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電廠循環流化床鍋爐爐內脫硫效率影響因素分析

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第一篇: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。

第二篇:循環流化床鍋爐脫硫工藝分析

循環流化床鍋爐脫硫工藝分析

1、前言

循環流化床燃燒是指爐膛內高速氣流與所攜帶的稠密懸浮顆粒充分接觸,同時大量高溫顆粒從煙氣中分離后重新送回爐膛的燃燒過程。循環流化床鍋爐的脫硫是一種爐內燃燒脫硫工藝,以石灰石為脫硫吸收劑,與石油焦中的硫份反應生成硫酸鈣,達到脫硫的目的。較低的爐床溫度(850℃~900℃),燃料適應性強,特別適合較高含硫燃料,脫硫率可達80%~95%,使清潔燃燒成為可能。

2、循環流化床內燃燒過程

石油焦顆粒在循環流化床的燃燒是流化床鍋爐內所發生的最基本而又最為重要的過程。當焦粒進入循環流化床后,一般會發生如下過程:①顆粒在高溫床料內加熱并干燥;②熱解及揮發份燃燒;③顆粒膨脹及一級破碎;④焦粒燃燒伴隨二級破碎和磨損。符合一定粒徑要求的焦粒在循環流化床鍋爐內受流體動力作用,被存留在爐膛內重復循環的850℃~900℃的高溫床料強烈摻混和加熱,然后發生燃燒。受一次風的流化作用,爐內床料隨之流化,并充斥于整個爐膛空間。床料密度沿床高呈梯度分布,上部為稀相區,下部為密相區,中間為過渡區。上部稀相區內的顆粒在爐膛出口,被煙氣攜帶進入旋風分離器,較大顆粒的物料被分離下來,經回料腿及J閥重新回入爐膛繼續循環燃燒,此謂外循環;細顆粒的物料隨煙氣離開旋風分離器,經尾部煙道換熱吸受熱量后,進入電除塵器除塵,然后排入煙囪,塵灰稱為飛灰。爐膛內中心區物料受一次風的流化攜帶,氣固兩相向上流動;密相區內的物料顆粒在氣流作用下,沿爐膛四壁呈環形分布,并沿壁面向下流動,上升區與下降區之間存在著強烈的固體粒子橫向遷移和波動卷吸,形成了循環率很高的內循環。物料內、外循環系統增加了燃料顆粒在爐膛內的停留時間,使燃料可以反復燃燒,直至燃盡。

循環流化床鍋爐內的物料參與了外循環和內循環兩種循環運動,整個燃燒過程和脫硫過程就是在這兩種形式的循環運動的動態過程中逐步完成的。

3、循環流化床內脫硫機理

循環流化床鍋爐脫硫是一種爐內燃燒脫硫工藝,以石灰石為脫硫吸收劑,石油焦和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入,一次風從布風板下部送入,二次風從燃燒室中部送入。石灰石在850℃~900℃床溫下,受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。氣流使石油焦、石灰石顆粒在燃燒室內強烈擾動形成流化床,燃料煙氣中的SO2與氧化鈣接觸發生化學反應被脫除。為了提高吸收劑的利用率,將未反應的氧化鈣、脫硫產物及飛灰等送回燃燒室參與循環利用。按設計,II電站CFB鍋爐鈣硫比達到1.97時,脫硫率可達90%以上。

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高硫石油焦在加熱到400℃就開始有硫份析出,經歷下列途徑逐步形成SO2,即硫的燃燒過程:

S--→H2S--→HS--→SO--→SO2

硫的燃燒需要一定的時間,石油焦床內停留時間將影響硫的燃燒完全程度,其隨時間同步增長。同時床溫對硫的燃燒影響很大,硫的燃燒速率隨床溫升高呈階梯增高。

以石灰石為脫硫劑在爐膛內受高溫煅燒發生分解反應:

△CaCO3--→CaO + CO2-179 MJ/mol 上式是吸熱反應。由于在反應過程中分子尺寸變小,石灰石顆粒變成具有多孔結構的CaO顆粒,在有富余氧氣時與床內石油焦的析出硫分燃燒生成的SO2氣體發生硫酸鹽化反應:CaO + SO2 + 1/2 O2--→CaSO4 + 500 MJ/mol

使Ca0變成CaSO4即達到脫硫目的。但是生成的CaSO4密度較低,容易堵塞石灰石的細孔,使SO2分子不能深人到多孔性石灰石顆粒內部,所以,Ca0在脫硫反應中只能大部分被利用。

4:影響脫硫的因素與清潔燃燒控制

影響脫硫的因素有許多,一部分屬于設計方面的因素,諸如給料方式的不同會有不同的脫硫效果;爐膛的高度影響脫硫時間等。另一部分屬于運行方面的因素,如Ca/S摩爾比、床溫、物料滯留時間、石灰石粒度、石灰石脫硫活性等,本文僅從運行角度,對II電站CFB鍋爐的脫硫工藝進行研究分析。

4.1:Ca/S摩爾比的影響

當Ca/S比增加時,脫硫效率提高。由于II電站CFB鍋爐燃燒用高硫石油焦的硫含量基本上為4%~4.5%,所以,Ca/S比的改變可由控制石灰石的加入量來實現。通過對在線儀表的數據采集分析,從圖1可以發現,隨著石灰石加入量的增大,煙氣中的SO2排放量逐步降低,趨勢變緩,Ca的利用率下降。因此Ca/S比存在經濟性問題,一般經濟Ca/S比在1.5~2.5之間。II電站CFB鍋爐設計Ca/S比控制在1.97。實際運行中,還可以用石灰石輸送風壓比照石灰石加入量,目前石灰石輸送風壓PT650A/B控制在20KPa左右。(脫硫效率以在線監測儀的煙氣SO2排放量平均數據表示,排放量越小,則脫硫效率越高。)

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4.2:石灰石粒度及活性的影響

石灰石粒度對床內脫硫反應工況具有重大的、甚至是決定性的影響。如果石灰石顆粒太粗,其發生反應后,在顆粒表面形成CaS04,由于CaS04的分子量比Ca0大得多,所以顆粒外表面被CaS04層阻止了S02與顆粒中心區域Ca0進一步反應,降低了脫硫性能;若石灰石顆粒太細(如小于75μm的顆粒),則不能被氣固分離器捕捉送回爐膛,使石灰石不能充分利用。一般地,石灰石顆粒粒徑選在0.2-1.5mm為宜。II電站的石灰石粒徑控制設計指標是D50=550μm。所謂D50,指的是通過50%的物料質量的篩網的尺寸,即物料平均粒徑。也就是說,II電站的石灰石平均粒徑為550μm。石灰石經二級破碎機制粉,在正常運行中不進行粒度的改變調整。

石灰石的脫硫反應活性,受地質特性和物理特性決定,如石灰石的鈣含量和其它成分含量、煅燒后的孔隙結構、破碎特性、地質年齡等。應通過試驗,測定石灰石的活性指數,從而確定篩選礦區,不采購不明石灰石。

4.3:床溫的影響

床溫對脫硫效率有較大影響。從圖2 床溫與脫硫關系曲線可以看出,脫硫率在較高或較低床溫下明顯下降。因為脫硫反應有其最佳的化學反應溫度,約為860℃~880℃左右,偏離最佳反應溫度時,脫硫效果下降。

電站CFB鍋爐床溫一般控制在880℃~900℃,并不在最高脫硫范圍內,這有兩方面原因:一是床溫高,鍋爐燃燒效率高;二是石油焦的揮發份少,著火溫度高達500℃~550℃,燃燼所需溫度亦較高。所以選擇這一運行溫度范圍是統和考慮的結果。

4.4:物料滯留時間的影響

床料在爐膛內滯留時間越長,硫的燃燒、Ca0 與S02的有效反應時間就越長,脫硫效率越高。影響物料滯留時間的因素一般有:流化風速,循環倍率,石油焦造粒及碳黑摻燒,電除塵飛灰回燃循環等等。

4.4.1:流化風速的影響

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;并由于整個稀相區物料濃度的增加而增加該區脫硫劑濃度,提高了脫硫劑的利用率,脫硫效率增高。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,從網址:http://www.tmdps.cn 聯系電話:02161024899 E-mail:service@gesep.com

而降低脫硫效率。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。

4.4.2: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。同時使稀相區的物料濃度增高,增加了石油焦在爐膛內與床料碰撞的概率,提高石油焦在爐膛內的停留時間,從而使脫硫效率升高。圖3為循環物料量與煙氣SO2排放量關系。

循環物料量的主要控制手段為:控制石灰石的加入量及石灰石的粒徑,調整一、二次風比率,控制石油焦粒徑,控制J閥的工作狀態,控制合適的爐膛上部差壓、保證爐膛內有足夠的細顆粒等。

4.4.3:石油焦造粒及碳黑摻燒的影響

II電站于2001年1月,在2#CFB鍋爐上做了3天的摻燒30%造粒石油焦試驗,原目的是研究飛灰碳含量的變化情況。所謂造粒,就是將粉料石油焦,摻加一定比例的飛灰和粘結劑,聚集成4mm左右的粒焦。這實際上使飛灰中30%左右的Ca0得到了回用,提高了石灰石的利用率。但這部分的Ca0由于表面孔隙被CaS04堵塞,使SO2不能充分地深入到Ca0顆粒內部,脫硫性能相對較差。另一方面,隨著粒徑增大,石油焦的著火點溫度將明顯提高,延長了石油焦顆粒在高溫床料內加熱干燥、熱解及揮發份燃燒的時間,石油焦的硫份燃燼更加充分,與石灰石充分反應后,脫硫率增高。

目前II電站鍋爐在石油焦中摻燒5%左右的碳黑。碳黑來自合成氨裝置,水份比較大,經摻和一定量的底灰粘結,使底灰中40%左右的Ca0得到了回用。由于Ca0與碳黑中的H2O反應生成Ca(OH)2,其與SO2的結合能力比Ca0強,因此,比較造粒石油焦與摻燒碳黑,后者的脫硫效果更佳。

4.4.4:電除塵飛灰回燃循環的影響

II電站1#CFB鍋爐新增電除塵飛灰回燃循環系統,將鍋爐尾部電除塵器一電場收集的飛灰送回J閥回料腿,進入鍋爐爐膛的密相區,實現循環燃燒。該系統有以下三個優點:a.提高碳的燃燼率;b.提高石灰石的利用率;c.調節床溫,使其保持在最佳的脫硫溫度下。

4.4.5:效果

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II電站的兩臺循環流化床鍋爐運行中的煙氣SO2排放量在400ppm左右,(標準狀態煙氣中1ppm的SO2體積濃度等于2.86 mg/Nm3質量濃度),約為1144 mg/Nm3。國家排放控制標準為1200 mg/Nm3~1800 mg/Nm3,工藝控制標準為1500 mg/Nm3。

4、總結

隨著社會和國家對環境保護的日益重視,以及公司HSE管理的不斷深入,SO2排放控制標準將逐步向世界先進國家靠攏,達到400 mg/Nm3。由此可以看到明顯的差距,CFB鍋爐的清潔燃燒工作任重道遠,需要為之不斷的努力。綜上所述,CFB鍋爐的燃燒脫硫控制,關鍵是增大石灰石的添加量及加大物料的循環利用程度,提高Ca/S比。同時加強重視對床溫、流化風速、物料粒徑、石灰石脫硫活性等因素的選取、調整、控制,通過對這些因素的優化組合,提高循環流化床鍋爐的脫硫效率,達到清潔燃燒的目的,凈化空氣,實現最大程度的不破壞環境。

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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

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。

第四篇: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。

第五篇: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

及循環流化床鍋爐技術脫硫兩種方KEYWORD:Circulatingfluidizedbed;Desulfur式。機組能否采用煙氣脫硫,首先要分析煙氣脫硫ization denitration;Optimal choice 的工藝及設備占地情況。煙氣脫硫一般又分為三

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脫硫的共世界經濟的發展。近年來,隨著我國電力等同點是:均采用鍋爐尾部煙氣循環脫硫、石灰作吸工業的加快發展,煤炭消耗量快速增長,二收劑,占地小、初投資省,副產品拋棄。不同點是:氧化硫、氮氧化物污染不斷加劇。其中,電<1>前者屬半干法脫硫,后者屬干法脫硫;<2>前者廠燃煤每年向大氣中排放的二氧化硫、氮氧使用脫硫劑為純度及活性較高的石灰漿CaO2,化物就高達1200萬噸,成為造成環境污染的后者脫硫劑為熟的干石灰粉<即已消化的石灰>或罪魁禍首。為滿足環境保護要求,改善大氣采用爐內噴鈣;<3>前者反應塔后使用分離器循環質量,在現有火電廠利用其有限場地尋求一灰粒,噴嘴注射石灰漿,后者反應器后使用電除塵種初投資省、占地少、脫硫脫銷效率高、技器循環灰粒;<4>脫硫效率、初投資、運行費用、術成熟可靠、運行成本低的脫硫脫銷裝置。占地面積等后者比前者略大。加快火電廠煙氣脫硫脫銷工作,不僅是削減電子束法脫硫電子束法脫硫是干法脫二氧化硫、氮氧化物排放總量、改善空氣環硫中一種新的脫硫工藝,其主要特點是:<1>屬干境質量的客觀要求,也是促進電力工業與環法處理過程,不產生廢水、廢渣;<2>能同時脫硫、境保護協調發展、構建和諧社會的迫切需要。脫硝,并可達到90以上的硫脫率和80以上的脫硝循環流化床鍋爐雖然相比其他爐型在爐率;<3>副產品為硫銨和硝銨混合物,可用作化肥。內脫硫脫銷效率上略高一籌,但是還存在諸濕式石灰石-石膏法脫硫技術,此技術的基本原理主要是將石灰石粉漿或石灰作脫硫劑,在吸收塔內對含有SO2的煙氣進行噴淋洗滌,使SO2與漿液中堿性物質發生化學反應生成亞硫酸鈣和硫配鈣,從而將SO2除掉。

2循環流化床鍋爐爐內煙氣脫硫特點

循環流化床鍋爐爐內穩定的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/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

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