湖南烟草复烤有限公司永州易地技术改造项目供热锅炉变更 环境影响报告书

湖南烟叶复烤有限公司永州复烤厂易地技术改造项目供热锅炉变更环境影响说明编制单位：永州市环境保护科研所建设单位：湖南烟叶复烤有限公司二0一四年一月1. 变更由来湖南烟叶复烤有限公司永州复烤厂前身是永州天顺烟叶复烤有限责任公司，现为湖南烟叶复烤有限公司永州地区的加工点，现有厂区位于永州中心城区-冷水滩区珍珠路，厂区周边居住人口较多，生产季节车流、人流、物流混杂，安全生产和安全施工管理难以控制，也需尽快搬迁。湖南烟叶复烤有限公司永州复烤厂易地技术改造项目选址于永州市城南大道与珍珠南路交汇处西北角，占地面积418亩。该项目于2012年9月办理了环评审批手续，审批文号为湘环评2012286号（见附件）。现为综合利用该项目产生的5288吨/年废弃烟梗，拟将原环评报告中建设单位设置的一台15t/h燃煤链条锅炉更换成一台15t/h的循环流化床生物质锅炉，为该项目提供生产供热，节约煤的使用量，减少燃煤锅炉产生的废气。湖南烟叶复烤有限公司现委托永州市环境保护科研所对湖南烟叶复烤有限公司永州复烤厂易地技术改造项目的供热锅炉（一台15t/h燃煤链条锅炉更换成一台15t/h的循环流化床生物质锅炉）变更作出说明。评价单位通过现场踏勘、资料收集、调查研究等工作，在现状调查的基础上对项目供热锅炉变更环境影响进行补充说明。2.变更内容仅拟建项目的供热锅炉变更，由环评报告中建设单位设置的一台15t/h燃煤链条锅炉更换成一台15t/h的循环流化床生物质锅炉，并配套安装风机系统、除尘系统等，其它工程内容保持不变。该生物质锅炉具体技术参数及物料基本参数见表1，所需的系统设备详见表2。表1 锅炉主要技术参数一览表序号指标单位数量备注1锅炉型式1台15t/h锅炉循环流化床锅炉2蒸汽压力1.25MPa3蒸汽温度193.34热效率值85%该锅炉实际热效率可维持在95%左右5设计燃料烟梗废弃物6烟梗燃烧热值3162Kcal/Kg根据龚德鸿、许成等研究烟梗的热解特性分析（贵州大学学报.2011），烟梗燃烧热值为3162 Kcal/Kg7炉膛结构膜式壁8NOX治理低温分级燃烧炉膛温度一般为850-9009除尘方式布袋除尘表2 15t/h循环流化床生物质锅炉系统设备表序号设备名称规 格/型 号单位数量备注一主机设备1锅炉本体DHX15-1.25Y套12一次仪表阀门与锅炉配套套13取样冷却器与锅炉配套个3二燃料给入系统1全自动烟梗上料装置与皮带机配套套1变频控制2烟梗皮带输送机B650，Q=10t/h套2含称重装置3烟梗过渡仓套1含观测装置4无轴螺旋给料装置ZWLS360x2.65m套15斗式提升机HL250套16煤仓V=10m3套1现场制作7螺旋给煤装置LS160x1.975m，Q=5t/h套1变频控制8石灰石给料装置套1三给水系统1热力除氧器25t/h台1自动控制2除氧水泵IS65-40-250B，11KW台2一用一备3给水泵65DG50x4，37KW台2一用一备4加药设备套1四风机系统1一次风机QALG-116D，132KW台1变频、含消音器2二次风机9-1911.2D，55KW台1含消音器3引风机QALY-214.5D，250KW台1变频控制4罗茨风机SSR150台1含消音器五除尘系统1布袋除尘器除尘效率99%套12脉冲吹灰器JSR-SP300套13分汽缸套1六电气仪表控制系统1差压变送器台22压力变送器台73给水流量孔板台14蒸汽涡街流量计台15就地压力表台106耐磨热电偶台57普通热电偶台48热电阻个69进线柜面110鼓风机变频器柜面111引风机变频器柜面112低压配电柜面113仪表柜面114氧分析仪个115电动给水调节阀个116除氧器水位、流量电子调节阀个217DCS控制系统套118监控系统套119锅炉房照明系统套12.1循环流化床锅炉结构及循环示意图整套工艺系统包括燃料给入系统、锅炉本体、烟风系统、烟气净化系统、水处理系统、自动控制系统等。运行期工艺流程见图1。图1 运行期工艺流程图2.1.1 锅炉本体锅炉采用室内布置，由主燃室、副燃室、燃尽室、旋风分离器、尾部竖井组成。前部炉膛四壁由模式水冷壁组成，尾部竖井布置了省煤器和空气预热器。炉膛与尾部竖井之间由旋风分离器相连通，分离器下部接回送装置。燃烧室下部及分离器内部均设有防磨内衬。烟梗给入口在锅炉前面，采用专门针对生物质燃料设计的料机，该给料装置对物料的适应性强，能确保生物质废料顺畅给入炉内。锅炉采用床上点火，分级燃烧，一次风率为65%左右，一次风和二次风单独配置风机，其比例可依据燃料情况通过风门调整。一次风机使用变频电机，较少电耗。密相区为湍流床，床温始终控制在850-900之间，这造成低温缺氧燃烧环境，降低了NOX的生成量，在这一区域，燃料中大部分热量被释放。未燃尽的碳粒进入悬浮段，在二次风造成的氧化区内继续燃烧燃尽。燃烧产生的高温烟气夹着固体粒子进入副燃室，在副燃室底部，烟温降至500左右后进入炉膛回灰装置采用惯性机械分离法进行一次气固分离，分离下来的固体颗粒通过炉膛回灰装置进入主燃室密相区参与燃烧；然后高温烟气进入燃尽室，然后进入旋风分离器进行二次气固分离。分离下来的再循环粒子（为灰渣）大部分进入回送装置，通过回料口被送至密相区继续参与循环。从旋风分离器出来的高温烟气流经尾部竖井，热量再一次被省煤器和空预器吸收，烟气温度降至145左右后进入布袋除尘器，除尘后达到排放标准排入大气。灰的排放有两个途径，一是通过炉膛下部的排渣管排放，二是作为飞灰被除尘器收集排放。锅炉总图详见附图3。2.1.2 炉前燃料上料及给入系统烟梗上料及给入：烟梗上料给入系统由皮带输送机、炉前料仓和烟梗给入装置（无轴螺旋式给料装置）构成，烟梗给入装置应设置防止回火机构。烟灰：通过与烟梗掺和的方式将烟灰给入锅炉。烟灰为锅炉分离器分离烟灰。给烟梗设置变频装置，根据锅炉负荷的大小，调整给料量。2.1.3 烟风系统有引风机、鼓风机、二次风机、罗茨风机构成，其中鼓风机。罗茨风机采取消音措施。为了节电，引风机和鼓风机采取变频调节。罗茨风机用于返料。2.1.4水处理及给水系统该系统由热力除氧器、除氧水泵、锅炉给水泵和加药装置构成，其中除氧水泵和锅炉给水泵各设置两台，一用一备。本锅炉的软化水装置和软化水箱利用现有设备。2.1.5 烟气处理系统 烟梗中基本不含硫，但使用的辅助燃料（永州煤）中硫含量约为2.2%，故使用石灰石炉内脱硫，设计脱硫率为35%。石灰石通过锅炉自带的石灰石给料装置加入至炉内脱硫。2.1.6 吹灰系统烟梗的灰分中碱金属含量高，灰粘度比较大，容易在锅炉尾部积灰。一般的吹灰方式使用效果不够理想。本锅炉采用燃气脉冲在线吹灰系统。其吹灰机理是通过冲击动能、声能和热能作用来清除锅炉受热面的表面积灰，达到提高锅炉效率，恢复锅炉出力的目的。2.2生物质循环流化床锅炉的特点及处理能力2.2.1 生物质循环流化床锅炉的特点根据烟梗的成分及燃烧特性，本锅炉进行针对性设置，具有如下特点：1、能有效分解烟梗中的焦油，锅炉热效率高烟梗在燃烧过程中，有大量的焦油析出，尽管焦油最终成分为挥发分的一部分，但由于其高链结构，需要较高的温度和较长的燃烧时间才能燃烧充分。本锅炉在炉膛增大绝热燃烧部分，并采取三级炉膛结构，与立式循环流化床锅炉相比，增加了60%肥肉炉膛高度，增加了焦油及其它挥发分的燃烧时间，使其尽量燃烧完全。燃烧不完全的焦油通过炉膛回灰装置进入主燃室密相区参与燃烧，然后进入旋风分离器进行二次气固分离，分离下来的焦油和灰渣大部分进入回送装置，通过回料口被送至密相区继续参与循环，小部分焦油与炉渣一起回收利用。 本锅炉除了燃料燃尽率高外，锅炉还采用全膜式壁密封结构，保温性好，散热损失小，散热量仅为1%左右。2、对尾部积灰进行了有效处理，锅炉能够连续稳定运行烟梗的灰中碱金属含量高，K2O的含量达到了38.72%，灰的粘度比较大，很容易造成锅炉尾部受热面积灰。本锅炉针对此采取了如下措施：采取中温分离技术，锅炉省煤器入口烟温约为500，低于碱金属的粘结沉积温度，能有效防止省煤器在流管束上积灰；在设计中对流受热面比例小，也有效的减少了碱金属造成的粘结沉积；采取目前吹灰效果最好的燃气脉冲吹灰器吹灰。3、燃烧产生的灰可以制肥烟梗的灰中碱金属含量高，K2O的含量达到了38.72%，可以利用烟梗灰制造钾肥。真正做到循环利用。4、燃料种类适应性广循环流化床锅炉具有很好的燃料适应性，本产品不但可以单烧烟梗，也可以混烧其它生物质燃料。5、辅助燃料煤本生物质锅炉需要添加辅助少量燃料（煤）以助燃。本项目每天需求量约为0.3t，正常生产工况下，适量煤（煤的比例约占6）通过输送带送至燃料进口加入至炉膛中与烟梗一起燃烧。拟采用煤与本项目原拟采用燃煤链条锅炉使用煤一致，产地主要为永州，含硫量按2.2%，灰份按25%计，煤质成份见表3。根据业主提供现有厂区实际情况，所用燃煤无需预处理能达到流化床要求粒度。2.2.2 生物质循环流化床锅炉的处理能力15t/h的循环流化床生物质锅炉，主要燃料为烟梗，辅助燃料为煤。15t/h的循环流化床生物质锅炉每天处理烟梗废弃物约为44.07t左右，年处理量约为5288t左右；辅助燃料煤每天约使用0.3t左右。循环流化床生物质锅炉能稳定连续运行，其中锅炉合格证见附件。2.3本项目原拟采用燃煤链条锅炉与现拟变更生物质循环流化床锅炉产排污情况对比2.3.1本项目原拟采用燃煤链条锅炉产排污情况1、锅炉废气根据最大计算热负荷及最高使用压力，厂内用汽由1台额定产汽量15t/h、热效率值70%左右、供汽压力1.27MPa的燃煤蒸汽锅炉供应。15t/h燃煤链条锅炉日耗煤量约41t，日有效运行时间21h，煤产地主要为永州，煤质成份列于表3。全年锅炉燃煤平均含硫量按2.2%，灰份按25%计。表3 永州煤矿煤质成份分析表成份低位发热量（KJ/kg）挥发份（%）灰份（%）全硫份（%）固定碳（%）水份（%）含量21840-2856018-3019-301.5-2.848.2-54.73.0-4.5锅炉烟气拟采用带脱硫塔的湿式脱硫除尘器，烟气经水膜除尘、碱液脱硫后由一根40m高烟囱排入大气。处理装置设计处理规模50000m3/h，除尘率97%，采用双碱法脱硫方式，脱硫率88%以上，烟气经处理后可满足锅炉大气污染物排放标准二类区时段标准要求。处理前后烟气中主要污染物SO2、烟尘的产生/排放情况列于表4。另外，据第一次全国污染源普查集中式污染治理设施产排污系数手册“以混煤为原料的层燃蒸汽锅炉氮氧化物的产/排污系数均为2.94kg/吨原料”计算得出，氮氧化物产生/排放量为5.73kg/h（14.45t/a），产生/排放浓度127.3mg/m3。氮氧化物中NO占90%，NO2占5-10%，N2O占1%左右，因此NO2产生/排放量为0.52kg/h（1.3t/a），产生/排放浓度11.5mg/m3。表4 锅炉废气主要污染物情况表烟气量（m3/h）排气温度（）排气筒情况项目SO2烟尘mg/m3kg/ht/amg/m3kg/ht/a45000500.9m，砖制，高40m处理前152768.7173.11408.963.4159.7处理后1356.0715.342.31.94.8去除率（%）91972、锅炉固废燃煤燃烧产生灰渣约1230t/a，外售给厂家制砖。2.3.2循环流化床生物质锅炉产排污情况1、锅炉废气锅炉燃烧产生含烟尘、SO2、NOX、臭气等污染物的废气，废气经废气处理系统处理后达标排放，烟气、烟尘在锅炉中从产生到排放的简单流程见图2。鉴于本次变更拟采用锅炉与现有复烤厂烟梗废弃物综合利用项目所采用锅炉同为15t/h的循环流化床生物质锅炉，因此废气污染源强分析依据湖南烟叶复烤有限公司现有永州复烤厂烟梗废弃物综合利用项目验收监测报告数据（该项目验收烟气监测时，所燃燃料加入了适量的煤），处理前后烟气中主要污染物SO2、烟尘的产生/排放情况列于表5。表5 锅炉废气主要污染物情况表烟气量（m3/h）排气温度（）排气筒情况项目SO2NOx烟尘mg/m3kg/ht/amg/m3kg/ht/amg/m3kg/ht/a18361500.9m，砖制，高40m处理前370.681.713115.7114.3872013.2133.29处理后31.30.581.462704.9512.4834.20.631.58去除率（%）15.413.295.3图2 烟气及烟尘简单走向图2、固废燃料燃烧产生产生炉渣约530t/a，外售给厂家制砖。2.3.3 锅炉变更前后污染物产生排放情况对比表6 燃煤链条锅炉与生物质循环流化床锅炉产排污情况对比种类污染物名称燃煤链条锅炉产生量（t/a）燃煤链条锅炉排放量（t/a）生物质循环流化床锅炉产生量（t/a）生物质循环流化床锅炉排放量（t/a）变更前后排放增减量（t/a）废气SO2173.115.31.711.46-13.84NOX14.4514.4514.3812.48-1.97烟尘159.74.833.291.58-3.22固废灰渣12300730002.3.4拟采用生物质锅所需燃料平衡分析根据本项目生物质锅炉燃料消耗需求、主要燃烧工艺控制参数等情况，类比现有工程，该锅炉燃料平衡计算分析列于表7，见图3。表7 锅炉燃料平衡表物料名称年投入（或产出）总量（t/a）投入烟 梗5288燃 煤36合 计5324产出有组织排放SO21.71NOx14.38烟尘33.29有组织CO等其他废气 3.47无组织排放无组织排放废气5.89燃烧损耗4535.26炉 渣530合计5324SO2 1.71NO2 14.38烟尘 33.29有组织CO等其他废气3.473.12炉渣530投入产出合计5324合计5324烟梗5288辅助用煤36无组织排放废气5.89烧损4535.26 图3 锅炉燃烧燃料平衡图3.变更后环境影响分析3.1大气环境影响分析本项目锅炉原设置为燃煤锅炉，现变更为生物质循环流化床锅炉，其对环境影响最大的改变就是大气环境影响，其他方面的影响改变甚微。因此，本变更说明仅对变更后锅炉废气对环境空气的影响进行分析评价。3.1.1 正常工况下锅炉废气影响分析根据以上锅炉变更前后污染源强产生排放情况对比结果，本项目原拟采用燃煤链条锅炉拟变更为循环流化床生物质锅炉后，SO2、NOx、PM10等各项污染物产生及排放量均大大减少，结合原环评报告锅炉废气环境影响评价结论（项目营运期外排废气污染物正常工况下对区域环境空气中SO2、NOx、PM10的贡献值较小，不会造成环境功能区超标，对敏感目标的影响不大），由此可推测，本项目采用循环流化床生物质锅炉后，正常工况下SO2、NOx、PM10等污染物的排放对环境影响会更小。3.1.2 非正常工况下锅炉废气影响分析本项目非正常工况是指各锅炉除尘系统处理效率均为0的最不利情况。根据本项目排污根据工程排污特征，大气评价预测因子选取为SO2、NOX、TSP。本项目大气环境评价工作等级为三级，按照导则HJ2.2-2008要求，可根据估算模式的计算结果进行预测与分析，不另作预测评价。估算模式采用乡村、平坦地形模式；不考虑熏烟和建筑物下洗；考虑所有气象条件下(包括最不利气象条件下)的最大地面浓度；环境温度取20；测风仪高度10m；距离选项：自动距离50m2500m。工程污染源源强及参数见表8。表8 非正常工况下污染源强及参数污染源名称排气筒高度（m）排气筒内径（m）烟气出口温度（）年排放小时数（h）排放工况评价因子源强（g/s）粉尘SO2NOX15t/h燃生物质锅炉400.9502520连续3.670.191.59本项目锅炉非正常工况下，项目外排主要污染物的地面浓度及其占标率、地面浓度最大值所对应的距离计算结果分别见表9，对敏感点的影响预测结果列于表10。表9 非正常排放时主要污染物地面浓度贡献值污染源污染物距离200m300m500m1000m2500m最大落地浓度距离m锅炉房SO2浓度（mg/m3）0.0054620.0080910.0081530.0072030.0045550.009149416占标率（%）1.091.621.631.440.911.83NOx浓度（mg/m3）0.0079830.011830.011920.010530.0066570.01337416占标率（%）3.334.934.974.392.775.57TSP浓度（mg/m3）0.13240.27540.25830.21660.12400.3009416占标率（%）14.7130.628.724.0713.7833.43备注：TSP小时评价标准取日平均浓度值的三倍执行，为0.9mg/m3表10 非正常排放时对敏感点的影响预测结果 浓度单位：mg/m3环保目标到锅炉房距离(m)TSPSO2NOx背景值非正常排污背景值非正常排污背景值非正常排污田家组6000.2200.47040.0310.0390580.0950.10604羊毛冲7100.2200.45670.0310.0389640.0950.10528百岁洞7200.2200.45660.0310.0387960.0950.10520花屋里10500.2200.43010.0310.0381050.0950.10511关塘12800.2200.41850.0310.0380070.0950.10458新田村9500.2200.40870.0310.0382980.0950.10520青草铺14000.2200.41310.0310.0378570.0950.10423青草铺小学14500.2200.41050.0310.0377020.0950.10415仁湾镇中学15500.2200.40690.0310.0376800.0950.10410敏感点背景值均引用本项目原环评报告书中数据。从表9、表10可知： 非正常排放情况（=0）时，TSP最大地面浓度为0.3009mg/m3,占标率为33.43%（标准值0.9mg/m3）；SO2最大地面浓度为0.009149mg/m3,占标率为1.83%；NOx最大地面浓度为0.01337mg/m3,占标率为5.57%，对应的最远距离为416m，未超过GB3095-96中二级标准，但TSP占标率较高。 对敏感点，非正常排污时，各敏感点SO2、TSP、NOx预测值较背景值有明显增加，但仍能达到GB3095-96中二级标准。3.1.3烟囱高度合理性分析本工程位于我国5类地区的二类功能区域，根据制定地方大气污染物排放标准的技术方法(GB/T13201-91)中推荐的排放系数法，采用单一排气筒允许排放率对各个所需排气筒有效高度进行校核，其计算公式为：式中： Q 排气筒允许排放率(kg/h)； Cm标准浓度限值(mg/m3)； R 排放系数； Ke地区性经济技术系数，取值为0.5-1.5。取SO2、NOX、烟尘排放速率，按上式求得各排放系数R，再按照GB/T13201-91中表4外推和内插得到所需烟囱有效高度，详见表11。由表中可知，本项目拟采用生物质锅炉烟囱几何高度已大于所需烟囱有效高度计算值，说明该工程锅炉烟囱设计几何高度是可行的，能够满足GB/T13021-91的要求。表11 锅炉烟囱设计几何高度校核结果表烟囱名称几何高度(m)污染物Q(kg/h)Cm(mg/m3)R所需烟囱有效高度(m)备注生物质锅炉烟囱40烟尘0.630.913均可满足GB/T13201-91的要求SO20.580.51.23.5NOX4.950.1533323.1.4生物质锅炉燃烧烟梗异味分析由于生物质锅炉拟采用烟梗作燃料，若烟梗废弃物不完全燃烧将会排放的少量烟草异味。因此，本变更报告拟对锅炉变更后燃烧烟梗臭气（烟梗燃烧异味）进行分析评价。烟梗燃烧异味主要来源于烟梗中的尼古丁。尼古丁的分子式：C5NH4-C4H7NCH3，沸点：247（分解），自燃温度：240。而本项目循环流化床生物质锅炉燃烧温度为850-900，且保持了较长的燃烧时间，烟梗的燃烧完全，在此温度范围内，烟梗中的尼古丁完全燃烧分解，且尼古丁为C、H、N化合物，其燃烧产生的排放物主要水和二氧化碳，因此在保证锅炉烟梗叶充分燃烧的情况下，本项目产生的尼古丁将比较少，排放的烟草异味将较小。另结合湖南烟叶复烤有限公司永州复烤厂烟梗废弃物综合利用项目验收监测报告数据及现有复烤厂实地调查，现有工程采用的15t/h循环流化床生物质锅炉燃烧烟梗所产生的臭气，经废气处理系统处理后能达标排放。虽然现有厂区周边居民点较多且距离很近（约20米左右），运行以来从未有过臭气方面（烟梗燃烧异味）的环保投诉。因此永州复烤厂易地技术改造项目拟将燃煤锅炉改为以烟梗为燃料的生物质锅炉，在采用吨位大小，处理系统相同锅炉的情况下，也能做到达标排放，对周边环境影响较小。本项目最近的敏感点距离厂界为150米，相比现有厂区，环境敏感度大大降低。因此，对周边居民的影响也会很小。同时，为减少无组织粉尘排放，本锅炉所需燃料均采用皮带输送和密闭装料。所需燃料主要为本厂生产车间产生的烟梗废弃物及少量的辅助燃料煤。根据业主提供，烟梗废弃物从烟叶复烤工序出来后用麻袋包装好暂存在生产车间旁边的一个烟梗暂存间，然后由员工通过手推物料车转运至锅炉燃料堆存间。所需辅助燃料煤尺寸大小购进时要求其粒度达到要求，无需破碎。综上，锅炉变更后，项目对大气环境影响更小。3.2 总量指标调整本项目废气原有总量控制指标为SO2 15.3t/a，NOX 14.45t/a。现由于将燃煤锅炉更改为生物质锅炉，因此废气污染物SO2、NOX排放量大大减少，本变更报告建议调整废气总量控制指标为SO2 1.46t/a、NOX 12.48t/a，详情见表12。表12 总量控制指标对比表 单位：t/a 污染因子项目废气SO2NOx原拟用燃煤锅炉预计排放量(t/a)15.314.45本项目原批复核定指标总量（t/a）15.314.45拟变更采用生物质锅炉预计排放量(t/a)1.4612.48锅炉变更前后指标增减量-13.84-1.974.结论本项目符合国家产业政策，经济效益较好。在结合原环评结论，并经过认真权衡各种因素的前提下，本说明认为项目建设污染物可实现达标排放，正常情况下项目建设和运营对周围环境影响不大。因此，从环境保护技术角度审议，项目拟将原设置的燃煤链条锅炉变更为生物质循环流化床锅炉是可行的，将更利于环境保护。16