摘要:結合兗礦國(guo)宏化(hua)(hua)工(gong)公司2臺160 t/h循環流化(hua)(hua)床鍋(guo)爐脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工(gong)藝(yi),從脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)效率(lv)、系統(tong)維護、運行(xing)(xing)成本等方(fang)面進(jin)行(xing)(xing)循環流化(hua)(hua)床鍋(guo)爐傳統(tong)干法脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)缺陷分析,提出了系統(tong)改進(jin)措(cuo)施。

關鍵詞: CFB鍋爐(lu),干(gan)法脫硫,缺陷,改進

循環(huan)流(liu)化床(CFB)鍋(guo)爐燃(ran)燒溫度較低,可(ke)有效控制煤(mei)燃(ran)燒過(guo)程中產生NOx ,還可(ke)直接(jie)將(jiang)石灰石加(jia)入爐膛(tang)內(nei)進行脫(tuo)硫(liu),且(qie)具有燃(ran)料(liao)適應(ying)(ying)性(xing)廣(guang)、燃(ran)燒效率高等優點(dian),因而得到(dao)廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)。但CFB鍋(guo)爐的傳(chuan)統(tong)干法脫(tuo)硫(liu)方(fang)式是將(jiang)石灰石粉(fen)(fen)直接(jie)摻入燃(ran)煤(mei)中,隨同燃(ran)料(liao)一起(qi)進入爐膛(tang)進行脫(tuo)硫(liu),或者向爐膛(tang)密相區(qu)加(jia)入粒(li)徑約1mm的石灰石粉(fen)(fen)進行脫(tuo)硫(liu),脫(tuo)硫(liu)效率很低,難以達到(dao)環(huan)保要求。

1　CFB鍋爐脫硫工藝分析

1. 1　脫硫工藝流程

兗礦國(guo)宏化工(gong)公(gong)司(si)鍋爐(lu)原(yuan)設(she)計脫硫系統流程為:石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)粉(fen)先送到受料坑,經電磁振動喂料機(ji)(ji)送入(ru)(ru)斗(dou)式提升機(ji)(ji)垂(chui)直提升29m,然后轉入(ru)(ru)水平方向的(de)鑄石(shi)(shi)刮(gua)板機(ji)(ji),再通(tong)過電液推桿平板閘門進入(ru)(ru)石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)倉。石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)倉內的(de)石(shi)(shi)粉(fen)通(tong)過圓盤給料機(ji)(ji)進入(ru)(ru)鍋爐(lu)給煤機(ji)(ji),隨同燃料煤進入(ru)(ru)鍋爐(lu)爐(lu)膛(tang)。

1. 2　石灰石成分

兗(yan)礦(kuang)國(guo)宏化(hua)工公(gong)司脫硫用(yong)石(shi)灰石(shi)入爐(lu)粒度(du)要求不(bu)大于1mm,設計石(shi)灰石(shi)成(cheng)分見表1。

2　系統缺陷分析

2. 1　石灰石輸入方式及設備缺陷分析

石灰石粉(fen)(fen)通(tong)過給(gei)煤機隨同燃煤一(yi)起進入(ru)爐(lu)膛(tang)(tang)。當鍋爐(lu)為(wei)正壓給(gei)煤,石粉(fen)(fen)進入(ru)給(gei)煤機的(de)手動插(cha)板閥打開(kai)時,熱煙氣會從爐(lu)膛(tang)(tang)內(nei)反串出來經插(cha)板閥縫隙噴出,使大量石粉(fen)(fen)及(ji)細小煤粉(fen)(fen)外泄,不僅污染環境, 且浪費原(yuan)料(liao);即使插(cha)板閥密封嚴(yan)實,由于給(gei)煤機內(nei)呈(cheng)正壓狀態,石灰石粉(fen)(fen)下(xia)料(liao)不暢(chang),造成脫硫(liu)系(xi)統調節困難(nan),達不到(dao)預期的(de)脫硫(liu)效果(guo)。

煤中(zhong)水分在(zai)鍋爐反串熱煙氣的(de)烘烤下蒸發(fa),與(yu)細煤粉一起形成煤泥狀,粘結(jie)在(zai)下料(liao)管內(nei)壁(bi),嚴(yan)重影(ying)響石(shi)灰石(shi)下料(liao),甚至堵塞管道。再(zai)者,爐前給石(shi)灰石(shi)的(de)脫(tuo)硫系(xi)統(tong)大(da)(da)量采用刮板、鏈(lian)條(tiao),如斗提機(ji)鏈(lian)條(tiao)長度約85m且垂直安(an)裝(zhuang),所以,運行中(zhong)極易發(fa)生斷鏈(lian)或卡鏈(lian)等設備(bei)事故(gu)。該(gai)廠石(shi)灰石(shi)系(xi)統(tong)的(de)斗提機(ji)在(zai)連續運行不到(dao)48 h就(jiu)發(fa)生過2 次(ci)斷鏈(lian)及鏈(lian)條(tiao)磨損導致軸承不傳動(dong)等事故(gu),檢(jian)修(xiu)頻繁(fan)、操作難度大(da)(da)。

2. 2　脫硫反應部位不適宜

由(you)于鍋爐自(zi)身燃(ran)燒(shao)風量、負壓等(deng)(deng)因素影響,直接(jie)將石灰(hui)石摻入燃(ran)煤(mei)進入鍋爐爐膛(tang)密相區(qu)內(nei),石灰(hui)石無法形成很(hen)好的流(liu)(liu)場(chang),不能(neng)(neng)充分與(yu)SO2 接(jie)觸并發生反應,而且,爐膛(tang)密相區(qu)也不能(neng)(neng)提(ti)供最佳的脫(tuo)硫反應條件(jian)(溫度、流(liu)(liu)場(chang)、接(jie)觸面積等(deng)(deng)) 。

對爐膛內煙氣(qi)成(cheng)分(fen)分(fen)析發現,在密相(xiang)區(qu),固(gu)態硫反(fan)應產(chan)生的(de)主要是H2 S,而SO2 主要是在O2 充足的(de)二(er)次(ci)風上(shang)部(bu)至爐膛出口區(qu)域產(chan)生。同時,由于(yu)加入的(de)石(shi)灰(hui)石(shi)粒徑較大,脫硫氣(qi)固(gu)反(fan)應的(de)表面積減小,導致爐膛下(xia)部(bu)密相(xiang)區(qu)的(de)脫硫效果非常(chang)差。此外,該區(qu)域反(fan)應溫度(du)高(gao),石(shi)灰(hui)石(shi)與SO2 反(fan)應生成(cheng)的(de)CaSO4 會重(zhong)新分(fen)解成(cheng)CaO和(he)SO2 ,使得脫硫效果變差。

2. 3　石灰石耗量大,運行成本高

首先(xian),從國內同類型循(xun)環(huan)流化床鍋爐(lu)脫(tuo)硫(liu)效果看,如果要達到一定的脫(tuo)硫(liu)效果,必須長時(shi)間連(lian)續不斷(duan)地(di)添(tian)加石灰石粉。大量的石灰石會在(zai)料層(ceng)中分解(jie),造(zao)成床溫(wen)下降,影響(xiang)鍋爐(lu)負(fu)荷(he),并且石灰石耗量大,會使Ca /S摩爾比增(zeng)大,運(yun)行(xing)成本增(zeng)加。

其次,大量(liang)(liang)的石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)粉直接進入(ru)密相區發生反(fan)應生成CaSO4 ,鍋(guo)爐放(fang)渣(zha)(zha)量(liang)(liang)會增(zeng)大,增(zeng)加了(le)灰渣(zha)(zha)物理熱損失(shi),影響燃燒工況(kuang)。該廠鍋(guo)爐滿負荷運行時石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)給料量(liang)(liang)設計值為1. 8 t/h,在(zai)達(da)到設計鈣硫摩爾比(bi)2. 5、脫硫效率90%的情況(kuang)下,與不(bu)加石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)相比(bi),鍋(guo)爐要多放(fang)渣(zha)(zha)1. 5 t/h左右,由(you)此加大了(le)運行人員的勞動(dong)強度,加快(kuai)了(le)鍋(guo)爐輔機(冷渣(zha)(zha)、輸渣(zha)(zha)系(xi)統) 的磨損,同時也加劇了(le)鍋(guo)爐受(shou)熱面的磨損,影響了(le)循環流化(hua)床鍋(guo)爐的運行周期。

3　系統改進

3. 1　技改方案

(1)改變石(shi)(shi)(shi)灰石(shi)(shi)(shi)輸入(ru)方式及輸入(ru)部(bu)(bu)位(wei)。將(jiang)石(shi)(shi)(shi)粉(fen)(fen)通過氣力輸送方式加入(ru)爐(lu)膛(tang)密相區上部(bu)(bu)煙氣側。此(ci)種輸入(ru)方式可以(yi)達到以(yi)下效果:一(yi)是(shi)保證(zheng)了石(shi)(shi)(shi)粉(fen)(fen)的均勻輸入(ru),便(bian)于(yu)脫硫(liu)系統的調節控制;二是(shi)保證(zheng)石(shi)(shi)(shi)粉(fen)(fen)與(yu)(yu)煙氣充分(fen)(fen)混合(he)以(yi)達到較高的脫硫(liu)效率。根(gen)據爐(lu)膛(tang)內溫度(du)場(chang)的分(fen)(fen)布,石(shi)(shi)(shi)粉(fen)(fen)輸入(ru)點設在鍋爐(lu)前后墻二次(ci)風(feng)支管部(bu)(bu)位(wei)最為合(he)適,此(ci)點溫度(du)一(yi)般(ban)在900 ℃左右, 處于(yu)石(shi)(shi)(shi)灰石(shi)(shi)(shi)與(yu)(yu)SO2 最佳反應溫度(du)區域,且(qie)從(cong)二次(ci)風(feng)口氣力輸入(ru)的石(shi)(shi)(shi)粉(fen)(fen),進入(ru)爐(lu)膛(tang)后能(neng)與(yu)(yu)煙氣充分(fen)(fen)混合(he), 并(bing)有充足的反應時間。

(2)減小(xiao)脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑粒徑。由試驗結果得知,脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑粒徑在(zai)200～250目時,可以有效增大脫(tuo)(tuo)硫(liu)氣固(gu)反應的表面積,提高脫(tuo)(tuo)硫(liu)效率(lv)。

3. 2　試驗過程

2008年6月,我(wo)們在(zai)(zai)2號(hao)爐(lu)(lu)上進(jin)行(xing)(xing)技改試(shi)驗(yan)。 6月4日16 ∶30,煙(yan)氣在(zai)(zai)線檢測(ce)顯(xian)示SO2 質(zhi)量濃度 540mg/m3 ,此(ci)時開(kai)始向2號(hao)爐(lu)(lu)內輸送石灰(hui)石粉,大約(yue)5min后(hou),煙(yan)氣SO2 質(zhi)量濃度為(wei)(wei)450mg/m3 ; 10min 后(hou)為(wei)(wei)386mg/m3 ,同時在(zai)(zai)2 號(hao)爐(lu)(lu)尾部煙(yan)道(dao)引(yin)風機入口處(chu)就(jiu)(jiu)地檢測(ce)SO2 質(zhi)量濃度為(wei)(wei)356mg/m3 ,達到排放標準(zhun)。17 ∶30, 在(zai)(zai)線檢測(ce)顯(xian)示煙(yan)氣中SO2 為(wei)(wei) 248mg/m3 ,就(jiu)(jiu)地實測(ce)為(wei)(wei)120mg/m3。18 ∶40 停止石灰(hui)石供料,試(shi)驗(yan)結(jie)束(shu)。試(shi)驗(yan)期間,我(wo)們對鍋爐(lu)(lu)的運行(xing)(xing)參數(shu)進(jin)行(xing)(xing)了檢測(ce),結(jie)果表(biao)明,試(shi)驗(yan)未對鍋爐(lu)(lu)運行(xing)(xing)造成較(jiao)大影響(xiang)。

4　結語

從本次技改試驗結(jie)果看,基本消除(chu)了循環流(liu)床(chuang)鍋爐(lu)傳統干法(fa)脫(tuo)硫工藝的缺陷。

(1)減少了石(shi)灰石(shi)的(de)消耗量,同時降低了鍋爐運行人(ren)員的(de)勞動強度(du)。

(2)減少(shao)了鍋(guo)爐輔機(冷渣(zha)、輸渣(zha)系統)和鍋(guo)爐受熱面的(de)磨(mo)損,延(yan)長了鍋(guo)爐運(yun)行周(zhou)期(qi),同時(shi)也降低(di)了鍋(guo)爐維修費用。

(3)提高了(le)鍋爐(lu)煙(yan)氣脫(tuo)硫(liu)效率,實現了(le)達標排放,取(qu)得了(le)較好的(de)經濟效益和(he)社會效益。

參考文獻:

[ 1 ]路美春,程(cheng)世慶,王永征. 循環流化床(chuang)鍋(guo)爐設備與運(yun)行[M ]. 北(bei)京:中(zhong)國電力出版社, 2003.

[ 2 ]邢偉(wei). 大(da)容量循環流化床鍋爐技術研發現狀及建(jian)議[ J ]. 熱力發電, 2008, (4) : 7 - 9.

[ 3 ]張慧明,王娟. 采用清潔燃料控制燃煤工業鍋爐SO2 污染(ran)——— 中國燃煤工業鍋爐SO2 污染(ran)綜合防(fang)治對策(二) [ J ]. 電力(li)環境保(bao)護(hu), 2004, 20 (4) : 38 - 39.

[ 4 ]崔功龍. 燃煤(mei)發電(dian)廠粉(fen)煤(mei)灰(hui)氣力輸送系統[M ]. 北京:中國電(dian)力出版社, 2005.

[ 5 ]樊泉桂(gui). 鍋爐(lu)原(yuan)理[M ]. 北京(jing):中國電力出版(ban)社(she), 2004.

[ 6 ]姚(yao)本萬. 流化床鍋爐(司爐讀(du)本) [M ]. 北京:中(zhong)國電力(li)出版(ban)社, 2005.

[ 7 ]江得厚,郝黨強,王(wang)勤,等(deng). 鈣法煙(yan)氣脫硫工藝技術問題探討(tao) [ J ]. 電力(li)環境保護(hu), 2006, 22 (6) : 27 - 28.

[ 8 ]張聰,董志乾(qian). 300MW循環(huan)流化床鍋爐的節(jie)能(neng)管理[ J ]. 節(jie)能(neng)與環(huan)保, 2008, (3) : 38 - 39.

[ 9 ]姜華,張定(ding)臺. 循環流化床鍋爐應用(yong)及事故處理[M ]. 北京:中國水(shui)利水(shui)電(dian)出版(ban)社, 2004.

[ 10 ]張磊(lei),張立華. 燃煤(mei)鍋爐機(ji)組( 600MW 火力發電機(ji)組叢書) [M ]. 北京:中國電力出版社, 2006.

[ 11 ]熊天柱,田子平(ping),李俊,等. 循環(huan)流化床(chuang)鍋(guo)(guo)爐(lu)的大型化[ J ]. 鍋(guo)(guo)爐(lu)技(ji)術(shu), 2004, 35 (2) : 1 - 3.

[ 12 ]王春波,李永華(hua),危日(ri)光,等. 石灰石煅燒過程中產物CaO孔隙分布變化研究[ J ]. 熱能(neng)動力工程, 2006, 21 (4) : 13 - 14.

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