摘  要：我国富煤贫油少气的资源特点决定了煤炭是主体能源，在未来相当长时期内，煤炭作为主体能源的地位不会改变。为削减燃煤消耗，改善大气环境质量，近年来大力推进燃煤锅炉房改燃工程。随着燃气供热面积的快速增长，天然气需求也增长快速，气源保障的难度和供热成本不断加大，政府财政补贴数额逐年增加。为缓解燃气供应及供热成本压力，突破能源瓶颈，减少污染物排放，实现煤炭清洁利用，推广煤炭清洁利用技术，在供热站中推广煤粉炉及制粉系统的应用极为重要。

关键词：煤粉锅炉  制粉系统  燃烧系统  脱硝、脱硫系统  氮气回收  超净排放

 

一、工程建设管理

天津华苑供热站工程是天津市2015年重点民心工程项目，主要负责西青区中北镇区域供热，环保排放指标要求严格，天津能源集团为落实市政府关于煤炭清洁利用试点工作的指示精神，组织集团组织下属企业的技术专家成立了专项工作组，先后赴沈阳、山西忻州、乌鲁木齐、兰州、北京、浙江实地调研考察，对煤炭清洁高效利用装备制造和主要技术路线进行了深入论证，并与国内相关科研院所展开合作，研究编制了独具特色的《华苑高效煤粉供热锅炉工程技术方案》，明确提出了把华苑高效煤粉供热锅炉工程建设工程为示范工程项目的目标。

1项目建设理念

由津能工程管理公司组建项目建设团队，公司领导亲自组织落实项目的实施方案，编制工程实施管理项目文件，制定项目目标细则，把天津华苑供热站5×58MW供热工程建设成“环保、高效、节能”一体化的示范项目。

2优化工艺系统

工程分为上煤系统、煤粉制备系统、压缩空气系统、制氮系统、输粉及氮气回收系统、燃烧系统、烟风系统、脱硫系统、除尘系统、脱硝系统、除灰除渣系统、软化水系统、35KV系统及热网等主要系统。由于在供热站首次采用煤粉炉及制粉系统，系统较为复杂，组织协调了各工艺系统之间接口的衔接，优化各工艺之间的配合及各工艺设备参数的匹配，使各系统运行完整，安全可靠。

3设备招标参数的选型

成立了招标领导小组，采用公开招标方式，分别为锅炉岛、制粉岛、脱硫除尘岛三大板块进行了招标，组织针对设备的选型及技术参数工作进行充分论证，与设计院及厂家进行多方面的沟通、确认，并对生产厂家相关设备进行调研、论证，了解设备厂家的生产和加工能力，确保设备参数满足工艺要求，确保设备生产满足工期要求。 

4项目管理的过程

全过程的安全、质量管理理念贯穿整个工程的管理过程，工期紧、任务重，施工场地狭小等不利的因素下，组织协调解决设计、设备问题，调整施工工序，杜绝了安全隐患的发生，工程质量达到预期目的。工程于2015年4月开始建设，12月31日，5台新建高效煤粉供热锅炉成功点火，实现了当年建设、当年调试供热的目标。

5精心组织、精心调试

新技术、新工艺、新设备、新流程，新材料的首次使用，系统运营安全可靠性得到提高，同时对整个调试过程提出了新的考验，整个烟气制粉、氮气输粉、氮气回收，脱硝、湿法脱硫及二次除尘工艺设备、工艺系统在国内燃煤锅炉供热站首次应用，为使调试工作有序进行，项目部成立了试运指挥部，明确参建单位人员职责，有序开展工作，在国内没有成形的工艺技术运行参数，没有成熟的运营经验能借鉴，试运指挥部积极组织对调试阶段出现的问题及时组织分析安排解决，经过一次次收集数据分析产生问题的原因，对工艺系统的一次次完善，一次次的总结摸索、不断调整整个从煤粉制备、输送、燃烧到尾部烟气处理的设备、工艺系统的运行参数，优化运行工况，找出从煤粉制备、输送、燃烧到尾部烟气处理的规律，制定出相应设备、工艺系统的运行规程。制粉系统、锅炉燃烧系统、脱硫脱硝除尘系统等设备运行平稳，工艺参数稳定，总结出各系统运行参数规律，完成了并网供热任务，达到了试点项目的预期效果。

二、工程项目创新及优势

1工艺创新技术

煤粉为可燃物质，属于乙类火灾危险品，粉尘具爆炸性，着火点在300℃-500℃之间，爆炸下限浓度34g/m³-47 g/m³（粉尘平均粒径5μm-10μm）。高温表面堆积粉尘（5mm厚）的引燃温度225℃-285℃，云状粉尘的引燃温度580℃-610℃。其水分含量越高，煤粉爆炸烈度越大,据实验测试，煤粉在堆积状态比悬浮状态更易着火。

鉴于煤粉存在易燃、易爆的特性，煤粉磨制、输送、储存安全措施十分关键，为确保运行安全可靠、万无一失，通过进行广泛调研、借鉴同类项目经验，采取了多项创新技术，实现全区域、全流程、全源点覆盖的防火、防爆体系：一，烟气的综合利用技术。二，氮气输粉技术。三，煤粉仓安全防护技术。

2烟气的综合利用技术

煤粉锅炉尾部排烟温度设计在120℃，每台炉排烟量在90000m³，大量的热烟气排放，浪费掉大量的热量，不利于能源的充分利用，锅炉燃烧后烟气中含氧量小于6%，结合制粉系统对煤粉加热的需要，采用锅炉燃烧后的烟气配以热风炉做为制粉热源，充分利用烟气余热及含氧量低等特点，在制粉加热过程中有效的控制热源中的氧气含量，保证制粉过程中的安全，首次将烟气引入制粉系统加热煤粉，既保证制粉过程中热量充分利用烟气余热，又能控制制粉设备中含氧量小于12%，消除爆炸危险，达到制粉系统安全运行的要求。另外，针对工艺特点，配置4座50m³消防氮气储罐，储备好氮气随时对制粉设备进行保护。

3氮气输粉技术

除无烟煤外，混合煤、烟煤的制粉系统采用按照惰性干燥气体设计。采用氮气密闭输送符合规范要求，保证了输粉过程的安全。

在煤粉输送环节，磨制完的煤粉需要输送到炉前粉仓，煤粉经磨制完成到收粉器后，输粉系统采用全封闭式设备、管道，通过加压的氮气作为动力在管道中产生流速进行输送，在保证安全的情况下，将制粉车间收粉器内煤粉送到炉前粉仓，调试过程中充分掌握吹粉的时间、吹粉压力及收粉器内粉的温度、高度等主要参数，实现全自动及时进行输送，同时设有声光报警装置，防止设备及管道堵塞。

4煤粉仓安全防护技术

在煤粉储存仓内设有氮气保护系统，二氧化碳灭火系统，加以有声光报警、重力式防爆门、防静电措施、一氧化碳传感器、温度传感器，并配备氧含量在线监控，实现自动监控、报警，并可联锁开启二氧化碳及氮气喷吹，达到降温、防爆的目的。另定期加强地面、角落等可能存粉的场所的清理工作，防止粉尘积累，同时避免存粉时间过长，仓内出现死角等。

5 输粉管道防堵技术

输粉管道从制粉收粉器到锅炉前粉仓全长约290m，全程弯管较多，而弯管处容易积粉，造成输粉管道堵塞，运行中的输粉管道一旦积粉堵塞将影响锅炉的稳定运行，也容易造成安全隐患。为了解决这一问题，在煤粉输送的每一处弯管处增加助吹管道，杜绝死角，由输粉系统统一控制，解决了输粉过程中煤粉堵塞管道的问题，保证输粉过程中可靠性。

6氮气回收再增压技术

煤粉的储存及输送使用氮气进行保护，能保证在储存及输送过程的安全性，单纯在煤粉输送过程中使用氮气损耗量较大，如不能及时回收将使制氮设备投入及运营成本很大，为此氮气重复利用至关重要，将输粉氮气经过储煤仓后的乏气，通过管道进入氮气缓存罐回收，再通过氮气增压机进行增压达到氮气输粉压力，做到氮气重复利用，既确保煤粉连续输送，又达到节能效果。

7 先进燃烧技术

锅炉系统应用“无偏差浓相供料技术”、“中心逆喷燃烧器高效燃烧技术”、“有组织低氮无极室燃烧技术”等多项核心技术，进一步优化了燃料供应性能和燃烧效果，增强了锅炉运行的安全性和稳定性。

8烟气超净排放

相比于常规的燃煤锅炉和燃气锅炉，华苑高效煤粉炉在以下几个方面进行了创新。首次在尾部烟气处理过程中采用SNCR法+SCR法联合脱硝方案、石膏脱硫及一级布袋除尘、二级湿式静电除尘的烟气处理方式，实践证明该项技术稳定可靠，烟气处理效率高。2016年3月3日，天津市环保局环境监测中心对煤粉炉排放情况进行了全面检测，并出具了监测报告具体排放情况见下表：

污染物排放情况对比表

Produced By 大汉网络 大汉版通发布系统

污染物类型	新建燃煤锅炉(取国家及我市现行最严标准)	新建燃气锅炉(取国家及我市现行最严标准)	华苑试点项目设计参数	华苑试点项目检测数据
颗粒物(mg/Nm³)	30	10	5	3.75
二氧化硫(mg/Nm³)	200	20	20	<15
氮氧化物(mg/Nm³)	400	200	100	84.00