尾部煙氣處理的設(shè)備、工藝系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化運(yùn)行工況，找出從煤粉制備、輸送、燃燒到尾部煙氣處理的規(guī)律，制定出相應(yīng)設(shè)備、工藝系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)程。制粉系統(tǒng)、鍋爐燃燒系統(tǒng)、脫硫脫硝除塵系統(tǒng)等設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，工藝參數(shù)穩(wěn)定，總結(jié)出各系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)規(guī)律，完成了并網(wǎng)供熱任務(wù)，達(dá)到了試點(diǎn)項(xiàng)目的預(yù)期效果。

二、工程項(xiàng)目創(chuàng)新及優(yōu)勢(shì)

1工藝創(chuàng)新技術(shù)

煤粉為可燃物質(zhì)，屬于乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)品，粉塵具爆炸性，著火點(diǎn)在300℃-500℃之間，爆炸下限濃度34g/m3-47 g/m3（粉塵平均粒徑5μm-10μm）。高溫表面堆積粉塵（5mm厚）的引燃溫度225℃-285℃，云狀粉塵的引燃溫度580℃-610℃。其水分含量越高，煤粉爆炸烈度越大,據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，煤粉在堆積狀態(tài)比懸浮狀態(tài)更易著火。

鑒于煤粉存在易燃、易爆的特性，煤粉磨制、輸送、儲(chǔ)存安全措施十分關(guān)鍵，為確保運(yùn)行安全可靠、萬(wàn)無(wú)一失，通過(guò)進(jìn)行廣泛調(diào)研、借鑒同類(lèi)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，采取了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全區(qū)域、全流程、全源點(diǎn)覆蓋的防火、防爆體系：一，煙氣的綜合利用技術(shù)。二，氮?dú)廨敺奂夹g(shù)。三，煤粉倉(cāng)安全防護(hù)技術(shù)。

2煙氣的綜合利用技術(shù)

煤粉鍋爐尾部排煙溫度設(shè)計(jì)在120℃，每臺(tái)爐排煙量在90000m³，大量的熱煙氣排放，浪費(fèi)掉大量的熱量，不利于能源的充分利用，鍋爐燃燒后煙氣中含氧量小于6%，結(jié)合制粉系統(tǒng)對(duì)煤粉加熱的需要，采用鍋爐燃燒后的煙氣配以熱風(fēng)爐做為制粉熱源，充分利用煙氣余熱及含氧量低等特點(diǎn)，在制粉加熱過(guò)程中有效的控制熱源中的氧氣含量，保證制粉過(guò)程中的安全，首次將煙氣引入制粉系統(tǒng)加熱煤粉，既保證制粉過(guò)程中熱量充分利用煙氣余熱，又能控制制粉設(shè)備中含氧量小于12%，消除爆炸危險(xiǎn)，達(dá)到制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行的要求。另外，針對(duì)工藝特點(diǎn)，配置4座50m3消防氮?dú)鈨?chǔ)罐，儲(chǔ)備好氮?dú)怆S時(shí)對(duì)制粉設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

3氮?dú)廨敺奂夹g(shù)

除無(wú)煙煤外，混合煤、煙煤的制粉系統(tǒng)采用按照惰性干燥氣體設(shè)計(jì)。采用氮?dú)饷荛]輸送符合規(guī)范要求，保證了輸粉過(guò)程的安全。

在煤粉輸送環(huán)節(jié)，磨制完的煤粉需要輸送到爐前粉倉(cāng)，煤粉經(jīng)磨制完成到收粉器后，輸粉系統(tǒng)采用全封閉式設(shè)備、管道，通過(guò)加壓的氮?dú)庾鳛閯?dòng)力在管道中產(chǎn)生流速進(jìn)行輸送，在保證安全的情況下，將制粉車(chē)間收粉器內(nèi)煤粉送到爐前粉倉(cāng)，調(diào)試過(guò)程中充分掌握吹粉的時(shí)間、吹粉壓力及收粉器內(nèi)粉的溫度、高度等主要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)及時(shí)進(jìn)行輸送，同時(shí)設(shè)有聲光報(bào)警裝置，防止設(shè)備及管道堵塞。

4煤粉倉(cāng)安全防護(hù)技術(shù)

在煤粉儲(chǔ)存?zhèn)}內(nèi)設(shè)有氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)，二氧化碳滅火系統(tǒng)，加以有聲光報(bào)警、重力式防爆門(mén)、防靜電措施、一氧化碳傳感器、溫度傳感器，并配備氧含量在線(xiàn)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控、報(bào)警，并可聯(lián)鎖開(kāi)啟二氧化碳及氮?dú)鈬姶?，達(dá)到降溫、防爆的目的。另定期加強(qiáng)地面、角落等可能存粉的場(chǎng)所的清理工作，防止粉塵積累，同時(shí)避免存粉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，倉(cāng)內(nèi)出現(xiàn)死角等。

5 輸粉管道防堵技術(shù)

輸粉管道從制粉收粉器到鍋爐前粉倉(cāng)全長(zhǎng)約290m，全程彎管較多，而彎管處容易積粉，造成輸粉管道堵塞，運(yùn)行中的輸粉管道一旦積粉堵塞將影響鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，也容易造成安全隱患。為了解決這一問(wèn)題，在煤粉輸送的每一處彎管處增加助吹管道，杜絕死角，由輸粉系統(tǒng)統(tǒng)一控制，解決了輸粉過(guò)程中煤粉堵塞管道的問(wèn)題，保證輸粉過(guò)程中可靠性。

6氮?dú)饣厥赵僭鰤杭夹g(shù)

煤粉的儲(chǔ)存及輸送使用氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，能保證在儲(chǔ)存及輸送過(guò)程的安全性，單純?cè)诿悍圯斔瓦^(guò)程中使用氮?dú)鈸p耗量較大，如不能及時(shí)回收將使制氮設(shè)備投入及運(yùn)營(yíng)成本很大，為此氮?dú)庵貜?fù)利用至關(guān)重要，將輸粉氮?dú)饨?jīng)過(guò)儲(chǔ)煤倉(cāng)后的乏氣，通過(guò)管道進(jìn)入氮?dú)饩彺婀藁厥?，再通過(guò)氮?dú)庠鰤簷C(jī)進(jìn)行增壓達(dá)到氮?dú)廨敺蹓毫?，做到氮?dú)庵貜?fù)利用，既確保煤粉連續(xù)輸送，又達(dá)到節(jié)能效果。

7 先進(jìn)燃燒技術(shù)

鍋爐系統(tǒng)應(yīng)用“無(wú)偏差濃相供料技術(shù)”、“中心逆噴燃燒器高效燃燒技術(shù)”、“有組織低氮無(wú)極室燃燒技術(shù)”等多項(xiàng)核心技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化了燃料供應(yīng)性能和燃燒效果，增強(qiáng)了鍋爐運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

8煙氣超凈排放

相比于常規(guī)的燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t，華苑高效煤粉爐在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了創(chuàng)新。首次在尾部煙氣處理過(guò)程中采用SNCR法+SCR法聯(lián)合脫硝方案、石膏脫硫及一級(jí)布袋除塵、二級(jí)濕式靜電除塵的煙氣處理方式，實(shí)踐證明該項(xiàng)技術(shù)穩(wěn)定可靠，煙氣處理效率高。2016年3月3日，天津市環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)煤粉爐排放情況進(jìn)行了全面檢測(cè)，并出具了監(jiān)測(cè)報(bào)告具體排放情況見(jiàn)下表：

污染物排放情況對(duì)比表

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