一次风系统提供循环流化床所必需的流化风。增加流化风速,实际上增加了物料的携带速度,从而使循环回料量增加,相应的延长了脱硫剂在炉膛内的停留时间。但如果一次风速太大,使炉膛出口烟气速度超过旋风分离器的捕捉速度,造成循环回料量减少,反而会降低脱硫效率。在运行中,可通过调节风流量、一、二次风配比等,达到调节流化风速的目的。
2.6 循环倍率的影响
循环倍率指单位时间内通过床料回送装置返回炉膛的床料量与锅炉投入固体物料量的质量比。循环倍率越大,脱硫效率越高。因为循环延长了石灰石在床内的停留时间,提高了脱硫剂的利用率,但对循环流化床锅炉存在一个有利于脱硫的循环倍率范围。
2.7 燃料煤含硫量的影响
在相同钙硫比的情况下,含硫量越高的煤,其脱硫率也越高。这是因为高硫煤会使炉膛内产生较高的SO2浓度,因而提高了脱硫的反应速度。
2.8 石灰石输送系统的影响
由于石灰石粉具有硬度高、堆积密度大、离散性大、易吸水受潮结块、逸气性强和亲和力差等特性,因此石灰石粉属于较难输送的物料。因此在石灰石输送系统运行过程中,若设计不合理、设备质量本身不过关,就会影响石灰石输送系统的稳定运行,造成石灰石输送系统出力不足、下粉不畅、堵管、磨损及设备不可靠等问题,这些问题最终导致CFB 锅炉脱硫系统无法稳定运行。
3 CFB 锅炉炉内脱硫改造工程实例
某电厂工程建设规模为2×135MW 直接空冷发电机组,配2×480t/h 超高压循环流化床锅炉,采用炉内加钙脱硫工艺,工程已于2006 年投入运行。经过当地环保部门监测,该电厂SO2排放浓度可满足标准限制要求,但炉内脱硫效率偏低,未能达到设计值要求,导致SO2排放总量超出控制要求。
通过现场调研、运行资料分析、查阅影响炉内脱硫率的相关文献资料,并与西安热工院、电厂相关技术生产人员就电厂炉内脱硫存在的问题共同探讨,结合影响CFB 锅炉脱硫效率的主要因素,分析确定了该电厂CFB 锅炉脱硫效率低的主要原因有[8][12]:(1)电厂一直未对入厂的石灰石活性进行分析,也未对其粒度提出要求,因此使用的石灰石品质得不到有效保证;(2) 电厂实际运行过程中的床温超过900℃,不利于炉内脱硫;(3)石灰石添加输送系统存在出力不足、下粉不畅、堵管、磨损等问题,导致石灰石添加量不足,钙硫比不能满足要求,最终导致脱硫系统无法稳定运行,脱硫效率较低。
针对电厂炉内脱硫存在的问题,最终确定了相应的炉内脱硫系统改造方案。脱硫系统改造完工试运行正常后,环境监测站对电厂CFB锅炉炉内加钙脱硫设施进行了现场监测,投入石灰石前SO2实测浓度为1032~1142mg/Nm3,脱硫后SO2实测浓度为80~88mg/Nm3,脱硫效率均值达到了92.6%。可见电厂炉内脱硫系统改造完工后,SO2排放浓度较低,满足标准要求;炉内脱硫效率也达到了90%以上。
4 结语
通过对影响CFB 锅炉脱硫效率因素及CFB 锅炉进行炉内脱硫系统改造实例的分析,我们认为:
5.1 循环流化床锅炉炉内脱硫效率主要与石灰石粒度和性能、床层温度、钙硫摩尔比等因素有关,另外物料流化速度、循环倍率和石灰石输送系统等因素也对脱硫效率产生影响。造成煤矸石电厂炉内脱硫效率低的原因并不是完全一致的,通过进行有针性的、细致的调查、试验和分析,制定相应的解决方案,有的放矢地进行改造,可有效地提高炉内脱硫的脱硫效率。
5.2 电厂炉内脱硫系统改造的运行监测数据表明,CFB 锅炉在仅利用炉内脱硫系统的条件下, 脱硫效率可达到90%以上,SO2排放浓度和排放量可满足相应要求,而且改造投资较少。该电厂炉内脱硫系统改造的成功, 可为国内其余采用CFB 锅炉的电厂提高脱硫效率提供参考。
【参考文献】
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来源:《科技信息》