對電站鍋爐某些環保改造的思考
1、相關背景
進(jin)入新(xin)(xin)世(shi)紀的二十年(nian)，其中前十年(nian)電(dian)力(li)系統經歷大改(gai)(gai)革并(bing)進(jin)行(xing)競爭性發(fa)展(zhan)(zhan)，后十年(nian)進(jin)入環(huan)保(bao)改(gai)(gai)造的新(xin)(xin)階(jie)(jie)段，電(dian)力(li)系統從量(liang)的發(fa)展(zhan)(zhan)階(jie)(jie)段進(jin)入質的發(fa)展(zhan)(zhan)階(jie)(jie)段。國(guo)家(jia)(jia)于2011年(nian)頒(ban)布(bu)新(xin)(xin)版(ban)大氣污染物排(pai)放標準，隨(sui)后電(dian)站鍋(guo)爐脫硝(xiao)、脫硫、除(chu)塵等新(xin)(xin)工(gong)藝(yi)改(gai)(gai)造提(ti)上日程。在老機(ji)(ji)組(zu)與(yu)新(xin)(xin)機(ji)(ji)組(zu)逐步完成環(huan)保(bao)改(gai)(gai)造后，國(guo)家(jia)(jia)發(fa)展(zhan)(zhan)改(gai)(gai)革委(wei)、環(huan)境保(bao)護部和國(guo)家(jia)(jia)能源(yuan)局聯合(he)發(fa)布(bu)了關于《煤電(dian)節能減排(pai)升級與(yu)改(gai)(gai)造行(xing)動(dong)計劃（2014-2020年(nian)）》的通(tong)知（發(fa)改(gai)(gai)能源(yuan)[2014]2093號(hao)），本(ben)次增加(jia)了節能的內容(rong)，推動(dong)新(xin)(xin)一輪節能環(huan)保(bao)改(gai)(gai)造工(gong)作的升級。
煤(mei)電(dian)機(ji)組節(jie)能環保改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)工(gong)作，主要有：煤(mei)粉爐(lu)低氮燃燒技術(shu)改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、脫硫(liu)提效改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、選擇性(xing)(xing)催化(hua)還原脫硝改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)（SCR，前期(qi)采用(yong)液氨作為還原劑、后期(qi)正逐漸(jian)改(gai)(gai)(gai)(gai)為尿素熱解，以(yi)提高系(xi)統安全性(xing)(xing)）、電(dian)除塵器(qi)改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、電(dian)袋復合除塵改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、濕(shi)(shi)式除塵器(qi)改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、低壓省煤(mei)器(qi)改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、煙氣(qi)余熱利用(yong)技術(shu)改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、MGGH系(xi)統提高脫硫(liu)濕(shi)(shi)煙氣(qi)溫度系(xi)統改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、其(qi)它衍生的(de)消“白煙”改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、低壓缸切缸供熱改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)、煤(mei)電(dian)鍋(guo)爐(lu)低負荷(he)調峰(feng)運行(xing)的(de)靈活性(xing)(xing)改(gai)(gai)(gai)(gai)造(zao)(zao)，等等。
2017年，國(guo)家能源局、環境保護部(bu)發(fa)布(bu)關于開(kai)展燃煤耦合生物(wu)(wu)質(zhi)發(fa)電技(ji)改試點工作的(de)通知（國(guo)能發(fa)電力(li)[2017]75號）文(wen)件，要求依托現役煤電高效(xiao)發(fa)電系(xi)統(tong)(tong)和污(wu)染(ran)物(wu)(wu)集中治理(li)設施，構筑城鄉生態環保平臺，兜底消納農林(lin)廢(fei)棄殘余物(wu)(wu)、生活垃(la)圾以及污(wu)水(shui)處理(li)廠、水(shui)體污(wu)泥等(deng)(deng)生物(wu)(wu)質(zhi)資(zi)源（屬危險廢(fei)物(wu)(wu)的(de)除外），破解秸稈田間直焚、污(wu)泥垃(la)圾圍城等(deng)(deng)社(she)會(hui)治理(li)難題。可見(jian)，國(guo)家對煤電系(xi)統(tong)(tong)的(de)期(qi)望很高，相應的(de)生物(wu)(wu)質(zhi)摻(chan)燒(shao)、污(wu)泥摻(chan)燒(shao)與垃(la)圾焚燒(shao)等(deng)(deng)項目陸(lu)續提上日程(cheng)。
作(zuo)為電(dian)力系(xi)統從業者，本人有(you)幸參(can)與(yu)了上述多數工作(zuo)，經(jing)歷了電(dian)力系(xi)統改革和火電(dian)技術由(you)量變(bian)到(dao)質(zhi)變(bian)的發展過(guo)程，因此(ci)有(you)一定的感性認(ren)識。
如(ru)果說通訊行(xing)(xing)業(ye)的(de)發展是(shi)“技(ji)術(shu)引領生活(huo)”，那么傳統火電(dian)、新(xin)(xin)興清潔能源行(xing)(xing)業(ye)如(ru)太陽能、風能等，則是(shi)“政(zheng)策(ce)推(tui)動行(xing)(xing)業(ye)”的(de)模式。拿手機(ji)來說，打電(dian)話和短信息兩項功能絕對滿足絕大多數人的(de)需求(qiu)，但(dan)智能手機(ji)的(de)出現，仍(reng)驅使人們(men)去更(geng)換(huan)更(geng)新(xin)(xin)更(geng)好的(de)手機(ji)，這里沒(mei)有任何(he)政(zheng)策(ce)因素；而電(dian)力行(xing)(xing)業(ye)則不(bu)同，技(ji)術(shu)是(shi)為(wei)了滿足政(zheng)策(ce)的(de)要(yao)求(qiu)而進(jin)步的(de)，沒(mei)有國(guo)家(jia)政(zheng)策(ce)，環保要(yao)求(qiu)，很難看到主動改變。因此，火電(dian)技(ji)術(shu)的(de)發展總是(shi)落后(hou)于環保（/政(zheng)策(ce)）要(yao)求(qiu)的(de)。
正(zheng)因為(wei)此，環(huan)保政(zheng)(zheng)策出(chu)來后(hou)，應該(gai)有(you)一(yi)段醞釀的過程(cheng)，論證技術可(ke)(ke)行性(xing)、經(jing)濟性(xing)及可(ke)(ke)能存在的問(wen)題(ti)、是(shi)否有(you)方向(xiang)性(xing)錯誤等，然后(hou)再行動。改(gai)(gai)革開放需要劃定一(yi)個試驗區，摸著石頭過河(he)，證明(ming)可(ke)(ke)行并且沒有(you)遺留問(wen)題(ti)之后(hou)，才會出(chu)臺(tai)相關政(zheng)(zheng)策推行。而這一(yi)批技改(gai)(gai)項目(mu)，在沒有(you)充分研究、反饋(kui)的情(qing)況下迅速推開，出(chu)現(xian)的問(wen)題(ti)不少。其中有(you)政(zheng)(zheng)策因素(su)、商業因素(su)，也有(you)資(zi)本的驅動。
2、低溫省煤器改造
低(di)(di)溫省煤(mei)器或(huo)煙(yan)(yan)氣換熱器改(gai)造，本(ben)身是一(yi)個節能項目(mu)，對(dui)于(yu)(yu)不(bu)(bu)(bu)斷挖(wa)潛節約煤(mei)耗的(de)火電廠來(lai)說，的(de)確是個很(hen)吸引人(ren)的(de)項目(mu)。但對(dui)于(yu)(yu)一(yi)些鍋爐機組(zu)，如(ru)灰(hui)量大(da)、含硫量高，或(huo)貧煤(mei)無煙(yan)(yan)煤(mei)鍋爐等(deng)，或(huo)者煙(yan)(yan)道(dao)結構復(fu)雜，不(bu)(bu)(bu)具(ju)備布置條(tiao)(tiao)件等(deng)的(de)電廠是否適于(yu)(yu)進行(xing)低(di)(di)省改(gai)造，需要深(shen)入(ru)研究。而(er)低(di)(di)省技改(gai)，執(zhi)行(xing)下來(lai)成了(le)典(dian)型的(de)急功近利項目(mu)。在5年多的(de)時間(jian)內，全國大(da)多數電廠，不(bu)(bu)(bu)管(guan)條(tiao)(tiao)件如(ru)何，均進行(xing)了(le)類似改(gai)造。而(er)在后改(gai)項目(mu)尚未(wei)完成的(de)情況下，先期(qi)改(gai)造的(de)項目(mu)已陸續(xu)出現磨損、堵(du)灰(hui)、腐蝕泄(xie)漏現象而(er)不(bu)(bu)(bu)得不(bu)(bu)(bu)采取割管(guan)、堵(du)管(guan)或(huo)隔(ge)離(li)的(de)措施，改(gai)了(le)等(deng)同于(yu)(yu)沒改(gai)，或(huo)者得不(bu)(bu)(bu)償失。
看圖說話，不做過多解釋。
上(shang)述圖(tu)片基本包(bao)括了低省（煙氣(qi)換熱器）改造(zao)面臨(lin)的(de)全部問題，積(ji)灰、磨損(sun)相(xiang)對較(jiao)為突出，燃料含(han)灰量在(zai)(zai)20%以(yi)上(shang)的(de)，基本都存在(zai)(zai)積(ji)灰磨損(sun)問題，積(ji)灰與磨損(sun)是相(xiang)伴發生的(de)，隨之而來的(de)是泄漏；而腐蝕問題發生在(zai)(zai)運行(xing)中未(wei)泄漏情況的(de)幾(ji)乎沒(mei)有，腐蝕一般(ban)發生在(zai)(zai)泄漏之后或(huo)者彎頭部位(wei)的(de)煙氣(qi)死滯區，停爐狀態(tai)下煙氣(qi)吸潮后引(yin)起。
低省(sheng)的可行性研究階(jie)段(duan)，對于(yu)含灰氣流的積灰、磨損(sun)，含硫(liu)煙(yan)氣的腐(fu)蝕(shi)問題，在煙(yan)氣流速、管束型式(shi)(shi)、換(huan)熱管材質(zhi)、管壁(bi)溫度、吹灰方式(shi)(shi)、防凍措施(shi)等(deng)方面進(jin)行了(le)大量論證分析，而且均(jun)是(shi)有效手段(duan)。只是(shi)現場(chang)實(shi)施(shi)階(jie)段(duan)做的深度還不夠，同時這個改造也被制造某些企業帶偏了(le)方向(xiang)。
所以這么(me)說，因為許多(duo)項目在(zai)(zai)(zai)實施(shi)階段現(xian)場(chang)條(tiao)件并(bing)(bing)不好，但仍要(yao)硬擠出(chu)換(huan)熱器的布(bu)置(zhi)(zhi)位置(zhi)(zhi)，造(zao)成流(liu)(liu)場(chang)復雜，各(ge)煙(yan)道(dao)流(liu)(liu)量不均或(huo)(huo)入(ru)(ru)口流(liu)(liu)速偏(pian)差(cha)大；或(huo)(huo)者施(shi)工(gong)過(guo)程中留有瑕疵，導流(liu)(liu)板布(bu)置(zhi)(zhi)不太合(he)(he)理（或(huo)(huo)者僅在(zai)(zai)(zai)換(huan)熱面(mian)入(ru)(ru)口布(bu)置(zhi)(zhi)導流(liu)(liu)板，而(er)不管(guan)上游來(lai)流(liu)(liu)是(shi)(shi)(shi)否(fou)均勻）；換(huan)熱面(mian)積過(guo)大，翅(chi)(chi)片(pian)(pian)管(guan)節距選擇(ze)不當，翅(chi)(chi)片(pian)(pian)過(guo)密，且雙(shuang)翅(chi)(chi)片(pian)(pian)結(jie)構(gou)(gou)，容(rong)易造(zao)成積灰(hui)(hui)“粘連搭橋”，從(cong)而(er)在(zai)(zai)(zai)換(huan)熱管(guan)束間形成一堵“灰(hui)(hui)墻(qiang)”。此墻(qiang)一旦(dan)形成，吹灰(hui)(hui)手段就無效(xiao)了，于(yu)(yu)是(shi)(shi)(shi)繞道(dao)而(er)走(zou)的煙(yan)氣(qi)在(zai)(zai)(zai)局部形成高(gao)(gao)流(liu)(liu)速和(he)磨損(sun)。H型(xing)翅(chi)(chi)片(pian)(pian)管(guan)對于(yu)(yu)不含灰(hui)(hui)氣(qi)流(liu)(liu)是(shi)(shi)(shi)適(shi)用的，對于(yu)(yu)含灰(hui)(hui)氣(qi)流(liu)(liu)，過(guo)大、過(guo)密的擴(kuo)展受熱面(mian)結(jie)構(gou)(gou)并(bing)(bing)不合(he)(he)適(shi)。但是(shi)(shi)(shi)大翅(chi)(chi)片(pian)(pian)結(jie)構(gou)(gou)對于(yu)(yu)提高(gao)(gao)換(huan)熱面(mian)積是(shi)(shi)(shi)有效(xiao)辦法，雙(shuang)H型(xing)甚至4H型(xing)翅(chi)(chi)片(pian)(pian)也有利于(yu)(yu)制(zhi)造(zao)廠提高(gao)(gao)生產(chan)效(xiao)率。
另一個被商業利益攪(jiao)動(dong)起來的項目(mu)是“煙(yan)囪消白(bai)”，如果說低溫省(sheng)煤器(qi)改造有(you)一定的節能潛力可挖，消白(bai)項目(mu)則不(bu)存在(zai)任(ren)何節能的因素(su)。沒見哪個社區(qu)或群體對(dui)電廠的煙(yan)羽產生恐慌，對(dui)石膏雨的意(yi)見倒是有(you)的，但沒那么嚴重。即(ji)便治理也(ye)不(bu)是讓人(ren)看不(bu)見就(jiu)完(wan)了，而是想辦法(fa)把水(shui)和(he)污染(ran)物(wu)截留(liu)在(zai)地面。煙(yan)囪里的水(shui)汽基本來源于地下(xia)的煤炭(tan)，想辦法(fa)留(liu)到地面是應該的！
本人參與了某些(xie)低省改(gai)造項目(mu)和某些(xie)項目(mu)的論證與消缺，在長期思考中總(zong)結低省改(gai)造若干(gan)原則(ze)思路(lu)如下：
1）布(bu)置(zhi)在除塵器(qi)前(qian)的(de)(de)低省，因為煙氣含灰，存在積灰磨損問(wen)題，因此各煙道煙氣分配(pei)均勻性(xing)和低省入口氣流分布(bu)均勻性(xing)對煙氣余熱利用(yong)項目尤為重要。煙道煙氣分配(pei)需要有合(he)理的(de)(de)煙道結(jie)構(gou)，對于結(jie)構(gou)不好的(de)(de)煙道盡最大可能進行改造；
2）低省入口煙道(dao)（從空預器出口開始）全(quan)面導(dao)流(liu)板設置，優(you)化流(liu)場(chang)，確(que)保(bao)低省入口流(liu)場(chang)均勻(yun)；低省進出口大小頭的單側擴角盡量(liang)控制在(zai)30°以內；
3）低省換(huan)熱(re)面前的(de)直煙道要盡量(liang)加長(chang)，換(huan)熱(re)管(guan)束距彎頭(tou)和導流板越遠，入口流場(chang)越容易(yi)混(hun)合均勻，否(fou)則，對換(huan)熱(re)管(guan)防磨不利；
4）低省改造應不惜一切代價調整好(hao)煙(yan)(yan)道流(liu)場(chang)(chang)，在確(que)保(bao)流(liu)場(chang)(chang)調整好(hao)后(hou)，適當提高滿(man)負(fu)荷下的(de)設(she)計流(liu)速至10~10.5m/s，提高流(liu)速有利于清理積灰，但前提是把設(she)計煙(yan)(yan)氣量搞準確(que)，煙(yan)(yan)氣量出現偏(pian)差(cha)，其它一切努力都無效(xiao)；
5）低省管束(shu)橫向節距(ju)(ju)適當(dang)加(jia)大(da)（S1=96~100mm），縱(zong)向節距(ju)(ju)明(ming)顯(xian)增(zeng)大(da)（S2=106mm），雙翅(chi)(chi)(chi)片(pian)(pian)改為(wei)單(dan)(dan)(dan)翅(chi)(chi)(chi)片(pian)(pian)、小(xiao)(xiao)翅(chi)(chi)(chi)片(pian)(pian)結構(gou)，避免(mian)管束(shu)間橫向與縱(zong)向積(ji)灰(hui)“搭(da)橋”粘結；避免(mian)縱(zong)向積(ji)灰(hui)增(zeng)厚(hou)形(xing)成(cheng)“灰(hui)墻”。單(dan)(dan)(dan)翅(chi)(chi)(chi)片(pian)(pian)和大(da)節距(ju)(ju)利于積(ji)灰(hui)疏(shu)通和吹掃；理論分析與換(huan)(huan)熱(re)器傳熱(re)計算表明(ming)，適當(dang)增(zeng)加(jia)縱(zong)向節距(ju)(ju)，可提高傳熱(re)系數；對(dui)于直徑38mm的(de)(de)常用低省換(huan)(huan)熱(re)管，翅(chi)(chi)(chi)片(pian)(pian)大(da)小(xiao)(xiao)在(zai)76mm左右傳熱(re)系數與面積(ji)的(de)(de)乘(cheng)積(ji)是最大(da)的(de)(de)（對(dui)于不同基管尺寸(cun)的(de)(de)換(huan)(huan)熱(re)管束(shu)，存在(zai)最佳的(de)(de)翅(chi)(chi)(chi)片(pian)(pian)大(da)小(xiao)(xiao)和節距(ju)(ju)組合），因此(ci)推薦小(xiao)(xiao)翅(chi)(chi)(chi)片(pian)(pian)、單(dan)(dan)(dan)翅(chi)(chi)(chi)片(pian)(pian)、大(da)節距(ju)(ju)（縱(zong)向）的(de)(de)換(huan)(huan)熱(re)器管束(shu)結構(gou)；
6）換(huan)熱器底部留2排管的吹掃空間，使管間積灰吹落(luo)后可從此旁路(lu)輸走；迎風面的管子設假管并加護瓦；
7）更換大功率聲波吹灰器(qi)，提(ti)升壓縮空氣壓力和增加儲氣罐；吹灰器(qi)的布置和吹灰方式可(ke)根(gen)據現場調整，吹掃氣流盡(jin)量沖刷換熱管束(shu)，可(ke)以使多個吹灰器(qi)同時吹灰，達到共(gong)振效果；
8）為防止(zhi)(zhi)換熱(re)器(qi)彎頭(tou)區的(de)夾層漏(lou)煙氣(qi)出現腐蝕現象，可(ke)以將兩側穿墻管與(yu)撐(cheng)板(ban)焊死。焊死后為防止(zhi)(zhi)換熱(re)器(qi)壁板(ban)與(yu)換熱(re)管之(zhi)間的(de)脹差，在上下頂底板(ban)加一(yi)個小波膨脹節(jie)，同時換熱(re)器(qi)安裝就位后割除橫、斜支(zhi)撐(cheng)管；
9）對(dui)于現(xian)場(chang)空間(jian)不是很(hen)理性(xing)的(de)鍋爐，建議犧牲部分節能效果，減少布置的(de)換熱面積；針(zhen)對(dui)煤質、現(xian)場(chang)空間(jian)等(deng)實在不合適的(de)機組，建議放棄低省改造（具體實例針(zhen)對(dui)實際(ji)情(qing)況確定）。
總結下來其實就三句話：
①煙(yan)道結構整體優化(hua)改造，保證各(ge)煙(yan)道煙(yan)氣流量(liang)均(jun)勻(yun)；
②全程導流板改造，保(bao)證低省換熱面入口流場均勻；
③換熱管束結構型(xing)式優化，降低(di)管束間積灰磨損風險。
煙(yan)道(dao)(dao)(dao)結(jie)構(gou)改造保證各(ge)煙(yan)道(dao)(dao)(dao)煙(yan)氣量分配均勻(yun)(yun)，各(ge)煙(yan)道(dao)(dao)(dao)內(nei)導流(liu)(liu)板(ban)設(she)置保證低(di)省入口流(liu)(liu)場均勻(yun)(yun)，換熱器管束結(jie)構(gou)保證積灰(hui)的清除、疏通和(he)傳熱效果，節(jie)省材料(liao)。最理想(xiang)的煙(yan)道(dao)(dao)(dao)結(jie)構(gou)是(shi)從上至(zhi)下流(liu)(liu)動的豎(shu)直(zhi)煙(yan)道(dao)(dao)(dao)，但(dan)這一條件極少有電(dian)廠能實現(xian)。
合理的導流(liu)(liu)，如果能使(shi)煙(yan)道流(liu)(liu)場均勻(yun)，不存在(zai)局部高(gao)速(su)區(qu)和低速(su)區(qu)，煙(yan)氣無死角，煙(yan)氣設計流(liu)(liu)速(su)可(ke)適當提(ti)高(gao)（0.5~1m/s），可(ke)使(shi)積灰均勻(yun)，配合吹灰的作(zuo)用，可(ke)使(shi)灰盡可(ke)能沉積在(zai)煙(yan)道底部，隨著煙(yan)氣流(liu)(liu)道收縮，煙(yan)氣流(liu)(liu)速(su)提(ti)高(gao)，積灰程(cheng)度會(hui)達到(dao)一個動態平衡(heng)，前(qian)提(ti)是流(liu)(liu)場必(bi)須保證(zheng)均勻(yun)。
上述(shu)重點討論的是低省煙道和(he)設(she)備設(she)計型式方面，至于低省的設(she)計參數(shu)，如煙溫、水溫等(deng)，應依據材(cai)料、初投資和(he)回收年限等(deng)要求，出口煙溫和(he)進口水溫盡(jin)量取高些，以長期(qi)安全穩定運行為目標，不宜追求過高節能效果。
達到(dao)了(le)上述條件，低省(sheng)的安(an)全運(yun)行時(shi)間可能延長，但長期(qi)下來的腐(fu)蝕會逐(zhu)步體(ti)現，低負荷(he)工(gong)況極可能出現積灰(hui)不均勻的情(qing)況，局部堵(du)塞也(ye)會發(fa)生，因此低省(sheng)改造很難避免幾年就需要更換一次(ci)換熱管(guan)的命運(yun)。每次(ci)停爐(lu)時(shi)的徹底吹(chui)掃(sao)清灰(hui)應(ying)該列(lie)為正(zheng)常維護工(gong)作，對適當延長其使用(yong)壽(shou)命是有益的。
下(xia)面是一些(xie)換熱管束(shu)的圖紙和實物(wu)照片，供參考(kao)。
（該型擴展(zhan)受(shou)熱面(mian)除傾斜(xie)的螺旋結構(gou)使鰭片(pian)(pian)節(jie)距不能做太(tai)大(da)之外，橫、縱(zong)向管間不易粘(zhan)灰搭橋，其梯形的肋截面(mian)是(shi)比較理想的擴展(zhan)受(shou)熱面(mian)換熱管型式，實際應用中(zhong)效(xiao)果也很(hen)好。缺點(dian)是(shi)制造復(fu)雜，成本高。單H型翅片(pian)(pian)、小(xiao)翅片(pian)(pian)、大(da)節(jie)距管束彌補了(le)它的缺點(dian)，且成本較低。）
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3、低氮燃燒與脫硝改造及運行
低氮燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)技(ji)術(shu)主要是(shi)針(zhen)對燃(ran)(ran)(ran)(ran)料型NOx的(de)(de)(de)，而(er)分(fen)級燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)目前是(shi)降低燃(ran)(ran)(ran)(ran)料型NOx的(de)(de)(de)唯(wei)一手段(duan)。為達(da)到(dao)分(fen)級燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，低氮燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)改造均設置濃淡燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器和分(fen)級燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡(jin)(jin)風(feng)，使(shi)主燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器區(qu)(qu)處于缺(que)氧(yang)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)狀態，缺(que)氧(yang)煤(mei)(mei)粉氣(qi)流在(zai)達(da)到(dao)至少2秒的(de)(de)(de)停留時(shi)間后再混入燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡(jin)(jin)風(feng)使(shi)煤(mei)(mei)粉燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡(jin)(jin)。低氮燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)技(ji)術(shu)在(zai)運(yun)行上體現為低的(de)(de)(de)過量空氣(qi)系數(shu)，如果(guo)過量空氣(qi)系數(shu)大，則主燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器區(qu)(qu)的(de)(de)(de)缺(que)氧(yang)狀態不易形成(cheng)，較難維持(chi)在(zai)0.7~0.8的(de)(de)(de)最佳過量空氣(qi)系數(shu)，降NOx效(xiao)果(guo)就達(da)不到(dao)。同時(shi)為制(zhi)造缺(que)氧(yang)環境(jing)，分(fen)離(li)燃(ran)(ran)(ran)(ran)盡(jin)(jin)風(feng)必須(xu)保持(chi)一定的(de)(de)(de)風(feng)量，一般按總風(feng)量的(de)(de)(de)30%設計和控(kong)制(zhi)。低氮燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)，就是(shi)指主燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器區(qu)(qu)低氧(yang)和缺(que)氧(yang)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)，該(gai)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)方式造成(cheng)了若(ruo)干問題：
首先，低氧(yang)燃燒，使鍋(guo)爐(lu)飛(fei)灰含(han)碳量增(zeng)加，對高(gao)揮發分煙(yan)煤鍋(guo)爐(lu)，飛(fei)灰含(han)碳量的改變不(bu)明顯，但(dan)對劣質煙(yan)煤、貧煤和無煙(yan)煤鍋(guo)爐(lu)，飛(fei)灰含(han)碳量可(ke)能成(cheng)(cheng)倍增(zeng)加，達到百分之幾甚(shen)至十(shi)幾的量級，造成(cheng)(cheng)鍋(guo)爐(lu)燃燒效(xiao)率下降(jiang)；
其次，低(di)(di)氧燃燒使煙氣總量降低(di)(di)，這(zhe)導致對流受熱面吸熱減少，蒸汽(qi)(qi)溫度尤其是再熱汽(qi)(qi)溫容(rong)易偏低(di)(di)；
第三，在水(shui)冷壁區域造(zao)成大面(mian)積還(huan)原性氣氛，CO和(he)H2S生成量大增。缺(que)氧燃燒(shao)狀(zhuang)態(tai)使SO3的生成量降(jiang)低，但H2S等(deng)硫化物(wu)氧化不徹底，造(zao)成水(shui)冷器區的高溫腐蝕(shi)。在鍋爐試(shi)驗中(zhong)，排煙煙氣里一般均(jun)可(ke)檢測到(dao)CO，濃度(du)(du)在十(shi)幾(ji)到(dao)幾(ji)十(shi)甚至幾(ji)百ppm，在低氮燃燒(shao)技(ji)術普(pu)及之(zhi)前排煙中(zhong)一般是檢測不到(dao)CO的（或者認(ren)為CO濃度(du)(du)在儀表靈敏度(du)(du)以(yi)下）；
第四，600MW及以上(shang)大容(rong)量機組鍋(guo)爐(lu)的分離(li)燃(ran)(ran)盡風距離(li)主燃(ran)(ran)燒器區較(jiao)遠，負荷和(he)燃(ran)(ran)料量的變(bian)化造成鍋(guo)爐(lu)燃(ran)(ran)燒火焰中心上(shang)下頻(pin)繁移動，使還原性(xing)氣氛區及火焰高煙溫區交(jiao)替(ti)變(bian)化，水冷壁管外(wai)壁氧化層通過不(bu)斷交(jiao)替(ti)變(bian)得松弛，并形成海綿(mian)狀，給腐(fu)蝕(shi)介質提供了大面(mian)積(ji)的開始反應(ying)表面(mian)。水冷壁橫向裂紋和(he)腐(fu)蝕(shi)現象很普遍。
低氮(dan)燃(ran)燒(shao)技術改造幾年(nian)以(yi)來，發(fa)生高溫腐蝕的鍋爐(lu)越來越多(duo)，平均水冷(leng)壁管(guan)腐蝕量可達(da)(da)0.8~2.6mm/a，如燃(ran)用(yong)高硫(liu)煤(mei)(mei)(mei)或貧煤(mei)(mei)(mei)、無煙(yan)煤(mei)(mei)(mei)等，腐蝕區(qu)受火焰的直接沖(chong)刷，其腐蝕速(su)度可達(da)(da)3~5mm/a以(yi)上(shang)，運(yun)行不(bu)當(dang)時經常(chang)發(fa)生爆(bao)管(guan)停(ting)爐(lu)。嚴重的在一(yi)(yi)年(nian)半(ban)運(yun)行時間內，約(yue)60%的燃(ran)燒(shao)器區(qu)水冷(leng)壁管(guan)需要更換，給火電(dian)廠帶來大量浪費和(he)停(ting)機損失。目前有(you)幾個電(dian)廠進行了(le)貼壁風(feng)改造，取(qu)得(de)了(le)一(yi)(yi)定效(xiao)(xiao)果，但貼壁風(feng)對煙(yan)煤(mei)(mei)(mei)鍋爐(lu)較為有(you)效(xiao)(xiao)，對貧煤(mei)(mei)(mei)和(he)無煙(yan)煤(mei)(mei)(mei)鍋爐(lu)并不(bu)成功，從技術手(shou)段上(shang)來說，也不(bu)是治本之(zhi)策(ce)。
NOx排(pai)放(fang)限值(zhi)的(de)(de)確(que)定與煤(mei)種直接相關，對(dui)于不(bu)同的(de)(de)煤(mei)種，低氮燃(ran)(ran)燒技術取(qu)得的(de)(de)效果也不(bu)同。對(dui)褐煤(mei)和高揮發(fa)分(fen)煙煤(mei)，低氮燃(ran)(ran)燒技術可(ke)以降低燃(ran)(ran)燒區出(chu)口（脫硝入口）NOx濃(nong)度最低至120mg/Nm3，對(dui)普(pu)通煙煤(mei)鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)，NOx濃(nong)度可(ke)控(kong)制在(zai)250mg/Nm3以內(nei)，對(dui)貧煤(mei)鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)，NOx濃(nong)度控(kong)制在(zai)650mg/Nm3已經很難，無煙煤(mei)W火焰鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)，以800mg/Nm3的(de)(de)改造基本都失(shi)敗了，較(jiao)好的(de)(de)運(yun)行(xing)條(tiao)件(jian)，可(ke)以控(kong)制在(zai)1000mg/Nm3以內(nei)。此(ci)處(chu)列舉的(de)(de)NOx運(yun)行(xing)排(pai)放(fang)數(shu)據(ju)，是在(zai)鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)運(yun)行(xing)中存在(zai)上(shang)述問題(ti)(ti)的(de)(de)情況下取(qu)得的(de)(de)，如果使鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)運(yun)行(xing)避開上(shang)述問題(ti)(ti)，NOx生成(cheng)量必然大增。
脫硝系統的(de)(de)(de)改造(zao)和(he)運行也(ye)存(cun)(cun)在各種問題(ti)。NH3噴入煙氣和(he)混合的(de)(de)(de)均勻性(xing)，以及過量(liang)噴氨(an)的(de)(de)(de)程度(du)，決定脫硝的(de)(de)(de)效果(guo)，欲達到深(shen)度(du)脫除(chu)NOx的(de)(de)(de)目標，必須噴入相(xiang)應(ying)量(liang)的(de)(de)(de)氨(an)（或尿(niao)素分解產物）且(qie)具有(you)足夠(gou)的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)時(shi)間，而煙氣溫度(du)和(he)NOx分布(bu)的(de)(de)(de)不均衡性(xing)，需要NH3~NOx摩(mo)爾比大(da)于理論值，這就造(zao)成(cheng)了氨(an)的(de)(de)(de)逃(tao)(tao)逸。逃(tao)(tao)逸氨(an)與(yu)煙氣中的(de)(de)(de)SO3反(fan)應(ying)，生(sheng)成(cheng)硫酸氫氨(an)，在140~190℃的(de)(de)(de)溫度(du)區間造(zao)成(cheng)空(kong)(kong)預(yu)器(qi)受熱面的(de)(de)(de)嚴重堵灰與(yu)腐蝕(shi)問題(ti)。目前理論上氨(an)逃(tao)(tao)逸按低于3ppm控制(zhi)，但因(yin)為(wei)測(ce)量(liang)的(de)(de)(de)問題(ti)實際值肯定偏大(da)，造(zao)成(cheng)后面的(de)(de)(de)空(kong)(kong)預(yu)器(qi)腐蝕(shi)、堵塞，靜電除(chu)塵器(qi)、風(feng)機(ji)等的(de)(de)(de)腐蝕(shi)。氨(an)逃(tao)(tao)逸的(de)(de)(de)量(liang)因(yin)為(wei)濃(nong)度(du)很低且(qie)測(ce)試不準確，數據也(ye)少并(bing)通過脫硫塔反(fan)應(ying)，因(yin)此(ci)不好估算。但以銨鹽的(de)(de)(de)形式進(jin)入大(da)氣是(shi)肯定的(de)(de)(de)，同時(shi)因(yin)為(wei)排煙中硫酸蒸汽的(de)(de)(de)存(cun)(cun)在，常常形成(cheng)有(you)色煙羽，給電廠的(de)(de)(de)環(huan)保改造(zao)努力造(zao)成(cheng)負面影(ying)響。
大(da)(da)約(yue)從(cong)2012年(nian)起，影(ying)響(xiang)全國(guo)(guo)的(de)(de)(de)霧(wu)霾天(tian)氣(qi)進(jin)入冬季(ji)就持續出現，而關(guan)于霧(wu)霾的(de)(de)(de)成(cheng)因及影(ying)響(xiang)因素(su)至今(jin)仍存(cun)在爭論。但不(bu)(bu)可(ke)否認的(de)(de)(de)是，霧(wu)霾天(tian)氣(qi)是伴隨著脫(tuo)硝項目的(de)(de)(de)普及出現的(de)(de)(de)。脫(tuo)硝改造在降低大(da)(da)氣(qi)NOx排(pai)放量(liang)(liang)方(fang)面成(cheng)就巨大(da)(da)，截(jie)至2018年(nian)底(di)，已投運火電(dian)廠煙氣(qi)脫(tuo)硝機組容量(liang)(liang)超過10.6億千瓦，占全國(guo)(guo)火電(dian)機組容量(liang)(liang)的(de)(de)(de)92.6%。全國(guo)(guo)電(dian)力氮(dan)氧化(hua)物(wu)排(pai)放量(liang)(liang)約(yue)96萬噸，每千瓦時火電(dian)發電(dian)量(liang)(liang)NOx排(pai)放量(liang)(liang)約(yue)0.19克(ke)。按脫(tuo)硝裝(zhuang)置平均效率75%計算，2018年(nian)NOx減排(pai)量(liang)(liang)約(yue)288萬噸，可(ke)謂(wei)成(cheng)績斐然。但如果以(yi)同樣機組電(dian)量(liang)(liang)估算大(da)(da)氣(qi)中排(pai)入的(de)(de)(de)CO數(shu)(shu)量(liang)(liang)，假(jia)設排(pai)煙中CO濃度為10mg/Nm3和100mg/Nm3，則年(nian)排(pai)放CO約(yue)24噸至240噸。可(ke)見在減排(pai)NOx的(de)(de)(de)同時，幾乎同樣數(shu)(shu)量(liang)(liang)級的(de)(de)(de)CO被排(pai)入大(da)(da)氣(qi)中。而CO對大(da)(da)氣(qi)環境的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)尚不(bu)(bu)明確(que)。
在(zai)脫(tuo)(tuo)硝(xiao)技術未有(you)實質變革之前(qian)(qian)，目(mu)前(qian)(qian)的(de)(de)低(di)氮燃燒和(he)(he)噴氨(an)脫(tuo)(tuo)硝(xiao)仍是主流(liu)技術，造成鍋(guo)爐受(shou)(shou)熱面和(he)(he)輔機諸多問題的(de)(de)根源也是在(zai)此(ci)(ci)。爐內的(de)(de)NOx生成量控制太低(di)，則(ze)(ze)水冷壁(bi)腐蝕突(tu)顯；或爐內控制不住，導致脫(tuo)(tuo)硝(xiao)過(guo)量噴氨(an)，空預器(qi)腐蝕堵(du)灰突(tu)顯。因(yin)此(ci)(ci)需要(yao)協調好燃燒脫(tuo)(tuo)氮與催(cui)化劑反應脫(tuo)(tuo)硝(xiao)之間的(de)(de)關系，燃燒側(ce)要(yao)在(zai)對受(shou)(shou)熱面沒(mei)有(you)負面影(ying)響(xiang)、不影(ying)響(xiang)汽水參數(shu)和(he)(he)爐膛結焦的(de)(de)條件(jian)下(xia)盡量少生成NOx，脫(tuo)(tuo)硝(xiao)反應器(qi)則(ze)(ze)要(yao)在(zai)常規設計手段之外尋(xun)求突(tu)破。如這兩年正在(zai)進行的(de)(de)噴氨(an)優化、精(jing)(jing)細(xi)化反應器(qi)，或者噴氨(an)格柵前(qian)(qian)移(yi)等，還可以對脫(tuo)(tuo)硝(xiao)前(qian)(qian)的(de)(de)煙氣(qi)進行預混合(he)，混合(he)的(de)(de)越(yue)充(chong)分(fen)，則(ze)(ze)煙氣(qi)速(su)度場(chang)、溫(wen)度場(chang)、污(wu)染物(wu)組分(fen)濃度場(chang)等越(yue)均勻，越(yue)有(you)利于噴氨(an)的(de)(de)精(jing)(jing)細(xi)化和(he)(he)降低(di)氨(an)逃逸。
下面(mian)兩張(zhang)圖(tu)是山東(dong)某電(dian)廠(chang)二(er)期(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)和(he)三(san)期(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)的脫(tuo)(tuo)硝反應器(qi)外(wai)觀照片(pian)，雖(sui)然二(er)期(qi)(qi)機組300MW，三(san)期(qi)(qi)機組600MW，但反應器(qi)不是簡(jian)單(dan)的兩倍關(guan)系(xi)。三(san)期(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)的脫(tuo)(tuo)硝反應器(qi)在煙道長度、截面(mian)積(ji)上較二(er)期(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)大(da)很多，在整體結(jie)構布置上也(ye)(ye)顯得格外(wai)“大(da)器(qi)”，寬(kuan)且長的斜煙道有利(li)于(yu)流場均(jun)勻和(he)降低(di)流速。因(yin)此燃用同(tong)樣(yang)煤種(zhong)，三(san)期(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)的NOx排放很容(rong)易達標，空(kong)預器(qi)腐(fu)蝕堵灰也(ye)(ye)沒有二(er)期(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)突出(chu)，空(kong)預器(qi)后的低(di)省積(ji)灰也(ye)(ye)相(xiang)對(dui)松散，并不像(xiang)二(er)期(qi)(qi)那樣(yang)容(rong)易粘結(jie)，難于(yu)清(qing)理。
從(cong)上述實(shi)例可以推測：增大脫(tuo)硝(xiao)反應器規模，降(jiang)低煙(yan)氣流(liu)速(su)，優(you)化、勻化流(liu)場，讓脫(tuo)硝(xiao)過程(cheng)(cheng)有(you)充分的反應時間，可以達(da)到深(shen)度(du)降(jiang)低NOx的效(xiao)果。燃燒過程(cheng)(cheng)降(jiang)NOx引(yin)起的問(wen)題比較嚴(yan)重，因此應在保證爐內安全(quan)的情況下，將(jiang)NOx在爐外脫(tuo)除。
4、污泥摻燒改造
隨著我國工業的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展和城市化(hua)進程的(de)(de)(de)(de)加(jia)快(kuai)，城市污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)提高，產生了大(da)量污(wu)(wu)泥(ni)(ni)，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)是(shi)一(yi)種性質復雜(za)、污(wu)(wu)染物(wu)含(han)量高、潛(qian)在(zai)環境風險巨大(da)的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染物(wu)，是(shi)高含(han)水(shui)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)液固物(wu)質，含(han)有大(da)量的(de)(de)(de)(de)病原(yuan)菌、寄生蟲(chong)卵，以及鉻(ge)、汞等重金(jin)屬(shu)有毒有害物(wu)質。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)散發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)臭氣(qi)(qi)污(wu)(wu)染空氣(qi)(qi)，病原(yuan)菌對人(ren)類健康產生潛(qian)在(zai)威脅，重金(jin)屬(shu)和有毒有害有機物(wu)污(wu)(wu)染地表(biao)和地下水(shui)系統。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)已(yi)經嚴重影響(xiang)了人(ren)們的(de)(de)(de)(de)生產生活，給環境造成(cheng)了嚴重污(wu)(wu)染，城市污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)理問題已(yi)經成(cheng)為當今社會亟(ji)待(dai)解決的(de)(de)(de)(de)一(yi)大(da)環保難題。
由于國內污(wu)泥(ni)(ni)處理(li)處置(zhi)的(de)起步較(jiao)晚，許多城(cheng)市(shi)(shi)沒有(you)(you)將污(wu)泥(ni)(ni)處置(zhi)場(chang)所納入城(cheng)市(shi)(shi)總體規劃，很(hen)多處理(li)廠難(nan)以找到合適(shi)的(de)污(wu)泥(ni)(ni)處置(zhi)方法和(he)污(wu)泥(ni)(ni)棄置(zhi)場(chang)所；污(wu)泥(ni)(ni)的(de)利用(yong)率不是很(hen)高，仍有(you)(you)一(yi)部分的(de)污(wu)水廠污(wu)泥(ni)(ni)只經貯存即由環衛部門外運市(shi)(shi)郊直接堆(dui)放，尤其是一(yi)些南方城(cheng)市(shi)(shi)很(hen)多采用(yong)這種方式。
截止(zhi)2011年(nian)，我國(guo)已(yi)有(you)十(shi)余家(jia)燃煤(mei)(mei)電(dian)廠開(kai)展了污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)混燒(shao)(shao)(shao)工作(zuo)，這(zhe)些(xie)電(dian)廠主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)流(liu)化(hua)床混燒(shao)(shao)(shao)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)，摻(chan)(chan)(chan)(chan)燒(shao)(shao)(shao)比例20 %~25 %；少量電(dian)廠采(cai)用(yong)煤(mei)(mei)粉爐(lu)混燒(shao)(shao)(shao)干污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)，干污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)摻(chan)(chan)(chan)(chan)燒(shao)(shao)(shao)比例1 %~5%。2011年(nian)住建部(bu)、發(fa)改委聯合頒布(bu)的《城鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處理(li)廠污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)處理(li)處置(zhi)技術指南(試行)》(建科〔2011〕34 號(hao))指出，在(zai)現有(you)熱電(dian)廠協同(tong)(tong)處置(zhi)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)時，入爐(lu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的摻(chan)(chan)(chan)(chan)入量不宜超過燃煤(mei)(mei)量的8%；對于(yu)考慮(lv)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)摻(chan)(chan)(chan)(chan)燒(shao)(shao)(shao)的新建鍋爐(lu)，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)摻(chan)(chan)(chan)(chan)燒(shao)(shao)(shao)量可不受上(shang)述限制。上(shang)海(hai)開(kai)展了較多的污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)與(yu)生活(huo)(huo)垃圾摻(chan)(chan)(chan)(chan)燒(shao)(shao)(shao)實踐。2017 年(nian)開(kai)始(shi)相(xiang)繼完成奉賢、松江、金山三個污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)協同(tong)(tong)焚燒(shao)(shao)(shao)項目建設并投(tou)入運行，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)干化(hua)至(zhi)含水(shui)率30 %~40%后(hou)與(yu)生活(huo)(huo)垃圾摻(chan)(chan)(chan)(chan)燒(shao)(shao)(shao)，摻(chan)(chan)(chan)(chan)燒(shao)(shao)(shao)比控制在(zai)5%以(yi)內(nei)。如(ru)前所(suo)述，國(guo)能發(fa)電(dian)力[2017]75號(hao)文件對燃煤(mei)(mei)耦合生物(wu)質發(fa)電(dian)試點工作(zuo)提(ti)出了要(yao)求，此后(hou)，又有(you)一大批燃煤(mei)(mei)鍋爐(lu)開(kai)展了摻(chan)(chan)(chan)(chan)燒(shao)(shao)(shao)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的改造(zao)工作(zuo)。
從火(huo)電(dian)(dian)廠(chang)參與(yu)污(wu)(wu)泥(ni)摻燒(shao)(shao)處置之(zhi)初(chu)，對(dui)這(zhe)種處置方式就一直(zhi)存在質疑(yi)和(he)爭議(yi)，但未(wei)形成(cheng)主流意見。2019年，江旭昌在《新世紀水泥(ni)導報》上(shang)發文介紹了(le)《水泥(ni)窯爐生(sheng)產運行特點及其協(xie)同處置固體廢棄(qi)物(wu)的獨特優勢》；2020年10月，張傳秀在《上(shang)海節能》上(shang)發文質疑(yi)《火(huo)電(dian)(dian)廠(chang)直(zhi)接摻燒(shao)(shao)高水分污(wu)(wu)泥(ni)是(shi)(shi)假創(chuang)新》，明確指(zhi)出(chu)燃煤(mei)鍋(guo)爐摻燒(shao)(shao)污(wu)(wu)泥(ni)導致污(wu)(wu)染(ran)物(wu)“稀釋偷排”。查(cha)閱近幾年關(guan)于(yu)(yu)(yu)燃煤(mei)鍋(guo)爐摻燒(shao)(shao)固體廢物(wu)的相(xiang)(xiang)關(guan)測試試驗(yan)，結(jie)論是(shi)(shi)未(wei)超標排放。既然是(shi)(shi)稀釋偷排，自(zi)然測不(bu)出(chu)來，至于(yu)(yu)(yu)測不(bu)測得(de)準(zhun)誰也不(bu)敢保證。因此，對(dui)于(yu)(yu)(yu)火(huo)電(dian)(dian)廠(chang)摻燒(shao)(shao)垃(la)圾(ji)、污(wu)(wu)泥(ni)等廢棄(qi)物(wu)問題(ti)，需要(yao)國內(nei)相(xiang)(xiang)關(guan)權威機構開展聯(lian)合攻關(guan)取(qu)樣、論證分析(xi)，形成(cheng)明確結(jie)論。
據某(mou)垃圾(ji)焚燒發(fa)電廠介紹(shao)，環保局對垃圾(ji)焚燒爐(lu)的(de)(de)要求和(he)控制還是非常(chang)嚴格的(de)(de)，垃圾(ji)焚燒過程和(he)產(chan)物處(chu)置的(de)(de)要求主要有三條：1）垃圾(ji)焚燒爐(lu)爐(lu)膛在(zai)2s煙(yan)氣停爐(lu)區(qu)間內必須是絕熱爐(lu)膛，爐(lu)膛沿高度設置三層至少9個壁溫測(ce)點(dian)，任(ren)一點(dian)溫度不得低于850℃；2）焚燒垃圾(ji)產(chan)生的(de)(de)煙(yan)氣在(zai)進入(ru)尾部處(chu)置裝置前(qian)，必須噴(pen)堿液中和(he)掉(diao)酸性成分(fen)；3）垃圾(ji)焚燒后的(de)(de)灰渣，須經專用“螯合劑”充分(fen)螯合，螯合產(chan)物經檢測(ce)合格后方可作(zuo)為固廢填埋。其中溫度和(he)污染物濃度監(jian)測(ce)數據實時傳送到環保局，考核非常(chang)嚴厲。
近期對垃圾(ji)和(he)污泥摻燒關注(zhu)越來越多，隨著了(le)(le)解的(de)深(shen)入，對二(er)噁(wu)英的(de)毒性和(he)生成條件(jian)、控制要(yao)求也有了(le)(le)一定認(ren)識。
二(er)噁(wu)英的生成(cheng)條件主要是(shi)三(san)(san)條：一是(shi)需有(you)生成(cheng)的前(qian)體物存(cun)在；二(er)是(shi)需要有(you)合適的溫度，在具有(you)催化作用金(jin)屬銅鐵(tie)離子Cu2+、Fe2+催化作用下，其生成(cheng)溫度不高，在250～600 ℃之間便可生成(cheng)，最宜(yi)生成(cheng)溫度為300～325 ℃；三(san)(san)是(shi)需有(you)較高濃度的氯源存(cun)在。
塑料制品(pin)(pin)中的(de)氯(lv)(lv)就是二(er)噁英生(sheng)(sheng)(sheng)成的(de)前(qian)體(ti)物，亟需(xu)處置的(de)固(gu)體(ti)廢(fei)棄物最大(da)量的(de)是城(cheng)市生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)垃(la)圾(ji)，而城(cheng)鎮生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)垃(la)圾(ji)中塑料制品(pin)(pin)占(zhan)有很大(da)的(de)比例，其含(han)量基本都在15%左(zuo)右(you)；城(cheng)市生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)污(wu)泥由(you)于需(xu)要大(da)量的(de)氯(lv)(lv)源消毒劑(ji)，因此(ci)(ci)也含(han)有大(da)量的(de)氯(lv)(lv)離子(zi)。因此(ci)(ci)焚燒污(wu)泥和(he)焚燒垃(la)圾(ji)一樣(yang)，肯定有二(er)噁英產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)。
大量的(de)(de)試驗(yan)研究表明，二噁英類(lei)有機物在(zai)500℃時便開始分(fen)解，到(dao)800℃時2、3、7、8－TCDD可以在(zai)2.1 s時間內(nei)(nei)完全(quan)分(fen)解。當溫度(du)(du)進一(yi)步(bu)提高，則分(fen)解時間還會進一(yi)步(bu)縮(suo)短(duan)。焚燒(shao)控制二噁英應(ying)滿足國際上通用(yong)的(de)(de)“3T+E”的(de)(de)控制原則。3T中的(de)(de)“1T”即爐膛內(nei)(nei)任意點溫度(du)(du)不(bu)小(xiao)于(yu)850℃（Temperature）；“2T”是(shi)指(zhi)停(ting)留時間不(bu)少于(yu)2.0s（time）；“3T”是(shi)保持充分(fen)的(de)(de)氣固(gu)湍動程度(du)(du)（Turbulence）；“1E”是(shi)指(zhi)過(guo)量的(de)(de)空氣量（Excess），使煙氣中O2的(de)(de)濃度(du)(du)處于(yu)6~11%。
江(jiang)旭昌在(zai)(zai)《水(shui)泥(ni)窯(yao)(yao)(yao)爐(lu)生(sheng)產運行(xing)(xing)特點及其(qi)協同(tong)處置固體廢棄物的(de)(de)(de)獨特優勢》中(zhong)指出(chu)，水(shui)泥(ni)窯(yao)(yao)(yao)爐(lu)的(de)(de)(de)生(sheng)產運行(xing)(xing)完(wan)全滿(man)足了環保(bao)需要的(de)(de)(de)控制要求。水(shui)泥(ni)回(hui)轉窯(yao)(yao)(yao)內的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度很高，水(shui)泥(ni)熟(shu)料(liao)的(de)(de)(de)燒(shao)成(cheng)溫(wen)(wen)(wen)度一(yi)般都在(zai)(zai)1350～1550℃，白水(shui)泥(ni)熟(shu)料(liao)的(de)(de)(de)燒(shao)成(cheng)溫(wen)(wen)(wen)度更高，可(ke)(ke)(ke)達(da)1600 ℃。窯(yao)(yao)(yao)內的(de)(de)(de)氣流最(zui)高溫(wen)(wen)(wen)度一(yi)般都在(zai)(zai)1700 ℃以上，有的(de)(de)(de)可(ke)(ke)(ke)達(da)2100 ℃。窯(yao)(yao)(yao)尾分解(jie)爐(lu)底(di)部(bu)或者其(qi)下部(bu)上升煙(yan)道中(zhong)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度，一(yi)般都在(zai)(zai)900～1100 ℃之間(jian)(jian)，遠高于800℃。這就是說，水(shui)泥(ni)窯(yao)(yao)(yao)爐(lu)系統內的(de)(de)(de)氣體在(zai)(zai)900～2100 ℃環境中(zhong)，其(qi)停留(liu)時間(jian)(jian)至少(shao)可(ke)(ke)(ke)長達(da)20多(duo)秒，這就保(bao)證了二噁英等難降解(jie)的(de)(de)(de)有機物完(wan)全燃燒(shao)和徹底(di)分解(jie)。國內外(wai)的(de)(de)(de)檢測均表明，主(zhu)要有機物的(de)(de)(de)有害(hai)成(cheng)分焚毀率可(ke)(ke)(ke)達(da)99.999%以上。
污泥在燃煤(mei)鍋爐上摻燒，到(dao)底(di)產(chan)生多(duo)大(da)量(liang)的(de)(de)二(er)噁英，這個目(mu)前還說不清楚。但流(liu)化床鍋爐不可以(yi)摻燒污泥，這在上面的(de)(de)介紹里應該很(hen)(hen)容易(yi)得出結(jie)論。至于煤(mei)粉(fen)爐，本人也不建議摻燒，因為(wei)即便不考慮二(er)噁英，大(da)量(liang)的(de)(de)重金屬和含(han)氟氯產(chan)物進(jin)入(ru)大(da)氣或者(zhe)灰渣(zha)，也是(shi)很(hen)(hen)難(nan)處理的(de)(de)。
污泥(ni)本(ben)身并非資源(yuan)，因此(ci)污泥(ni)“資源(yuan)化”利用是個(ge)偽(wei)命題。污泥(ni)處置(zhi)必(bi)(bi)須(xu)消耗(hao)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)。在(zai)很多鋼廠和化工廠，由于工藝的(de)(de)(de)(de)特點(dian)，必(bi)(bi)須(xu)有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)（高爐(lu)煤氣(qi)(qi)(qi)、焦爐(lu)煤氣(qi)(qi)(qi)或(huo)其它氣(qi)(qi)(qi)體等(deng)）經(jing)煙囪排(pai)放(fang)的(de)(de)(de)(de)同時燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)消耗(hao)掉，熟稱“天(tian)燈”（下圖(tu)）。雖然(ran)廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)成分和排(pai)放(fang)的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)不(bu)很穩定(ding)，但仍(reng)可想(xiang)辦法利用。個(ge)人的(de)(de)(de)(de)想(xiang)法是這(zhe)些(xie)白(bai)白(bai)耗(hao)掉的(de)(de)(de)(de)廢(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)完全可以用來燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)污泥(ni)、垃圾等(deng)廢(fei)(fei)棄物，建設適當大小(xiao)的(de)(de)(de)(de)絕(jue)(jue)熱(re)(re)(re)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)爐(lu)，不(bu)足的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)用其它燃(ran)(ran)(ran)料(liao)補充。該(gai)絕(jue)(jue)熱(re)(re)(re)爐(lu)可以采用水泥(ni)窯爐(lu)的(de)(de)(de)(de)結構，保(bao)證足夠高的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)（1200℃或(huo)1500℃以上），10s以上的(de)(de)(de)(de)停留(liu)時間(jian)，充分的(de)(de)(de)(de)湍流(liu)強(qiang)度(du)(du)和充足的(de)(de)(de)(de)氧量(liang)(liang)(liang)（6~10%）。燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)呈酸性，可噴堿液(ye)中和；燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)固體產物體積大大縮小(xiao)，可按垃圾焚燒(shao)(shao)爐(lu)的(de)(de)(de)(de)方(fang)案處置(zhi)。尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)余熱(re)(re)(re)可以有(you)多種利用方(fang)式，不(bu)必(bi)(bi)介紹。
只要(yao)在(zai)鋼廠或化(hua)工廠附近(jin)或所在(zai)工業(ye)園區(qu)建設絕(jue)熱(re)焚(fen)燒爐(lu)，將(jiang)其工藝尾(wei)氣引過來(lai)，按上述(shu)方案焚(fen)燒垃圾或污泥是(shi)完全可(ke)行的(de)(de)。因為“以廢治(zhi)廢”，絕(jue)熱(re)燃燒，需要(yao)補(bu)充的(de)(de)燃料是(shi)非常有限的(de)(de)。相比火電廠摻燒污泥，對環境和能(neng)耗的(de)(de)影響應該小的(de)(de)多，從工藝來(lai)說，也更安全可(ke)靠。
5、總結
中國的(de)(de)工業化用幾十年的(de)(de)時間走過(guo)(guo)(guo)了(le)人家幾百年走過(guo)(guo)(guo)的(de)(de)路，其中有的(de)(de)可以循著別人的(de)(de)足(zu)跡(ji)，有的(de)(de)需要自己探索，摸著石頭過(guo)(guo)(guo)河。但前途是光明(ming)的(de)(de)，道(dao)路總是曲折的(de)(de)。如果能夠超時空壓縮，然后(hou)觀察，這個過(guo)(guo)(guo)程(cheng)一(yi)定足(zu)夠波瀾(lan)壯闊。
30/60碳(tan)達峰與碳(tan)中(zhong)和目標(biao)計劃已啟動，電力系(xi)統定將(jiang)經歷(li)更激烈的改革。在此(ci)過程中(zhong)，一定要秉持科學的態度，不(bu)能急功(gong)近利，不(bu)敢吃螃蟹和隨(sui)便吃螃蟹都(dou)是(shi)不(bu)對(dui)的。
其(qi)實(shi)我們正在走的(de)，就是“工業生態化(hua)”的(de)路，期待早日實(shi)現！
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