第一篇：循環流化床鍋爐爐內脫硫系統存在問題及優化脫硫-中國電機工程學會
循環流化床脫硫脫硝技術
姓名：劉明曉，張智輝
寧夏國華寧東發電有限公司 寧夏靈武市馬家灘鎮韓家溝 750408 Circulating fluidized bed desulfurization denitration technology
NAME:LIUMINGXIAO,ZHANGZHIHUI Ningxia guohua ningdong power company limited company.Addr.Hanjiagou,Majiatan Town,Lingwu
City,Ningxia zip code: 750408
多技術難題需要改進，才能實現90%以上脫硫脫銷ABSTRACT:Circulating luidized bed 的效果。本文就循環流化床鍋爐爐內脫硫脫硝做出desulfurization and denitration options, plant all
綜合論述，以求在技術方面得到改善。kinds of lime stone storage and transportation
1脫硫脫硝方式選擇及技術經濟比較 system of the characteristics and existing
目前，國際上使用最多的脫硫技術有煙氣脫硫problems, the optimization options
種：濕法煙氣脫硫、干法和半干法煙氣脫硫。國外摘要：循環流化床脫硫脫硝方式選擇及特點，電廠
應用最為普遍的是濕法煙氣脫硫技術，約占電廠裝各種石灰石粉存儲及輸送系統的特點及存在問題，機容量的85，其次是干法和半干法脫硫技術。排煙優化選擇方案。
循環流化床脫硫全稱為氣體懸浮吸收技術<簡稱關鍵詞：循環流化床；脫硫脫硝；優化選擇 GSA脫硫系統>。該脫硫方式具有初投資省、占地少、脫硫效率高、運行費用低、系統簡單及操作方便等0 前言 優點。在國際上掌握此項技術比較成熟的公司有丹世界衛生組織和聯合國環境規劃署統麥FLS。MILJ公司。此外，德國魯奇的BISCHOFF計，目前每年由人類制造的含硫含銷燃料燃公司排煙循環流化床脫硫技術<稱為CFB煙氣脫硫>燒排放到大氣中的二氧化硫、氮氧化物高達也是較成熟的煙氣脫硫技術。2億噸左右，嚴重破壞了大氣環境，制約著GSA法脫硫與煙氣循環流化床
2循環流化床鍋爐爐內煙氣脫硫特點
循環流化床
一般電廠大多是外購滿足要求的石灰石粉，由密封罐車運至電廠內，通過設置于密封罐車上的氣力卸料系統將石灰石粉卸至石灰石粉儲倉。在石灰石粉儲倉底部，安裝有氣力輸送系統，將石灰石粉通過管道輸送至爐膛進行SO2吸收反應。
循環流化床脫硫的石灰石最佳顆粒度一般為0.2～1.5mm，平均粒徑一般控制在0.1～0.5mm范圍。石灰石粒度大時其反應表面小，使鈣的利用率降低；石灰石粒徑過細，則因現在常用的旋風分離器只能分離出大于0.075mm的顆粒，小于0.075mm的顆粒不能再返回爐膛而降低了利用率<還會影響到灰的綜合利用>。循環流化床鍋爐與其分離和返料系統組成外循環回路保證了細顆粒<0.5～0.075mm的CaC2O3、CaO、CaS2O4等>隨爐灰一起的不斷循環，這樣SO2易擴散到脫硫劑核心，其反應面積增大，從而提高了循環流化床鍋爐中石灰石的利用率。0.5～1.5mm粒徑的顆粒則在循環流化床鍋爐內進行內循環，被上升氣流攜帶上升一定高度后沿爐膛四面墻貼壁流下又落入流化床。循環流化床鍋爐運行時較經濟的Ca/S比一般在 1.5～2.5之間。
脫硫固化劑的選擇問題。一般情況下電廠大多選擇石灰石作為脫硫固化劑是基于其來源廣泛、價格低廉且脫硫效率較高。也可以因地置宜地選擇石灰、氧化鋅、電石渣等作為脫硫固化劑，不同的脫硫固化劑產生的硫酸鹽性能有所不同，影響到灰渣的綜合利用性能。
石灰石粉特性：研磨后石灰石粉顆粒棱角,硬度高；石灰石粉對壓縮空氣分子的親和
力差，逸氣性強；粒度分布差別較大<20um-1.5mm>；
堆積密度較大<1.3t/m
3左右>；吸水性高，粘度大；；對輸送管道的磨損較大；氣力輸送的懸浮速度梯度較大，流態化性能差，氣力輸送的狀態極不穩定<屬于難輸送物料>；石灰石粉顆粒容易沉積；吸潮板結，造成堵管。
石灰石系統投運后出現的主要問題：采用壓縮空氣輸粉時，壓縮空氣中帶水，使石灰石受潮、結塊；送粉管道細長，中途彎頭部位易堵；投入石灰石后，床溫會下降、床壓迅速上漲；冷渣器排渣量增大。
3電廠各種石灰石粉存儲及輸送系統的特點及存在問題
3.1兩級料倉石灰石輸送系統
兩級料倉石灰石輸送系統為早期循環流化床鍋爐采用的經實踐證明大多不太成熟的常規方案，國內電廠安裝的較多。
系統分為石灰石粉庫<鍋爐房外>至中間粉倉的前置段輸送和中間粉倉至鍋爐爐膛的后置段輸送兩個部分。前置段輸送采用空壓機做為輸送用氣動力源進行定容間斷輸送；后置段輸送采用石灰石<羅茨>風機做為輸送用氣動力源進行可定量調整的連續輸送。
<1>兩級料倉石灰石輸送干式噴鈣爐內煙氣脫硫系統主要是由儲料倉、正壓栓流式氣力輸送系統、爐前倉、噴吹系統、電氣控制系統等組成。物料采用罐車壓送到儲料倉，再由正壓栓流式氣力輸送系統輸送至爐前倉，最后經噴吹系統吹送入爐膛。整個系統采用PLC程序控制。
<2>儲料倉一般布置在零米層，可儲存一臺爐三天的用量，下部設有流化裝置以防止石灰石粉結塊，頂部設有除塵器及壓力真空釋放閥。
<3>爐前倉布置在鍋爐附近，實際為一緩沖倉，它接受儲料倉的來粉，依靠重力自流卸粉。爐前倉頂部設有除塵器及庫頂管箱，還設有高低料位，其下部還設有電加熱板以防止石灰石粉結塊。<4>輸送系統是以空壓機作為動力源，采用高密度的低壓栓流式輸送，將物料從發送器以灰栓形式由管道輸送至爐前倉。輸送系統由發送器、進出料閥、補氣閥、管路等組成。
<5>噴吹系統是以羅茨風機作為動力源將石灰石粉吹入爐膛，由羅茨風機、管路、彎頭、噴射器、混合器、螺旋給料機、葉輪式旋轉給料閥及插板門等組成。石灰石粉給料量由葉輪式旋轉給料閥通過變頻調速器根據鍋爐燃燒需用量進行調整，也可由螺旋給料機進行調整。
<6>主要技術參數： 氣灰比：～1:3.5，鈣硫比：～2.2:1，脫硫效率：85～90%。
防止爐前石灰石粉輸送系統堵塞采用技術措施
<1>用電加熱器<根據氣候特點選用>：將石灰石風機送出的風加熱到一定溫度，使輸送管路中的物料順暢流動。
<2>用氣化裝置：安裝在粉倉底部，加熱過的空氣通過陶瓷多孔板使干燥的粉粒狀的物料流化，增加物料的流動性，防止物料板結、起拱。
<3>在噴射供料器上增設備用風，風源為壓縮空氣。防止在輸送風壓不足時石灰石輸送系統堵塞。
上述石灰石輸送系統屬于間斷輸送。在電廠實際運行中，發現存在以下問題：
<1>向爐膛輸粉的給料量無法保證均勻、連續：石灰石粉的粒度、濕度等特性極易隨環境因素變化，石灰石從中間倉進入螺旋給料機時是不均勻、不連續的。螺旋給粉設備一般較易磨損，帶來的后果是：關閉不嚴，泄漏嚴重；當通往爐膛的石灰石管路不暢時，石灰石風機風有可能倒灌到爐前石灰石倉，導致給料困難。
<2>石灰石粉較細且極易吸潮，因而石灰石料倉容易結塊堵塞，造成石灰石粉下料不暢；
<3>旋轉給料閥易磨損； <4>間斷輸送，易在管道中產生細粉的沉積；
<5>使用爐前中間倉當做兩相流中繼輸送間的連接和緩沖，系統處理量過大，而且系統較為復雜，所需設備管道較多，故障點
也多；
<6>整個系統消耗功率大；
<7>需設爐前中間倉<在電廠煤倉間15-30m標高之間>，土建投資大；
<8>初期投資大、運行成本高。
現新建電廠設計或投產電廠的改造不宜再選用此兩級料倉石灰石輸送系統。3.2單級料倉連續石灰石輸送系統
外購滿足要求的石灰石粉<粒徑小于1.5mm>，由密封罐車運至電廠內，通過設置于密封罐車上的氣力卸料系統將石灰石粉卸至石灰石粉儲倉。在石灰石粉儲倉底部，安裝有氣力輸送系統，石灰石粉由高壓空氣通過管道直接輸送至爐膛進行SO2吸收反應。采用連續運行方式，每套輸送系統正常出力不小于一臺鍋爐燃用設計煤種BMCR時爐內脫硫所需石灰石粉量的150%。
單級料倉循環流化床鍋爐石灰石輸送系統按噴射給料機的標高不同分為0米層發送單級料倉石灰石輸送系統和約15米層發送單級料倉石灰石輸送系統，按輸送動力氣源分為壓縮空氣、60-80KPa高壓風<又分為單獨羅茨風機或利用鍋爐高壓流化風機>、熱一次風等系統。
可以根據用戶循環流化床鍋爐的具體情況和系統設計特點，如個各個風<一次、二次、高壓流化、播煤等風>的壓力流量、各風與爐膛接口的標高、數量等進行優化設計，定出最佳方案，給用戶提供更可靠、更實用、更經濟的石灰石<脫硫固化劑>粉存儲及輸送系統優化方案。
系統特點：系統由螺旋計量給料裝置、自控旋轉給料閥、壓力式噴射給料裝置、鼓風送風裝置以及管道分配器等組成。可以根據用戶現場的實際需要選擇不同的系統配置。采用針對循環流化床鍋爐脫硫專門研制的注料泵<或噴射泵>，該設備安裝在位于鍋爐房<附近>外側的石灰石粉庫下，可根據鍋爐的運行工況，通過變頻電機實現無級調速控制，將石灰石粉定量、連續、均勻地一次送入鍋爐爐膛。與常規間斷輸送相比，直接連續輸送系統具有以下優點：
<1>投資成本低:一級輸送，設備少，耗氣小，投資降低，便于優化布置； <2>可靠性高:由于設備減少，系統出故障的幾率減小，維護量小；
<3>給料均勻、連續、提高了輸送可靠性； <4>系統出力調節方便、調節范圍大: 通過稱重模塊可清楚知道系統出力，通過變頻電機無級調速，調整系統出力；
4對單級料倉連續石灰石輸送系統的優化設計與改進
單級料倉連續輸送石灰石系統雖較兩級料倉石灰石輸送系統有所簡化，投資較省，但氣源和發送方式的選擇性較大，還需在提高系統可靠性進一步優化設計。可以根據用戶循環流化床鍋爐的具體情況和系統設計特點，如個各個風<一次、二次、高壓流化、播煤等風>的壓力流量、各風與爐膛接口的標高、數量等進行優化設計，定出最佳方案，給用戶提供更可靠、更實用、更經濟的石灰石<脫硫固化劑>粉存儲及輸送系統和脫硫優化方案。4.1設計改進特點
<1>料倉：在料倉內壁上增加設計高壓熱風氣化板。
<2>螺旋計量給料裝置<自控旋轉給料閥>：增加防漏風措施。
<3>噴射式供料器：在管道正壓運行時能維持吸料口微負壓。
<4>高壓風裝置：根據現場的實際情況選高壓羅茨風機<或空壓機>。設計風加熱裝置以確保整個系統能用熱風吹掃。
<5>防凍設計：對粉倉、設備、管道都設計保溫層。石灰石粉倉系統的電加熱器能保
證在氣候極端潮濕的情況下，脫硫劑粉不發生結塊，以防止堵料。
由于石灰石粉比較細、且易受潮結塊，所以要求粉倉嚴密；又由于粉倉嚴密，當粉倉靜壓低、給粉機靜壓高時，石灰石粉會倒灌，所以粉倉的設計按用熱風維持正壓運行。4.2輸送動力氣源的優化選擇方案
輸送動力氣源可以選擇：壓縮空氣、單獨羅茨風機60-80KPa高壓風、利用CFB鍋爐高壓流化風、利用CFB鍋爐熱一次風。在輸送動力氣源的選擇上首先要盡量利用電廠現有的資源，看看電廠CFB鍋爐的哪些風富裕量比較大，然后合理選擇。利用CFB鍋爐高壓流化風和熱一次風是最經濟的方案。使用熱一次風作為輸送動力氣源的前提是在約15米層設置發送料裝置同時采用無中間倉的發送系統。4.3發送料裝置標高的優化選擇方案
單級料倉脫硫固化劑輸送系統按噴射給料機的標高不同分為0米層發送單級料倉脫硫固化劑輸送系統和15米層發送單級料倉脫硫固化劑輸送系統。在15米層設置發送脫硫固化劑裝置使粉倉的高度提升，需同時采用無中間倉的發送系統才能降低這個高度，然后便于利用CFB鍋爐高壓流化風或熱一次風作為輸送動力氣源，總體上避免系統復雜化，降低工程造價。
在0米層設置單級發送裝置，若采用無中間倉的發送系統則發送裝置的實際設置標高約提升到5米料，同時盡力將粉倉布置在CFB鍋爐房附近，就可避免使用壓縮空氣輸送而采用單獨羅茨風機60-80KPa高壓風或利用CFB鍋爐高壓流化風作為輸送動力氣源。總體上避免系統復雜化，提高了可靠性，還可降低工程造價。4.4發送料裝置的優化選擇方案
發送料裝置目前有多種形式：倉泵、噴射器、三通式混合器、強力噴射泵、料封泵、倉螺體等。
不外呼通過氣體的高速射流造成低氣壓腔體抽吸自由下落的脫硫固化劑粉末，形成氣固兩相流。氣灰比：～1:3.5。
4.5 中間收料給料小倉的優化選擇方案
按有無中間倉來劃分發送料系統則有三中：具有一個中間倉的發送料系統、具有兩個中間倉<收料給料倉>的發送系統、沒有中間倉的發送系統。究竟哪一種更可靠、更實用，這與發送料裝置的選型、倉料干燥方式及輸送動力氣源的優化選擇有關，需綜合考慮，才能確定出一種更可靠、更經濟實用的方案。沒有中間倉的發送系統當然是最簡單的系統，但要在最可靠性上充分考慮采取有效措施，主要是合理解決倉料干燥方式和料倉的背壓問題。
4.6 石灰石粉與鍋爐接口的優化選擇方案 脫硫固化劑與鍋爐的接口即脫硫固化劑氣固兩相流噴入CFB鍋爐的位置，這對脫硫效果也有一定影響。國內CFB鍋爐脫硫固化劑與鍋爐的接口方式主要有：在爐墻下部上專門開孔、在回料斜腿上部開孔噴入循環灰內部、在上下二次風管彎頭處接口噴向二次風口、在落煤管處充當播煤風隨煤噴入爐膛。不同制造廠的不同容量的CFB鍋爐上述各個接口的標高都不僅相同，到底哪個接口方式才能最有效地提高脫硫效果，不能一概而論。總之要使脫硫固化劑同時從不同標高進入CFB鍋爐爐堂，使脫硫固化劑粉彌漫在整個爐堂空間最充分地煅燒和與SO2接觸反應。
要考慮CFB鍋爐背壓對脫硫固化劑輸送系統的影響，在接口處設計成三通式負壓吸入口。
4.7石灰石粉倉內防潮的優化選擇方案 脫硫固化劑粉倉內的防潮問題現在是簡單的采用密閉的辦法，出現了粉倉內背壓波動甚至為負的情況，影響到脫硫固化劑粉的可靠輸送。采用粉倉密閉的辦法導致了中間倉<收料給料倉>的出現，使系統和控制更加復雜，操作和維護量加大。優化選擇的解決辦法是粉倉的設計按用熱風維持正壓運行。4.8 脫硫固化劑的優化選擇方案
脫硫固化劑的優化選擇主要是兼顧脫硫效率高和灰渣綜合利用好兩個方面。
一般情況下電廠大多選擇石灰石作為脫硫固化劑是基于其來源廣泛、價格低廉且脫
硫效率較高。也可以因地置宜地選擇石灰、氧化鋅、電石渣等作為脫硫固化劑。需要指出的是粒徑在0.2mm以下的細粉狀的物質如消石灰不能作為CFB鍋爐的脫硫固化劑。不同的脫硫固化劑產生的硫酸鹽性能有所不同，影響到灰渣的綜合利用。一種少量的脫硫添加劑可以改變灰渣的的品質，可以保證灰渣的有效綜合利用。這種服務已經社會化。
5.結語及建議
循環流化床鍋爐的脫硫脫銷技術是一個系統工程。以往的工作中，我們對爐內的脫硫脫硝等問題進行了研究，取得了一些階段性成果，但也發現了一些問題。本文對脫硫脫硝的重要性做出了說明，同時對目前脫硫脫硝的技術的經濟性，技術特點等做出了分析。針對目前的石灰石系統所存在的諸多問題提出了優化選擇方案。
我國從70年代開始引進國外脫硫脫銷成套設備，但到目前為止，大多數火電廠很少落實投運。主要是脫硫脫硝成本問題，產物出路問題以及引進技術國產化的問題。為此，循環流化床在具體煙氣脫硫脫銷的工藝選擇上，應該做的具體問題具體分析。選擇具體脫硫脫銷技術應考慮以下幾點：
<1> 二氧化硫和氮氧化物排放率均應滿足環保法規
<2> 技術成熟，運行可靠，應用業績良好。<3> 一次性投資少，運行費用低 <4> 副產品能夠處置利用，不造成二次污染
<5> 工藝過程能適應循環流化床鍋爐的要求，并能適應燃煤含硫量和含硝量在一定范圍內的變化
<6> 設備國產化，降低費用
致謝
感謝中國電機工程學會和中國神華國華電力分公司主辦的清潔高效燃煤發電技術協作的征文活動。通過自此征文，不僅加強了各個企業之間的交流也促進了企業互相的提高，同時為發電技術的綜合探討提供了一個良好的交流平臺。
參 考 文 獻：
[1]胡少華，齊美富 鍋爐煙氣脫硫技術進展[J] 能源研究與信息.2003.19.<2>：95-100
[2]薛飛.石徑松.煙氣脫硫技術現狀于發展建議[J].江蘇化工.2001.29<2>.32-35
[3]孔火亮.吳慧芳.燃煤煙氣脫硫技術及主要工藝[J].煤礦環境保護.2002.16.<6>：22-28 收稿日期：2010年7月18日 作者介紹：
劉明曉（1983），男，河南，本科，工程師，節能減排 張智輝（1986），男，河北，本科，節能減排
第二篇：循環流化床鍋爐爐內脫硫系統存在問題及優化脫硫方案
循環流化床鍋爐爐內脫硫系統存在問題及優化脫硫方案 來源：北極星電力網 作者：張全勝 馬玉川 虞曉林 2009-07-06 16:40:58 | 字號:大 中 小
[摘 要] 通過對大中小型循環流化床鍋爐的脫硫石灰石輸送系統設計及運行情況分析，提出循環流化床鍋爐實際脫硫過程中存在的諸多問題及技術因素和經濟因素，指出了循環流化床鍋爐煙氣可以達標排放的更可靠、更實用、更經濟的優化脫硫方案。[關鍵詞] 循環流化床鍋爐 脫硫固化劑 優化 脫硫 0 前言
循環流化床鍋爐具有效率高、燃料適應性廣、負荷調節靈活、環保性能好等優點，近年來發展非常迅速，技術日趨成熟。隨著我國對環保要求越來越高，環保電價政策的出臺，國內一些擁有循環流化床鍋爐的電廠正在抓緊改造或新加脫硫裝置。
近幾年，一些采用循環流化床鍋爐的電廠還是被環保部門堅決要求進行鍋爐尾部煙氣脫硫，主要原因就是CFB鍋爐爐內脫硫的效率令人懷疑。傳統的粗糟的爐內脫硫系統設計及設備制造使脫硫效率低下，同時脫硫固化劑的消耗量卻非常可觀，即使采用廉價的石灰石脫硫也使發電成本顯著增加。加之出現了鍋爐灰渣的綜合利用受到脫硫固化劑品種的影響，有的電廠只能將灰渣當做廢品的廢品拋棄掉。
更可靠、更實用、更經濟的CFB鍋爐爐內脫硫系統優化設計方案的重點是強化系統防堵設計、合理布置爐膛接口、選擇合適脫硫固化劑，能夠保證循環流化床鍋爐煙氣脫硫效率90%以上，煙氣能夠
達標排放，灰渣能夠綜合利用。下文中按習慣稱呼的石灰石（粉）實際上泛制指脫硫固化劑（粉）。1 循環流化床鍋爐爐內煙氣脫硫特點
循環流化床（CFB）鍋爐爐內穩定的870℃左右的溫度場使其本身具有了爐內煙氣脫硫條件，爐外的脫硫裝置實際上就是石灰石的制粉、存儲及輸送系統，并科學經濟實用地選擇脫硫固化劑。一般電廠大多是外購滿足要求的石灰石粉，由密封罐車運至電廠內，通過設置于密封罐車上的氣力卸料系統將石灰石粉卸至石灰石粉儲倉。在石灰石粉儲倉底部，安裝有氣力輸送系統，將石灰石粉通過管道輸送至爐膛進行SO2吸收反應。
循環流化床脫硫的石灰石最佳顆粒度一般為0.2～1.5mm，平均粒徑一般控制在0.1～0.5mm范圍。石灰石粒度大時其反應表面小，使鈣的利用率降低；石灰石粒徑過細，則因現在常用的旋風分離器只能分離出大于0.075mm的顆粒，小于0.075mm的顆粒不能再返回爐膛而降低了利用率（還會影響到灰的綜合利用）。循環流化床鍋爐與其分離和返料系統組成外循環回路保證了細顆粒（0.5～0.075mm的CaC2O3、CaO、CaS2O4等）隨爐灰一起的不斷循環，這樣SO2易擴散到脫硫劑核心，其反應面積增大，從而提高了循環流化床鍋爐中石灰石的利用率。0.5～1.5mm粒徑的顆粒則在循環流化床鍋爐內進行內循環，被上升氣流攜帶上升一定高度后沿爐膛四面墻貼壁流下又落入流化床。循環流化床鍋爐運行時較經濟的Ca/S比一般在 1.5～2.5之間。
脫硫固化劑的選擇問題。一般情況下電廠大多選擇石灰石作為脫硫固化劑是基于其來源廣泛、價格低廉且脫硫效率較高。也可以因地置宜地選擇石灰、氧化鋅、電石渣等作為脫硫固化劑，不同的脫硫固化劑產生的硫酸鹽性能有所不同，影響到灰渣的綜合利用性能。
石灰石粉特性：研磨后石灰石粉顆粒棱角, 硬度高；石灰石粉對壓縮空氣分子的親和力差，逸氣性強；粒度分布差別較大(20um-1.5mm)；堆積密度較大(1.3t/m3左右)；吸水性高，粘度大；；對輸送管道的磨損較大；氣力輸送的懸浮速度梯度較大，流態化性能差，氣力輸送的狀態極不穩定（屬于難輸送物料）；石灰石粉顆粒容易沉積；吸潮板結，造成堵管。
石灰石系統投運后出現的主要問題：采用壓縮空氣輸粉時，壓縮空氣中帶水，使石灰石受潮、結塊；送粉管道細長，中途彎頭部位易堵；投入石灰石后，床溫會下降、床壓迅速上漲；冷渣器排渣量增大。2 電廠各種石灰石粉存儲及輸送系統的特點及存在問題 2.1 兩級料倉石灰石輸送系統
2.1.1 兩級料倉石灰石輸送系統為早期循環流化床鍋爐采用的經實踐證明大多不太成熟的常規方案，國內電廠安裝的較多。
系統分為石灰石粉庫（鍋爐房外）至中間粉倉的前置段輸送和中間粉倉至鍋爐爐膛的后置段輸送兩個部分。前置段輸送采用空壓機做為輸送用氣動力源進行定容間斷輸送；后置段輸送采用石灰石（羅茨）風機做為輸送用氣動力源進行可定量調整的連續輸送。
(1）兩級料倉石灰石輸送干式噴鈣爐內煙氣脫硫系統主要是由儲料倉、正壓栓流式氣力輸送系統、爐前倉、噴吹系統、電氣控制系統等組成。物料采用罐車壓送到儲料倉，再由正壓栓流式氣力輸送系統輸送至爐前倉，最后經噴吹系統吹送入爐膛。整個系統采用PLC程序控制。
(2）儲料倉一般布置在零米層，可儲存一臺爐三天的用量，下部設有流化裝置以防止石灰石粉結塊，頂部設有除塵器及壓力真空釋放閥。
(3）爐前倉布置在鍋爐附近，實際為一緩沖倉，它接受儲料倉的來粉，依靠重力自流卸粉。爐前倉頂部設有除塵器及庫頂管箱，還設有高低料位，其下部還設有電加熱板以防止石灰石粉結塊。
(4）輸送系統是以空壓機作為動力源，采用高密度的低壓栓流式輸送，將物料從發送器以灰栓形式由管道輸送至爐前倉。輸送系統由發送器、進出料閥、補氣閥、管路等組成。
(5）噴吹系統是以羅茨風機作為動力源將石灰石粉吹入爐膛，由羅茨風機、管路、彎頭、噴射器、混合器、螺旋給料機、葉輪式旋轉給料閥及插板門等組成。石灰石粉給料量由葉輪式旋轉給料閥通過變頻調速器根據鍋爐燃燒需用量進行調整，也可由螺旋給料機進行調
整。
(6）主要技術參數： 氣灰比：～1:3.5，鈣硫比：～2.2:1，脫硫效率：85～90%。
2.1.2防止爐前石灰石粉輸送系統堵塞采用技術措施
(1）用電加熱器（根據氣候特點選用）：將石灰石風機送出的風加熱到一定溫度，使輸送管路中的物料順暢流動。
(2）用氣化裝置：安裝在粉倉底部，加熱過的空氣通過陶瓷多孔板使干燥的粉粒狀的物料流化，增加物料的流動性，防止物料板結、起拱。
(3）在噴射供料器上增設備用風，風源為壓縮空氣。防止在輸送風壓不足時石灰石輸送系統堵塞。
2.1.3上述石灰石輸送系統屬于間斷輸送。在電廠實際運行中，發現存在以下問題：
(1）向爐膛輸粉的給料量無法保證均勻、連續：石灰石粉的粒度、濕度等特性極易隨環境因素變化，石灰石從中間倉進入螺旋給料機時是不均勻、不連續的。螺旋給粉設備一般較易磨損，帶來的后果是：關閉不嚴，泄漏嚴重；當通往爐膛的石灰石管路不暢時，石灰石風機風有可能倒灌到爐前石灰石倉，導致給料困難。
(2）石灰石粉較細且極易吸潮，因而石灰石料倉容易結塊堵塞，造成石灰石粉下料不暢；
(3）旋轉給料閥易磨損；
(4）間斷輸送，易在管道中產生細粉的沉積；
(5）使用爐前中間倉當做兩相流中繼輸送間的連接和緩沖，系統處理量過大，而且系統較為復雜，所需設備管道較多，故障點也多；
(6）整個系統消耗功率大；
(7）需設爐前中間倉（在電廠煤倉間15-30m標高之間），土建投資大；
(8）初期投資大、運行成本高。
現新建電廠設計或投產電廠的改造不宜再選用此兩級料倉石灰石輸送系統。
2.2單級料倉連續石灰石輸送系統
外購滿足要求的石灰石粉（粒徑小于1.5mm），由密封罐車運至電廠內，通過設置于密封罐車上的氣力卸料系統將石灰石粉卸至石灰石粉儲倉。在石灰石粉儲倉底部，安裝有氣力輸送系統，石灰石粉由高壓空氣通過管道直接輸送至爐膛進行SO2吸收反應。采用連續運行方式，每套輸送系統正常出力不小于一臺鍋爐燃用設計煤種BMCR時爐內脫硫所需石灰石粉量的150%。
單級料倉循環流化床鍋爐石灰石輸送系統按噴射給料機的標高不同分為0米層發送單級料倉石灰石輸送系統和約15米層發送單級料倉石灰石輸送系統，按輸送動力氣源分為壓縮空氣、60-80KPa高壓風（又分為單獨羅茨風機或利用鍋爐高壓流化風機）、熱一次風等系統。
可以根據用戶循環流化床鍋爐的具體情況和系統設計特點，如個各個風（一次、二次、高壓流化、播煤等風）的壓力流量、各風與爐
膛接口的標高、數量等進行優化設計，定出最佳方案，給用戶提供更可靠、更實用、更經濟的石灰石（脫硫固化劑）粉存儲及輸送系統優化方案。
系統特點：系統由螺旋計量給料裝置、自控旋轉給料閥、壓力式噴射給料裝置、鼓風送風裝置以及管道分配器等組成。可以根據用戶現場的實際需要選擇不同的系統配置。采用針對循環流化床鍋爐脫硫專門研制的注料泵（或噴射泵），該設備安裝在位于鍋爐房（附近）外側的石灰石粉庫下，可根據鍋爐的運行工況，通過變頻電機實現無級調速控制，將石灰石粉定量、連續、均勻地一次送入鍋爐爐膛。
與常規間斷輸送相比，直接連續輸送系統具有以下優點：
(1）投資成本低:一級輸送，設備少，耗氣小，投資降低，便于優化布置；
(2）可靠性高: 由于設備減少，系統出故障的幾率減小，維護量小；
(3）給料均勻、連續、提高了輸送可靠性；
(4）系統出力調節方便、調節范圍大: 通過稱重模塊可清楚知道
系統出力，通過變頻電機無級調速，調整系統出力； 3 對單級料倉連續石灰石輸送系統的優化設計與改進
單級料倉連續輸送石灰石系統雖較兩級料倉石灰石輸送系統有所簡化，投資較省，但氣源和發送方式的選擇性較大，還需在提高系統可靠性進一步優化設計。可以根據用戶循環流化床鍋爐的具體情況和系統設計特點，如個各個風（一次、二次、高壓流化、播煤等風）的壓力流量、各風與爐膛接口的標高、數量等進行優化設計，定出最佳方案，給用戶提供更可靠、更實用、更經濟的石灰石（脫硫固化劑）粉存儲及輸送系統和脫硫優化方案。3.1設計改進特點
(1）料倉：在料倉內壁上增加設計高壓熱風氣化板。
(2）螺旋計量給料裝置（自控旋轉給料閥）：增加防漏風措施。
(3）噴射式供料器：在管道正壓運行時能維持吸料口微負壓。
(4）高壓風裝置：根據現場的實際情況選高壓羅茨風機（或空壓機）。設計風加熱裝置以確保整個系統能用熱風吹掃。
(5）防凍設計：對粉倉、設備、管道都設計保溫層。石灰石粉倉系統的電加熱器能保證在氣候極端潮濕的情況下，脫硫劑粉不發生結塊，以防止堵料。
由于石灰石粉比較細、且易受潮結塊，所以要求粉倉嚴密；又由于粉倉嚴密，當粉倉靜壓低、給粉機靜壓高時，石灰石粉會倒灌，所以粉倉的設計按用熱風維持正壓運行。3.2輸送動力氣源的優化選擇方案
輸送動力氣源可以選擇：壓縮空氣、單獨羅茨風機60-80KPa高壓風、利用CFB鍋爐高壓流化風、利用CFB鍋爐熱一次風。在輸送動力氣源的選擇上首先要盡量利用電廠現有的資源，看看電廠CFB鍋爐的哪些風富裕量比較大，然后合理選擇。利用CFB鍋爐高壓流化風和熱一次風是最經濟的方案。使用熱一次風作為輸送動力氣源的前提是在約15米層設置發送料裝置同時采用無中間倉的發送系統。3.3發送料裝置標高的優化選擇方案
單級料倉脫硫固化劑輸送系統按噴射給料機的標高不同分為0米層發送單級料倉脫硫固化劑輸送系統和15米層發送單級料倉脫硫固化劑輸送系統。在15米層設置發送脫硫固化劑裝置使粉倉的高度提升，需同時采用無中間倉的發送系統才能降低這個高度，然后便于利用CFB鍋爐高壓流化風或熱一次風作為輸送動力氣源，總體上避免系統復雜化，降低工程造價。
在0米層設置單級發送裝置，若采用無中間倉的發送系統則發送裝置的實際設置標高約提升到5米料，同時盡力將粉倉布置在CFB鍋爐房附近，就可避免使用壓縮空氣輸送而采用單獨羅茨風機60-80KPa高壓風或利用CFB鍋爐高壓流化風作為輸送動力氣源。總體上避免系統復雜化，提高了可靠性，還可降低工程造價。3.4發送料裝置的優化選擇方案
發送料裝置目前有多種形式：倉泵、噴射器、三通式混合器、強力噴射泵、料封泵、倉螺體等。
不外呼通過氣體的高速射流造成低氣壓腔體抽吸自由下落的脫
硫固化劑粉末，形成氣固兩相流。氣灰比：～1:3.5。3.5 中間收料給料小倉的優化選擇方案
按有無中間倉來劃分發送料系統則有三中：具有一個中間倉的發送料系統、具有兩個中間倉（收料給料倉）的發送系統、沒有中間倉的發送系統。究竟哪一種更可靠、更實用，這與發送料裝置的選型、倉料干燥方式及輸送動力氣源的優化選擇有關，需綜合考慮，才能確定出一種更可靠、更經濟實用的方案。沒有中間倉的發送系統當然是最簡單的系統，但要在最可靠性上充分考慮采取有效措施，主要是合理解決倉料干燥方式和料倉的背壓問題。
3.6 石灰石粉與鍋爐接口的優化選擇方案
脫硫固化劑與鍋爐的接口即脫硫固化劑氣固兩相流噴入CFB鍋爐的位置，這對脫硫效果也有一定影響。國內CFB鍋爐脫硫固化劑與鍋爐的接口方式主要有：在爐墻下部上專門開孔、在回料斜腿上部開孔噴入循環灰內部、在上下二次風管彎頭處接口噴向二次風口、在落煤管處充當播煤風隨煤噴入爐膛。不同制造廠的不同容量的CFB鍋爐上述各個接口的標高都不僅相同，到底哪個接口方式才能最有效
地提高脫硫效果，不能一概而論。總之要使脫硫固化劑同時從不同標高進入CFB鍋爐爐堂，使脫硫固化劑粉彌漫在整個爐堂空間最充分地煅燒和與SO2接觸反應。
要考慮CFB鍋爐背壓對脫硫固化劑輸送系統的影響，在接口處設計成三通式負壓吸入口。
3.7 石灰石粉倉內防潮的優化選擇方案
脫硫固化劑粉倉內的防潮問題現在是簡單的采用密閉的辦法，出現了粉倉內背壓波動甚至為負的情況，影響到脫硫固化劑粉的可靠輸送。采用粉倉密閉的辦法導致了中間倉（收料給料倉）的出現，使系統和控制更加復雜，操作和維護量加大。優化選擇的解決辦法是粉倉的設計按用熱風維持正壓運行。3.8 脫硫固化劑的優化選擇方案
脫硫固化劑的優化選擇主要是兼顧脫硫效率高和灰渣綜合利用好兩個方面。
一般情況下電廠大多選擇石灰石作為脫硫固化劑是基于其來源廣泛、價格低廉且脫硫效率較高。也可以因地置宜地選擇石灰、氧化鋅、電石渣等作為脫硫固化劑。需要指出的是粒徑在0.2mm以下的細粉狀的物質如消石灰不能作為CFB鍋爐的脫硫固化劑。不同的脫硫固化劑產生的硫酸鹽性能有所不同，影響到灰渣的綜合利用。一種少量的脫硫添加劑可以改變灰渣的的品質，可以保證灰渣的有效綜合利用。這種服務已經社會化。
第三篇：循環流化床鍋爐爐內脫硫系統存在問題及優化脫硫方案全解
循環流化床鍋爐爐內脫硫系統存在問題及優化脫硫方案
循環流化床鍋爐具有效率高、燃料適應性廣、負荷調節靈活、環保性能好等優點，近年來發展非常迅速，技術日趨成熟。隨著我國對環保要求越來越高，環保電價政策的出臺，國內一些擁有循環流化床鍋爐的電廠正在抓緊改造或新加脫硫裝置。
近幾年，一些采用循環流化床鍋爐的電廠還是被環保部門堅決要求進行鍋爐尾部煙氣脫硫，主要原因就是CFB鍋爐爐內脫硫的效率令人懷疑。傳統的粗糟的爐內脫硫系統設計及設備制造使脫硫效率低下，同時脫硫固化劑'>脫硫固化劑的消耗量卻非常可觀，即使采用廉價的石灰石脫硫也使發電成本顯著增加。加之出現了鍋爐灰渣的綜合利用受到脫硫固化劑'>脫硫固化劑品種的影響，有的電廠只能將灰渣當做廢品的廢品拋棄掉。
更可靠、更實用、更經濟的CFB鍋爐爐內脫硫系統優化設計方案的重點是強化系統防堵設計、合理布置爐膛接口、選擇合適脫硫固化劑'>脫硫固化劑，能夠保證循環流化床鍋爐煙氣脫硫效率90%以上，煙氣能夠達標排放，灰渣能夠綜合利用。下文中按習慣稱呼的石灰石（粉）實際上泛制指脫硫固化劑'>脫硫固化劑（粉）。循環流化床鍋爐爐內煙氣脫硫特點
循環流化床（CFB）鍋爐爐內穩定的870℃左右的溫度場使其本身具有了爐內煙氣脫硫條件，爐外的脫硫裝置實際上就是石灰石的制粉、存儲及輸送系統，并科學經濟實用地選擇脫硫固化劑'>脫硫固化劑。
一般電廠大多是外購滿足要求的石灰石粉，由密封罐車運至電廠內，通過設置于密封罐車上的氣力卸料系統將石灰石粉卸至石灰石粉儲倉。在石灰石粉儲倉底部，安裝有氣力輸送系統，將石灰石粉通過管道輸送至爐膛進行SO2吸收反應。
循環流化床脫硫的石灰石最佳顆粒度一般為0.2～1.5mm，平均粒徑一般控制在0.1～0.5mm范圍。石灰石粒度大時其反應表面小，使鈣的利用率降低；石灰石粒徑過細，則因現在常用的旋風分離器只能分離出大于0.075mm的顆粒，小于0.075mm的顆粒不能再返回爐膛而降低了利用率（還會影響到灰的綜合利用）。循環流化床鍋爐與其分離和返料系統組成外循環回路保證了細顆粒（0.5～0.075mm的CaC2O3、CaO、CaS2O4等）隨爐灰一起的不斷循環，這樣SO2易擴散到脫硫劑核心，其反應面積增大，從而提高了循環流化床鍋爐中石灰石的利用率。0.5～1.5mm粒徑的顆粒則在循環流化床鍋爐內進行內循環，被上升氣流攜帶上升一定高度后沿爐膛四面墻貼壁流下又落入流化床。循環流化床鍋爐運行時較經濟的Ca/S比一般在 1.5～2.5之間。
脫硫固化劑'>脫硫固化劑的選擇問題。一般情況下電廠大多選擇石灰石作為
脫硫固化劑'>脫硫固化劑是基于其來源廣泛、價格低廉且脫硫效率較高。也可以因地置宜地選擇石灰、氧化鋅、電石渣等作為脫硫固化劑'>脫硫固化劑，不同的脫硫固化劑'>脫硫固化劑產生的硫酸鹽性能有所不同，影響到灰渣的綜合利用性能。
石灰石粉特性：研磨后石灰石粉顆粒棱角, 硬度高；石灰石粉對壓縮空氣分子的親和力差，逸氣性強；粒度分布差別較大(20um-1.5mm)；堆積密度較大(1.3t/m3左右)；吸水性高，粘度大；；對輸送管道的磨損較大；氣力輸送的懸浮速度梯度較大，流態化性能差，氣力輸送的狀態極不穩定（屬于難輸送物料）；石灰石粉顆粒容易沉積；吸潮板結，造成堵管。
石灰石系統投運后出現的主要問題：采用壓縮空氣輸粉時，壓縮空氣中帶水，使石灰石受潮、結塊；送粉管道細長，中途彎頭部位易堵；投入石灰石后，床溫會下降、床壓迅速上漲；冷渣器排渣量增大。電廠各種石灰石粉存儲及輸送系統的特點及存在問題
2.1 兩級料倉石灰石輸送系統
2.1.1 兩級料倉石灰石輸送系統為早期循環流化床鍋爐采用的經實踐證明大多不太成熟的常規方案，國內電廠安裝的較多。
系統分為石灰石粉庫（鍋爐房外）至中間粉倉的前置段輸送和中間粉倉至鍋爐爐膛的后置段輸送兩個部分。前置段輸送采用空壓機做為輸送用氣動力源進行定容間斷輸送；后置段輸送采用石灰石（羅茨）風機做為輸送用氣動力源進行可定量調整的連續輸送。
(1）兩級料倉石灰石輸送干式噴鈣爐內煙氣脫硫系統主要是由儲料倉、正壓栓流式氣力輸送系統、爐前倉、噴吹系統、電氣控制系統等組成。物料采用罐車壓送到儲料倉，再由正壓栓流式氣力輸送系統輸送至爐前倉，最后經噴吹系統吹送入爐膛。整個系統采用PLC程序控制。
(2）儲料倉一般布置在零米層，可儲存一臺爐三天的用量，下部設有流化裝置以防止石灰石粉結塊，頂部設有除塵器及壓力真空釋放閥。
(3）爐前倉布置在鍋爐附近，實際為一緩沖倉，它接受儲料倉的來粉，依靠重力自流卸粉。爐前倉頂部設有除塵器及庫頂管箱，還設有高低料位，其下部還設有電加熱板以防止石灰石粉結塊。
(4）輸送系統是以空壓機作為動力源，采用高密度的低壓栓流式輸送，將物料從發送器以灰栓形式由管道輸送至爐前倉。輸送系統由發送器、進出料閥、補氣閥、管路等組成。
(5）噴吹系統是以羅茨風機作為動力源將石灰石粉吹入爐膛，由羅茨風機、管路、彎頭、噴射器、混合器、螺旋給料機、葉輪式旋轉給料閥及插板門等組成。石灰石粉給料量由葉輪式旋轉給料閥通過變頻調速器根據鍋爐燃燒需用量進行調整，也可由螺旋給料機進行調整。
(6）主要技術參數： 氣灰比：～1:3.5，鈣硫比：～2.2:1，脫硫效率：85～90%。
2.1.2防止爐前石灰石粉輸送系統堵塞采用技術措施
(1）用電加熱器（根據氣候特點選用）：將石灰石風機送出的風加熱到一定溫度，使輸送管路中的物料順暢流動。
(2）用氣化裝置：安裝在粉倉底部，加熱過的空氣通過陶瓷多孔板使干燥的粉粒狀的物料流化，增加物料的流動性，防止物料板結、起拱。
(3）在噴射供料器上增設備用風，風源為壓縮空氣。防止在輸送風壓不足時石灰石輸送系統堵塞。
2.1.3上述石灰石輸送系統屬于間斷輸送。在電廠實際運行中，發現存在以下問題：
(1）向爐膛輸粉的給料量無法保證均勻、連續：石灰石粉的粒度、濕度等特性極易隨環境因素變化，石灰石從中間倉進入螺旋給料機時是不均勻、不連續的。螺旋給粉設備一般較易磨損，帶來的后果是：關閉不嚴，泄漏嚴重；當通往爐膛的石灰石管路不暢時，石灰石風機風有可能倒灌到爐前石灰石倉，導致給料困難。
(2）石灰石粉較細且極易吸潮，因而石灰石料倉容易結塊堵塞，造成石灰石粉下料不暢；
(3）旋轉給料閥易磨損；
(4）間斷輸送，易在管道中產生細粉的沉積；
(5）使用爐前中間倉當做兩相流中繼輸送間的連接和緩沖，系統處理量過大，而且系統較為復雜，所需設備管道較多，故障點也多；
(6）整個系統消耗功率大；
(7）需設爐前中間倉（在電廠煤倉間15-30m標高之間），土建投資大；
(8）初期投資大、運行成本高。
現新建電廠設計或投產電廠的改造不宜再選用此兩級料倉石灰石輸送系統。
2.2單級料倉連續石灰石輸送系統
外購滿足要求的石灰石粉（粒徑小于1.5mm），由密封罐車運至電廠內，通過設置于密封罐車上的氣力卸料系統將石灰石粉卸至石灰石粉儲倉。在石灰石粉儲倉底部，安裝有氣力輸送系統，石灰石粉由高壓空氣通過管道直接輸送至爐膛進行SO2吸收反應。采用連續運行方式，每套輸送系統正常出力不小于一臺鍋爐燃用設計煤種BMCR時爐內脫硫所需石灰石粉量的150%。
單級料倉循環流化床鍋爐石灰石輸送系統按噴射給料機的標高不同分為0米層發送單級料倉石灰石輸送系統和約15米層發送單級料倉石灰石輸送系統，按輸送動力氣源分為壓縮空氣、60-80KPa高壓風（又分為單獨羅茨風機或利用鍋爐高壓流化風機）、熱一次風等系統。
可以根據用戶循環流化床鍋爐的具體情況和系統設計特點，如個各個風（一次、二次、高壓流化、播煤等風）的壓力流量、各風與爐膛接口的標高、數量等進行優化設計，定出最佳方案，給用戶提供更可靠、更實用、更經濟的石灰石（脫硫固化劑'>脫硫固化劑）粉存儲及輸送系統優化方案。
系統特點：系統由螺旋計量給料裝置、自控旋轉給料閥、壓力式噴射給料裝置、鼓風送風裝置以及管道分配器等組成。可以根據用戶現場的實際需要選擇不同的系統配置。采用針對循環流化床鍋爐脫硫專門研制的注料泵（或噴射泵），該設備安裝在位于鍋爐房（附近）外側的石灰石粉庫下，可根據鍋爐的運行工況，通過變頻電機實現無級調速控制，將石灰石粉定量、連續、均勻地一次送入鍋爐爐膛。
與常規間斷輸送相比，直接連續輸送系統具有以下優點：
(1）投資成本低:一級輸送，設備少，耗氣小，投資降低，便于優化布置；
(2）可靠性高: 由于設備減少，系統出故障的幾率減小，維護量小；
(3）給料均勻、連續、提高了輸送可靠性；
(4）系統出力調節方便、調節范圍大: 通過稱重模塊可清楚知道系統出力，通過變頻電機無級調速，調整系統出力； 對單級料倉連續石灰石輸送系統的優化設計與改進
單級料倉連續輸送石灰石系統雖較兩級料倉石灰石輸送系統有所簡化，投資較省，但氣源和發送方式的選擇性較大，還需在提高系統可靠性進一步優化設計。可以根據用戶循環流化床鍋爐的具體情況和系統設計特點，如個各個風（一次、二次、高壓流化、播煤等風）的壓力流量、各風與爐膛接口的標高、數量等進行優化設計，定出最佳方案，給用戶提供更可靠、更實用、更經濟的石灰石（脫硫固化劑'>脫硫固化劑）粉存儲及輸送系統和脫硫優化方案。
3.1設計改進特點
(1）料倉：在料倉內壁上增加設計高壓熱風氣化板。
(2）螺旋計量給料裝置（自控旋轉給料閥）：增加防漏風措施。
(3）噴射式供料器：在管道正壓運行時能維持吸料口微負壓。
(4）高壓風裝置：根據現場的實際情況選高壓羅茨風機（或空壓機）。設計風加熱裝置以確保整個系統能用熱風吹掃。
(5）防凍設計：對粉倉、設備、管道都設計保溫層。石灰石粉倉系統的電加熱器能保證在氣候極端潮濕的情況下，脫硫劑粉不發生結塊，以防止堵料。
由于石灰石粉比較細、且易受潮結塊，所以要求粉倉嚴密；又由于粉倉嚴密，當粉倉靜壓低、給粉機靜壓高時，石灰石粉會倒灌，所以粉倉的設計按用熱風維持正壓運行。
3.2輸送動力氣源的優化選擇方案
輸送動力氣源可以選擇：壓縮空氣、單獨羅茨風機60-80KPa高壓風、利用CFB鍋爐高壓流化風、利用CFB鍋爐熱一次風。在輸送動力氣源的選擇上首先要盡量利用電廠現有的資源，看看電廠CFB鍋爐的哪些風富裕量比較大，然后合理選擇。利用CFB鍋爐高壓流化風和熱一次風是最經濟的方案。使用熱一次風作為輸送動力氣源的前提是在約15米層設置發送料裝置同時采用無中間倉的發送系統。
3.3發送料裝置標高的優化選擇方案
單級料倉脫硫固化劑'>脫硫固化劑輸送系統按噴射給料機的標高不同分為0米層發送單級料倉脫硫固化劑'>脫硫固化劑輸送系統和15米層發送單級料倉脫硫固化劑'>脫硫固化劑輸送系統。在15米層設置發送脫硫固化劑'>脫硫固化劑裝置使粉倉的高度提升，需同時采用無中間倉的發送系統才能降低這個高度，然后便于利用CFB鍋爐高壓流化風或熱一次風作為輸送動力氣源，總體上避免系統復雜化，降低工程造價。
在0米層設置單級發送裝置，若采用無中間倉的發送系統則發送裝置的實際設置標高約提升到5米料，同時盡力將粉倉布置在CFB鍋爐房附近，就可避免使用壓縮空氣輸送而采用單獨羅茨風機60-80KPa高壓風或利用CFB鍋爐高壓流化風作為輸送動力氣源。總體上避免系統復雜化，提高了可靠性，還可降低工程造價。
3.4發送料裝置的優化選擇方案
發送料裝置目前有多種形式：倉泵、噴射器、三通式混合器、強力噴射泵、料封泵、倉螺體等。
不外呼通過氣體的高速射流造成低氣壓腔體抽吸自由下落的脫硫固化劑'>脫硫固化劑粉末，形成氣固兩相流。氣灰比：～1:3.5。
3.5 中間收料給料小倉的優化選擇方案
按有無中間倉來劃分發送料系統則有三中：具有一個中間倉的發送料系統、具有兩個中間倉（收料給料倉）的發送系統、沒有中間倉的發送系統。究竟哪一種更可靠、更實用，這與發送料裝置的選型、倉料干燥方式及輸送動力氣源的優化選擇有關，需綜合考慮，才能確定出一種更可靠、更經濟實用的方案。沒有中間倉的發送系統當然是最簡單的系統，但要在最可靠性上充分考慮采取有效措施，主要是合理解決倉料干燥方式和料倉的背壓問題。
3.6 石灰石粉與鍋爐接口的優化選擇方案
脫硫固化劑'>脫硫固化劑與鍋爐的接口即脫硫固化劑'>脫硫固化劑氣固兩相流噴入CFB鍋爐的位置，這對脫硫效果也有一定影響。國內CFB鍋爐脫硫固化劑'>脫硫固化劑與鍋爐的接口方式主要有：在爐墻下部上專門開孔、在回料斜腿上部開孔噴入循環灰內部、在上下二次風管彎頭處接口噴向二次風口、在落煤管處充當播煤風隨煤噴入爐膛。不同制造廠的不同容量的CFB鍋爐上述各個接口的標高都不僅相同，到底哪個接口方式才能最有效地提高脫硫效果，不能一概而論。總之要使脫硫固化劑'>脫硫固化劑同時從不同標高進入CFB鍋爐爐堂，使脫硫固化劑'>脫硫固化劑粉彌漫在整個爐堂空間最充分地煅燒和與SO2接觸反應。
要考慮CFB鍋爐背壓對脫硫固化劑'>
脫硫固化劑輸送系統的影響，在接口處設計成三通式負壓吸入口。
3.7 石灰石粉倉內防潮的優化選擇方案
脫硫固化劑'>脫硫固化劑粉倉內的防潮問題現在是簡單的采用密閉的辦法，出現了粉倉內背壓波動甚至為負的情況，影響到脫硫固化劑'>脫硫固化劑粉的可靠輸送。采用粉倉密閉的辦法導致了中間倉（收料給料倉）的出現，使系統和控制更加復雜，操作和維護量加大。優化選擇的解決辦法是粉倉的設計按用熱風維持正壓運行。
3.8 脫硫固化劑'>脫硫固化劑的優化選擇方案
脫硫固化劑'>脫硫固化劑的優化選擇主要是兼顧脫硫效率高和灰渣綜合利用好兩個方面。
一般情況下電廠大多選擇石灰石作為脫硫固化劑'>脫硫固化劑是基于其來源廣泛、價格低廉且脫硫效率較高。也可以因地置宜地選擇石灰、氧化鋅、電石渣等作為脫硫固化劑'>脫硫固化劑。需要指出的是粒徑在0.2mm以下的細粉狀的物質如消石灰不能作為CFB鍋爐的脫硫固化劑'>脫硫固化劑。不同的脫硫固化劑'>脫硫固化劑產生的硫酸鹽性能有所不同，影響到灰渣的綜合利用。一種少量的脫硫添加劑可以改變灰渣的的品質，可以保證灰渣的有效綜合利用。這種服務已經社會化。
第四篇：電廠循環流化床鍋爐爐內脫硫效率影響因素分析
電廠循環流化床鍋爐爐內脫硫效率影響因素分析(2)北極星電力網技術頻道 作者:王三平馬紅友 姜凌 2012-8-15 14:25:24(閱459次)所屬頻道: 火力發電 關鍵詞: 循環流化床鍋爐 脫硫效率 脫硫
【摘要】循環流化床(CFB)鍋爐是近年來發展較快又得到廣泛應用的清潔燃燒技術，具有高脫硫率和低氮氧化物排放的特點。CFB 鍋爐采用爐內加鈣脫硫工藝，但在實際運行過程中遇到了諸多問題。本文根據近幾年從事火電廠環評工作經驗和通過收集國內一些CFB 鍋爐SO2排放資料，對CFB 鍋爐的脫硫技術原理、影響爐內脫硫的主要因素進行了分析，并通過爐內改造工程實例說明了爐內脫硫的高效可達性。
0 前言
循環流化床鍋爐是近年來發展較快又得到廣泛應用的清潔燃燒技術，具有高脫硫率和低氮氧化物排放的特點[1][2]。目前國內CFB 鍋爐均是通過向爐內直接添加石灰石粉來控制SO2排放的。其脫硫原理是通過把固硫劑(石灰石)和煤按一定比例由鍋爐爐膛側墻直接送入燃燒室，在燃燒過程中脫除SO2，實現低SO2排放[5]。為了解國內CFB 鍋爐污染物SO2的脫除效率，本文收集了國內一些CFB 鍋爐污染物SO2排放濃度和脫硫效率的監測資料，見表1。
從表1 中可以看出，根據電廠建設時段污染物排放要求，部分電廠實測SO2滿足了機組排放時段的排放限值要求，部分電廠超標;就脫硫效率而言，300MW 大機組由于引進國外先進技術，整體裝備較為規范，SO2實測脫硫效率可達到或超出設計值要求，而小機組的電廠由于裝備差，配套設施不完善，鍋爐實測脫硫效率則遠低于設計脫硫效率要求，導致SO2排放量超出總量控制要求。CFB 鍋爐的脫硫機理
CFB 鍋爐爐內脫硫方式是在流化床床層內加入石灰石(CaCO3)或白云石(CaCO3·MgCO3)，投入爐內的石灰石在800~850℃左右條件下煅燒發生分解反應生成CaO 和CO2，然后氧化鈣、SO2和氧氣經過一系列化學反應最終生成硫酸鈣，達到脫硫目的[6]。影響CFB 鍋爐爐內脫硫效率的主要因素
CFB 鍋爐爐內脫硫效率的高低，受到諸多因素的影響。主要因素有脫硫劑特性及粒度、床層溫度和鈣硫比，此外還有物料流化速度、循環倍率以及煤種、石灰石輸送系統等。這些因素的綜合影響決定了脫硫效果的大小，最終影響CFB 鍋爐的脫硫效率[7][9][11][10]。下面就一些主要影響因素進行簡要分析。2.1 脫硫劑的特性
脫硫劑石灰石的特性主要包括：石灰石的反應活性、化學組成、煅燒產物CaO 的比表面積、孔隙率、孔徑分布和孔隙結構等。在特性當中石灰石反應活性的高低對脫硫影響較大。
脫硫劑的反應活性是指吸收劑與二氧化硫進行表面化學反應的難易程度。脫硫吸收劑石灰石的脫硫性能與石灰石反應活性關系很大，而石灰石反應活性受石灰石的成分和內部微觀結構等影響，例如晶體型與非晶體型結構、不同雜質含量與構成等，不同地區甚至同一地區不同石灰石礦的脫硫反應活性有很大差別。因此，在選擇脫硫劑，應對其化學反應性能進行分析，盡可能選取高反應活性的石灰石，以降低Ca/S 摩爾比。目前最可靠和有效的方法是通過在大型熱態試驗臺上試燒來實現，西安熱工院已開展了此方面的研究。
2.2 石灰石粒度
石灰石的粒徑分布對爐內脫硫效率有著重要影響。如果粒徑過小，投入鍋爐的石灰石粉未經分離器捕集、一次通過鍋爐直接進入尾部煙道形成飛灰的份額較多，而這部分細石灰石粉由于與煙氣接觸的時間過短，利用率偏低;如果投入鍋爐的粒度過大，大部分石灰石不能參與循環，與高SO2濃度煙氣接觸時間與接觸比表面積均較小，而且由于CaO 與SO2和O2反應生成的CaSO4體積大于CaCO3，會堵塞煙氣中SO2進入石灰石內部的通道，導致大部分石灰石未充分參與脫硫便從排渣口排出，使石灰石的利用率降低。因此，石灰石的最佳粒度分布為：大部分石灰石顆粒能夠參與爐內循環，并經多次循環利用后隨煙氣或底渣排出爐膛。圖1 給出了石灰石粒徑與脫硫效率關系圖。從圖可以看出，循環流化床鍋爐脫硫劑石灰石粒徑最佳粒徑為0.15~0.5mm。
2.3 CFB 鍋爐運行床溫
鍋爐運行床溫對脫硫效率影響較大，這是由于床溫的變化直接影響脫硫反應速度、固體產物的分布和孔隙堵塞特性，所以床溫會影響脫硫反應的進行和脫硫劑的利用率。而CFB 鍋爐床溫的選擇和運行控制又和鍋爐設計尤其是受熱面布置、運行負荷、灰渣燃盡、NOx 污染物排放等因素密切相關。
研究表明，脫硫反應的反應速度一開始隨溫度升高而升高，在820~850℃時達到最佳值。之后隨溫度升高到870~1000℃，反應速度開始下降，CaO 內部分布均勻的小晶粒會逐漸融合成大晶粒，隨著溫度升高，晶粒越大，CaO的比表面積減小和表面結殼失去吸收SO2的活性，都使脫硫效率降低。在更高的床溫下超過1000℃，CaSO4還會逆相分解放出SO2，進一步降低硫酸鹽化的化學反應速度，降低脫硫效率。圖2 是某電廠設計煤脫硫試驗SO2排放與床溫變化的關系曲線。
綜合考慮灰渣的燃盡、SO2脫除以及NOx 排放控制等因素，循環流化床鍋爐設計床溫一般選擇為850~900℃。
2.4 鈣硫摩爾比的影響
在流化床中，床溫和其它工藝條件不變的情況下，隨著鈣硫摩爾比的增加，脫硫率明顯提高，鈣硫比從2.0 增加到4.0，脫硫率提高幅度很大。但隨著脫硫劑的增加，脫硫率提高很少，不僅浪費了脫硫劑，影響鍋爐燃燒效率，而且增加了灰渣的處理量。因而在保證一定脫硫率的前提下，盡可能降低鈣硫比，一般經濟Ca / S 比在1.5～2.5 之間。
2.5 流化速度的影響
一次風系統提供循環流化床所必需的流化風。增加流化風速，實際上增加了物料的攜帶速度，從而使循環回料量增加，相應的延長了脫硫劑在爐膛內的停留時間。但如果一次風速太大，使爐膛出口煙氣速度超過旋風分離器的捕捉速度，造成循環回料量減少，反而會降低脫硫效率。在運行中，可通過調節風流量、一、二次風配比等，達到調節流化風速的目的。
2.6 循環倍率的影響
循環倍率指單位時間內通過床料回送裝置返回爐膛的床料量與鍋爐投入固體物料量的質量比。循環倍率越大，脫硫效率越高。因為循環延長了石灰石在床內的停留時間，提高了脫硫劑的利用率，但對循環流化床鍋爐存在一個有利于脫硫的循環倍率范圍。
2.7 燃料煤含硫量的影響
在相同鈣硫比的情況下，含硫量越高的煤，其脫硫率也越高。這是因為高硫煤會使爐膛內產生較高的SO2濃度，因而提高了脫硫的反應速度。2.8 石灰石輸送系統的影響
由于石灰石粉具有硬度高、堆積密度大、離散性大、易吸水受潮結塊、逸氣性強和親和力差等特性，因此石灰石粉屬于較難輸送的物料。因此在石灰石輸送系統運行過程中，若設計不合理、設備質量本身不過關，就會影響石灰石輸送系統的穩定運行，造成石灰石輸送系統出力不足、下粉不暢、堵管、磨損及設備不可靠等問題，這些問題最終導致CFB 鍋爐脫硫系統無法穩定運行。CFB 鍋爐爐內脫硫改造工程實例
某電廠工程建設規模為2×135MW 直接空冷發電機組，配2×480t/h 超高壓循環流化床鍋爐，采用爐內加鈣脫硫工藝，工程已于2006 年投入運行。經過當地環保部門監測，該電廠SO2排放濃度可滿足標準限制要求，但爐內脫硫效率偏低，未能達到設計值要求，導致SO2排放總量超出控制要求。
通過現場調研、運行資料分析、查閱影響爐內脫硫率的相關文獻資料，并與西安熱工院、電廠相關技術生產人員就電廠爐內脫硫存在的問題共同探討，結合影響CFB 鍋爐脫硫效率的主要因素，分析確定了該電廠CFB 鍋爐脫硫效率低的主要原因有[8][12]：(1)電廠一直未對入廠的石灰石活性進行分析，也未對其粒度提出要求，因此使用的石灰石品質得不到有效保證;(2)電廠實際運行過程中的床溫超過900℃，不利于爐內脫硫;(3)石灰石添加輸送系統存在出力不足、下粉不暢、堵管、磨損等問題，導致石灰石添加量不足，鈣硫比不能滿足要求，最終導致脫硫系統無法穩定運行，脫硫效率較低。
針對電廠爐內脫硫存在的問題，最終確定了相應的爐內脫硫系統改造方案。脫硫系統改造完工試運行正常后，環境監測站對電廠CFB鍋爐爐內加鈣脫硫設施進行了現場監測，投入石灰石前SO2實測濃度為1032~1142mg/Nm3，脫硫后SO2實測濃度為80~88mg/Nm3，脫硫效率均值達到了92.6%。可見電廠爐內脫硫系統改造完工后，SO2排放濃度較低，滿足標準要求;爐內脫硫效率也達到了90%以上。結語
通過對影響CFB 鍋爐脫硫效率因素及CFB 鍋爐進行爐內脫硫系統改造實例的分析，我們認為： 5.1 循環流化床鍋爐爐內脫硫效率主要與石灰石粒度和性能、床層溫度、鈣硫摩爾比等因素有關，另外物料流化速度、循環倍率和石灰石輸送系統等因素也對脫硫效率產生影響。造成煤矸石電廠爐內脫硫效率低的原因并不是完全一致的，通過進行有針性的、細致的調查、試驗和分析，制定相應的解決方案，有的放矢地進行改造，可有效地提高爐內脫硫的脫硫效率。
5.2 電廠爐內脫硫系統改造的運行監測數據表明，CFB 鍋爐在僅利用爐內脫硫系統的條件下，脫硫效率可達到90%以上，SO2排放濃度和排放量可滿足相應要求，而且改造投資較少。該電廠爐內脫硫系統改造的成功，可為國內其余采用CFB 鍋爐的電廠提高脫硫效率提供參考。
第五篇：生物質循環流化床鍋爐存在的問題及控制措施（定稿）
生物質循環流化床鍋爐存在的問題及控制措施
摘 要：循環流化床鍋爐是一種非常適合燃燒生物質的鍋爐，但是相較煤炭而言，生物質中含有較多的堿金屬和氯元素，這給燃燒生物質的鍋爐帶來了一系列特殊的問題，文章在探討這些問題的基礎上，提出了相應的控制措施。
關鍵詞：生物質循環流化床鍋爐；床料燒結控制措施；高溫腐蝕控制措施；低溫腐蝕控制措施循環流化床鍋爐簡介
循環流化床鍋爐具有效率高、煤種適用性廣、調峰能力強、污染物排放量低、爐渣綜合利用性好等特點，自上世紀80年代以來循環流化床鍋爐得到了迅速的發展，技術也日趨成熟。循環流化床鍋爐是一種流態化燃燒的鍋爐，在爐膛內部存在著大量的循環床料。一次風從爐膛底部進入鍋爐，把大量的床料吹起，使床料在爐膛的中間部分沿爐膛向上運動，而在爐膛的四周，床料則沿著水冷壁下降，并在下降過程中完成熱量交換。
循環流化床鍋爐的特點是設置了由分離器和返料器組成的物料循環回路。燃料在爐膛內燃燒生成大量的煙氣，這些煙氣攜帶大量的物料從爐膛進入分離器，在分離器內物料和煙氣進行氣固分離，煙氣從分離器頂部進入鍋爐尾部煙道，而分離下來的物料則通過返料器再次進入爐膛，參與下一次燃燒循環。因此循環流化床鍋爐具有很高的燃燒效率。生物質循環流化床鍋爐簡介
煤炭作為一種不可再生的化石能源，在國民生產生活中扮演著重要的角色，但是一方面煤炭是一種不可再生能源，這使得尋找替代能源已成為無法回避的問題；另一方面煤炭也是一種高污染的能源。當前環境污染已經成為我國面臨的重大問題之一，為了治理環境污染，我國出臺了一系列的法律法規，燃煤鍋爐將受到越來越嚴格的限制。生物質的可再生性和清潔性，使它在熱電領域成為了煤炭的理想替代者，近年來燃用生物質的鍋爐已經得到了廣泛的應用。
目前燃燒生物質的鍋爐主要有兩種，一種是爐排式的層燃鍋爐，一種是流化床鍋爐。生物質燃料的一般特點是水分很高、發熱值偏低，因此著火和燃盡都比較困難。循環流化床鍋爐的爐膛內存在著大量的溫度在800℃左右的床料，蓄熱量大，并且具有很高的循環倍率，因此即使生物質含水率高達50%～60%，也能夠保證正常的著火燃燒。同時由于物料的不斷循環，使得燃料的燃盡率能夠得到最大的保證，因此循環流化床鍋爐是最適合燃燒生物質的鍋爐。但循環流化床鍋爐在燃燒生物質方面也存在一定的問題，主要表現在以下兩個方面。
（1）生物質燃料揮發份高、灰量偏少，造成了鍋爐自身循環物料量不足。
（2）生物質中堿金屬和氯元素含量高，易于積灰和堵灰，并造成受熱面的高溫腐蝕和低溫腐蝕。生物質循環流化床鍋爐存在問題的分析及控制措施
3.1 床料燒結問題及控制措施
如上所述，在循環流化床鍋爐的爐膛內有大量的循環物料，這是保證鍋爐正常運行的必要條件，而生物質燃料揮發份高、灰份低、灰量偏少，無法保證鍋爐正常運行的循環灰量，因此在運行中要需要添加一定的循環床料。比較普遍的做法是向爐膛內添加石英砂，但是添加石英砂會帶來兩個問題，一是由于砂子硬度高，會增加鍋爐受熱面的磨損；二是容易造成爐膛內物料燒結和結渣，這主要是由于生物質中鉀、鈉等堿金屬含量較高而造成的。溫度、流化風速和氣氛都會影響到生物質灰的燒結，但溫度是影響燒結的最主要因素，溫度越高越易燒結。一般認為，在高溫條件下生物質灰中的鉀和鈉與砂中的SiO2反應，生成低熔點的共晶體，共晶體在爐膛的高溫下熔化并沿著砂的縫隙流動，將砂粒粘結，形成塊狀。其反應方程式如下：
2SiO2+Na2O-Na2O?2SiO2
4SiO2+K2O-K2O?4SiO2
要防止運行中燒結現象的發生，可采取以下兩種控制措施：
（1）在鍋爐結構上采取適當措施，從根本上解決爐膛溫度過高的問題。主要措施是選取合理的一、二次風配比和合理的爐膛受熱面布置，使爐膛的溫度場更加均勻，保證爐膛運行溫度不會過高。
（2）在添加循環物料的時候，選取適宜的惰性物料以抑制低熔點共晶體的形成。不同的元素對燒結的影響是不同的，從這個角度出發，可以選擇富含抑制燒結元素的床料，提高燒結發生的溫度。從經濟性和易獲性考慮，建議選用煤渣刷分下來的顆粒或燃煤循環流化床鍋爐的渣料作為鍋爐的循環物料。
3.2 高低溫腐蝕問題及控制措施
生物質燃料中的氯元素是造成受熱面高溫腐蝕和低溫腐蝕的主要因素，其腐蝕曲線如圖1所示。其中高溫腐蝕主要發生在過熱器處，其發生的原因有兩個：一是受熱面的管壁溫度處于易腐蝕區域，二是受熱面表面形成含有堿金屬氯化物的高溫粘結灰。這種粘結灰形成以后，與煙氣中硫化物和氯化物會發生復雜的化學反應，形成積灰腐蝕，影響受熱面安全。針對高溫腐蝕的形成機理，可采取以下幾種控制措施。
（1）過熱器受熱面的布置，可采用低溫過熱器在前，高溫過熱器在后的布置方式，使高溫過熱器的管壁溫度避開腐蝕較高的溫度區域。（2）過熱器管材可選用耐腐蝕的不銹鋼管材，以減輕腐蝕的影響。（3）尾部受熱面采用順列布置，并采用較大的橫向節距，減少管列間搭橋堵塞的可能性。（4）在所有的對流受熱面處都必須布置性能良好的吹灰器，并多次數運行。特別需要注意的是，在鍋爐剛開始運行時就投入吹灰器，否則，如果受熱面一旦粘結灰分就不易去除。
低溫腐蝕主要發生在空氣預熱器的冷段，特別是冷空氣進口端。其發生的原因是煙氣溫度低于酸露點溫度，從而使煙氣中的酸性氣體在受熱面上凝結形成酸液，造成受熱面的腐蝕。生物質燃燒生成的煙氣中除了含有會形成硫酸的硫氧化物外，還含有能形成鹽酸的氯化物。通常來說生物質中硫含量極低且大部分為硫酸鹽形式的無機硫，因此硫氧化物造成的腐蝕份額很小，主要是含氯的鹽酸類造成的低溫腐蝕。煙氣中的HCL來源于生物質中的氯，正常狀態下這些氯與堿金屬形成堿金屬鹽，但是在爐內高溫下部分堿金屬鹽會發生化學反應，進入氣相以HCL形式存在。針對低溫腐蝕的形成機理，可采取以下幾種控制措施。
（1）爐膛采用低溫燃燒。低溫燃燒可以將生物質中的氯大部分維持在灰相中，以堿金屬氯化物的形式存在，減少氣相氯的析出，從根本上緩解低溫腐蝕問題。（2）設計合理的排煙溫度，盡量使排煙溫度高于酸露點。（3）選擇具有良好耐腐蝕性能的空預器材質。目前搪瓷管空氣預熱器已經在防腐蝕方面得到了廣泛的應用。（4）空預器采用臥式布置，這樣即使發生腐蝕也便于檢修更換。結束語
煤炭資源的不斷減少和環境問題的日益突出，使生物質能源對煤炭的替代率將會越來越高，而循環流化床鍋爐作為燃燒生物質的最適宜爐型，必將獲得更大的發展。文章分析了循環流化床鍋爐燃燒生物質時存在的主要問題及控制措施，使生物質循環流化床鍋爐的特性有了更清晰的呈現，希望能給廣大鍋爐設計工作者帶來有益幫助。
參考文獻
[1]岑可法.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].中國電力出版社.[2]盧嘯風.大型循環流化床鍋爐設備與運行[M].中國電力出版社.
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