关键词：抛煤机，锅炉，损失
1 高效低阻抛煤机锅炉设计研究
1.1 锅炉排烟热损失与锅炉效率的关系
一般烟气离开锅炉的最后一级受热面时，还具有相当高的温度，这部分热量将随烟气排入大气而得不到利用，就造成了锅炉排烟热损失。计算这部分热量时，首先要求出烟气中各种成分的体积，然后再根据排烟温度求出各种气体焓的总和减去形成烟气的冷空气的焓。
排烟热损失是锅炉最大的一项热损失，约占输入能量的5～12％，占锅炉热损失的60％～70％。该项热损失不仅带走大量热量，且污染环境，造成资源的浪费。而其中影响锅炉排烟热损失的主要因素是排烟温度和漏风量。锅炉漏风可以通过加强锅炉炉膛、烟道、空气预热器、炉门等各处的密封来减小。而排烟温度与锅炉效率之间的变化如下表图1。从中可以看出：排烟温度每升高20℃，锅炉效率降低约l％。
图1 排烟温度与锅炉效率变化图
1.2 高效低阻抛煤机锅炉设计
高效低阻抛煤机锅炉是指锅炉效率普遍大于市场现有抛煤机锅炉效率3％～4％，而其烟风阻力增加不大的抛煤机锅炉。以现有65t/h锅炉为例，热效率约为87%，排烟温度为140℃，若将排烟温度降低到80℃，热效率则可达到90%；同时锅炉烟尘排放浓度低于100 mg/m3，达到了GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》，大大减少了烟尘的排放，达到节能减排目的。具体设计思路为：首先在空气预热器后加装一组高效防腐水气换热器来加热凝结水泵供出的低压凝结水，加热后再打入除氧器，这样可以大大降低锅炉的排烟热损失以提高锅炉效率；同时在过热器后加装4排槽型分离器，进行烟尘分离，通过气力输送把烟气中的可燃物送回炉膛继续燃烧。
高效防腐水气换热器，其外部采用螺旋肋片管，因为烟气侧的对流换热系数远远小于水侧的对流换热系数，要强化换热器的传热，可以从降低烟气侧热阻着手，在光管表面扩展表面的方法，可以使烟气侧热阻减少，强化换热器的传热。而且螺旋肋片管式换热器可以使其受热面积成倍增加，且使换热器结构紧凑，承压管总长度、弯头数、焊口数以及金属耗量不同程度减少，烟气、水侧的流阻降低，对提高锅炉运行的安全经济性有主要意义。而采用4排槽型分离器，是因为槽型分离器有低阻高效的优点，且结构紧凑，易于布置。
2超低污染物排放系统设计
2.1 超低污染物排放系统原理介绍
现今，半干法作为脱硫技术下一步发展方向已经得到了广泛认同，研究表明：以NaOH作为脱硫剂的半干法脱硫速度、效率与湿法相当，且脱硫产物为粉末Na2SO3、Na2SO4；并且处理后烟气温度、压降下降较小，有利于降低能耗。同时研究发现：采用离子交换膜电解由脱硫产物Na2SO3、Na2SO4配制的溶液，选择适当的合金电极可以在较低槽电压和电流密度的条件下高效制备NaOH、H2、O2和H2SO4。这样NaOH可以通过再生循环脱硫，且产率、槽电压分布及能耗与工业化氯碱生产条件相近；产生的H2不仅可作为清洁能源而且是优良的脱硝还原剂，可采用商业化SCR催化剂实现高效脱硝。因此采用电厂富余电量或夜间峰谷电，电解再生的方法结合半干法脱硫和SCR脱硝，不仅可以实现脱硫剂、脱硝剂的循环再生使用，大大降低了运行费用，而且能以H2SO4的形式资源化SO2，实现无污水和废渣排放。经综合评价分析：此工艺脱硫效率最低95%、脱硝效率85%、除尘效率99.98%，实现了燃煤锅炉污染物的超低排放的要求。此超低污染物排放工艺系统如图2所示。
图2超低污染物排放系统
本系统的脱硫、脱硝工艺主要在目前的半干法脱硫基础上增设一套电解装置以及锅炉燃烧室改动。本工艺完全实现了无二次污染。
反应工艺流程方程式：
SO2+NaOH——Na2SO3+H2O
Na2SO3+O2——Na2SO4
Na2SO4+H2O——NaOH+H2+O2+H2SO4(电解)
NOx+H2——N2+H2O（燃烧）
2.2工艺系统流程
从空气预热器出来的烟气先经过一级电除尘，除尘器排放的灰渣通过气力输送至灰库，除尘后的烟气则通过引风机进入脱硫塔内脱硫。脱硫塔内有4个喷淋联管，每个联管都装有数个喷嘴，将NaOH溶液雾化成直径0.1-1.0mm的液滴，形成良好的雾化吸收区，进入塔内的烟气与脱硫液中的NaOH在雾化区内充分接触反应，完成烟气的脱硫吸收[36]。脱硫后的烟气再进入布袋除尘器进行二级除尘，除尘后烟气经增压风机增压后由烟囱排出。脱硫塔内反应后产生的Na2SO3、Na2SO4及经过布袋除尘器分离下来的Na2SO3、Na2SO4，通过各自的仓泵打入集粉仓。当集粉仓内Na2SO3、Na2SO4粉末达到一定料位时，进入搅拌池稀释为溶液，同时Na2SO3通过曝气风机送风氧化为Na2SO4，Na2SO4再经过水泵进入到脱渣精制装置除杂，净化后的Na2SO4溶液进入电解装置电解。电解后产物NaOH进入溶液回收槽回收后，通过水泵再打回脱硫塔重复循环使用；电解后的H2SO4则进入硫酸溶液回收槽，然后用于电厂循环水酸化；产生的H2是中温优良的脱硝还原剂，剩余氢气回收压缩成商品出售；产生的氧气可进入脱硫塔曝气。另外，由于渣带水会使脱硫液损失一部分钠离子，故需在脱硫塔内补充少量NaOH溶液。
3 结束语
本文在原有带回燃式抛煤机锅炉基础上设计了高效低阻抛煤机锅炉。同时在半干法脱硫及SCR催化脱硝基础上，结合离子交换膜电解法，设计了超低污染物排放系统。为进一步提高锅炉效率，实现节能减排提供依据及奠定技术基础。参考文献
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